[发明专利]一种两步传质湿法脱硫装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤烟气湿法脱硫技术领域，尤其涉及一种两步传质湿法脱硫装置及其方法。

背景技术

目前普遍使用的燃煤烟气脱硫工艺以石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺(简称石膏法)为主(占约95％左右)，其次是氨法烟气脱硫工艺(简称氨法)。无论是石膏法还是氨法，在脱硫效率上都存在瓶颈，为了提高脱硫效率，传统的技术措施有：提高吸收塔的高度、增加喷淋层数量、降低喷淋层的喷雾粒径、提高液气比、提高钙硫比(氨硫比)、设置均气增效装置等。

其中，提高吸收塔的高度、增加喷淋层数量、提高液气比，会导致运行成本大幅增加；提高钙硫比会导致副产品石膏中石灰石含量过高，或者净烟气、废水中残余的氨过多；降低喷淋层的喷雾粒径受四方面条件的限制：液泛气速(粒径过低导致液滴克服重力，随烟气飘走)、除雾器的除雾能力、液滴的互相碰撞与合并抵消降低喷雾粒径的努力、石膏结晶的粒径(喷雾粒径不能比石膏结晶粒径更小)。

由于以上经济条件、技术条件的限制，为了实现二氧化硫的超低排放，人们转而寻求依靠设置均气增效装置来提高脱硫效率，比如孔板、托盘、旋汇耦合装置等，牺牲一部分气相阻力，换取脱硫效率的提高。

通过采取以上技术措施或者它们的组合，只能将脱硫塔出口烟气中的二氧化硫浓度降低到数毫克每标准立方米，脱硫效率还有待提高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种两步传质湿法脱硫装置，包括湿法脱硫塔、烟道和烟气入口，所述湿法脱硫塔上部安装粗喷淋层，所述粗喷淋层上方设置除雾器，所述湿法脱硫塔顶部连接烟气出口，所述湿法脱硫塔底部设置产物溶液池，其特征在于，所述烟道设置在粗喷淋层以下、产物溶液池液面以上的湿法脱硫塔中部，所述烟道内部安装细喷淋层。

进一步地，所述粗喷淋层喷射的雾滴粒径大于液泛气速所要求的临界粒径1.5毫米。

进一步地，所述细喷淋层包括n个喷射装置，n≥1。

进一步地，所述喷射装置为单流体雾化喷嘴/枪或双流体雾化喷枪/嘴。

进一步地，所述喷射装置的喷射方向与烟气流动方向相同、相反或者呈一定夹角。

进一步地，所述细喷淋层喷射的雾滴粒径小于液泛气速所要求的临界粒径1.5毫米。

进一步地，所述除雾器为平板式除雾器或屋脊式除雾器或管束式除雾器。

进一步地，所述湿法脱硫塔内安装旋汇耦合装置。

进一步地，所述旋汇耦合装置安装在湿法脱硫塔与烟道的交界面上沿以上、粗喷淋层以下位置。

本发明还提供一种利用该装置脱硫的方法，包括以下步骤：

步骤一、烟气从烟气入口进入烟道，经由细喷淋层与细喷淋层喷射的细雾滴混合，进行气膜传质，极短的时间内吸收烟气中的二氧化硫；

步骤二、烟气与细雾滴的混合物进入湿法脱硫塔，与粗喷淋层喷射的大液滴混合，进行液膜传质，烟气中的细雾滴被所述大液滴所吸收；

步骤三、所述步骤二中的细雾滴与大液滴合为一体，在重力的作用下降落。

本发明一种两步传质湿法脱硫装置及其方法的有益效果为：采取两步传质，极大提高了传质效率、脱硫效率，并且能降低运行成本。

附图说明

图1为实施例1中本发明中一种两步传质湿法脱硫装置的结构示意图；

图2为本发明装置安装旋汇耦合装置的结构示意图。

图中：1-湿法脱硫塔、2-烟道、3-循环泵、4-粗喷淋层、5-细喷淋层、6-除雾器、7-气膜传质区、8-液膜传质区、9-产物溶液池、10-烟气入口、11-烟气出口、12-吸收液进口、13-旋汇耦合装置、14-喷射装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种两步传质湿法脱硫装置及其方法的具体实施方式进行详细说明，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

两步传质技术将传统湿法脱硫中同时进行的气膜传质、液膜传质过程拆分为两个独立进行的工艺步骤。利用非常小的液滴直径、非常大的液体比表面积来大幅度提高气膜传质过程的效率。利用较大的液滴直径完成对小液滴的包裹、回收，避免小液滴跟随烟气逃逸到大气中，同时完成完成液膜传质过程。

实施例1