分離回收煙氣中夾帶有機(jī)胺鹽的整體式吸收塔及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種有機(jī)胺法煙氣脫硫技術(shù)中，脫硫同時(shí)分離并回收煙氣中夾帶有機(jī)胺鹽的吸收塔及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)胺法煙氣脫硫技術(shù)中，以含有一定比例的有機(jī)胺鹽水溶液作為S02吸收劑在吸收塔內(nèi)與含硫煙氣逆流接觸，脫除含硫煙氣中的so2。吸收塔外排的煙氣必然夾帶一定的有機(jī)胺鹽，有機(jī)胺鹽被夾帶的程度與工藝條件、工藝流程、有機(jī)胺鹽的物理性質(zhì)有一定的關(guān)聯(lián)，具體的:1、有機(jī)胺法煙氣脫硫是一個(gè)連續(xù)循環(huán)的吸收、再生過(guò)程，在這一過(guò)程中生成的熱穩(wěn)定鹽會(huì)逐漸在有機(jī)胺鹽的水溶液中積累，易使有機(jī)胺鹽產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象;2、在吸收塔內(nèi)氣液傳質(zhì)過(guò)程中，有機(jī)胺鹽會(huì)產(chǎn)生液沫現(xiàn)象;3、有機(jī)胺在吸收塔內(nèi)噴淋及液體分布過(guò)程中，也有輕微的發(fā)泡現(xiàn)象。這些關(guān)聯(lián)勢(shì)必使得外排的煙氣夾帶有機(jī)胺鹽。通過(guò)檢測(cè)表明外排煙氣的冷凝水中有機(jī)胺鹽的含量2.15%?7.3%，使得吸收劑中有機(jī)胺鹽的比例呈下降趨勢(shì)，不僅造成整個(gè)脫硫系統(tǒng)的脫硫效率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，而且也使脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。
[0003]目前，脫硫吸收塔通常多采用型式多樣的除霧器對(duì)濕煙氣進(jìn)行氣水分離。除此之外，攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司的發(fā)明專利(申請(qǐng)公布號(hào):CN102302894A/—種可再生煙氣脫硫技術(shù))、攀鋼集團(tuán)有限公司的發(fā)明專利(申請(qǐng)公布號(hào):CN102247741A/—種煙氣脫硫工藝)中都論述了在吸收系統(tǒng)設(shè)計(jì)捕集段，利用捕集液吸收煙氣中夾帶的脫硫溶液并對(duì)吸收脫硫溶液的捕積液進(jìn)行再利用。在上述發(fā)明中，脫硫溶液包括有機(jī)胺鹽。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種煙氣脫硫及分離并回收煙氣中夾帶有機(jī)胺鹽的整體式吸收塔及方法，解決有機(jī)胺鹽在吸收塔內(nèi)脫除含硫煙氣中so2的過(guò)程中被煙氣夾帶的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明解決的另一技術(shù)問(wèn)題是，利用循環(huán)吸收液降低進(jìn)吸收塔內(nèi)含硫煙氣的溫度并調(diào)節(jié)吸收塔內(nèi)有機(jī)胺鹽水溶液的吸收平衡。
[0006]發(fā)明人通過(guò)對(duì)煙氣夾帶有機(jī)胺鹽這一現(xiàn)象的分析，結(jié)果表明:1、煙氣的夾帶量與氣流的分布有關(guān);2、煙氣所夾帶的有機(jī)胺鹽以小液滴形式存在，液滴的粒徑具有相當(dāng)分散的尺寸分布，可回收利用的范圍廣;3、水溶液中有機(jī)胺鹽的含量低于一定的比例時(shí)，影響脫硫的效率。
[0007]從而，本發(fā)明與已公布的發(fā)明專利相比較，區(qū)別在于:1、強(qiáng)化進(jìn)塔煙氣的氣流分布均勻性，避免煙氣在塔壁處產(chǎn)生“短路”現(xiàn)象;2、煙氣和有機(jī)胺鹽液滴存在著密度差，利用旋風(fēng)分離原理實(shí)現(xiàn)分離回收的目的;3、利用循環(huán)吸收液降低進(jìn)塔煙氣的溫度并調(diào)節(jié)塔內(nèi)有機(jī)胺鹽水溶液的吸收平衡。
[0008]本發(fā)明著重于:1、應(yīng)用的設(shè)備工作阻力低，不增加系統(tǒng)的能耗;2、利用氣液旋流器強(qiáng)化煙氣的布?xì)庑Ч?3、進(jìn)入氣液旋流器的煙氣產(chǎn)生旋流形成離心力，密度較大的有機(jī)胺液滴在離心力的作用下甩向旋流器筒壁，直接返回下部的脫硫段再參與吸收反應(yīng)，密度較小的煙氣繼續(xù)向上部吸收分離段運(yùn)動(dòng);4、吸收分離段的脈沖填料進(jìn)一步分離煙氣中有機(jī)胺液滴并對(duì)煙氣再次強(qiáng)化布?xì)庑Ч?5、吸收分離段的循環(huán)吸收液用以降低進(jìn)塔煙氣溫度并調(diào)節(jié)塔內(nèi)有機(jī)胺水溶液的吸收平衡。
[0009]具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提出了如下技術(shù)方案。
[0010]第一方面，本發(fā)明提供了一種煙氣脫硫及分離回收煙氣中夾帶有機(jī)胺鹽的吸收塔100，所述吸收塔由下而上包括:煙氣脫硫段200，氣液分離段300，吸收分離段400及除霧分咼段500;
[0011]所述氣液分離段300包括氣液旋流器301和阻流板302，所述阻流板302的邊緣與吸收塔100的內(nèi)壁密閉接觸;所述阻流板302上開(kāi)設(shè)有數(shù)個(gè)孔，每個(gè)孔內(nèi)設(shè)有氣液旋流器301，且所述氣液旋流器301的外周與所述孔密閉接觸；
[0012]所述吸收分離段400包括液體分布器402和填料層403，所述液體分布器402位于填料層403上方。
[0013]優(yōu)選的，其中，所述煙氣脫硫段200占吸收塔100總高度的20?25%，所述氣液分離段300占吸收塔100總高度的5?10%，所述吸收分離段400占吸收塔100總高度的15?20%，以及所述除霧分離段500占吸收塔100總高度的2%。
[0014]優(yōu)選的，其中，所述煙氣脫硫段200包括穿過(guò)吸收塔100塔壁的有機(jī)胺鹽水溶液進(jìn)液管201，連接有機(jī)胺鹽水溶液進(jìn)液管201的液體分布器202，位于液體分布器202下方的填料層203。
[0015]優(yōu)選的，其中，所述氣液旋流器301自下而上包括:煙氣一次布?xì)饧铀賲^(qū)3011、有機(jī)胺分離區(qū)3012和煙氣二次布?xì)鈪^(qū)3013;氣液旋流器入口位于煙氣一次布?xì)饧铀賲^(qū)3011，氣液旋流器出口位于煙氣二次布?xì)鈪^(qū)3012;
[0016]所述煙氣一次布?xì)饧铀賲^(qū)3011設(shè)有數(shù)片導(dǎo)流片3014;
[0017]所述有機(jī)胺分離區(qū)3012設(shè)有1道或2道以上旋流葉片3015;
[0018]所述氣液旋流器301出口上方設(shè)有導(dǎo)氣帽3016;所述導(dǎo)氣帽3016為圓錐體結(jié)構(gòu)。
[0019]優(yōu)選的，其中，每片導(dǎo)流片3014的片體呈曲線形設(shè)置在所述煙氣一次布?xì)饧铀賲^(qū)3011的內(nèi)壁上，每片導(dǎo)流片3014的片體在其下部與氣液旋流器301的軸向中心線呈平行態(tài)，每片導(dǎo)流片3014的片體在其頂部偏離氣液旋流器1的軸向中心線40°?50°。
[0020]優(yōu)選的，其中，每道旋流葉片3015與氣液旋流器301內(nèi)壁間留有間隙；每道旋流葉片3015的螺旋升角為15°?25°。
[0021]優(yōu)選的，其中，所述導(dǎo)氣帽3014的錐角角度大于等于100°且小于等于180°。
[0022]優(yōu)選的，其中，所述除霧分離段500包括絲網(wǎng)除霧器501和折流板式除霧器502。
[0023]優(yōu)選的，其中，所述吸收塔100還包括循環(huán)管路系統(tǒng)600，所述循環(huán)管路系統(tǒng)600包括依次連接的出液管道601、儲(chǔ)罐602、離心式循環(huán)栗603和進(jìn)液管道604;所述出液管道601連接所述集液箱303，所述進(jìn)液管道604連接所述液體分布器402。
[0024]優(yōu)選的，其中，所述吸收塔100還包括循環(huán)吸收液旁通管路605、控制閥606以及噴淋器607;所述循環(huán)吸收液旁通管路605—端連接進(jìn)液管道604，且其連接處位于離心式循環(huán)栗603之后，所述循環(huán)吸收液旁通管路605的另一端穿過(guò)吸收塔100塔壁，與設(shè)置于吸收塔100內(nèi)的噴淋器607連接;所述控制閥606設(shè)置于循環(huán)吸收液旁通管路605上，所述噴淋器607位于煙氣脫硫段200與煙氣入口之間。
[0025]第二方面，本發(fā)明提供了一種采用上述吸收塔進(jìn)行煙氣脫硫及分離回收煙氣中夾帶有機(jī)胺鹽的方法，該方法包括以下步驟:
[0026]第一步驟:使含硫煙氣與有機(jī)胺鹽水溶液在吸收塔的煙氣脫硫段200逆流接觸，進(jìn)行脫硫處理；
[0027]第二步驟:使煙氣穿過(guò)氣液分離段300的設(shè)置于阻流板302上的數(shù)個(gè)氣液旋流器301，煙氣向上流動(dòng)并產(chǎn)生旋流形成離心力，分離煙氣中的有機(jī)胺鹽液滴；
[0028]第三步驟:使煙氣與循環(huán)吸收液在吸收分離段400逆流接觸得，溶解分離出來(lái)的有機(jī)胺鹽液滴；以及
[0029]第四步驟:使煙氣在除霧分離段500進(jìn)行除霧處理。
[0030]優(yōu)選的，其中，第一步驟中，有機(jī)胺鹽水溶液與含硫煙氣在填料層203內(nèi)逆流接觸。
[0031]優(yōu)選的，其中，第二步驟中，煙氣進(jìn)入煙氣一次布?xì)饧铀賲^(qū)3011，在數(shù)片導(dǎo)流片3014作用下，產(chǎn)生旋流。
[0032]優(yōu)選的，其中，第二步驟中，煙氣進(jìn)入有機(jī)胺分離區(qū)3012，在1道或2道以上旋流葉片3015作用下使煙氣呈螺旋形上升。
[0033]優(yōu)選的，其中，第二步驟中，煙氣在有機(jī)胺分離區(qū)3012使有機(jī)胺鹽液滴從煙氣中分離出來(lái)，并甩向有機(jī)胺分離區(qū)3012的內(nèi)壁，然后有機(jī)胺鹽液滴順著旋流葉片3015與氣液旋流器的內(nèi)壁間隙向下流動(dòng)，返回填料層203。
[0034]優(yōu)選的，其中，從氣液旋流器301出口流出的煙氣經(jīng)導(dǎo)氣帽3016向四周擴(kuò)散。
[0035]優(yōu)選的，其中，循環(huán)吸收液通過(guò)旁通管路605進(jìn)入噴淋器607，循環(huán)吸收液與煙氣噴淋接觸。
[0036]采用本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下有益效果:適應(yīng)煙氣氣量范圍廣，允許煙氣量5萬(wàn)?300萬(wàn)Nm3/h;塔內(nèi)總壓降1800Pa?3200Pa，且具有良好的氣流分布性能，無(wú)需系統(tǒng)增加額外的動(dòng)壓頭;可充分回收煙