[实用新型]一种在氨法脱硫工艺中节水和控制气溶胶现象的装置

说明书

技术领域

本申请属于氨法烟气脱硫技术领域，具体涉及一种在氨法脱硫工艺中节水和控制气溶胶现象的装置。

背景技术

随着社会城市化、科技化、人性化的发展，工农业得到了蓬勃的发展，越来越多的硫被应用，随之而来的是硫磺使用量的增加和二氧化硫问题的彰显。二氧化硫（SO₂）是形成酸雨、雾霾等环境问题的主要原因，目前是危害仅次于可吸入颗粒物的大气污染物。通过引进、消化吸收等方式，我国逐步在燃煤锅炉上配套建设了脱硫装置，SO₂污染加剧的势头得到了控制。尽管如此，我国SO₂排放量基数巨大，每年仍有近2000万吨的排放量，一方面对我国大气环境造成了巨大破坏，另一方面造成大量硫资源的浪费。硫是工业制酸和生产一系列化肥的必要原料，我国每年需要进口约1000万吨的硫磺来满足工农业发展的需求。氨法脱硫以化学活性较高的氨（NH₃）为吸收剂吸收烟气中的SO₂，具有脱硫效率高，动力消耗低，且得到具有较高使用价值的副产物硫酸铵((NH₄)₂SO₄)的优点，在治理SO₂污染的同时实现了硫资源的回收利用，在我国具有广阔的应用前景。

而随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，脱硫是非常必要的，氨法脱硫作为一种绿色脱硫技术在国内大中型烟气脱硫工程上逐步得到了推广应用，创造了良好的环境效益。吸收塔是氨法脱硫的核心单元，烟气从吸收塔底部进入并折转向上与喷淋而下的浆液逆流接触，净烟气由吸收塔顶部的出气管进入烟囱，最后排入大气。由于吸收剂氨具有较强的挥发性，且吸收塔顶部喷淋层出来的浆液pH值相对较高，浆液中的氨通过气液平衡进入气相，与锅炉烟气中未吸收完全的SO₂以及水蒸汽等反应生成硫酸铵固体颗粒，另外，浆液中含有较高浓度的+6价硫(主要是((NH₄)₂SO₄)，烟气夹带的液滴通过蒸发也会形成细小颗粒，两个方面的共同作用下增加了排放锅炉烟气中的颗粒物浓度，成为限制氨法脱硫技术发展的重要原因。2012年修订实施的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）规定燃煤锅炉烟气颗粒物排放浓度限值为30mg/m³，对锅炉烟气排放提出了严格的要求。因此，降低氨法脱硫工艺锅炉烟气中气溶胶的浓度势在必行，同时也是实现该技术进一步推广应用的关键。

关于氨法脱硫气溶胶控制方面的研究相对较少，黄荣延等（化工学报，2015，66（11）：4366~4372）研究指出氨法脱硫气溶胶颗粒主要是亚微米级颗粒。鲍静静等（动力工程，2009，29（2）:178~183）研究向烟气中通入蒸汽，利用蒸汽相变的原理，实现细颗粒凝结长大脱除，从而达到去除气溶胶的目的。中国专利CN2013102020522中提出将吸收塔内的浆液用泵打入降温设备，使得浆液的温度降低至10~32℃，然后再用泵打入吸收塔顶部的喷淋层，降低烟气温度，使整个塔在20~40℃的低温环境下运行，进而减少亚硫酸铵的分解，同时通过水蒸汽的冷凝将烟气中细颗粒吸收下来。

鲍静静（动力工程，2009，29（2）:178~183）提出的利用蒸汽相变的方法来脱除氨法脱硫锅炉烟气中的细颗粒，存在蒸汽系统复杂、管路保温难等问题。中国专利CN2013102020522提出将吸收塔内的浆液用泵抽出，在冷却设备中降温后再次打入喷淋塔顶部的喷淋层，该方法存在系统复杂、占地大和能耗高等不足。因此，研究开发一种简单、高效率、低成本的氨法脱硫烟气气溶胶去除装置具有重要的工程应用价值。

发明内容

解决的技术问题：本申请提供一种在氨法脱硫工艺中节水和控制气溶胶现象的装置，解决现有氨法脱硫工艺中的设备复杂，脱硫效率低，成本高，占地面积大等技术问题，从而降低氨法脱硫排放锅炉烟气中颗粒物的浓度，确保氨法脱硫这一绿色脱硫技术能够满足当前环保要求。