專利名稱：脫除廢氣中二氧化硫的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種脫除廢氣中二氧化硫的裝置。
背景技術：
通常在煉礦工業、硫酸工業或者燃煤、燃油鍋爐等排放尾氣中均含有SQ2氣體。即 使是微量的SQ2含量，由于排放量巨大，也會對環境和生態造成嚴重破壞。據報道，我 國已經成為繼美洲、歐洲之后受酸雨危害最為嚴重的地區，大片的森林、土地被毀。 我國已明確要求，新上電廠必須配套廢氣脫硫裝置，并要求現有排放超標的電廠在 2010年底前必須安裝脫硫設施，其中投產20年以上或裝機容量10萬千瓦以下的，限期 改造或者關停。與此同時，規定每排放l公斤SO2收費0.63元，此項收費直接納入環境 保護專項資金管理，用于治理環境污染。為了鼓勵企業減排，2006年6月出臺電價政策 表示，新建和現有脫硫機組上網電價每千瓦時均提高0.015元人民幣。從國家宏觀調控 政策來看，相關企業配套廢氣脫硫設施已勢在必行。
現有一種申請號為200710130218.9名稱為《由廢氣二氧化硫至硫銨的生產裝置》 的中國發明專利公開了一種結構，其結構為主要分三個功能區脫氨區、脫硫區和氧 化結晶區。它在脫硫塔塔頂中心位置設置凈化煙氣出口；在塔體內上部設置了包括沖 洗水分布器的氣、液分離構件；在氣、液分離構件下方設置與脫氨循環吸收液進口相 連接的脫氨循環吸收液分布器；在脫氨循環吸收液分布器下方設置脫氨區;在脫氨區 下方設置與脫硫循環吸收液進口相連接的脫硫循環吸收液分布器；在脫硫循環吸收液 分布器下方設置脫硫區；在塔體上設置吸收液溢流出口；在溢流出口下方設置氧化結 晶區。該設備的特點是投資低，能耗小，且煙氣處理能力大，效率高，適合大規模工 業化應用。但其缺點是1、廢氣冷卻是在吸收塔內的氣液分器的吸收段中進行，即廢 氣經氣液分布器上噴淋下來的水或者吸收液逆流接觸而被冷卻，且冷卻水從脫硫塔頂 端加入，與吸收液在塔內混合，造成a、吸收液被稀釋；b、廢氣溫度進入脫硫塔的 溫度較高，如果要通過吸收液(或者是水和吸收液的混合物)逆流接觸使廢氣降低到比較 低的溫度，只能加大脫硫塔的高度，或者增大液氣比。以上兩條均會導致其吸收效果 下降，或者造成設備投資加大和增加操作費用。2、該結構的吸收液分布器為液噴淋 器，即將吸收液經噴淋頭作噴灑而以，向上流動的氣體是經過吸收塔內的一邊內側壁 向上流動，這種結構為形成氣液偏流，從而使氣體分布不均勻，導致接觸面積減小， 吸收率低；還有，氣液分離器因通過偏流而上升，會使氣體上升阻力增加，使工作效
率下降。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種脫除廢氣中 二氧化硫的裝置，其將廢氣降溫、濃縮吸收液、脫硫、氧化過程集中在吸收塔內進 行，充分利用設備空間，節約用地，簡化工藝流程，降低設備投資，而且廢氣在吸收 塔內分布均勻，脫硫完全而降低生產成本。
本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為該脫除廢氣中二氧化硫的裝 置，包括有吸收塔，在吸收塔的中部側面上設置有廢氣進入口，在吸收塔內設置有氣 液分布器，在吸收塔的頂部設置有干凈氣體排放口，而在吸收塔的下部設置有吸收液 濃縮氧化區，濃縮氧化區通過管道與外界設置有空氣鼓風機的空氣管相連通，氣液分 布器通過管道經循環泵與濃縮氧化區的吸收液相連通，其特征在于所述廢氣進入口 與吸收塔內的冷卻裝置相連通，該冷卻裝置的氣體出口與濃縮氧化區相連通，濃縮氧 化區與吸收塔內腔相連通，且濃縮氧化區通過設有閥門的管道經采出泵流向硫酸銨成 品收集處。
作為改進，所述冷卻裝置的結構可優選為在吸收塔中設置有冷卻筒體，冷卻筒 體內為螺旋狀向下盤繞的環形腔，所述廢氣從廢氣進入口通向環形腔，環形腔的出氣 口與濃縮氧化區相連通，在環形腔內設置有噴淋器，噴淋器通過管道經吸收塔外部的 循環泵與吸收液或冷卻液相連通。
再改進，所述環形腔其內設置有除塵機構，該除塵機構的結構選擇為在環形腔 中設置有豎向設置的環形架，在環形架的頂部設置有防止液體進入環形架內腔的擋液 板，在位于環形架的側面開有可以使廢氣進入環形架內腔的進氣孔，環形架內腔與濃 縮氧化區相連通，在環形腔內設置有防止吸收液進入濃縮氧化區的夾板，所述環形腔 內的吸收液通過管道經循環泵與吸收液過濾器相連通，吸收液過濾器的出口通過管道 與噴淋器相連通。
再改進，所述噴淋器其分布結構為從上至下在螺旋狀環形腔內形成螺旋狀分布的 結構。
上述氣液分布器可選擇為1至6個，分別以上下間隔地分布于吸收塔的內腔中。 作為進一步改進，在所述吸收塔內腔且位于頂端氣液分布器與吸收塔頂部的干凈 氣體排放口之間設置有氨氣回收裝置，該氨氣回收裝置通過管道經循環泵與濃縮氧化 區中的吸收液相連通；而在氨氣回收裝置與干凈氣體排放口之間的吸收塔內腔中設置
有絲網除沫器，并在絲網除沫器的下方設置有沖淋夾帶在絲網除沫器上液滴的沖淋 器，該沖淋器通過管道經循環泵一與沖淋液相連通。
上述濃縮氧化區通過管道與外界設置有空氣鼓風機的空氣管相連通的結構優選
為經鼓風機通過管道伸入濃縮氧化區與設置于濃縮氧化區中的1至6個氣體分布器相連通。
再改進，所述廢氣進入口處還可設置有冷卻噴淋器一，該冷卻噴淋器一通過管道 與冷卻液相連通。
再改進，所述冷卻噴淋器一有二個， 一個冷卻噴淋器一通過管道與循環泵一中的 沖淋液相連通，而另一個冷卻噴淋器一通過管道經循環泵與濃縮氧化區中的吸收液相 連通。
上述氣液分布器其周邊的形狀與吸收塔橫截面周邊的形狀相適配而封裝于吸收塔 的內腔中。
與現有技術相比，本實用新型的優點在于廢氣冷卻是在吸收塔內的冷卻裝置中
進行，然后進入經濃縮氧化區，氣體在進入吸收塔內腔的溫度已降低至45 6(TC，因為 溫度越低，氣液接觸后吸收效果就越好，所以當低溫的氣體進入吸收塔后吸收率大幅 度增加；且本實用新型的冷卻裝置不會稀釋吸收液，取得同樣吸收效果的吸收塔不需
加大脫硫塔(即吸收塔)的高度或者增大液氣比，從而能有效地降低備投資和操作的費 用。還有，本實用新型的氣液分布器的周邊形狀與吸收塔橫截面周邊的形狀相適配， 并封裝于吸收塔的內腔中，消除了氣液的偏流現象，這種結構促進了氣液的接觸面
積，從而進一步提高吸收效果；本實用新型適用于所有含硫廢氣中S02的脫除，并將其 轉化成硫酸銨化肥，同時除塵率與脫硫率較高，符合國家環保排放要求，并副產硫酸 銨化肥，可以為企業贏得效益，而脫硫塔(即指吸收塔，以下所述的脫硫塔均指吸收塔) 可以簡化流程，降低設備投資，節約用地，且將廢氣除塵、降溫、濃縮吸收液、脫 硫、氧化等過程集中在脫硫塔內完成，改良氣體流程，充分利用設備空間，操作條件 彈性大。
圖l為本實用新型實施例的結構示意圖； 圖2是圖1中在冷卻裝置中設置有除塵機構的結構示意圖； 圖3是圖1中氣液分布器的仰視圖； 圖4是圖1中氣液分布器的俯視圖5是圖1冷卻機構的俯視圖。一
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
實施例一，如圖l、圖3至圖5所示，本實施例中的脫除廢氣中二氧化硫的裝置，包 括有吸收塔l，在吸收塔1的中部側面上設置有廢氣進入口12，在吸收塔l內設置有氣液 分布器3，在吸收塔l的頂部設置有干凈氣體排放口ll，而在吸收塔l的下部設置有吸收氧化區13通過管道與外界設置有空氣鼓風機5的空氣管相連通， 使空氣中的氧化能氧化亞硫酸銨或亞硫酸氫銨。氣液分布器3通過管道經循環泵31與濃 縮氧化區13的吸收液相連通。所述廢氣進入口12與吸收塔1內的冷卻裝置相連通，該冷 卻裝置的氣體出口與濃縮氧化區相連通，濃縮氧化區13與吸收塔1內腔相連通，且濃縮 氧化區13通過設有閥門的管道經采出泵6流向硫酸銨成品收集處。所述冷卻裝置的結構 為在吸收塔1中設置有冷卻筒體4，冷卻筒體4內為螺旋狀向下盤繞的環形腔41，所述 廢氣從廢氣進入口12通向環形腔41，環形腔41的出氣口與濃縮氧化區13相連通，在環 形腔41內設置有噴淋器42，噴淋器42通過管道經吸收塔1外部的循環泵與吸收液或冷卻 液相連通。所述噴淋器42為從上至下在螺旋狀環形腔41內形成螺旋狀分布的結構。上 述氣液分布器3可選擇為1至6個，分別以上下間隔地分布于吸收塔1的內腔14中。當然 數目也可以是比6個更多，具體可按設計要求而定。在吸收塔l內腔且位于頂端氣液分 布器3與吸收塔1頂部的干凈氣體排放口11之間設置有氨氣回收裝置23，該氨氣回收裝
置23通過管道經循環泵31與濃縮氧化區13中的吸收液相連通。而在氨氣回收裝置23與 干凈氣體排放口之間的吸收塔1內腔中設置有絲網除沫器2，并在絲網除沫器2的下方設 置有沖淋夾帶在絲網除沫器2上液滴的沖淋器21，該沖淋器21通過管道經循環泵一22與 沖淋液相連通。而濃縮氧化區13通過管道與外界設置有空氣鼓風機5的空氣管相連通的 結構為經鼓風機5通過管道伸入濃縮氧化區13與設置于濃縮氧化區13中的1至6個氣體 分布器51相連通。在廢氣進入口12處還設置有冷卻噴淋器一221，該冷卻噴淋器一221 通過管道與冷卻液相連通。該冷卻噴淋器一221有二個， 一個冷卻噴淋器一221通過管 道與循環泵一22中的沖淋液相連通，而另一個冷卻噴淋器一221通過管道經降溫循環泵 131與濃縮氧化區13中的吸收液相連通。上述氣液分布器3的周邊的形狀與吸收塔1橫截 面周邊的形狀相適配而封裝于吸收塔1的內腔14中。
實施例二，如圖2所示，本實施例與實施例一的基本結構相同，所不同的是，在環 形腔41的內設置有除塵機構，該除塵機構的結構為在環形腔41中設置有豎向設置的 環形架7，在環形架7的頂部設置有防止液體進入環形架內腔70的擋液板71，在位于環 形架7的側面開有可以使廢氣進入環形架內腔70的進氣孔72，環形架內腔70與濃縮氧化 區13相連通，在環形腔41內設置有防止吸收液進入濃縮氧化區13的夾板43，所述環形 腔41內的吸收液通過管道經循環泵81與吸收液過濾器8相連通，吸收液過濾器8的出口 通過管道與噴淋器42相連通。
以下對本實用新型作進一步說明。
廢氣脫硫的機理是堿性吸收劑與S02氣體發生化學反應，根據吸收劑的種類，主要 分為鈣法脫硫和氨法脫硫兩類。理論上鈣法脫硫可以獲得副產品石膏，但我國石膏資 源豐富，實際上石膏副產品都作為廢物堆放，既占用土地，污染環境，又消耗了石灰 石資源，因此有人將鈣法脫硫稱為拋棄法。氨法脫硫的副產品是硫酸銨化肥，既不影響氮肥的總量，又調整了我國的化肥結構。因此，鈣法脫硫將會逐漸被氨法脫硫取 代。
在氨法脫硫中，通常包括以下化學反應
(1) 吸收廢氣中的S02
吸收液中的有效吸收組分是亞硫酸銨，通過補充氨水來恢復吸收液的吸收能力， 在吸收液中亞硫酸銨與亞硫酸氫銨的比例是通過調整氨水的加入量，即控制pH值來實 現的。亞硫酸銨也可直接做肥料銷售，但由于其化學性質不穩定， 一般需要將其氧化 成硫酸銨，再加工成固體，便于儲存和運輸。
(2) 亞硫酸銨的氧化
在亞硫酸銨溶液中直接鼓空氣，便可得到氧化產物硫酸銨
傳統技術是在脫硫塔前設置除塵裝置，將廢氣中的煙塵除塵后的廢氣進入脫硫塔 脫除S02。部分專利技術將亞硫酸銨經過后工段處理作為副產品，有的專利技術在塔內 或塔外設置氧化段，將亞硫酸銨氧化為硫酸銨，硫酸銨作為副產品。本實用新型實現 廢氣除塵、降溫、濃縮吸收液、脫硫、氧化等過程在一個脫硫塔內集中實現，并副產 硫酸銨。
本實用新型所述的廢氣是指煉礦工業、硫酸工業、燃煤燃油鍋爐等工業排放的尾 氣或稱作廢氣；所述的裝置是一種新型脫硫塔(即指吸收塔，以下所述的脫硫塔均指吸 收塔)，在塔內同時實現除塵、降溫、提濃、脫硫、氧化過程。具體步驟如下廢氣進 入除塵段除去煙塵；經過氣體下降管(即指環形腔41)進入降溫段，被吸收液冷卻，同時 吸收液被蒸發提濃；廢氣進入吸收塔內吸收段，與吸收液逆流接觸；脫除S02的廢氣經 塔頂絲網除沫器回收液滴后去煙囪或后工段。所述的除塵段(即指除塵機構)是脫硫塔的 一個環形夾套，在入口管設置噴頭對氣體增濕，廢氣切向進入，被潤濕的煙塵顆粒團 聚長大，隨氣流沖向塔壁而得到分離。所述的除塵段還具有初步冷卻廢氣的作用，通 過調節噴水量控制廢氣溫度。在降溫段，吸收液被廢氣冷卻放出的熱量蒸發提濃。所 述的吸收段，是設置了若干液體分布器的吸收塔，在塔內分段噴入吸收液，塔內取消 了填料，使氣阻下降，同時不會產生堵塔現象。在廢氣出口處設置了絲網除沫器，用 以捕捉氣體夾帶液滴，在絲網除沫器下方設置一條吸收液噴淋管線(即指沖淋器21)，降 低氨損耗。空氣在氧化段(即指濃縮氧化區)底部以鼓泡的形式加入，氧化后與廢氣合并 進入吸收塔內腔，從塔頂排出。
如圖2所示，含S02的工業廢氣從入口進入脫硫塔除塵段，導向板導引氣體與洗滌 液在除塵段旋轉下降。除塵后，氣體通過下降管進入降溫段，被吸收液冷卻，吸收液 被蒸發提濃。冷卻到45 6(TC的廢氣通過連通管進入吸收塔內，與氣液分布器的吸收液
逆向接觸，sa、 so3及nox等酸性氣體被吸收。在吸收塔內設置液體分布器，噴淋的
吸收液在塔內經多次再分布，優化氣液接觸條件，提高吸收效率。脫除SCb等酸性氣體的廢氣經絲網除沬器回收夾帶的液滴后，去煙囪或后工段。在本裝置在廢氣出口處還 設置氨氣回收裝置，用來吸收廢氣中可能夾帶的氣氨，降低氨損耗，可根據廢氣的氣 體成分化驗結果調節流量。鼓風機將空氣鼓入濃縮氧化區中的氣體分布器，空氣最后 通過排放口與工業廢氣在降溫段合并，其中的標號15指液位計，標號16指pH計。
如圖i所示，sa的工業廢氣輸入口進入脫硫塔中的冷卻裝置，經冷卻裝置中的導
向板44引導氣體與吸收液在環形腔中旋轉下降。在此處，吸收液與氣體順流接觸，氣 體被冷卻到45 60'C，吸收液被濃縮。經過導向板的引導作用，使氣體和液體逐級混 合，實際接觸路線加長，防止短路現象，提高了效率。
除塵后，氣體通過連通管17進入吸收塔內，與吸收液逆向接觸，S02、 S03及NOx 等酸性氣體被吸收。在吸收塔內設置氣液分布器，使噴淋的吸收液在塔內再分布，優
化氣液接觸條件，提高吸收效率。脫除S02后，廢氣直接排放或去后工段。在排放口
(即指干凈氣體排放口11)下方分別設置了水沖洗裝置(即指沖淋器21)和氨氣回收裝置 23，用來回收廢氣中夾帶的吸收液滴和氨氣，降低氨損耗。吸收液經液體塔內腔下流 到濃縮氧化區，鼓風機5將空氣鼓入濃縮氧化區中的氣體分布器。濃縮氧化區中的吸收 液通過溢流管45流入降溫段底部。吸收循環泵31將吸收液循環打入吸收塔內，降溫循 環泵131將吸收液循環打入降溫段，吸收液逐漸被濃縮。當吸收液中硫酸銨達到45wt。/。 以上，利用采出泵6將其送到硫酸銨結晶器。經后工段處理得到產品硫酸銨。補氨水經 氨水泵9或氨氣閥91進入吸收液，調節pH值，pH計指示，以恢復其吸收作用。液位計 指示脫硫塔內吸收液液位，防止抽空。
本文汽液分布器包括吸收塔盤，在塔盤上分布有鼓泡頭或泡罩，在塔盤上方設有 噴淋頭。頂部氣液分布器的吸收塔盤上方噴淋頭兼作為氨氣回收裝置。
權利要求1、一種脫除廢氣中二氧化硫的裝置，包括有吸收塔(1)，在吸收塔(1)的中部側面上設置有廢氣進入口(12)，在吸收塔(1)內設置有氣液分布器(3)，在吸收塔(1)的頂部設置有干凈氣體排放口(11)，而在吸收塔(1)的下部設置有吸收液濃縮氧化區(13)，濃縮氧化區(13)通過管道與外界設置有空氣鼓風機(5)的空氣管相連通，氣液分布器(3)通過管道經循環泵(31)與濃縮氧化區(13)的吸收液相連通，其特征在于所述廢氣進入口(12)與吸收塔(1)內的冷卻裝置相連通，該冷卻裝置的氣體出口與濃縮氧化區相連通，濃縮氧化區(13)與吸收塔(1)內腔相連通，且濃縮氧化區(13)通過設有閥門的管道經采出泵(6)流向硫酸銨成品收集處。
2、 根據權利要求l所述的裝置，其特征在于所述冷卻裝置的結構為在吸收塔 G)中設置有冷卻筒體(4)，冷卻筒體(4)內為螺旋狀向下盤繞的環形腔(41)，所述廢氣從 廢氣進入口(12)通向環形腔(41)，環形腔(41)的出氣口與濃縮氧化區(13)相連通，在環形 腔(41)內設置有噴淋器(42)，噴淋器(42)通過管道經吸收塔(1)外部的循環泵與吸收液或 冷卻液相連通。
3、 根據權利要求2所述的裝置，其特征在于所述環形腔(41)其內設置有除塵機 構，該除塵機構的結構為在環形腔(41)中設置有豎向設置的環形架(7),在環形架(7) 的頂部設置有防止液體進入環形架內腔(70)的擋液板(71)，在位于環形架(7)的側面開有 可以使廢氣進入環形架內腔(70)的進氣孔(72)，環形架內腔(70)與濃縮氧化區(13)相連 通，在環形腔(41)內設置有防止吸收液進入濃縮氧化區(13)的夾板(43)，所述環形腔(41) 內的吸收液通過管道經循環泵(81)與吸收液過濾器(8)相連通，吸收液過濾器(8)的出口 通過管道與噴淋器(42)相連通。
4、 根據權利要求2或3所述的裝置，其特征在于所述噴淋器(42)為從上至下在螺 旋狀環形腔(41)內形成螺旋狀分布的結構。
5、 根據權利要求1或2或3所述的裝置，其特征在于所述氣液分布器(3)為1至6 個，分別以上下間隔地分布于吸收塔(1)的內腔(14)中。
6、 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于在所述吸收塔(l)內腔且位于頂端氣 液分布器(3)與吸收塔(1)頂部的干凈氣體排放口(11)之間設置有氨氣回收裝置(23)，該氨 氣回收裝置(23)通過管道經循環泵(31)與濃縮氧化區(13)中的吸收液相連通。
7、 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于所述氨氣回收裝置(23)與干凈氣體 排放口之間的吸收塔(1)內腔中設置有絲網除沫器(2)，并在絲網除沬器(2)的下方設置有 沖淋夾帶在絲網除沫器(2)上液滴的沖淋器(21)，該沖淋器(21)通過管道經循環泵一(22) 與沖淋液相連通。
8、 根據權利要求1或2或3所述的裝置，其特征在于所述濃縮氧化區(13)通過管道與外界設置有空氣鼓風機(5)的空氣管相連通的結構為經鼓風機(5)通過管道伸入濃縮氧化區(13)與設置于濃縮氧化區(13)中的1至6個氣體分布器(51)相連通。
9、 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于所述廢氣進入口(12)處設置有冷卻 噴淋器一(221)，該冷卻噴淋器一(221)通過管道與沖淋液相連通。
10、 根據權利要求9所述的裝置，其特征在于所述冷卻噴淋器一(221)有二個， 一個冷卻噴淋器一(221)通過管道與循環泵一(22)中的沖淋液相連通，而另一個冷卻噴 淋器一(221)通過管道經降溫循環泵(131)與濃縮氧化區(13)中的吸收液相連通。
11、 根據權利要求4所述的裝置，其特征在于所述氣液分布器(3)其周邊的形狀 與吸收塔(1)橫截面周邊的形狀相適配而封裝于吸收塔(1)的內腔(14)中。
專利摘要一種脫除廢氣中二氧化硫的裝置，包括有吸收塔(1)，在吸收塔(1)的中部側面上設置有廢氣進入口(12)，在吸收塔(1)內設置有氣液分布器(3)，在吸收塔(1)的頂部設置有干凈氣體排放口(11)，而在吸收塔(1)的下部設置有吸收液濃縮氧化區(13)，其特征在于所述廢氣進入口(12)與吸收塔(1)內的冷卻裝置相連通，該冷卻裝置的氣體出口位于濃縮氧化區(31)的吸收液液面以下位置，濃縮氧化區(13)與吸收塔(1)內腔相連通。本實用新型的優點在于廢氣冷卻是在吸收塔內的冷卻裝置中進行，氣體在進入吸收塔內腔的溫度已降低至45～60℃，因為溫度越低，氣液接觸后吸收效果就越好，所以當低溫的氣體進入吸收塔后吸收率大幅度增加；且本實用新型將廢氣除塵、降溫、濃縮吸收液、脫硫、氧化等過程集中在脫硫塔內完成，可以簡化流程，降低設備投資，充分利用設備空間，節約用地。
文檔編號B01D53/50GK201357043SQ20082020881
公開日2009年12月9日 申請日期2008年12月31日 優先權日2008年12月31日
發明者李順保, 項裕橋 申請人:寧波金遠東工業科技有限公司