[发明专利]一种用于炭黑行业废气超低排放的脱硫系统及工艺

权利要求书

1.一种用于炭黑行业尾气超低排放的脱硫系统，包括脱硫吸收塔及其附属槽体，其特征在于：所述脱硫吸收塔自下而上依次分为氧化段、浓缩段、高效降温除湿段、脱硫吸收段和洗涤段；所述浓缩段设有废气进口，所述洗涤段设有气体排放出口；

来自余热锅炉的烟气经废气进口进入脱硫吸收塔后自下而上经浓缩段、高效降温除湿段、脱硫吸收段和洗涤段脱硫净化后从气体排放出口排出；

所述脱硫吸收塔附属槽体包括烟气洗涤槽、降温水洗槽和硫酸铵结晶陈化器，三者均与脱硫吸收塔相连通，用于烟气的洗涤、降温及硫酸铵结晶陈化；

所述烟气洗涤槽与脱硫吸收塔的洗涤段相连通，槽内的烟气洗液通过烟气洗涤泵泵入脱硫吸收塔的洗涤段喷淋洗涤烟气后通过洗涤液集液器回到烟气洗涤槽，形成洗涤循环；

所述降温水洗槽与脱硫吸收塔的高效降温除湿段相连通，该高效降温除湿段内设有冷却除湿设施和用于收集冷凝水的集液槽；所述冷却除湿设施为带翅片的蛇形冷却环管；槽内的冷却液通过降温水洗泵泵入脱硫吸收塔高效降温除湿段对烟气降温除湿，然后通过冷却液集液器回到降温水洗槽形成冷却循环；

所述硫酸铵结晶陈化器与脱硫吸收塔的浓缩段相连通，用于收集结晶陈化过饱和硫酸铵溶液形成副产品-硫酸铵；且所述硫酸铵结晶陈化器通过浓缩循环泵和浓缩段集液器与脱硫吸收塔浓缩段之间形成浓缩循环；

所述脱硫吸收塔的氧化段内装有脱硫循环液，经脱硫循环液泵泵入脱硫吸收塔的吸收段进行喷淋吸收烟气中的SO₂，然后经循环液收集器收集回到氧化段，形成精细脱硫循环；所述脱硫吸收塔的氧化段还与脱硫吸收塔的浓缩段单向连通，氧化段内的稀硫酸铵溶液进入浓缩段与高温烟气逆向接触蒸发浓缩成过饱和硫酸铵溶液，进入浓缩循环。

2.根据权利要求1所述的用于炭黑行业尾气超低排放的脱硫系统，其特征在于：所述洗涤循环、冷却循环、浓缩循环及精细脱硫循环上的循环泵均设有多个，分别抽取脱硫吸收塔及附属槽体不同层次部位的液体，进行多级洗涤、冷却、脱硫和浓缩；所述烟气洗涤槽与脱硫吸收塔的浓缩段单向连通，将槽内的烟气洗液引入浓缩段作为补充液。

3.根据权利要求1所述的用于炭黑行业尾气超低排放的脱硫系统，其特征在于：所述脱硫吸收塔全部采用2205双相钢制作而成。

4.根据权利要求1所述的用于炭黑行业尾气超低排放的脱硫系统，其特征在于：所述氧化段的中上部设有加氨部，所述氧化段的下部设有氧化空气通入口。

5.根据权利要求1所述的用于炭黑行业尾气超低排放的脱硫系统，其特征在于：所述脱硫吸收塔洗涤段的上下部均设有除雾器；所述除雾器为平板式或屋脊式。

6.一种用于炭黑行业尾气超低排放的脱硫工艺，其特征在于：用权利要求1～5任意一项所述的脱硫系统进行脱硫，具体工艺流程包括的步骤如下：

S1：初步降温：来自余热锅炉出口的烟气通过烟道进入吸收塔的浓缩段，与浓缩段内的稀硫酸铵溶液逆向接触进行初步降温，稀硫酸铵溶液吸收烟气的高温后被蒸发浓缩成过饱和硫酸铵溶液，进而进入硫酸铵结晶陈化器进行陈化结晶；

S2：降温除湿：经步骤S1初步脱硫降温后的烟气上升进入吸收塔的高效降温除湿段，经过塔内高效降温除湿设施进一步降低烟气的温度并降低其湿含量；气体冷却析出的冷凝水被集液槽收集送往水处理装置处理达标后排放；冷却环管内的降温水经冷却液集液器返回降温水洗槽，形成冷却循环；

S3：精细脱硫：经步骤S2降温除湿后的烟气继续上升进入吸收塔的脱硫吸收段与该段内自氧化段泵入的脱硫循环液进行逆向接触，烟气中的SO₂与脱硫循环液接触进行脱硫反应，从而被净化达到国家规定的超低排放标准；所述脱硫循环液经收集回到吸收塔底部的氧化段，形成精细脱硫循环；回到氧化段的脱硫循环液，部分向下传质经氧化后形成步骤S1中所述的稀硫酸铵溶液，再经脱硫循环液泵进入浓缩段对进入脱硫吸收塔的烟气降温；

S4：洗涤除尘：经步骤S3精细脱硫后的烟气继续上升，经洗涤段下部的除雾器去除气体内粒径≥10μm的液滴及粉尘，然后与洗涤段内烟气洗涤液进行逆向接触，进一步除去夹带的粒径＜10μm的液滴以及可溶性粉尘，经洗涤段上部的除雾器过滤后进入净烟道送往烟囱高空排放；烟气洗涤液经洗涤液集液器回到烟气洗涤槽，形成洗涤循环；

S5：硫酸铵浓缩陈化：步骤S1中所述的过饱和硫酸铵溶液经浓缩段集液器收集后依靠静压进入硫酸铵结晶陈化器进行结晶陈化，结晶后的稀溶液经浓缩循环泵抽送回浓缩段再次蒸发浓缩，形成浓缩循环；所述的硫酸铵结晶陈化器内结晶陈化的硫酸铵固含量达到一定值后，抽出送往硫酸铵后处理系统处理后形成副产品-硫酸铵。