專利名稱：海水白泥乳脫硫塔的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種脫硫塔，特別是一種以廢治廢利用氨堿法純堿生產(chǎn)的廢渣 對發(fā)電廠鍋爐和工業(yè)鍋爐及窯爐的煙氣進行脫硫的海水白泥乳脫硫塔。
(二)
背景技術：
我國是世界上少數(shù)幾個以煤炭為主要能源的國家之一，煤炭在我國一次能
源和消耗比例中一直在70%以上，煤炭及其它各種燃料產(chǎn)生的二氧化硫排放形 成巨大的污染，從根本上治理二氧化硫排放污染已勢在必行。在沿海地區(qū)有些 熱電站采用了海水法脫硫，即利用海水吸收煙氣中二氧化硫，并與海水中的堿 度中和后充入空氣曝氣，使所生成的還原物氧化后煙氣和排水達標排放，該工 藝缺點是耗用海水量大，脫除lkg二氧化硫耗用海水M8m3，提升海水和曝氣的 電耗等費用高，而且只能適用于燃用低硫煤的熱電站脫硫。近年來沿海地區(qū)有 在海水中加入氧化鎂、石灰粉等脫硫劑的煙氣脫硫工業(yè)應用，但原料成本高。 氨堿法純堿生產(chǎn)的廢渣(俗稱"白泥")量大，在全世界范圍內(nèi)至今普遍做法仍 是排海或筑壩堆存，造成公害，其處理是世界各國共同面臨的難題。中國專利 申請?zhí)枮?7121098.5所公開的"一種純堿廠白泥與煙氣中有害氣體的雙向治理 方法"，利用含有純堿生產(chǎn)廢渣(白泥)制作的海水白泥乳脫除鍋爐煙氣中的 二氧化硫，以廢治廢，實現(xiàn)白泥和二氧化硫的雙向治理的目的。但一直無工業(yè) 化應用，尚需開發(fā)生產(chǎn)裝置實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。由于海水白泥乳中有效脫硫成份是 一種在水中溶解度非常小的碳酸鈣等懸浮物，脫硫過程中需要足夠的停留時間， 使懸浮物溶解，進行脫硫反應，并使生成的亞硫酸鹽被氧化生成穩(wěn)定的硫酸鹽， 還要分離脫硫過程中捕集的煙氣中的粉煤灰，最終使煙氣和排液達標排放，傳統(tǒng)脫硫塔所具備的功能少，有的脫硫裝置設備多、流程復雜、動力消耗高、占 地面積大，均不適合海水白泥乳脫硫需要。至今尚無國內(nèi)外使用海水白泥乳進 行煙氣脫硫的一體化生產(chǎn)裝置的報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題而提供一種海水白泥乳脫硫塔，該塔 具有多種功能，既是吸收裝置又是反應器，還是曝氣和澄清設備，能使出塔煙 氣中二氧化硫煙塵達標，同時使出塔排液不需要后處理而pH值與懸浮物達標直 接排放的生產(chǎn)裝置。
本發(fā)明的目的由以下技術方案實現(xiàn)該海水白泥乳脫硫塔包括塔體及塔體 內(nèi)由上往下依次設有除霧段、海水吸收段、海水白泥乳吸收段、氧化段和澄清 段的五個功能段。位于海水白泥乳吸收段和氧化段之間的塔體側(cè)部設有煙氣入 口，塔體頂部設有煙氣出口，塔體底部設有沉淀物出口，位于澄清段上部的塔 體側(cè)部設有澄清液出口。其中，海水白泥乳吸收段包括海水白泥乳進液管、布 水槽、噴淋槽、填料和支承板，海水白泥乳進液管、布水槽和噴淋槽位于填料 的上方，支承板在填料的下面，該段是本塔主要功能區(qū)，它要進行換熱、二氧 化硫的吸收、白泥的溶解以及產(chǎn)生亞硫酸鹽等的化學反應。海水吸收段包括海 水進液管、布水槽、噴淋槽、填料和支承板，海水進液管、布水槽和噴淋槽位 于填料的上方，支承板在填料的下面，該段主要的作用是吸收煙氣中殘留二氧 化硫。除霧段包括除霧器和清洗管，清洗管在除霧器的下方，煙氣經(jīng)該段達標 排放。氧化段包括白泥乳進液管、氣體分布板和壓縮空氣分布器，氣體分布板 的上方為白泥乳進液管，其下方為壓縮空氣分布器，該段主要作用為將亞硫酸 鹽全部氧化為硫酸鹽。澄清段包括中心筒、環(huán)行頂蓋和蜂窩斜管型填料，中心 筒的上端與環(huán)行頂蓋固定連接，蜂窩斜管型填料設置在中心筒外中下部，該段結(jié)構(gòu)簡單，清除該段上方流下的液體中的水不溶物，使之達標排放，澄清效率 很高。
根據(jù)塔內(nèi)液氧化需要，氣體分布板可設置零層或一層或多層，板上均布多 個小孔。
本發(fā)明的優(yōu)點是
1) 該塔功能多，集吸收、氧化、澄清、除霧多種功能于一體，使脫硫工藝 流程簡化，節(jié)省了曝氣池、澄清池及其液體輸送泵，具有設備投資小、占地面 積省、操作方便的優(yōu)點。
2) 該塔連續(xù)運行、平穩(wěn)、可靠，脫硫吸收效率高達95%，不僅煙氣達標排
放，澄清液也達標直接排放。
3) 該塔使脫硫運行費用大大降低。脫除lkg二氧化硫僅耗海水0.5m3，與 海水法脫硫(需海水M8m3)相比，節(jié)約海水提升及曝氣氧化的電力X).75kwh， 與海水石灰法相比，能節(jié)約石灰粉l.lkg，具有很大節(jié)能降耗優(yōu)勢。
該塔實現(xiàn)了純堿生產(chǎn)廢渣"白泥"與煙氣中的二氧化硫雙向治理的目的。不 僅減少了二氧化硫的排放，而且消除了白泥對環(huán)境的污染，白泥資源化全部可
以得到有效的綜合利用，特別適用于有氨堿法純堿工廠濱海地區(qū)的大、中、小 型火力發(fā)電廠鍋爐及工礦企業(yè)工業(yè)鍋爐和窯爐的煙氣脫硫。
圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1B向局部放大結(jié)構(gòu)示意圖3是圖2C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖4是圖1A向局部放大結(jié)構(gòu)示意圖5是圖1D向局部放大結(jié)構(gòu)示意圖6是圖5 E-E剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi)-澄清段；l.l-環(huán)形頂蓋；1.2-中心筒；1.3-蜂窩斜管型填料；1.4-澄 清液出口； 1.5-沉淀物出口； 2-氧化段；2.1-白泥乳進液管；2.2-氣體分布板；2.3-壓縮空氣分布器；3-海水白泥乳吸收段；3.1-煙氣入口； 3.2-支承板；3.3-填料; 3.4-海水白泥乳進液管；3.5-布水槽；3.6-噴淋槽；3.7-缺口； 3.8-齒形缺口； 4-海水吸收段；4.1-支承板；4.2-填料；4.3-海水進液管；4.4-布水槽；4.5-噴淋槽； 5-除霧段；5.1-清洗管；5.2-除霧器；5.3-煙氣出口； 6-塔體。
具體實施方式
圖1顯示該塔體6內(nèi)從上往下有除霧段5、海水吸收段4、海水白泥乳吸收 段3、氧化段2和澄清段1五個功能段。除霧段5中的除霧器5.2可以是絲網(wǎng)波 紋填料，也可以是波形板除霧器，本實施例采用絲網(wǎng)波紋填料。除霧器5,2下方 有清洗管5.1，清洗管5.1在塔內(nèi)兩側(cè)有多個支管，管的上方有多個噴嘴，能將 整個除霧器5.2清洗干凈。海水白泥乳吸收段3是該塔的主要功能段，布水槽 3.5是通用溢流槽式液體分配裝置，如"王"字型、"H"型等條狀水槽皆可，本 實施例釆用王"字"型條狀水槽，布水槽3.5兩側(cè)上方均勻分布多個缺口 3.7。 噴淋槽3.6是兩側(cè)上方為齒型的條狀，其數(shù)量與布水槽的溢水缺口3.7相同，噴 淋槽3.6排列布滿塔的整個截面。圖2、圖3顯示，海水白泥乳進液管3.4下口 與布水槽3.5中心重合。海水白泥乳從進液管3.4進入布水槽3.5 ，從布水槽3.5 各缺口 3.7溢流進入下方噴淋槽3.6，再從整條噴淋槽兩側(cè)上方齒形缺口 3.8溢 流出，使海水白泥乳能均布進入下方的填料3.3。填料3.3可采用板波紋等規(guī)整 填料，也可采用其它如鮑爾環(huán)等散堆填料，本實施例采用板波紋規(guī)整填料。填 料3.3下面有支撐板3.2支撐填料3.3，圖5、圖6顯示，支撐板3.2為梁形氣體 噴射式結(jié)構(gòu)，支承板3.2為連續(xù)波形板，在波形板上開多個圓孔，開孔總面積和 塔截面積接近，其作用均布煙氣。海水吸收段4中的海水進液管4.3、布水槽4.4、噴淋槽4.5、填料4.2和支撐板4.1,其結(jié)構(gòu)與海水白泥乳吸收段3結(jié)構(gòu)相同。氧 化段2中的壓縮空氣分布器2.3，其主管在塔內(nèi)兩側(cè)有多個支管，管的上方開有 多個小孔，可向上均布氣體。白泥乳進液管2.1,其主管在塔內(nèi)兩側(cè)有多個支管, 管的下方開有多個小孔，可向下均布白泥乳。圖4顯示氣體分布板2.2板上均布 多個小孔。設置一層或多層的氣體分布板可使氣液更加均勻地逆流接觸，不設 置氣體分布板可降低塔內(nèi)運行的阻力。本實施例氣體分布板2.2設置二層，每層 板上均布多個小孔，使氣液均勻接觸。澄清段1中的中心筒1.2是上下開口的圓 筒，其上端固定連接在環(huán)形頂蓋1.1上，中心筒1.2外中下部為蜂窩斜管型填料 1.3。
結(jié)合附圖敘述該塔內(nèi)氣液流程
(1) 煙氣從塔體側(cè)部煙氣入口 3.1進入并上升通過海水白泥乳吸收段3的支承 板3.2被均勻分布進入板波紋填料3.3內(nèi)，煙氣中二氧化硫被海水白泥乳吸收生
成的亞硫酸鹽留在該段內(nèi)，煙氣攜帶剩余二氧化硫和捕集夾帶海水白泥乳中的 水不溶物上升通過海水吸收段4的支承板4.1進入板波紋填料4.2內(nèi)，二氧化硫 和水不溶物被海水吸收，使煙氣中二氧化硫和煙塵的含量極少，煙氣繼續(xù)上升 進入除霧段5的絲網(wǎng)波紋填料5.2，捕集煙氣中微小水滴和夾帶的極少量煙塵及 白泥，煙氣達標從塔頂煙氣出口 5.3排入煙道。
(2) 壓縮空氣通過壓縮空氣分布器2.3均布進入氧化段2內(nèi)，壓縮空氣內(nèi)氧氣 大都被塔內(nèi)液消耗，氣體攜帶剩余氧氣通過二層氣體分布板2 .2的孔上升至海 水白泥乳吸收段3內(nèi)，剩余氧氣被繼續(xù)消耗，氣體隨煙氣經(jīng)海水吸收段4、除霧 段5從塔頂煙氣出口 5.3排出。
(3) 海水白泥乳通過海水白泥乳進液管3.4、分配槽3.5和噴淋槽3.6溢流均 布進入填料3.3與煙氣進行換熱和氣、液、固三相各種物理、化學變化，煙氣中二氧化硫被水吸收生成亞硫酸，海水白泥乳中水不溶物碳酸鈣與氫氧化鎂溶解 并與亞硫酸反應生成亞硫酸鈣和亞硫酸鎂，并有一部分被氧化段上升的氣體中 剩余氧氣氧化為硫酸鈣及硫酸鎂。海水白泥乳經(jīng)反應變成塔內(nèi)液往下流入氧化
段2，塔內(nèi)液中亞硫酸鹽不穩(wěn)定，易分解逸出二氧化硫，通過白泥乳進液管2.1 補充適量白泥乳，與塔內(nèi)液中剩余二氧化硫反應生成亞硫酸鹽，該氧化段也是 塔內(nèi)液儲槽，有足夠停留時間使來自海水白泥乳吸收段殘余的水不溶物碳酸鈣 與氫氧化鎂全部溶解與亞硫酸反應生成亞硫酸鈣和亞硫酸鎂，壓縮空氣分布器 2.3及氣體分布板2.2都能使下降的塔內(nèi)液和上升的壓縮空氣均勻地逆流接觸發(fā) 生化學反應，亞硫酸鹽全部被壓縮空氣內(nèi)氧氣氧化生成化學性能穩(wěn)定的硫酸鹽， 且使塔內(nèi)液PH值達到6-9。塔內(nèi)液繼續(xù)往下流入澄清段l，塔內(nèi)液經(jīng)中心筒1.2 進入蜂窩斜管型填料1.3內(nèi)，經(jīng)過蜂窩斜管型填料1.3加速澄清，使澄清液中水 不溶物降低，符合排放標準從清液出口管1.4排放，而在塔內(nèi)液中的粉煤灰等沉 降形成數(shù)量較小的沉淀物從塔底沉淀物出口 1.5排出待處理。
(4) 海水通過海水吸收段4的海水進液管4.3、布水槽4.4和噴淋槽4.5溢流 均布進入填料4.2，海水吸收煙氣中剩余二氧化硫和捕集夾帶的白泥不溶物后， 往下流入海水白泥乳吸收段3，隨該段塔內(nèi)液經(jīng)氧化段2、澄清段1排放和排出。
(5) 為防止除霧段5內(nèi)的除霧器5.2被雜物堵塞，定期用海水通過清洗管5.1 向上的噴嘴噴射絲網(wǎng)波紋填料，清洗干凈。
設計二臺海水白泥乳脫硫塔分別在130t/h和220t/h煤粉鍋爐系統(tǒng)中試用， 入脫硫塔前煙氣含二氧化硫2000-4000mg/Nm3，煙塵200mg/Nm3，經(jīng)該塔處理 后，排煙中二氧化硫〈200mg/Nm3，煙塵〈50mg/Nm3，脫硫效率高達90-95%，脫 硫后排水中懸浮物〈100mg/1， pH6-9，排煙及排水均達國家頒發(fā)的2010年1 月后將執(zhí)行的新排放標準。
權(quán)利要求
1. 一種海水白泥乳脫硫塔，其特征在于它包括塔體(6)及塔體(6)內(nèi)由上往下依次設有除霧段(5)、海水吸收段(4)、海水白泥乳吸收段(3)、氧化段(2)和澄清段(1)，位于海水白泥乳吸收段(3)和氧化段(2)之間的塔體(6)側(cè)部設有煙氣入口(3.1)，塔體(6)頂部設有煙氣出口(5.3)，塔體(6)底部設有沉淀物出口(1.5)，位于澄清段(1)上部的塔體(6)側(cè)部設有澄清液出口(1.4)，其中各段結(jié)構(gòu)為
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水白泥乳脫硫塔，其特征在于氣體分布板(2.2) 可設置零層或一層或多層，板上均布多個小孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海水白泥乳脫硫塔，其要點是該塔體內(nèi)由上往下依次設有除霧段、海水吸收段、海水白泥乳吸收段、氧化段和澄清段的五個功能段。位于海水白泥乳吸收段和氧化段之間的塔體側(cè)部設有煙氣入口，塔體頂部設有煙氣出口，塔體底部設有沉淀物出口，位于澄清段上部的塔體側(cè)部設有澄清液出口。其優(yōu)點是該塔功能多，集吸收、氧化、澄清、除霧多種功能，使脫硫工藝流程簡化，設備投資小、占地面積省、操作方便，運行費用低，煙氣脫硫效率高達95％，排煙及排水均達國標。實現(xiàn)了純堿生產(chǎn)廢渣“白泥”與煙氣中的二氧化硫雙向治理的目的。適用于有氨堿法純堿工廠濱海地區(qū)的大、中、小型火力發(fā)電廠鍋爐及工礦企業(yè)工業(yè)鍋爐和窯爐的煙氣脫硫。
文檔編號B01D53/75GK101444698SQ200810237758
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者伊盛鑫, 劉成功, 劉鵬霄, 尹小春, 楊鵬飛, 羅書凱, 郭漢光, 馬國臣 申請人:青島堿業(yè)股份有限公司;青島海灣化工設計研究院有限公司