[發明專利]一種煙氣除塵脫硫反應器及煙氣脫硫方法

有效

• 申請號: 201310540367.8
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN104607007A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 齊慧敏;彭德強;王巖;陳建兵;孟凡飛;王璐瑤;陳新;王明星
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/78;B01D53/50;B01D47/12
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明公開了一種煙氣除塵脫硫反應器及煙氣脫硫方法，屬于環境保護領域，適用于煙氣及工藝尾氣除塵脫硫處理，可廣泛應用于石油化工和環保等領域。

背景技術

在中國的大氣污染中，酸雨和浮塵是最主要的污染。十多年來，由于二氧化硫和氮氧化物的排放量日漸增多，酸雨的問題越來越突出。現在中國已是僅次于歐洲和北美的第三大酸雨區。SO₂和粉塵是造成我國大氣污染的重要原因，也是我國當前重點控制的大氣污染物。我國SO₂排放總量已連續多年超過2000萬噸，2005年排放總量達到2549萬噸，居世界首位，盡管我國“十一五”期間削減二氧化硫10%的目標已經實現，但我國目前的酸雨污染面積（占國土面積的30%）仍在不斷擴大。每年因酸雨和SO₂污染造成農作物、森林和人體健康等方面的經濟損失超過1000億元，二氧化硫排放控制仍然不容忽視。粉塵是指粒徑1～75微米的顆粒物。一般由工業生產上破碎、運轉作業產生的。據分析，我國每年由工業和生活窖爐排入大氣的粉塵，超過1000萬噸。粉塵易被吸入人體呼吸道系統，直接威脅著人們的生命，尤其身處粉塵污染的環境會引起多種心血管、呼吸道疾病等。

煙氣脫硫按脫硫劑的種類劃分，可分為以下五種方法：以CaCO₃（石灰石）為基礎的鈣法，以MgO為基礎的鎂法，以Na₂SO₃為基礎的鈉法，以NH₃為基礎的氨法，以有機堿為基礎的有機堿法。目前，公認的脫硫除塵工藝包括水膜式、噴淋式、沖擊式和水浴式等。文丘里和湍沖作為強化氣液傳質設備，在煙氣除塵脫硫裝置中被廣泛應用，其中文丘里高度約16m～19m，且當煙氣量比較大時，整個脫硫裝置為多個文丘里與脫硫塔環抱形式，占用空間和投資均比較大，如諾頓公司的煙氣脫硫技術。湍沖需要將液相升高6～8m，以產生泡沫區，并通過泡沫的不斷更新，保持高效的氣液傳質效果，但反應器的高度和基礎投資也因此大大增大。

專利US3894563A與專利US2012000366A1均采用文丘里與旋流分離器組合實現除塵和氣液分離。專利CN200920247553.1、CN200920200026.5和CN03142049.4介紹的脫硫裝置或工藝中，湍沖洗滌塔均為單獨設置，占用空間，投資費用高。

專利US4110088介紹了一種高溫煙氣急冷降溫、除塵和脫除水溶性污染物的工藝及裝置。927～1038℃的高溫煙氣經兩級噴淋冷卻后，進入旋流分離器分離出液滴和粉塵，再經填料塔進行脫除廢氣中污染物，凈化氣體進入帶翅片板的折流板除霧器除霧后，最終經文丘里噴射進入排氣筒，凈化氣體經文丘里高速噴出時，產生負壓，抽吸文丘里周圍空氣，使凈化氣體濕度降低。該工藝流程過長，壓降非常大，工藝中設置了兩次風機，用以為煙氣提供動力，能耗較大。

CN101301574A公開了一種多級煙氣脫硫噴淋塔，包括初級脫硫洗滌器和次級脫硫噴淋塔，所述的初級脫硫洗滌器的出口和次級脫硫噴淋塔的入口相連通。這種多級煙氣脫硫塔還包括回流管，這種連接管連接在初級脫硫洗滌器的底部與次級脫硫噴淋塔之間，由此，吸收液經該回流管回流至次級脫硫噴淋塔，相當于兩級脫硫單元共用一個循環池。該技術實現的技術效果是在初級脫硫洗滌器內一次脫硫，在次級脫硫噴淋塔內二次脫硫，該技術兩級脫硫單元共用一個循環池，沒有形成吸收液的級配區域，脫硫率不高，而且該技術吸收劑采用石灰石漿液，兩級脫硫單元之間的回流管僅靠重力回流，故回流管線很容易堵塞，該技術長周期運轉可靠性不足。

CN2608111Y公開了一種高濃度煙氣脫硫除塵設備，該技術把2套以上的脫硫單元串聯在一起，用一個外殼將串聯的脫硫單元罩在一起，底部共用一個循環槽，該技術循環池沒有針對高濃度煙氣的特點來處理，僅僅將兩套以上的脫硫單元串聯在一起，脫硫效率能夠保證，但是占地較大，不適合在場地預留較小的區域使用。

現有技術中，高溫煙氣的降溫/除塵/脫硫雖采用兩級或多級氣液接觸吸收工藝，達到了污染物脫除效果，但每一級噴淋吸收均設置有相應的液體輸送設備和吸收液霧化設備，能耗較高。當單獨采用湍沖技術對煙氣進行急冷降溫和除塵脫硫預處理時，其操作液氣比高達5～8：1，液柱噴淋高度6～8m，由于對此液柱勢能未加利用，造成脫硫裝置能量的極大浪費。

發明內容