本發(fā)明涉及脫硫漿液氧化處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種雙效多級(jí)反應(yīng)器型脫硫漿液氧化處理系統(tǒng)及工藝。

背景技術(shù)：

對(duì)于脫硫漿液氧化處理，傳統(tǒng)的石灰石-石膏濕法脫硫工藝是目前在我國(guó)應(yīng)用最廣泛、技術(shù)相對(duì)成熟的二氧化硫脫除技術(shù)，約占已安裝濕法煙氣脫硫機(jī)組容量的90％，其工藝主要由煙氣凈化排放系統(tǒng)和脫硫漿液處理系統(tǒng)組成。煙氣凈化主要是通過(guò)循環(huán)液的噴淋洗滌實(shí)現(xiàn)，流程較為簡(jiǎn)單；而噴淋洗滌后的漿液的處理，包括吸收劑漿液制備系統(tǒng)、漿液氧化系統(tǒng)、副產(chǎn)物(石膏)處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等，是整個(gè)脫硫工藝中最為復(fù)雜的部分。其中，漿液氧化是其核心的部分，脫硫漿液氧化效果的好壞直接關(guān)系到整套脫硫裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性以及經(jīng)濟(jì)性。

目前在石灰石-石膏濕法脫硫工藝中，主要的氧化曝氣裝置有固定式空氣噴射器和攪拌器-空氣噴槍曝氣器。這兩種氧化曝氣方式，實(shí)質(zhì)上都是空氣在漿液池中噴射產(chǎn)生氣泡、并與漿液中的亞硫酸根接觸反應(yīng)。其中，固定式空氣噴射器是由若干根氧化空氣總管及總管上的眾多分支管組成，形成氧化空氣分散管網(wǎng)并均勻固定在氧化區(qū)域底部的斷面上。攪拌器-空氣噴槍曝氣器是氣泡-機(jī)械曝氣裝置的一種，可以認(rèn)為是固定式空氣噴射器的升級(jí)版，減少了漿液池內(nèi)密布的管網(wǎng)，代之以機(jī)械攪拌的推流剪切來(lái)產(chǎn)生氣泡及攪拌混合。二者的原理模型都是將漿液池的氧化區(qū)域視為一個(gè)大型的空氣鼓泡型氣液反應(yīng)器。

上述曝氣方式，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中存在如下問(wèn)題：

第一，曝氣效率低，曝氣量大，且性能衰減快。目前工程上曝氣裝置的氧化倍率(即氧氣與二氧化硫的摩爾比)基本都在1.8～3之間，氧化效率約為15～25％，風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)送風(fēng)量通常會(huì)按照理論空氣量的5倍考慮。因此，導(dǎo)致氧化風(fēng)機(jī)加上備機(jī)的配套功率很大，不僅能耗高，而且設(shè)備及廠房等的建設(shè)投資很大。

第二，無(wú)論是池內(nèi)布管的固定式空氣噴射，還是攪拌器-空氣噴槍噴射，漿液池內(nèi)因機(jī)械裝置的運(yùn)行可靠性差、管道干濕界面結(jié)垢、堵塞、損壞等導(dǎo)致故障頻繁，大大影響了裝置的連續(xù)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

第三，曝氣反應(yīng)效率低下還導(dǎo)致漿液池的設(shè)計(jì)容積很大，液位高度也不能過(guò)低，因此，增大了項(xiàng)目投資建設(shè)成本，也影響了相關(guān)動(dòng)力設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性選型設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種雙效多級(jí)反應(yīng)器型脫硫漿液氧化處理系統(tǒng)及工藝，提高脫硫漿液的氧化曝氣反應(yīng)效率，降低曝氣量。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種雙效多級(jí)反應(yīng)器型脫硫漿液氧化處理系統(tǒng)，包括形成串聯(lián)構(gòu)型的三級(jí)反應(yīng)器，其中的第一級(jí)反應(yīng)器包括液氣射流器，所述液氣射流器接收漿液池輸出的脫硫漿液，第二級(jí)反應(yīng)器包括液氣管道式反應(yīng)器，第三級(jí)反應(yīng)器包括接收由液氣管道式反應(yīng)器輸出的液氣混合物的液氣噴射攪拌混合器，且通過(guò)液氣噴射攪拌混合器對(duì)漿液池氧化區(qū)進(jìn)行噴射和攪拌。

優(yōu)選地，還包括循環(huán)泵，所述的循環(huán)泵接收漿液池輸出的漿液并通過(guò)循環(huán)泵加壓后輸出至液氣射流器。

優(yōu)選地，還包括水力噴射攪拌混合器，所述水力噴射攪拌混合器與循環(huán)泵相通，且通過(guò)水力噴射攪拌混合器對(duì)漿液池中和區(qū)進(jìn)行噴射和攪拌。

優(yōu)選地，還包括風(fēng)機(jī)，所述的風(fēng)機(jī)與液氣射流器相通。

優(yōu)選地，所述的第一級(jí)反應(yīng)器與第二級(jí)反應(yīng)器串聯(lián)成為一個(gè)反應(yīng)器組合，所述的反應(yīng)器組合是單套設(shè)置，或者是多套且以并聯(lián)方式設(shè)置。

一種雙效多級(jí)反應(yīng)器型脫硫漿液氧化處理工藝，其特征在于：采用如上所述的雙效多級(jí)反應(yīng)器型脫硫漿液氧化處理系統(tǒng)進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述第一級(jí)反應(yīng)器的曝氣氣源是加壓含氧氣源，或者是常壓含氧氣源，或者是負(fù)壓含氧氣源。

優(yōu)選地，進(jìn)入所述第一級(jí)反應(yīng)器的動(dòng)力漿液是來(lái)自于獨(dú)立的漿液循環(huán)泵，或者是利用漿液池主噴淋循環(huán)泵的富余能力而形成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)形成串聯(lián)構(gòu)型的三級(jí)反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行脫硫漿液的氧化處理，突破了傳統(tǒng)的漿液曝氣單級(jí)反應(yīng)器的限制，取代了傳統(tǒng)的漿液池空氣鼓泡單級(jí)反應(yīng)器技術(shù)，通過(guò)充分利用前級(jí)的液氣射流器的高背壓優(yōu)勢(shì)，并通過(guò)引入液氣管道式反應(yīng)器，從而充分延長(zhǎng)了停留與反應(yīng)時(shí)間，并極大地改善了傳質(zhì)反應(yīng)條件，因此，使得脫硫漿液的氧化曝氣反應(yīng)效率得以大幅度地提高，并由此降低了曝氣量。

附圖說(shuō)明

圖1為雙效多級(jí)反應(yīng)器型脫硫漿液氧化處理系統(tǒng)的構(gòu)造原理圖(工藝圖)。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示的雙效多級(jí)反應(yīng)器型脫硫漿液氧化處理系統(tǒng)，包括循環(huán)泵、風(fēng)機(jī)、水力噴射攪拌混合器和形成串聯(lián)構(gòu)型的三級(jí)反應(yīng)器，其中，所述的三級(jí)反應(yīng)器中，第一級(jí)反應(yīng)器包括液氣射流器，所述液氣射流器接收漿液池輸出的脫硫漿液；優(yōu)選地，所述的第一級(jí)反應(yīng)器采用兼具微氣泡發(fā)生器和液氣接觸反應(yīng)器功能的液氣射流器。所述的循環(huán)泵接收漿液池輸出的漿液并通過(guò)循環(huán)泵加壓后輸出至液氣射流器。所述的風(fēng)機(jī)與液氣射流器相通。所述的水力噴射攪拌混合器與循環(huán)泵相通，且通過(guò)水力噴射攪拌混合器對(duì)漿液池中和區(qū)進(jìn)行噴射和攪拌。第二級(jí)反應(yīng)器包括液氣管道式反應(yīng)器，第三級(jí)反應(yīng)器包括接收由液氣管道式反應(yīng)器輸出的液氣混合物的液氣噴射攪拌混合器，且通過(guò)液氣噴射攪拌混合器對(duì)漿液池氧化區(qū)進(jìn)行噴射和攪拌。通常，所述的第一級(jí)反應(yīng)器與第二級(jí)反應(yīng)器串聯(lián)成為一個(gè)反應(yīng)器組合，所述的反應(yīng)器組合可以是單套設(shè)置，也可以是多套且以并聯(lián)方式設(shè)置。

采用上述的雙效多級(jí)反應(yīng)器型脫硫漿液氧化處理系統(tǒng)進(jìn)行脫硫漿液的氧化處理時(shí)，其具體工藝是：

首先，漿液池中的漿液通過(guò)循環(huán)泵加壓后，經(jīng)過(guò)動(dòng)力管道進(jìn)入液氣射流器中噴射。該液氣射流器作為第一級(jí)反應(yīng)器，其曝氣氣源可以多樣化，可以是加壓的氣源，例如，可以通過(guò)風(fēng)機(jī)對(duì)大氣加壓后對(duì)液氣射流器充氣；也可以是常壓的氣源，還可以是負(fù)壓的氣源，例如，可以通過(guò)負(fù)壓抽吸大氣/氧氣。所述的氣源是空氣，或者是其它任何合適的含氧氣體。而進(jìn)入第一級(jí)反應(yīng)器的動(dòng)力漿液，既可以是來(lái)自于獨(dú)立的漿液循環(huán)泵，也可以是利用漿液池主噴淋循環(huán)泵的富余能力而形成。通過(guò)氧氣與噴射的液體在液氣射流器中發(fā)生強(qiáng)烈的湍流接觸混合，漿液的氧化反應(yīng)開(kāi)始，該液氣射流器即為第一級(jí)反應(yīng)器。

然后，液氣射流器中的液氣混合物，在經(jīng)過(guò)其擴(kuò)散段后將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，因此，液氣混合物具備了克服下游各反應(yīng)器阻力損失的能量，使得離開(kāi)液氣射流器的液氣混合物可以順利地進(jìn)入到液氣管道式反應(yīng)器中，以繼續(xù)進(jìn)行有壓力下的氧化反應(yīng)。

最后，由液氣管道式反應(yīng)器輸出的液氣混合物通過(guò)液氣噴射攪拌混合器又以較高的流速在漿液池氧化區(qū)進(jìn)行噴射和攪拌，因此，在該漿液池氧化區(qū)就形成為第三級(jí)的反應(yīng)器，并且，由于采用了液氣噴射攪拌混合方式，可以將氣泡均勻地分散在氧化區(qū)，從而提高了反應(yīng)效率。

在漿液池中和區(qū)，為了實(shí)現(xiàn)漿液池中和區(qū)里的石膏處于懸浮狀態(tài)而不致于沉淀，通過(guò)設(shè)置純水力的水力噴射攪拌混合器，依靠高速的水力噴射以及恰當(dāng)?shù)膰娚淦鞑贾茫梢匀菀椎貙?shí)現(xiàn)固體物的懸浮。采用這種水力噴射攪拌混合器來(lái)取代機(jī)械攪拌裝置和空氣噴射攪拌裝置，既可實(shí)現(xiàn)單相的液體水力噴射攪拌功能，又可以實(shí)現(xiàn)液氣雙相流的水力噴射擴(kuò)散混合過(guò)程，不僅攪拌效率高、能耗低，而且，由于無(wú)任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，無(wú)密封泄漏等故障問(wèn)題，從而使得維護(hù)、檢修工作量大幅減少，大大提高了系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性。

本發(fā)明通過(guò)引入多級(jí)反應(yīng)器流程進(jìn)行高效的氧化曝氣，突破了傳統(tǒng)的漿液曝氣單級(jí)反應(yīng)器的局限，取代了傳統(tǒng)的漿液池空氣鼓泡單級(jí)反應(yīng)器技術(shù)，并充分利用前級(jí)液氣射流器的高背壓優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新性地引入液氣管道式反應(yīng)器，從而充分延長(zhǎng)了停留與反應(yīng)時(shí)間，極大地改善了反應(yīng)停留時(shí)間和傳質(zhì)反應(yīng)條件；由于漿液池內(nèi)不設(shè)計(jì)任何運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，也沒(méi)有任何干濕界面，管路口徑大，且管路簡(jiǎn)單，從而大大降低了漿液池的故障率，提高了整套裝置的運(yùn)行可靠性，并大大減少了人員的維護(hù)檢修工作量。另外，本發(fā)明還可以采用多種氧氣源，從而突破了傳統(tǒng)的單一加壓送風(fēng)方式，這些氧氣源既可以是加壓的，也可以是無(wú)壓力的，例如大氣，甚至還可以進(jìn)行負(fù)壓抽吸而不需要任何機(jī)械的加壓或真空抽吸設(shè)備，有利于降低漿液池的項(xiàng)目投資建設(shè)成本。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出的是，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。