硫磺回收设备的尾气治理系统的制作方法

1.本公开涉及硫磺回收领域，特别涉及一种硫磺回收设备的尾气治理系统。


背景技术：

2.在天然气净化厂中，硫磺回收设备通常用于处理脱硫脱碳单元排出的含硫酸气，使含硫酸气中的硫化物转变为硫磺。
3.在硫磺回收的过程中会产生尾气，尾气中含有二氧化硫(化学式：so2)和三氧化硫(化学式：so3)，需对尾气进行处理才能排放。目前主要通过氨法脱硫的方法处理尾气，使脱硫液中的氨(化学式：nh3)与尾气中的二氧化硫和三氧化硫反应产生的硫酸铵(化学式：(nh4)2so4)和亚硫酸铵(化学式：(nh4)2so3)，从而减少尾气中的二氧化硫和三氧化硫浓度。
4.但是，脱硫过程中产生的硫酸铵、亚硫酸铵以及脱硫液中的氨会悬浮在尾气中，形成气溶胶现象，并随尾气排出，使外排的尾气形成烟雾，并延绵数十米，形成“拖尾”的现象，影响城市面貌，同时污染环境。


技术实现要素：

5.本公开实施例提供了一种硫磺回收设备的尾气治理系统，能够避免硫磺回收设备尾气出现“拖尾”的现象。所述技术方案如下：
6.本公开提供了一种硫磺回收设备的尾气治理系统，所述尾气治理系统包括气液混合器、脱硫塔和脱硫液输入泵；
7.所述气液混合器具有气相入口和液相入口和出口，所述气相入口用于与硫磺回收设备的尾气排出口连通，所述脱硫液输入泵与所述液相入口连通，所述脱硫液输入泵被配置为向所述液相入口注入含氨的脱硫液，所述出口与所述脱硫塔连通；
8.所述脱硫塔内设置有气液分离装置，沿所述脱硫塔的高度方向，所述气液分离装置位于所述气液混合器与所述脱硫塔的连通处的上方，所述脱硫塔的顶部具有气体排出口。
9.在本公开实施例的一种实现方式中，所述气液分离装置包括泡罩塔盘和气液分离器中的至少一种。
10.在本公开实施例的一种实现方式中，所述气液分离装置包括泡罩塔盘和气液分离器；
11.沿所述高度方向，所述气液分离器位于所述泡罩塔盘的上方。
12.在本公开实施例的一种实现方式中，所述尾气治理系统还包括喷嘴，所述喷嘴位于所述脱硫塔内；
13.在所述高度方向上，所述喷嘴位于所述气液分离装置和所述气液混合器与所述脱硫塔的连通处之间。
14.在本公开实施例的一种实现方式中，所述尾气治理系统还包括污水处理装置；
15.所述污水处理装置与所述脱硫塔的底部连通。
16.在本公开实施例的一种实现方式中，所述污水处理装置包括氧化罐和氧化风机；
17.所述氧化罐与所述脱硫塔的底部连通，所述氧化风机与所述氧化罐连通。
18.在本公开实施例的一种实现方式中，所述脱硫液输入泵还与所述脱硫塔的底部连通，所述氧化罐与所述脱硫液输入泵连通。
19.在本公开实施例的一种实现方式中，所述污水处理装置还包括污水输出泵，所述污水输出泵与所述氧化罐的底部连通。
20.在本公开实施例的一种实现方式中，所述污水处理装置还包括曝气器，所述曝气器位于所述氧化罐内，所述曝气器与所述氧化风机连通。
21.在本公开实施例的一种实现方式中，所述气液混合器为文丘里气液混合器。
22.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
23.硫磺回收设备的尾气通过气液混合器的气相入口进入气液混合器，脱硫液输入泵将含氨的脱硫液通过液相入口输入气液混合器，尾气中的so2和so3与脱硫液中的nh3反应并生成(nh4)2so4和(nh4)2so3。反应后的尾气中含有(nh4)2so4、(nh4)2so3以及未反应的nh3，并随着尾气一起进入脱硫塔中。其中(nh4)2so4、(nh4)2so3和nh3均为液态，尾气经过脱硫塔中的气液分离装置时，(nh4)2so4、(nh4)2so3以及nh3与尾气中的气体分离，并流向脱硫塔的底部，净化后的尾气中的nh3、(nh4)2so4和(nh4)2so3减少，避免形成气溶胶现象而出现“拖尾”的情况，不会影响城市面貌，同时减少对环境的污染。
附图说明
24.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本公开实施例提供的一种硫磺回收设备的尾气治理系统的结构示意图；
26.图2是本公开实施例提供的一种文丘里气液混合器的结构示意图。
具体实施方式
27.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
28.图1是本公开实施例提供的一种硫磺回收设备的尾气治理系统的结构示意图。参见图1，该尾气治理系统包括气液混合器10、脱硫塔20和脱硫液输入泵30。气液混合器10具有气相入口101、液相入口102和出口103，气相入口101用于与硫磺回收设备的尾气排出口1连通。脱硫液输入泵30与液相入口102连通，脱硫液输入泵30被配置为向液相入口102注入含氨的脱硫液。气液混合器10的出口103与脱硫塔20连通。
29.脱硫塔20内设置有气液分离装置201，沿脱硫塔20的高度方向a，气液分离装置201位于气液混合器10与脱硫塔20的连通处的上方。脱硫塔20的顶部具有气体排出口202。
30.在该实现方式中，硫磺回收设备的尾气通过气液混合器的气相入口101进入气液混合器10，脱硫液输入泵30将含氨的脱硫液通过液相入口102输入气液混合器10，尾气中的so2和so3与脱硫液中的nh3反应并生成(nh4)2so4和(nh4)2so3。反应后的尾气中含有(nh4)
2
so4、(nh4)2so3以及未反应的nh3，并随着尾气一起进入脱硫塔20中。其中(nh4)2so4、(nh4)2so3和nh3均为液态，尾气经过脱硫塔20中的气液分离装置201时，(nh4)2so4、(nh4)2so3以及nh3与尾气中的气体分离，并流向脱硫塔20的底部，净化后的尾气中的nh3、(nh4)2so4和(nh4)2so3减少，避免形成气溶胶现象而出现“拖尾”的情况，不会影响城市面貌，同时减少对环境的污染。
31.在本公开实施例中，通过本公开的尾气治理系统处理尾气后，尾气中的so2和so3与nh3反应，使通过气体排出口202排除的尾气中so2和so3的含量减少，减少尾气对环境的污染。
32.如图1所示，硫磺回收设备的尾气治理系统还可以包括烟囱60，烟囱60与气体排出口202连通，净化后的尾气通过烟囱60排出。
33.在本公开实施例中，气液混合器10可以为文丘里气液混合器。
34.图2是本公开实施例提供的一种文丘里气液混合器的结构示意图。参见图2，文丘里气液混合器具有气相入口101、液相入口102和出口103，液相入口102和出口103相对设置。硫磺回收设备尾气排出口1与气相入口101连通，脱硫液输入泵30通过液相入口102将脱硫液注入气液混合器10中，当脱硫液在气液混合器10中从液相入口102流入出口103时，带动气相入口101处的尾气流向文丘里气液混合器内，尾气与脱硫液混合，使尾气中的so2和so3与脱硫液中的nh3反应。反应完成后再通过文丘里气液混合器的出口103进入脱硫塔20中。文丘里气液混合器通过脱硫液带动尾气流向文丘里气液混合器内，无需设置增压设施，简化装置结构，同时减少成本。
35.如图2所示，沿脱硫塔20的高度方向a，液相入口102位于出口103的上方，这样脱硫液进入液相入口102后，可以依靠重力流向出口103，无需额外向脱硫液提供能量，节约成本。
36.在本公开实施例的一种实现方式中，可以在液相入口102处设置喷射雾化器，将脱硫液雾化，使脱硫液与尾气混合更均匀，使尾气中的so2和so3反应完全，进一步减少尾气中的so2和so3含量，减少尾气对环境污染。同时喷射雾化器可以使雾化的脱硫液在气液混合器10中形成抽力，对尾气产生吸力，使尾气进入气液混合器10。
37.在本公开实施例中，注入气液混合器10中的脱硫液的量比尾气中so2和so3含量多，使so2和so3尽量完全反应，减小尾气中的so2和so3含量，减少尾气对环境污染。
38.示例性地，可以根据硫磺回收设备尾气的流量确定注入气液混合器10中的脱硫液的流量。
39.在本公开实施例中，硫磺回收设备尾气的流量一般为20000nm3/h(0.2kpag，300℃)。其中，n表示工况，此时的工况条件为：压力为0.2kpa(表压)，温度为300℃。工况下的温度较高，可以加快so2和so3与nh3反应。
40.在本公开实施例中，气液分离装置201位于气液混合器10与脱硫塔20的连通处的上方，当尾气进入脱硫塔20内时，尾气中的气体的密度较小，会向脱硫塔20顶部移动，尾气中夹带的液体密度较大，一部分液体会向脱硫塔20的塔底(又称塔釜)移动，当气体移动到气液分离装置201时，气液分离装置201会对对尾气中气体和液体进行分离，减少尾气中液体的成分。
41.在本公开实施例中，脱硫塔20、脱硫液输入泵30和硫磺回收设备的尾气排出口1均
可以通过管道与气液混合器10连接，便于布置。
42.在本公开实施例的一种实现方式中，当通过管道连通气液混合器10与脱硫塔20时，管道进入脱硫塔20中的长度可以小于脱硫塔20半径的二分之一，使尾气在脱硫塔20中流通的空间足够大，保证尾气能够与气液分离装置201均匀接触，提高气液分离的效果，这种布置方式也可以称为切向入料。尾气切向进入脱硫塔20后由于重力作用实现一级气液分离。
43.在本公开实施例中，当尾气中的so2和so3与脱硫液反应后，尾气的温度降低，进入脱硫塔20中的尾气，在常压下的温度在55℃至65℃之间，避免温度过高损坏脱硫塔20。同时在温度降低的情况下，尾气中的液体成分更容易与气体分离，提高气液分离的效果。
44.再次参见图1，气液分离装置201包括泡罩塔盘211，泡罩塔盘211的外侧壁与脱硫塔20的内侧壁贴合。
45.在该实现方式中，泡罩塔盘211具有多个泡罩，泡罩上具有排出孔，当尾气进入泡罩后，尾气与泡罩的接触面积增大，而泡罩的温度相对尾气的温度较低，使尾气中的液体贴附在泡罩上，气体从排出孔中排出，实现气液分离。在相关技术中，泡罩塔盘211一般用于气液混合，在本公开中，可以利用泡罩塔盘211实现气液分离。
46.在本公开实施例中，泡罩塔盘211不易堵塞，避免在工作过程中出现故障。泡罩塔盘211的外侧壁与脱硫塔20的内侧壁贴合，保证尾气均能够通过泡罩塔盘211实现气液分离，提高气液分离的效果。
47.在本公开实施例中，当尾气进入泡罩后，在泡罩中流动后再从泡罩中流出，使尾气从泡罩中流出后与后续的气液分离器接触均匀，提高液分离的效果。
48.再次参见图1，气液分离装置201还包括气液分离器212，在高度方向a上，气液分离器212位于泡罩塔盘211的上方。
49.在该实现方式中，布置气液分离器212进一步增加气液分离装置201对尾气的气液分离的效果。将气液分离器212布置在泡罩塔盘211的上方，使尾气依次进过泡罩塔盘211和气液分离器212，保证气液分离的效果。在其他实现方式中，也可以将泡罩塔盘211布置在气液分离器212的上方。
50.在本公开实施例中，气液分离器212可以通过使用折流分离原理或者离心分离原理对尾气进行气液分离，本公开对此不做限制。
51.在本公开实施例中，气液分离装置201可以包括泡罩塔盘211和气液分离器212中的任意一种，或者同时包括泡罩塔盘211和气液分离器212。
52.在本公开实施例中，尾气切向入料实现一级气液分离，经过泡罩塔盘211实现二级气液分离，经过气液分离器212实现三级气液分离，最终排向大气，可以提高气液分离的效果。
53.再次参见图1，硫磺回收设备的尾气治理系统还包括喷嘴40，喷嘴40位于脱硫塔20内，在高度方向a上，喷嘴40位于气液分离装置201和气液混合器10与脱硫塔20的连通处之间。
54.在该实现方式中，布置喷嘴40，通过喷嘴40向脱硫塔20喷洒水，一方面，可以降低脱硫塔20的温度，避免温度过高对脱硫塔20造成损坏，另一方面，尾气中的液体成分吸附在水上，流入脱硫塔20的底部，加快气液分离的速度。同时尾气中的(nh4)2so4和(nh4)2so3与尾
气的中的气体分离，沉积在脱硫塔20的底部，使脱硫塔20内的(nh4)2so4和(nh4)2so3的浓度增加。(nh4)2so4和(nh4)2so3有腐蚀性，通过喷洒水减少(nh4)2so4和(nh4)2so3的浓度，减小(nh4)2so4和(nh4)2so3对脱硫塔20的腐蚀效果。
55.将喷嘴40布置在气液分离装置201和气液混合器10与脱硫塔20的连通处之间，气液混合器10中的尾气进入脱硫塔20后，喷嘴40向脱硫塔20喷洒水，实现一次气液分离，可以减小气液分离装置201的负担。
56.如图1所示，喷嘴40可以通过管道与外来的第一储水装置2连通，第一储水装置2为喷嘴40提供水，使喷嘴40能够向脱硫塔20喷洒水。示例性地，外来水可以是自来水。
57.示例性地，第一储水装置2可以为储水罐。
58.在本公开实施例中，硫磺回收设备的尾气不仅有液体成分，还包括有固体颗粒，尾气治理系统处理尾气后，不仅可以减少尾气中的液体成分，同样可以减少尾气中的固体成分。
59.通过实验证明，使用本公开的硫磺回收设备的尾气治理系统处理尾气后，尾气中的液体和固体的脱出率可以达到99.99％，减小了尾气的气溶胶现象。同时，经过本公开的尾气治理装置处理后的尾气达到国家直排要求，可以有效解决氨法脱硫外排烟气拖尾问题，该尾气治理系统运行平稳，投资费用低，污染物达标排放，给企业带来良好的经济和社会效益；同时游离水的高效脱除，减少了尾气中携带的大量液体，给企业既带来了经济效益，又保护了环境。
60.表1是尾气通过本公开提供的硫磺回收设备的尾气治理系统处理尾气后，尾气的指标表。
61.表1处理后的硫磺回收设备的尾气性质表
62.序号项目单位性质1排气温度℃55-652so2含量mg/nm3(折合氧化气体含量3v％干基)≤303so3含量mg/nm3(折合氧化气体含量3v％干基)≤14液体含量wt％≤0.015氨气含量wt％≤5
63.表1中的干基表示去除水分后的体积分数。
64.再次参见图1，硫磺回收设备的尾气治理系统还包括污水处理装置50，污水处理装置50与脱硫塔20的底部连通。
65.在该实现方式中，布置污水处理装置50，处理脱硫塔20内的(nh4)2so3，减小污水中的化学需氧量(英文：chemical oxygen demand，简称：cod)，避免污水污染环境。降低污水中的cod值，使污水满足排放指标要求，达标后的污水直接外排出装置。污水处理装置50与脱硫塔20的底部连通，方便将脱硫塔20的底部浓缩的液体输入污水处理装置50。
66.再次参见图1，污水处理装置50可以包括氧化罐501和氧化风机502，氧化罐501与脱硫塔20的底部连通，氧化风机502与氧化罐501连通。
67.在该实现方式中，将脱硫塔20内的液体送入氧化罐501，氧化风机502向氧化罐501中送入氧化气体，使污水中的(nh4)2so3与氧化气体反应，减少减小污水中的化学需氧量。
68.示例性地，氧化风机502向氧化罐501中送入的氧化气体的流量可以为50nm3/h，保
证氧化反应的顺利进行。示例性地，氧化风机502向氧化罐501中输入的氧化空气可以为空气，污水中的(nh4)2so3与空气中的氧气反应。
69.如图1所示，硫磺回收设备的尾气治理系统还可以包括空气注入装置3，空气注入装置3与外部连通，将外部空气注入氧化罐501中。
70.如图1所示，空气注入装置3还可以与氧化风机502连通，通过空气注入装置3和氧化风机502同时向氧化罐501中注入气体。
71.如图1所示，脱硫液输入泵30与脱硫塔20的底部连通，氧化罐501与脱硫液输入泵30连通。
72.在该实现方式中，脱硫液输入泵30可以将位于脱硫塔20底部的液体抽出，一部分液体注入气液混合器10中，另一部分液体注入氧化罐501中。在so2和so3与脱硫液反应中，会有部分脱硫液未反应并沉积在脱硫塔20底部，将脱硫塔20底部的液体循环利用。注入氧化罐501中的液体通过氧化反应，减小污水的cod值。通过一个泵实现两次运输，减少硫磺回收设备的尾气治理系统的体积，减小成本。
73.示例性地，脱硫液通过脱硫液输入泵30进行循环利用，所以脱硫液输入泵30也可以叫做脱硫液循环泵。
74.再次参见图1，污水处理装置50还包括污水输出泵503，污水输出泵503与氧化罐501的底部连通。
75.在该实现方式中，污水输出泵503将氧化罐501中已经反应的污水抽出进行排放，避免氧化罐501中的污水太多，造成氧化罐501损坏。
76.如图1所示，硫磺回收设备的尾气治理系统还可以包括污水排出管道4，污水排出管道4用于将氧化罐501中处理后的污水排出。污水输出泵503与污水排出管道4连通，将氧化罐501中处理后的污水通过污水排出管道4排出。
77.示例性地，氧化罐501中处理后的污水可以通过污水排出管道4输送到污水处理厂进行集中排放。
78.再次参见图1，污水处理装置50还包括曝气器504，曝气器504位于氧化罐501内，曝气器504与氧化风机502连通。
79.在该实现方式中，曝气器504中有多个小孔，氧化风机502将氧化气体送入曝气器504中，氧化气体通过曝气器504中的多个小孔溢出，与氧化罐501中的污水接触，增大污水与氧化气体的接触面积，使(nh4)2so3与氧化气体反应更完全。保证能够减小污水中的化学需氧量。
80.如图1所示，污水输出泵503可以将从氧化罐501底部抽出的污水再次注入氧化罐501内，使污水再次进行反应，保证污水中的cod值满足要求。
81.示例性地，污水通过污水输出泵503再次进入氧化罐501内进行反应，所以污水输出泵503也可以叫做污水循环泵。
82.如图1所示，氧化风机502和污水输出泵503均与曝气器504连通，使通过污水输出泵503输入到氧化罐501中的污水能够充分与氧化气体连通，使污水中的(nh4)2so3氧化成(nh4)2so4，从而降低污水中的cod值。
83.如图1所示，空气注入装置3同样与曝气器504连接，使空气也能与氧化罐501中的污水接触。
84.如图1所示，硫磺回收设备的尾气治理系统还可以包括第二储水装置5，氧化罐501与第二储水装置5连接，通过第二储水装置5向氧化罐501内送入水，避免氧化罐501内的(nh4)2so4和(nh4)2so3的浓度太大，对氧化罐501造成腐蚀，使氧化罐501损坏。
85.示例性地，第二储水装置5可以为储水罐。
86.在本公开实施例中，来自脱硫塔20底部的浓缩液进入氧化罐501，与空气注入装置3或氧化风机502鼓入的空气在曝气器504内进行强制氧化反应，之后由污水输出泵503抽出，以降低污水中的化学需氧量，使污水满足直排要求，反应后的净化污水送出装置直排。
87.表2是尾气通过本公开提供的硫磺回收设备的尾气治理系统处理后，外排污水的指标表。
88.表2经处理后的硫磺回收装置外排污水性质表
89.序号项目单位性质1排水温度℃55-652ph/6～93cod(来自亚硫酸盐)mg/l≤504总悬浮颗粒mg/l≤50
90.通过本公开提供的硫磺回收设备的尾气治理系统处理的尾气满足国家大气污染物排放指标要求，无烟气拖尾现象，污水满足国家直排标准，整个装置的占地面积小，投资和操作费用低，不易堵塞，运行周期长。
91.以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。