[发明专利]双循环烟气除尘脱硫反应器及烟气脱硫方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种双循环烟气除尘脱硫反应器及烟气脱硫方法，属于环境保护领域，适用于烟气及工艺尾气除尘脱硫处理，可广泛应用于石油化工和环保等领域。

背景技术

在中国的大气污染中，酸雨和浮尘是最主要的污染。十多年来，由于二氧化硫和氮氧化物的排放量日渐增多，酸雨的问题越来越突出。现在中国已是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区。SO₂和粉尘是造成我国大气污染的重要原因，也是我国当前重点控制的大气污染物。我国SO₂排放总量已连续多年超过2000万吨，2005年排放总量达到2549万吨，居世界首位，尽管我国“十一五”期间削减二氧化硫10%的目标已经实现，但我国目前的酸雨污染面积（占国土面积的30%）仍在不断扩大。每年因酸雨和SO₂污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济损失超过1000亿元，二氧化硫排放控制仍然不容忽视。粉尘是指粒径1～75微米的颗粒物。一般由工业生产上破碎、运转作业产生的。据分析，我国每年由工业和生活窖炉排入大气的粉尘，超过1000万吨。粉尘易被吸入人体呼吸道系统，直接威胁着人们的生命，尤其身处粉尘污染的环境会引起多种心血管、呼吸道疾病等。

烟气脱硫按脱硫剂的种类划分，可分为以下五种方法：以CaCO₃（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na₂SO₃为基础的钠法，以NH₃为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。目前，公认的脱硫除尘工艺包括水膜式、喷淋式、冲击式和水浴式等。文丘里和湍冲作为强化气液传质设备，在双循环脱硫装置中被广泛应用，其中文丘里高度约16m～19m，且当烟气量比较大时，整个脱硫装置为多个文丘里与脱硫塔环抱形式，占用空间和投资均比较大，如诺顿公司的烟气脱硫技术。湍冲需要将液相升高6～8m，以产生泡沫区，并通过泡沫的不断更新，保持高效的气液传质效果，但反应器的高度和基础投资也因此大大增大。

专利US3894563A与专利US2012000366A1均采用文丘里与旋流分离器组合实现除尘和气液分离。专利CN200920247553.1、CN200920200026.5和CN03142049.4介绍的脱硫装置或工艺中，湍冲洗涤塔均为单独设置，占地面积大，投资费用高。

专利US4110088介绍了一种高温烟气急冷降温、除尘和脱除水溶性污染物的工艺及装置。927～1038℃的高温烟气经两级喷淋冷却后，进入旋流分离器分离出液滴和粉尘，再经填料塔进行脱除废气中污染物，净化气体进入带翅片板的折流板除雾器除雾后，最终经文丘里喷射进入排气筒，净化气体经文丘里高速喷出时，产生负压，抽吸文丘里周围空气，使净化气体湿度降低。该工艺流程过长，压降非常大，工艺中设置了两次风机，用以为烟气提供动力，能耗较大。

CN101301574A公开了一种多级烟气脱硫喷淋塔，包括初级脱硫洗涤器和次级脱硫喷淋塔，所述的初级脱硫洗涤器的出口和次级脱硫喷淋塔的入口相连通。这种多级烟气脱硫塔还包括回流管，这种连接管连接在初级脱硫洗涤器的底部与次级脱硫喷淋塔之间，由此，吸收液经该回流管回流至次级脱硫喷淋塔，相当于两级脱硫单元共用一个循环池。该技术实现的技术效果是在初级脱硫洗涤器内一次脱硫，在次级脱硫喷淋塔内二次脱硫，该技术两级脱硫单元共用一个循环池，没有形成吸收液的级配区域，脱硫率不高，而且该技术吸收剂采用石灰石浆液，两级脱硫单元之间的回流管仅靠重力回流，故回流管线很容易堵塞，该技术长周期运转可靠性不足。

CN2608111Y公开了一种高浓度烟气脱硫除尘设备，该技术把2套以上的脱硫单元串联在一起，用一个外壳将串联的脱硫单元罩在一起，底部共用一个循环槽，该技术循环池没有针对高浓度烟气的特点来处理，仅仅将两套以上的脱硫单元串联在一起，脱硫效率能够保证，但是占地较大，不适合在场地预留较小的区域使用。

现有技术中，高温烟气的降温/除尘/脱硫虽采用两级或多级气液接触吸收工艺，达到了污染物脱除效果，但每一级喷淋吸收均设置有相应的液体输送设备和吸收液雾化设备，能耗较高。

发明内容