一种氨法脱碳塔及脱硫脱碳装置

摘要

本实用新型提供了一种氨法脱碳塔及脱硫脱碳装置。所公开的脱碳塔塔体内由底部至顶部依次设有吸收区、第一塔盘、水洗区、第二塔盘和喷淋除雾区，所述塔体顶部设有第一烟气出口；所述吸收区设有第一烟气进口、第一氨水进口和脱碳吸收液排出口，所述吸收区还设有第一脱碳吸收液喷淋装置，所述第一碳吸收液喷淋装置位于第一烟气进口上方；所述水洗区设有水洗喷淋装置；所述喷淋除雾区设有第三级喷淋装置。所公开的脱硫脱碳装置脱硫塔为氨法脱碳塔，所述脱硫塔底部设有第二烟气进口和第二氨水进口，顶部设有第二烟气出口，所述第二烟气出口与所述第一烟气进口连接。本实用新型的脱碳塔采用水洗、脱硫烟气冷凝液酸洗回收烟气中的游离氨，降低了氨逃逸。

说明书

技术领域

本实用新型属于碳捕集及烟气净化技术领域，具体涉及一种氨法脱碳塔及脱硫脱碳装置。

背景技术

CO

目前碳捕集技术应用最广的是化学吸收法，采用最多的吸收剂是乙醇胺溶液，但是由于运行成本高、解吸能耗高、设备腐蚀严重、吸收剂热降解和容易造成二次污染等问题，限制了其大规模应用。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种氨法脱碳塔。

为此，本实用新型所提供的氨法脱碳塔包括塔体，塔体内由底部至顶部依次设有吸收区、第一塔盘、水洗区、第二塔盘和喷淋除雾区，所述塔体顶部设有第一烟气出口；所述吸收区设有第一烟气进口、第一氨水进口和脱碳吸收液排出口，所述吸收区还设有第一脱碳吸收液喷淋装置，所述第一碳吸收液喷淋装置位于第一烟气进口上方；所述水洗区设有水洗喷淋装置；所述喷淋除雾区设有第三级喷淋装置。

可选的，所述吸收区设有第二脱碳吸收液喷淋装置，该第二脱碳吸收液喷淋装置位于所述第一碳吸收液喷淋装置的下方，所述脱碳吸收液排出口通过富液泵与第二脱碳吸收液喷淋装置连接。

可选的，所述塔体内设有第一除雾器，该除雾器位于第一烟气出口与第三级喷淋装置之间。

可选的，所述第一烟气出口设有至少一级烟气再热器。

进一步，还包括储水罐，该储水罐通过水洗泵与水洗喷淋装置连接，同时储水罐与第一塔盘上液位区连接。

进一步，还包括解吸塔，该解吸塔中部设有第一富液入口、顶部设有气体出口、底部设有解吸液出口，所述脱碳吸收液排出口通过富液泵和第一换热器与第一富液入口连接，所述解吸塔底部连接有再沸器。

可选的，所述解吸液出口通过第二换热器、第一换热器和贫液泵与第一脱碳吸收液喷淋装置连接。

可选的，所述解吸塔上部设有第二富液入口，所述脱碳吸收液排出口通过富液泵与该第二富液入口连接。

进一步，还包括再生气冷却器、压缩机、氨分离罐和氨洗罐，所述氨分离罐中部设有混合气进口、顶部设有CO

本实用新型还提供了一种脱硫脱碳装置。所提供的脱硫脱碳装置包括脱硫塔和上述氨法脱碳塔，所述脱硫塔底部设有第二烟气进口和第二氨水进口，顶部设有第二烟气出口，所述第二烟气出口与所述第一烟气进口连接。

可选的，所述第二烟气出口通过冷却净化装置与第一烟气进口连接，所述冷却净化装置包括壳体、第三换热器和第二除雾器，所述壳体上设有待冷却净化烟气进口和冷却净化烟气出口，所述第三换热器和第二除雾器沿壳体内烟气走向依次设置在壳体内，所述待冷却净化烟气进口和冷却净化烟气出口分别连接第二烟气出口和第一烟气进口，所述冷却净化装置连接有酸洗罐，所述酸洗罐通过酸洗泵与第三级喷淋装置连接；同时酸洗罐与第二塔盘上的液位区连接，所述第二除雾器回收的冷凝水回流至酸洗罐，所述酸洗罐底部的排水口与脱硫塔底部相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)脱碳后的烟气采用水洗、冷凝液酸洗的方式洗涤烟气中的氨，洗涤效果好，氨逃逸低。

(2)通过富液分流，降低了再生塔出口工艺气的温度，降低了系统能耗。

(3)脱硫后烟气冷凝液用于洗涤脱碳后的烟气中的氨，洗涤后的浆液用于脱硫，实现了脱硫脱碳一体化。

(4)混合气中的氨经压缩后液化分离，液氨与洗涤液混合回到氨水罐，实现吸收剂的再生，避免了低浓度氨水难以循环利用的问题，保证了吸收剂浓度，同时获得了较高压力的 CO

(5)脱碳水洗液洗涤CO

(6)采用热泵回收再生气的余热并用于脱碳烟气再热，降低系统能耗。

(7)脱碳出口烟气经过两级再热后，减少了低温烟气的腐蚀、拖尾问题。

(8)脱硫后的烟气与高浓度CO

附图说明

图1为本实用新型的装置结构示意图；

图2位本实用新型中冷却净化模块的结构示意图。

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细说明。

具体实施方式

除非有特殊说明，本文中的术语根据相关领域普通技术人员的认识理解。

本文所述上方、下方、底部、顶部、侧部等方向或方位与说明书附图中的相应方向或方位一致，需要说明的是，说明书附图中所指的方向或方位为本实用新型的一种具体示例，本领域技术人员在本文所公开内容基础上所做的同等旋转、调换均在本实用新型的保护范围之内。

参考图1所示，本实用新型的氨法脱碳塔包括塔体5，该塔体内由底部至顶部依次设有吸收区、第一塔盘、水洗区、第二塔盘和喷淋除雾区，该塔体顶部设有第一烟气出口，吸收区的塔体上设有第一烟气进口、第一氨水进口和脱碳吸收液排出口，吸收区还设有第一脱碳吸收液喷淋装置，且该第一脱碳吸收液喷淋装置位于第一烟气进口上方，水洗区设有水洗喷淋装置，酸洗除雾区设有第三级喷淋装置。

工作时，含CO

进一步的方案中，塔体内的吸收区还设有第二脱碳吸收液喷淋装置，该第二脱碳吸收液喷淋装置位于第一碳吸收液喷淋装置的下方，且该第二吸收液喷淋装置通过富液泵11与碳吸收液排出口连接，这样采用塔内收集的脱碳吸收液对烟气先进行初次脱除二氧化碳，烟气依次经富液喷淋(富液是指经过吸收后含溶质气体CO

还有些方案中，塔体内设有第一除雾器，该第一除雾器位于第一烟气出口和酸洗液喷淋装置之间，用于拦截烟气中的浆液滴。

还有些方案中，在第一烟气出口处安装有至少一级烟气再热器，图示为两级(6、7)，通过对处理后的烟气进行加热，控制出口处的温度，经过加热后的出口烟气温度控制在70℃以上，即高于烟气的酸露点，避免酸雾的露点凝结。

还有些方案中，设置储水罐17，该储水罐用于储存水洗所需的工艺水19，储存罐通过水洗泵18与水洗喷淋装置连接，同时储水罐与第一塔盘上液位区连接回收水洗液，根据水洗液中的浓度对水洗液进行循环使用。

还有一些方案中，在上述方案基础上，还包括解吸塔12，用于对塔内富液中的二氧化碳进行解析，得到再生的脱碳吸收液或贫液，该解吸塔中部设有第一富液入口、顶部设有气体出口、底部设有解析液出口，同时脱碳塔上的脱碳吸收液排出口通过富液泵11和第一换热器14与第一富液入口连接，同时解吸塔底部连接有再沸器16。工作时，脱碳塔塔底的碳酸氢铵浆液由富液泵抽取后经过第一换热器加热后进入解吸塔中部，解吸塔塔底设置再沸器进行加热，使碳酸氢铵富液再生，获得CO

进一步的方案中，贫液可经贫液泵13、第一换热器14和第二换热器15、冷却后经进入脱碳塔的第三级喷淋装置循环吸收二氧化碳。还有些进一步的方案中，所述解吸塔上部设有第二富液入口，脱碳塔上的脱碳吸收液排出口通过富液泵11与该第二富液入口连接，脱碳塔塔底的碳酸氢铵浆液经富液泵输送至解吸塔上部进行喷淋对解吸气进行降温冷却。

进一步的方案中，还包括再生气冷凝器21、压缩机22、氨分离罐23和氨洗罐25，所述氨分离罐中部设有混合气进口、顶部设有CO

对于第一烟气出口处设有烟气再热器的脱碳塔，进一步的方案中，再生气冷凝器21上连接有热泵机组28，一级烟气再热器6采用热泵机组28提取再生气冷却的余热用来对出口烟气进行加热。热泵可以采用吸收式热泵或压缩式热泵，优选吸收式热泵。

对于设置有储水罐17的脱碳塔，进一步的方案中，氨洗罐25通过氨洗泵20与储水罐 17连接，以给氨洗罐内供水洗液。

本实用新型的脱硫脱碳装置包括上述方案中的脱碳塔和脱硫塔3，其中脱硫塔底部设有第二烟气进口和第二氨水进口，顶部设有第二烟气出口，所述第二烟气出口与所述第一烟气进口连接。烟气经过引风机1和烟气冷却器2后进入脱硫塔进行脱硫，脱硫后的烟气进入脱碳塔进行脱碳，或者，高浓度CO

有些方案中，脱硫塔上的第二烟气出口通过冷却净化装置4与第一烟气进口连接，所述冷却净化装置包括壳体31、第三换热器34和第二除雾器36，所述壳体上设有待冷却净化烟气进口、冷却净化烟气出、冷却水进口33和冷却水出口32，所述第三换热器和第二除雾器沿壳体内烟气走向依次设置在壳体内，待冷却净化烟气进口和冷却净化烟气出口分别连接第二烟气出口和第一烟气进口，冷却净化装置还连接有酸洗罐9，第二除雾器回收的冷凝水37 回流至酸洗罐，并且酸洗罐9通过酸洗泵10与第三级喷淋装置连接，同时酸洗罐与第二塔盘上的液位区连接回收酸洗液，利用脱硫冷凝酸液作为第三级喷淋装置的喷淋也进一步回收氨，并且可通过对酸洗液循环使用，避免浪费资源。脱硫后的烟气经冷却净化模块进入脱碳塔进行脱碳，冷却净化模块进行降温同时净化烟气，以满足脱碳的要求，烟气冷凝水回收后用于回收脱碳后烟气中的游离氨。具体工艺中，脱硫塔可采用喷淋塔，或喷淋层下方布置多层填料；脱硫塔内温度为20-60℃，优选30-50℃，塔内浆液PH为2-6，优选3-5。具体工艺中，冷却净化装置4中的冷却介质采用冷却水或冷冻水，冷凝液回收进入酸洗罐，冷凝酸液用来对脱碳后的烟气进行酸洗。酸洗循环液PH控制在2-7，硫铵浓度控制在2％以下，酸洗后的浓溶液可送入脱硫段生产硫酸铵。当除雾器36粘附粉尘等导致阻力过高时，采用冲洗水35对除雾器36进行冲洗，保证烟气正常通过。

对于第一烟气出口处设有一级烟气再热器的脱碳塔，进一步的方案中，在一级烟气再热器后设二级烟气再热器7，二级烟气再热器7采用MGGH(热媒水烟气换热器)提取脱硫入口烟气的高温余热(即连接烟气冷却器2)进行加热出口烟气，避免低温烟气形成酸雾或腐蚀设备。热泵可以采用吸收式热泵或压缩式热泵，优选吸收式热泵。

进一步，所述酸洗罐底部的排水口与脱硫塔底部相连，酸洗罐内由于含义少量的亚硫酸根、硫酸根离子，酸洗液与氨反应形成硫铵溶液，浓度超过2％时将循环液排至脱硫段，用于生产硫酸铵。

本实施方式的上述描述和附图代表了本实用新型的优选方案，在实际运行时可根据烟气参数、建设场地情况等进行调整。