專利名稱：一種塔頂排放式煙氣脫硫方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種塔頂排放式煙氣凈化排放一體化脫硫方法，尤其涉及從煙氣中回收硫氧 化物的工藝，屬于電力、冶金、環(huán)保、化工技術領域，尤其適合煙氣脫硫技術領域。
背景技術：
龐大的煙囪一直是廣大鍋爐、火電廠的必備裝置。而且，煙囪的施工工藝非常復雜，影 響工業(yè)生產(chǎn)的維護、加固、增強性施工一般受到排斥。例如，以煤或石油為燃料的火力發(fā)電
廠排放大量鍋爐煙道氣，經(jīng)過煙囪直接排向大氣。電廠鍋爐的排放煙囪高度在120 250m之 間， 一般都采用鋼筋混泥土材料作為強度外殼。由于煙氣中含有SOx、 NOx、 HC1和HF等 酸性氣態(tài)物質(zhì)，尤其其中的S03氣體，使得煙氣表現(xiàn)出酸露點腐蝕性。煙氣的酸露點隨煙氣 中S03和水汽含量增加而增加， 一般在100 150。C之間。為了確保煙氣排放過程中不出現(xiàn)酸 露點腐蝕，從鍋爐系統(tǒng)出口，即通常的鍋爐引風機出口的煙氣溫度比露點高15 25。C。但是， 為了安全和設計保守起見，煙囪內(nèi)壁都需要內(nèi)襯保溫，尤其是防腐材料，在與煙氣接觸的最 里層襯以耐酸膠泥，次里層襯以耐酸磚。
隨著環(huán)保要求越來越嚴格，電廠或鍋爐都需要安裝煙氣脫硫裝置，且主流的煙氣脫硫技 術都是含水漿液洗滌吸收的方法，或稱為濕法，脫硫劑是堿性物質(zhì)，比如天然的石灰石，即 碳酸鈣，氧化fl/碳酸鎂，氫氧化鈉娥酸鈉，或者合成氨等，脫硫產(chǎn)品分別是石膏(二水硫酸 鈣晶體)，七水硫酸鎂晶體，硫酸鈉或硫酸銨。這些方法的一個共同點都是，脫硫尾氣排放溫 度低于酸露點腐蝕溫度，而且接近煙氣水飽和的水露點溫度，在40 60。C之間，盡管在脫硫 設備，通常稱為脫硫塔中，S03的脫除效率也很高，但是由于S03遇水會形成酸霧，不可能 100%去除，脫硫后的尾氣含有硫酸霧，仍然表現(xiàn)出明顯的腐蝕性。
消除脫硫尾氣酸霧不能采用加熱的辦法，因為硫酸的沸點大于320°C，不可能消耗巨大 的能量將尾氣加熱到超過硫酸的沸點。
現(xiàn)有的方法是對鍋爐原有煙囪進一步實施防腐蝕處理，比如在原有的耐酸膠泥層再內(nèi)襯 防腐材料，增強其防腐蝕能力。對于新建機組，增強性防腐使施工周期大大延長，而且增強 性防腐使煙囪建設費用增加，后續(xù)維護和防腐材料更新的難度也很大。對于老機組，如果對 原有煙囪進行新的防腐處理，施工難度大，施工周期長，更關鍵的是，這對機組或鍋爐的生 產(chǎn)會造成較大影響，在實踐中缺乏應用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種塔頂排放式煙氣凈化脫硫方法，還公開了使用該方法的新型塔頂排放 式煙氣凈化排放一體化脫硫塔，尤其公開了一種從煙氣中回收硫氧化物的脫硫塔。該方法使 煙氣再脫硫塔內(nèi)凈化脫硫后，直接從脫硫塔頂部煙氣出口上方設置的直立排煙筒排放進入大 氣，不再需要經(jīng)原來龐大的煙囪排放。這樣，原來的煙囪不再需要進行防腐增強處理，甚至 原來的煙囪被完全廢棄，克服了現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，節(jié)約了投資，也明顯縮短了施工 工期。
本發(fā)明的主要技術創(chuàng)新還在于，使煙氣在脫硫塔內(nèi)部，相對于向下流動的洗滌吸收液逆 流向上，凈化煙氣最后直接從脫硫塔的直立煙筒上行排放，不再需要經(jīng)原來的煙囪排放。因此，本發(fā)明提到的直立煙筒，或者直排煙囪，或者直排煙道，都是指直接連接煙氣脫硫塔的 凈化煙氣出口并直接向大氣排放尾氣的構件，安裝該構件的脫硫塔可以直接排放凈化氣體， 完全廢棄鍋爐或者電廠原來使用的煙囪。
本發(fā)明的技術創(chuàng)新還在于，它通過脫硫塔內(nèi)設置的噴淋段，洗滌吸收液高度分散為細小 液滴與煙氣充分接觸，同時發(fā)生質(zhì)量和熱量的傳遞，提髙了煙氣的脫硫凈化效果，.煙氣中的 二氧化硫變?yōu)閬喠蛩崴猁}水溶液。
本發(fā)明的技術創(chuàng)新還在于，它通過脫硫塔內(nèi)設置的填料段，高效去除從噴淋段上來的煙 氣中夾帶的霧狀液體滴，或稱為液沫，使得凈化煙氣可以直接經(jīng)入直立煙筒排放。
本發(fā)明的技術創(chuàng)新還在于，它通過脫硫塔內(nèi)設置的鼓泡段，實現(xiàn)亞硫酸鹽的高效氧化， 同時實現(xiàn)硫酸鹽的高效結(jié)晶。本發(fā)明的鼓泡段設置在煙氣凈化設備的下部或者底部，通過配 件布置和流程設計，該鼓泡段能夠使洗潘吸收液進行塔體內(nèi)部的上下循環(huán)、塔體內(nèi)外之間的 循環(huán)，同時發(fā)揮承接洗滌吸收原劑、溶解槽、氧化處理、吸收液循環(huán)槽四大功能，極大地提 高了洗滌吸收原劑的使用效率，提高了煙氣洗滌吸收效率。通過向鼓泡段加入不同的脫硫劑，
鼓泡段可以配合其他部件，通過物理、化學、生物方法吸收灰塵、NOx、 HC1和HF等有害成 份，還能夠大量回收硫氧化物，生產(chǎn)具有較大使用價值的硫酸鹽副產(chǎn)品。
參照附圖1、附圖2,本發(fā)明公開的塔頂排放式煙氣脫硫凈化方法主要包括如下工藝歩驟:
第一，煙氣進入
含有S02 (含量一般在500-15000mg/Nm3)， S03 (含量一般在10-300 mg/Nm3), NOx (含 量一般在100-1000 mg/Nm3)， HC1/HF (含量一般在10-100 mg/Nm3)，塵(含量一般在50-500 mg/Nm3)等污染物，且溫度為100-160°C的煙氣，從煙氣進口進入脫硫塔，優(yōu)選采用鼓風機 把未處理的煙氣送入脫硫塔。
第二，噴淋洗滌吸收
煙氣進入脫硫塔后，向上流經(jīng)脫硫塔內(nèi)設置的噴淋段，與從噴淋段的噴淋器噴淋下來的 洗滌吸收液霧滴逆流接觸，發(fā)生氣-液傳質(zhì)和液相中的化學反應，吸收和脫出以上污染物。在 噴淋段，煙氣中的S02變?yōu)閬喠蛩猁}當采用鈣的碳酸鹽、氧化物或氫 1化物為脫硫原料時， SOz則變?yōu)閬喠蛩徕}，對應的循環(huán)吸收液為一種含有鈣的硫酸鹽、亞硫酸鹽、鹵化物的漿狀 水混合物，并且所述漿狀水混合物中含固體質(zhì)量3-30%，優(yōu)選為10-20%。當采用氨(可以是 液態(tài)氨、氣態(tài)氨、氨水混合物或碳酸銨)作為脫硫原料使，SOi則變?yōu)閬喠蛩徜@，對應的循 環(huán)吸收液為一種含有銨的硫酸鹽、亞硫酸鹽、鹵化物的漿狀水混合物，并且所述漿狀水混合 物中含固體質(zhì)量3-30%，優(yōu)選為10-20。/。。在脫硫的同時，煙氣中的其他酸性污染物也被吸收 凈化，S03變?yōu)榱蛩猁}，HC1變?yōu)槁然?，NOx變?yōu)轫宜峄騺喯跛猁}。這些酸性污染物的脫 出效率可達到95-99%以上，而且煙氣中的粉煤灰(塵)的脫出效率也可大于60%-卯％。尤 其是，煙氣被吸收液中的水冷激和增濕，溫度降低到40-60。C之間。
第三，煙氣除沫
煙氣完成脫硫凈化后，繼續(xù)向上流動，進入填料段，目的是除去從噴淋段帶來的液滴， 或稱液沫，除沫效率大于95%。填料段有兩層填料，每層填料上方都有一組噴水器，用以沖 洗除沫填料上粘附的固體，比如石膏，硫酸銨或硫酸鎂等，防止持續(xù)累積堵塞填料中的氣體 通道。連續(xù)運行狀態(tài)下，下層填料的噴水器運行，停車時，必須運行上層填料的噴水器一段 時間，優(yōu)選上、下層填料的噴水器同時運行。第四，煙氣直排
經(jīng)過填料段后的煙氣稱為凈化煙氣，通過凈化煙氣出口直接從直立煙筒排入大氣，不再
通過原煙囪排入大氣，凈化煙氣載所屬直立煙筒中的溫度也在40-60°C之間，而且直立煙筒 的高度在20-80米之間，優(yōu)選在30-60米之間。 第五，洗滌吸收液循環(huán)
洗滌吸收液為含有堿性脫硫劑、硫酸鹽及其結(jié)晶固體，以及其他污染物的鹽化合物的漿 狀水溶液，尤其是被硫酸鹽飽和或過飽和的漿狀水溶液。洗滌吸收液在循環(huán)泵的作用下，在 位于脫硫塔下部的鼓泡段和位于脫硫塔上部的噴淋段之間實現(xiàn)洗滌吸收液在脫硫塔內(nèi)外，和 上下的兩個循環(huán)，將洗滌吸收液從鼓泡段提到噴淋段，同時，從噴淋段，洗滌吸收液又會自 然下落到鼓泡段。
第六，噴淋器并聯(lián)多層噴淋
對于機組或鍋爐容量大，或者煙氣中S02濃度高的情況，或者如果采用溶解度極低的鈣 原料(可以是碳酸鈣，即石灰石，或氧化鈣，即生石灰，或氫氧化鈣，即消石灰)，洗滌吸收 液的循環(huán)流量將十分巨大，現(xiàn)有的泵技術難以滿足大流量的要求，最好多臺循環(huán)泵并聯(lián)使用。 尤其是，每一臺循環(huán)泵都對應一個洗滌液進口和一組洗滌液噴淋器，使得洗滌吸收液經(jīng)過至 少一組噴淋器霧化。每組噴淋器都由吸收液主管、支管和噴嘴組成，確保洗潘吸收液沿脫硫 塔橫截面均勻分布和細小霧化。霧化噴嘴的數(shù)量至少需要7個，尤其是以脫硫塔橫截面積為 基礎每0.5-2.0個1112布置1個噴嘴，而且所述噴嘴的噴液流量為10 100m3/h，優(yōu)選為20 50m3/h。每臺循環(huán)泵的流量為500-5000m3/h。
第七，氧化結(jié)晶
從噴淋段下來的洗滌吸收液，直接進入位于脫硫塔下部的鼓泡段。在鼓泡段，由空氣壓 縮機送來的氧化空氣通過空氣鼓泡器向洗滌吸收液鼓入氧化空氣，設置在鼓泡段的側(cè)進軸攪 拌器持續(xù)攪動，促進煙氣中物質(zhì)的化學、物理吸收效果，吸收液經(jīng)過空氣氧化后，亞硫酸鹽 變?yōu)榱蛩猁}，并在過飽和情況下結(jié)晶析出硫酸鹽晶體。鼓泡段還充當了吸收液循環(huán)槽的作用， 經(jīng)過脫硫塔外的循環(huán)泵不斷將含有脫硫劑的吸收液輸送到噴淋段，不斷吸收煙氣中的污染物，
尤其S02，再回到脫硫塔底部的鼓泡段。鼓泡段還充當了脫硫劑溶解槽的功能。 一般情況下，
新鮮的脫硫劑比如粒度在250-325目以上的石灰,石粉末漿液，氧化鎂/碳酸鎂漿液，或液化氨/ 氣化氨/氨水，直接加到鼓泡段，與吸收液混合、溶解、稀釋。 第八，脫硫產(chǎn)品分離
從鼓泡段通過排料泵必須不斷排出吸收液，使它包含的物質(zhì)進入固化分離程序，例如進 入后續(xù)的硫酸鹽固體分離和加工設備，從分離設備剩余的液體，或稱為母液，又回流到鼓泡 段，使得本發(fā)明的方法不產(chǎn)生，或很少產(chǎn)生廢水。
由上述技術方案可見，本發(fā)明的塔頂排放式煙氣凈化脫硫方法所使用的脫硫塔，主要包 括了四個部分從下至上分別為鼓泡段、噴淋段、填料段和直立煙筒，使在凈化脫硫塔塔中 脫出煙氣中的污染物質(zhì)，尤其S02之后，凈化尾氣不經(jīng)過原來的鍋爐煙囪排放，從而避免了 現(xiàn)有技術需要對鍋爐煙囪增強防腐，節(jié)省了投資，縮短了工期。
具體而言，本發(fā)明公開的塔頂排放式煙氣凈化脫硫方法，優(yōu)選使用如下塔頂排放式煙氣
凈化排放一體化脫硫塔，該塔為圓筒形或方形，其創(chuàng)新性設計還包括 塔體；塔體上的煙氣進口，位置在塔體中下部或者中下部至中上部之間，優(yōu)選中部； 塔體上的煙氣出口，位置在塔體上部或頂部，優(yōu)選頂部； 設置在煙氣進口和煙氣出口之間的塔體內(nèi)的填料段； 設置在煙氣進口和填料段之間的塔體內(nèi)的噴淋段； 設置在煙氣進口下部的位于塔體內(nèi)的鼓泡段；
填料段用波紋狀塑料板片平行排列而成，片間距2(^50mm，所選塑料為聚丙烯或者它與 玻璃纖維的復合材料，塑料板片的厚度介于1.0mm 5.0mm之間，優(yōu)選在2.0mm~3.5mm之間；
尤其是，設置在凈化煙氣出口之上方的直立煙筒，直立煙筒的橫截面為圓形、橢圓形、 方形，或者矩形；
此外，填料段中設置了兩段填料，并且每段填料之上都布置有噴水器； 噴淋段中設置有氣體分布器，洗滌吸收液噴淋器和液體壁流擋環(huán)；
鼓泡段中設置有了空氣分布器，和側(cè)進軸攪拌器，側(cè)進軸攪拌器的作用是，在設備運行 時持續(xù)攪動，促進氣-液-固三相漿液的混合和傳質(zhì)，和防止固體在底部沉積，在設備停車時， 持續(xù)攪動防止固體在底部沉積；
直排煙囪的橫截面積是噴淋段橫截面積的0.05~0.35倍，較好地是0.10~0.25倍，最好是 0.125~0.15倍；
直排煙囪的高度在2(M00m之間，較好地在30 70m之間；
本發(fā)明的噴淋段可以包含如下部件第一，煙氣分布器；第二，洗滌吸收液噴淋器；第 三，液體壁流擋板。
本發(fā)明的煙氣分布器設計有如下要點
煙氣分布器的目的是確保煙氣進入塔內(nèi)后沿塔的橫截面均勻分布，使煙氣可以同噴淋而 下的洗滌吸收液均勻接觸，確保洗滌和吸收的效率。
優(yōu)選的煙氣分布器為篩板狀，其開孔率為10~50%，優(yōu)選為20-30%,孔直徑為1(M00mm; 所說的篩板可以是帶孔的平板，也可以是帶孔波紋板或折板；
所說的開孔率為開孔總面積與塔體的橫截面積之比；
或者，所說的煙氣分布器為柵板，其開孔率為10~50%,優(yōu)選為20-30%,柵條縫隙的寬 度為l(^100mm，長度為0.5~15.0m;所說的柵板可以是平板，也可以是弧型板，或斜板。 本發(fā)明的噴淋器設計要點如下
噴淋器有兩個目的和效果 一是使洗滌吸收液均勻分布，二是使洗滌吸收液高度分散， 成為細小的液滴。
噴淋器包括分布管和噴嘴，分布管與噴嘴相連接，噴嘴為螺旋噴嘴；
優(yōu)選的分布管分為主管和支管，支管與主管相連接，主管的內(nèi)徑為0.15 1.5m，支管的 內(nèi)徑為0.05 0.5mm;吸收液在管內(nèi)的流動速度為1.0 5.0m/s，更好為1.5 2.5m/s。
噴嘴的數(shù)量為在脫硫塔的橫截面上，每0.5-2.0平方米布置l個噴嘴，每個噴嘴^I噴液流 量為10 100m3/h，優(yōu)化為20 80m3/h;噴嘴的噴口內(nèi)徑為10 120mm，優(yōu)選為20 60mm。
本發(fā)明的壁流擋板設計要點如下
壁流擋板的應用目的是減弱或消除脫硫塔內(nèi)壁的液體流動，盡量使噴淋的洗滌吸收液在 塔的橫截面上均勻流動，提高洗滌吸收液的利用效率。由于噴淋器配置的噴嘴的角度較大， 因為要髙度分散，必然會有大量噴灑的液體會灑到塔內(nèi)壁上，沿內(nèi)壁向下流動的洗滌吸收液與煙氣的傳質(zhì)效果較差，從而降低了洗滌吸收液的利用效率。
壁流擋板的設置可以消除洗滌吸收液的塔內(nèi)壁流，使壁流液體轉(zhuǎn)向塔內(nèi)，提高洗滌吸收 液的利用效率，某種意義上可以降低洗滌吸收液的循環(huán)量。
壁流擋板直接連接在塔的內(nèi)壁，與內(nèi)壁形成的豎直方向的角度在3(K90度， 一般在噴淋 器以下0.5-1.5米的位置，壁流擋板的寬度為0.K5m，壁流擋板可以是一個整體，也可以斷 開。


圖1為塔頂排放式煙氣脫硫塔的結(jié)構示意圖。
圖2為塔頂排放式煙氣脫硫方法的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
實施例l
一種塔頂排放式煙氣脫硫方法，用于以下條件煙氣的脫硫凈化
它是一種煙氣含有S02 3000mg/Nm3， SO3 30mg/Nm3, NOx 500 mg/Nm3， HC1和HF含 量30 mg/Nm3,塵含量100 mg/NmS污染物，且溫度為135°C的鍋爐原煙氣，煙氣流量為45 萬Nm3/h。
參見圖l，本發(fā)明采用的煙氣凈化排放一體化脫硫塔，為圓筒形的塔，包括 塔體(l)，塔體(1)直徑為8.0111;
設置在塔體(1)下部的位于塔體內(nèi)的鼓泡段(2)，鼓泡段(2)中設置有一組空氣鼓泡 器，和三臺側(cè)進軸攪拌器；
設置在塔體(l)中部或者中下部的煙氣進口 (3)，其流通截面為矩形，高2.5111，寬6.0111;
設置在塔體(1)中上部的位于塔體內(nèi)的噴淋段(4),噴淋段(4)中設置有篩板式氣體 分布器，2組吸收液噴淋器和液體壁流擋板，且噴淋器由主管、支管和噴嘴構成，噴嘴為螺 旋噴嘴，每組噴嘴數(shù)量為50個
設置塔體(1)上部的位于塔體內(nèi)的填料段(5)，填料段(5)中設置兩段填料，每段填 料之上都布置有噴水器；
設置在塔體(1)頂部的凈化煙氣出口 (6);
設置在凈化煙氣出口 (6)之上方的直立煙筒(7)，直立煙筒(7)的橫截面積是圓形， 并且從其進氣口到其排氣口，橫截面積不斷減小，與噴淋段(4)的橫截面積的比例從0.25 減小到0.125倍；
直排煙囪的高度是55米。
參見圖2，本發(fā)明的塔頂排放式煙氣脫硫方法的具體的工藝設計如下.-鼓風機(30)把煙氣，從煙氣進口 (3)鼓入凈化排放一體化的凈化處理塔(10)。脫硫 原料為液態(tài)合成氨，循環(huán)的洗滌吸收液為含硫酸銨結(jié)晶固體的硫酸銨、亞硫酸銨、氯化銨漿 狀水混合物，并且該循環(huán)吸收液還含有從煙氣中洗滌下來的粉煤灰，其含固體質(zhì)量為15%。 洗滌吸收液在循環(huán)泵(40)的作用下，在凈化處理塔(10)的鼓泡段(2)、噴淋段(4)之間 實現(xiàn)塔體(1)上下、塔體(1)內(nèi)外兩個循環(huán)。
采用兩臺循環(huán)泵，每臺循環(huán)泵的流量為1500m3/h。
煙氣進入凈化處理塔(10)的塔體(1)后，向上流經(jīng)塔內(nèi)設置的噴淋段(4)。在噴淋段， 兩組洗滌液噴淋器持續(xù)噴淋(每一組洗滌液噴淋器都對應各自的循環(huán)泵，對應各自的洗滌液進口)，把煙氣中的S02變?yōu)閬喠蛩徜@。煙氣被洗滌吸收液冷激，溫度降低到52。C。 噴淋段中，每個噴嘴的噴淋量為30m3/h。
煙氣向上逆流經(jīng)過噴淋段(4)后，繼續(xù)向上，進入填料段(5)。填料段(5)有兩層填 料，每層填料上方都有一組噴水器。煙氣凈化設備連續(xù)運行狀態(tài)下，下層填料的噴水器持續(xù) 運行；停車時，上層填料的噴水器運行3分鐘。噴水器的運行方式和時間以塔下部的鼓泡段 (2)的液位為基準來調(diào)節(jié)。當液位低于設定液位時，開啟噴水器，既沖洗除霧填料層，又向 吸收塔(10)補充工藝水。
經(jīng)過填料段(5)后的煙氣稱為凈化煙氣，通過凈化煙氣出口 (6)直接從直立煙筒(7) 排入大氣，排氣溫度51。C。
從噴淋段(4)下來的洗滌吸收液，直接進入位于凈化處理塔(10)下部的鼓泡段(2)。 在鼓泡段(2)，空壓機(20)通過空氣分鼓泡器向吸收液鼓入氧化空氣，將噴淋段獲得的亞 硫酸銨變?yōu)榱蛩徜@，并在過飽和情況下析出硫酸銨晶體，設置在鼓泡段(2)的側(cè)進軸攪拌器 持續(xù)攪動，促進煙氣中物質(zhì)的化學、物理吸收效果，包括促進氣-液和固-液混合和傳質(zhì)，還 促進固-液懸浮。硫酸銨固體產(chǎn)品被排料泵(50)送入固液分離設備(60)，具體包括固液分 離、干燥和包裝設備，得到硫酸銨固體產(chǎn)品，產(chǎn)品的含水質(zhì)量為0.5%，同時分離出固體后剩 余的液體，為含有硫酸銨的過飽和溶液，稱為母液，回流到脫硫塔(10)下部的鼓泡段(2)， 進一步被新吸收和氧化得到的硫酸銨過飽和，并再結(jié)晶為固體硫酸銨。
脫硫原料，液氨，從位于脫硫塔(10)下部的鼓泡段(2)的塔體(1)上的脫硫原料進 口直接進入凈化處理塔(10)，以確?？梢赃B續(xù)吸收煙氣中的酸性氣體，包括硫氧化物，鹵化 氫，氧化氮等，尤其S02，最后得到相應的銨鹽n
實施例2
該實施例的煙氣條件如下
它是一種煙氣含有S02 2000mg/Nm3， SO320mg/Nm3， NOx 500mg/Nm3， HC1和HF含 量30mg/Nm3，塵含量200 mg/NmS污染物，且溫度為145°C的鍋爐原煙氣，煙氣流量為30 萬Nm3/ho
參見圖l，其采用的煙氣凈化排放一體化脫硫塔，為圓筒形的塔，包括 塔體(l)，塔體(l)直徑為6.6111;
設置在塔體(l)下部的位于塔體內(nèi)的鼓泡段(2)，鼓泡段(2)中設置有一組空氣鼓泡 器，和兩臺側(cè)進軸攪拌器；
設置在塔體(l)中部或者中下部的煙氣進口 (3),其流通截面為矩形，高2.0111，寬5.0m;
設置在塔體(1)中上部的位于塔體內(nèi)的噴淋段(4),噴淋段(4)中設置有篩板式氣體 分布器，2組吸收液噴淋器和液體壁流擋板，且噴淋器由主管、支管和噴嘴構成，噴嘴為螺 旋噴嘴，每組噴嘴數(shù)量為40個；
設置塔體(1)上部的位于塔體內(nèi)的填料段(5)，填料段(5)中設置兩段填料，每段填 料之上都布置有噴水器；
設^在塔體(1)頂部的凈化煙氣出口 (6);
設置在凈化煙氣出口 (6)之上方的直立煙筒(7),直立煙筒(7)的橫截面積是圓形， 并且從其進氣口到其排氣口，橫截面積不斷減小，與噴淋段(4)的橫截面積的比例從0.25 減小到0.125倍；直排煙囪的高度是58米。
參見圖2，本發(fā)明的塔頂排放式煙氣脫硫方法的具體的工藝設計如下
鼓風機(30)把煙氣，從煙氣進口 (3)鼓入凈化排放一體化的凈化處理塔(10)。脫硫 原料為碳酸鈣，即石灰石，循環(huán)的洗滌吸收液為含硫酸鈣結(jié)晶(即石膏)固體的硫酸鈣、亞 硫酸鈣、氯化鈣的漿狀水混合物，并且該循環(huán)吸收液還含有從煙氣中洗滌下來的粉煤灰，其 含固體質(zhì)量為1 .0%。洗滌吸收液在循環(huán)泵(40)的作用下，在凈化處理塔(10)的鼓泡段 (2)、噴淋段(4)之間實現(xiàn)塔體(1)上下、塔體(1)內(nèi)外兩個循環(huán)。
采用兩臺循環(huán)泵，循環(huán)泵的流量為2000m3/h。
煙氣進入凈化處理塔(10)的塔體(1)后，向上流經(jīng)塔內(nèi)設置的噴淋段(4)。在噴淋段， 兩組洗滌液噴淋器持續(xù)噴淋(每一組洗滌液噴淋器都對應各自的循環(huán)泵，對應各自的洗滌液 進口)，把煙氣中的S02變?yōu)閬喠蛩徜@。煙氣被洗滌吸收液冷激，溫度降低到49。C。
噴淋段中，每個噴嘴的噴淋量為50m3/h。
煙氣向上逆流經(jīng)過噴淋段(4)后，繼續(xù)向上，進入填料段(5)。填料段(5)有兩層填 料，每層填料上方都有一組噴水器。煙氣凈化設備連續(xù)運行狀態(tài)下，下層填料的噴水器持續(xù) 運行；停車時，上層填料的噴水器運行2分鐘。噴水器的運行方式和時間以塔下部的鼓泡段 (2)的液位為基準來調(diào)節(jié)。當液位低于設定液位時，開啟噴水器，既沖洗除霧填料層，又向 吸收塔(10)補充工藝水。
經(jīng)過填料段(5)后的煙氣稱為凈化煙氣，通過凈化煙氣出口 (6)直接從直立煙筒(7) 排入大氣，排氣溫度48。C。
從噴淋段(4)下來的洗滌吸收液，直接進入位于凈化處理塔(10)下部的鼓泡段(2)。 在鼓泡段(2),空壓機(20)通過空氣分鼓泡器向吸收液鼓入氧化空氣，將噴淋段獲得的亞 硫酸鈣變?yōu)榱蛩徕}，并在過飽和情況下析出石膏晶體，設置在鼓泡段(2)的側(cè)進軸攪拌器持 續(xù)攪動，促進煙氣中物質(zhì)的化學、物理吸收效果，包括促進氣-液和固-液混合和傳質(zhì)，還促 進固-液懸浮。石膏固體產(chǎn)品被排料泵(50)送入固液分離設備(60),得到石膏固體產(chǎn)品， 產(chǎn)品的含水質(zhì)量為8.5%,同時分離出固體后剩余的液體，為含有石膏的過飽和溶液，稱為母 液，回流到脫硫塔(10)下部的鼓泡段(2)，進一步被新吸收和氧化得到的石膏過飽和，并 再結(jié)晶為固體石膏。
脫硫原料，石灰石，從位于脫硫塔(10)下部的鼓泡段(2)的塔體(1)上的脫硫原料 進口直接進入凈化處理塔(10),以確?？梢赃B續(xù)吸收煙氣中的酸性氣體，包括硫氧化物，鹵 化氫，氧化氮等，尤其S02，最后得到相應的鈣鹽。
權利要求
1、一種塔頂排放式煙氣脫硫方法，其特征在于，原煙氣進入脫硫塔體內(nèi)完成脫硫凈化后形成的凈化煙氣從所述脫硫塔頂連接的直立排煙筒直接排入大氣。
2、 根據(jù)權利要求1所述的塔頂排放式煙氣脫硫方法，其特征在于，所述原煙氣由鼓風機 增壓后，從所述脫硫塔的煙氣進口進入脫硫塔體內(nèi)，并且所述煙氣進口的形狀為矩形，或者 近似矩形的其他形狀。
3、 根據(jù)權利要求2所述的塔頂排放式煙氣脫硫方法，其特征在于，所述原煙氣進入所述 脫硫塔體內(nèi)向上流動，依次經(jīng)過噴淋段脫硫凈化和填料段除去液沫后，再進入直立排煙筒。
4、 根據(jù)權利要求3所述的塔頂排放式煙氣脫硫方法，其特征在于，所述噴淋段中設置有 至少一組吸收液噴淋器，并且所述洗滌液噴淋器每一組都單獨使用一臺洗滌吸收液循環(huán)泵， 單獨使用一個洗滌吸收液進口 。
5、 根據(jù)權利要求4所述的塔頂排放式煙氣脫硫方法，其特征在于，所述噴淋器包括至少 7個噴嘴，優(yōu)選為以噴淋段橫截面為基礎布置0.5-2.0個噴嘴/m2，所述噴嘴的噴液流量為10 100m3/h，優(yōu)選為20 80m3/h。
6、 根據(jù)權利要求3所述的塔頂排放式煙氣脫硫方法，其特征在于，所述噴淋段中設置有 煙氣分布器，所述煙氣分布器為篩板或柵板，其開孔率為10~50%，優(yōu)選為20-30。/0。
7、 根據(jù)權利要求3至6中任一項所述的塔頂排放式煙氣脫硫方法，其特征在于，從所述 噴淋段下來的液體直接落入所述脫硫塔體下部的鼓泡段，并且在所述鼓泡段，空氣壓縮機通 過設置在所述鼓泡段中的空氣鼓泡器向洗滌吸收液鼓入氧化空氣，使亞硫酸鹽被氧化為硫酸 鹽，并析出硫酸鹽固體顆粒或者晶體，設置在所述鼓泡段的側(cè)進軸攪拌器持續(xù)攪動，促進氣-液-固三相漿液的混合和傳質(zhì)，和防止固體在底部沉積。
8、 根據(jù)權利要求7所述的塔頂排放式煙氣脫硫方法，其特征在于，使用吸收液循環(huán)泵， 從所述鼓泡段塔體上設置的洗滌吸收液出口抽取吸收液，輸送到設置在所述噴淋段的洗滌吸 收液進口 ，并且所述循環(huán)泵輸送流量在500，5000m3/h之間。
9、 根據(jù)權利要求7或8所述的塔頂排放式煙氣脫硫方法，其特征在于，使用排料泵，從 所述鼓泡段塔體上設置的排料口抽取吸收液，輸送到脫硫塔體外的固-液分離設備，獲得硫酸 鹽固體產(chǎn)品，分離的剩余液體從所述鼓泡段塔體上設置的回流液進口回到鼓泡段。
10、 根據(jù)權利要求1至.9任一項所述的塔頂排放式煙氣脫硫方法，其特征在于，使用的 脫硫原料為鈣的碳酸鹽、氧化物或氫氧化物，循環(huán)吸收液為一種含有鈣的硫酸鹽、亞硫酸鹽、 鹵化物的漿狀水混合物，并且所述漿狀水混合物中含固體質(zhì)量3-30%，優(yōu)選為10-20%，脫硫 產(chǎn)品為二水結(jié)晶石膏，并且所述石膏的含水質(zhì)量在2.0-20.0%之間。
11、 根據(jù)權利要求1至9任一項所述的塔頂排放式煙氣脫硫方法，其特征在于，使用的 脫硫原料為液態(tài)氨、氣態(tài)氨、氨水混合物或碳銨，循環(huán)吸收液為一種含有銨的硫酸鹽、亞硫 酸鹽、鹵化物的漿狀水混合物，并且所述漿狀水混合物中含固體質(zhì)量3-30%，優(yōu)選為10-20%， 脫硫產(chǎn)品為結(jié)晶硫酸銨，并且所述硫酸銨的含水質(zhì)量在0.5-5.0%之間。
12、 根據(jù)權利要求1至11任一項所述的塔頂排放式煙氣脫硫方法，其特征在于，凈化煙 氣在所述直立煙筒中的溫度在40-60°C之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種塔頂排放式煙氣脫硫方法，它包括煙氣脫硫塔，特征是所屬脫硫塔的凈化煙氣出口的上方設置有直立排煙筒。原煙氣進入脫硫塔后，向上流經(jīng)噴淋段，與從噴淋器噴淋下來的洗滌吸收液逆流接觸，脫出二氧化硫和其他污染物，繼續(xù)向上進入填料段除沫，所得凈化煙氣從脫硫塔頂設置的煙氣出口進入位于其上方的直立煙筒直接排入大氣，噴淋段下落的吸收液進入脫硫塔底的鼓泡段氧化結(jié)晶，并經(jīng)分離得到硫酸鹽固體產(chǎn)品。該發(fā)明的脫硫方法使脫硫凈化煙氣不再由原煙囪排放，避免了對原煙囪的防腐和增強施工，節(jié)省了投資，并縮短了工期。
文檔編號B01D53/78GK101306317SQ20081003359
公開日2008年11月19日 申請日期2008年2月14日 優(yōu)先權日2008年2月14日
發(fā)明者婁愛娟 申請人:婁愛娟