一种用于可再生胺法脱硫的吸收系统

本技术涉及湿法烟气脱硫，具体涉及一种用于可再生胺法脱硫的吸收系统。

背景技术：

1、可再生胺法脱硫技术是一种新兴的烟气脱硫技术，具有脱硫效率高、吸收剂可循环利用、不产生二次污染等特点，再生获得纯净度较高的二氧化硫气体，可以进一步加工系列“硫系”产品（如液体二氧化硫），该方法生产效率高，容易形成一定生产规模，具有较好的经济价值。

2、然而，现有的主流湿法烟气脱硫技术普遍存在着脱硫效率低的缺陷，将之应用到可再生胺法脱硫技术中，会拉低其效率。常规的增大操作液气比的方法，虽然能提高脱硫率，但产生的吸收富液浓度偏低，间接增大了解吸系统负荷，造成全系统能耗升高。作为捕集烟气中二氧化硫的关键环节，提升吸收系统吸收效率与提高吸收富液含硫量同等重要，因此，如何在不增加成本和操作难度的前提下，设计出与可再生胺法脱硫技术相匹配的吸收系统，提升整个可再生胺法脱硫技术的效率和经济效益十分重要。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了提供一种用于可再生胺法脱硫的吸收系统，以吸收含硫烟气中的二氧化硫，该吸收系统可以有效提升脱硫效率、提高经济效益。

2、为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种用于可再生胺法脱硫的吸收系统，用于吸收含硫烟气中的二氧化硫，包括一级吸收塔、二级吸收塔、富液储槽和贫液储槽，所述一级吸收塔为喷淋、填料复合塔，一级吸收塔的下进气口用于进含硫烟气，一级吸收塔的下排液口与富液储槽连通，一级吸收塔的上出气口与二级吸收塔的下进气口连通，一级吸收塔的上进液口与二级吸收塔的下出液口连通；所述二级吸收塔的上出气口通过除雾器排放烟气，二级吸收塔的上进液口与贫液储槽连通。

4、作为一种优选方案，所述一级吸收塔内从上往下数，第一层喷淋层下方设若干喷嘴，以将一级吸收塔的上进液口进入的液体往下均匀喷出；所述一级吸收塔内从上往下数，第二层及以下的所述喷淋层的上下两侧则均设有若干喷嘴，以将一级吸收塔的上进液口进入的液体分别往上、下两个方向喷出；外围喷嘴朝向一级吸收塔中轴线倾斜安装，且喷嘴安装倾斜角度小于雾化角角度的二分之一，以使喷嘴喷出的雾滴不大量喷到一级吸收塔内壁。

5、作为一种优选方案，所述喷淋层的上下两侧均设有若干喷嘴，以将一级吸收塔的上进液口进入的液体分别往上、下两个方向喷出。

6、作为一种优选方案，所述填料吸收段为规整填料段。

7、作为一种优选方案，还包括静态混合器，所述一级吸收塔的上进液口与二级吸收塔的下出液口之间通过静态混合器连通，所述富液储槽与静态混合器连通。

8、作为一种优选方案，所述富液储槽通过循环泵与静态混合器连通。

9、作为一种优选方案，所述静态混合器通过中转泵与二级吸收塔的下出液口连通。

10、作为一种优选方案，所述中转泵通过中转槽与二级吸收塔的下出液口连通。

11、作为一种优选方案，所述二级吸收塔通过贫液输送泵与贫液储槽连通。

12、作为一种优选方案，所述一级吸收塔的下进气口内设置有实心锥喷嘴，所述实心锥喷嘴一端与循环泵出口管道连接，一端朝向一级吸收塔内、以顺着含硫烟气流向喷出雾化液滴。

13、其中，二级吸收塔为填料塔，且一级吸收塔直径大于等于二级吸收塔直径，二者呈串联布置，气液两相（烟气和吸收液）均以逆流方式接触。

14、作为一种优选方案，所述实心锥形喷嘴的喷雾路径与一级吸收塔下进气口相切，所述喷淋层上的喷嘴也应尽可能的避免喷到塔内壁，即外围喷嘴朝向一级吸收塔中轴线倾斜安装，且喷嘴安装倾斜角度小于雾化角角度的二分之一，具体的安装角度应当以喷嘴喷雾的液滴雾滴在一个喷淋层间隔的空间内不大量喷到塔内壁为准。

15、作为一种优选方案，新鲜吸收液成分设为乙二胺0.25~0.35 mol·l-1，并加入适量磷酸以调节溶液ph值介于6.5~7.5为最佳。

16、作为一种优选方案，该吸收系统稳定运行后，吸收贫液中四价硫浓度在0.1~0.18mol·l-1之间，吸收富液中四价硫浓度在0.2~0.3 mol·l-1之间。

17、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

18、本实用新型包括一级吸收塔、二级吸收塔、除雾器、贫液储槽、富液储槽、静态混合器等，可设置在燃煤锅炉烟气净化系统中。本吸收系统采用化学吸收法，以吸收液部分循环的气液逆流接触方式，将烟气中的二氧化硫溶解吸收至含胺溶液中，以降低烟气二氧化硫排放浓度，吸收产生的富液可加热再生为贫液，并返回该吸收系统，实现吸收液的循环利用。

19、本实用新型中，来自二级吸收塔底部的吸收液与来自循环泵的吸收液，先通过静态混合器进行充分混合，再进入一级吸收塔顶部作为吸收液。将一级吸收塔塔底一部分富液再次循环回塔顶作为吸收液，从流体力学角度：一级吸收塔内液气比升高，有助于增大雾滴表面积和填料表面浸润面积，一定程度上可以降低流动边界层厚度，间接提升气液传质系数。从传质角度：虽然富液循环会提高液相中四价硫含量，造成气液界面处二氧化硫分压升高，但由于一级吸收塔内烟气气相主体中二氧化硫含量较高，因此，吸收塔内平均传质推动力仍然较大，能够维持足够的传质速率，待烟气离开一级吸收塔后，气相主体二氧化硫浓度已经大幅下降，再进入二级吸收塔，可以利用二级吸收塔低浓度的贫液提供足够高的传质推动力；二者相结合，可以有效提升整个系统的吸收效率。

20、本实用新型一级吸收塔设置为喷淋、填料复合塔，其内部上方设置多个喷淋层，下方设置为规整填料段，该结构可以有效提高储液单元的冗余度，以便更灵活地应对系统波动（如烟气浓度变化、解吸系统处理能力变化等）；并且，喷淋与填料的组合，相较于纯粹的填料塔而言，一方面是可以降低气体流动阻力，使之适应烟气流量大的场景，另一方面则是可以降低风机的功耗。此外，喷淋段无内构件，下落液滴直接冲刷规整填料，可以有效避免因吸收液中盐分富集或固体杂质堵塞填料，也可以有效的减少填料中存在的气液接触死区。

21、本实用新型一级吸收塔喷淋段中，喷淋层上下均均匀设置了喷嘴，可实现朝上、下两个方向喷淋液体，且相邻喷淋层上相对的喷嘴交错设置，可以加剧喷出液滴的碰撞概率，一方面可以强化液滴表面更新频率，基于表面更新理论，如此可以显著提高传质效率；另一方面还可以通过碰撞打散打碎液滴，使液滴更小，接触面（传质面）更大，也可以提高传质效率。此外，该设置可以增加液滴的流动路径长度，延长液滴停留时间，传质吸收更充分。

22、本实用新型喷淋段顶部也无需像常规喷淋塔那样设置除雾段，因为气流夹带的雾沫可以有效地被二级吸收塔俘获，二级吸收塔既充当吸收设备也起到除雾作用，不会影响最终产物，体现了本实用新型布局的合理性。

23、本实用新型一级吸收塔的填料段为规整填料结构，有一定的整流作用，烟气进入一级吸收塔后，穿过填料可以使烟气在喷淋段内分布更均匀；填料本身也是气、液分散介质，能提供一部分传质面积；在重力驱动下，喷淋液滴下落到塔底附近时速度较快，液滴能提供的传质比表面积就会减小，在此区域采用填料，液滴撞击填料表面并形成液膜，可以有效提高传质面积；规整填料的流通阻力较小，本身不易堵塞，加之喷淋液滴的高速冲刷，可以进一步降低结垢堵塞的风险。

24、（7）本实用新型对含硫烟气处理量大，吸收富液的工艺参数范围有利于解吸，是一套技术可行、简单实用、经济合理的可再生胺法脱硫的吸收系统。

25、（8）本实用新型一方面在降低流动阻力的同时提高了气液接触面积；另一方面是将贫富液浓度调控到适宜的区间，以匹配后续的胺液再生系统，达到了降低整体运行能耗的目的。

26、（9）本实用新型可以提升离开吸收系统的富液中四价硫含量（有助于解吸），强化单位填料体积的传质效率，还可以进一步优化设计填料塔的内径及高度，以降低气液两相的流动阻力（尤其是气相，因为通常气体流量较大）。同等设备参数下，若取消富液循环回路，产生的富液流量高且其中的四价硫浓度低，无疑是不利于解吸的，因此，本实用新型吸收系统具有明显优势。

27、（10）本实用新型还在一级吸收塔的进气口上设置了实心锥喷嘴，可通过镂空圆环固定到进气口内壁上，实心锥喷嘴安装位置应该以雾锥面与塔内壁刚好相切为宜，实心锥喷嘴喷出的雾滴直径在50-500微米之间，该喷嘴流量小，易被烟气夹带，可随烟气入口处的含硫烟气一起流动，并充分接触，实现与烟气的快速吸收反应。