CN104722194A - 一种用于高效脱硫除尘的烟气深度净化装置 - Google Patents

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龚蔚成
冯延林
谢光辉
李蓉
姚超良
黄黎明
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Abstract

本发明涉及一种用于高效脱硫除尘的烟气深度净化装置，包括吸收塔，吸收塔内设浆液池和位于浆液池上方的烟气吸收区，在烟气入口处设循环浆液喷淋装置，用隔板将烟气吸收区隔成第一吸收区与位于第一吸收区一侧的第二吸收区，隔板与浆液池之间设由第一吸收区流向第二吸收区的烟气折返通道，第一吸收区设第一浆液喷淋层，第二吸收区设第二浆液喷淋层，第一浆液喷淋层、第二浆液喷淋层和循环浆液喷淋装置均通过浆液循环泵与浆液池连接，第二浆液喷淋层上方自下至上依次设除雾器、除尘器和烟气出口。该装置在一个设备内同步实现了烟气脱硫除尘的深度净化，降低了吸收塔的高度，减少了烟气流动的阻力，节约了建造费用，降低了其运行成本。

Description

一种用于高效脱硫除尘的烟气深度净化装置
技术领域
本发明涉及一种用于脱硫除尘的烟气深度净化装置。
背景技术
随着我国经济的发展，环境污染也日益严重，大面积雾霾天气时有发生，为了改善环境，目前，国际和国内烟气脱硫工艺80%以上采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，烟气石灰石—石膏湿法脱硫工艺一般采用单个吸收塔，随着环保要求的不断提高，在我国要求经济发达地区及一些城市群的燃煤电厂烟气中污染物排放限值达到燃气轮机组的排放要求，即所谓的“超洁净排放”，要求排放烟气中NOx浓度≤50mg/Nm3，SO2浓度≤35mg/Nm3，烟尘浓度≤5mg/Nm3。根据这一新的要求，许多燃煤电厂实际脱硫效率应达到99%以上，采用过去的单塔工艺已经难以满足这一新要求。因此，现在出现了双塔双循环工艺和单塔双循环工艺。其中双塔双循环工艺就是将两个吸收塔串联，在第二个吸收塔后加装湿式电除尘器的工艺，此工艺烟道复杂，烟气阻力大，占地面积大，运行电耗高。单塔双循环工艺其实是双塔双循环的一个变异，就是将两个塔的喷淋层叠加上下布置，在塔与塔的喷淋层之间设接液托盘，使上一吸收塔的喷淋液不喷洒至下一吸收塔中，上部吸收塔的浆池布置在吸收塔外，此工艺的缺点是吸收塔很高，上面无法再加装湿式电除尘器，湿式电除尘器只能水平布置，增加了烟道的复杂程度，加大了烟气阻力，有两个浆液池，运行控制复杂，运行费用高，投资费用高。
发明内容
本发明解决的技术问题是，简化脱硫除尘的烟气处理装置，使用一个烟气吸收塔可以同步实现烟气的双循环吸收、脱除微细颗粒烟尘、降低吸收塔的高度。
本发明的技术方案是，提供一种用于脱硫除尘的烟气处理装置，包括吸收塔，吸收塔内设浆液池和位于浆液池上方的烟气吸收区，在烟气入口处设循环浆液喷淋装置，用隔板将烟气吸收区隔成第一吸收区与位于第一吸收区一侧的第二吸收区，隔板与浆液池之间设由第一吸收区流向第二吸收区的烟气折返通道，第一吸收区设第一浆液喷淋层，第二吸收区设第二浆液喷淋层，第一浆液喷淋层、第二浆液喷淋层和循环浆液喷淋装置均通过浆液循环泵与浆液池连接，第二浆液喷淋层上方自下至上依次设除雾器、除尘器和烟气出口。
进一步地，在烟气入口处还设有冷却喷淋保护装置，冷却喷淋保护装置与通过自动控制阀水源连接；在浆液循环泵与循环浆液喷淋装置之间设流量检测仪，流量检测仪与自动控制阀连接。
进一步地，所述浆液池中设搅拌装置和氧化空气布气装置。
进一步地，所述除尘器为湿式电除尘器。
进一步地，所述烟气出口的位置高于所述烟气入口的位置。
进一步地，所述吸收塔的内壁设衬胶或衬玻璃鳞片防腐层。
烟气从烟气入口进入，首先经循环浆液喷淋装置（包括喷淋管道、喷嘴）喷洒浆液使烟气降温冷却；当循环浆液喷淋装置或与其连接的浆液循环泵发生故障时，由冷却喷淋保护装置喷洒水使烟气降温冷却，冷却喷淋保护装置与常备水源相连，在水源管路上装有自动控制阀；自动控制阀与流量检测仪，流量检测仪能在检测到循环浆液喷淋装置没有浆液流动时使自动控制阀打开，冷却喷淋保护装置向入口烟气喷洒水降温以保护吸收塔内衬和浆液喷淋层；烟气进入第一吸收区后，自上向下流动，经第一浆液喷淋层喷洒浆液吸收烟气中的二氧化硫和粉尘；然后经烟气折返通道进入第二吸收区，自下向上流动，再经第二浆液喷淋层喷洒浆液进一步吸收烟气中的二氧化硫和粉尘，再经除雾器、除尘器、烟气出口排出。
湿式电除尘器直接安装于第一吸收区和第二吸收区上部，以下部的吸收塔作为支撑，从而解决现有直立式湿式电除尘器烟气流速比吸收塔内烟气流速慢而单个吸收塔顶安装位置不够的矛盾，对比安装于水平烟道上的湿式电除尘器此安装使烟道变得非常短、弯头少，不需要设计支架。
在吸收塔下部为浆液池，第一吸收区和第二吸收区共一个浆液池，浆液池中如同其他脱硫装置设计的一样，具有浆液搅拌装置和氧化空气布气装置等结构。
本装置用于烟气中二氧化硫、烟尘及其他PM2.5的脱除，烟气入口处二氧化硫含量在7000mg/Nm3，粉尘50 mg/Nm3时，通过该装置的处理能使二氧化硫的脱除率达到99.5%以上，出口SO2＜35mg/Nm3，烟尘浓度＜5mg/Nm3。该方法采用常用的石灰石—石膏湿法烟气脱硫，不同的是，该装置及方法采用包括两个吸收塔区域合为一个整体的吸收塔，单一浆池，实现脱硫效率99.5%以上，并且方便地集湿式电除尘器于一体。本装置提高了烟气脱硫除尘的效果，降低了吸收塔的高度，减少了烟气流动的阻力，节约了建设投资和装置运行成本。在节省能耗、节约场地、降低投资费用方面均优于现有的双塔双循环工艺或单塔双循环工艺等超洁净排放技术。
附图说明
图1表示本发明提供的烟气处理装置的结构原理示意图；
图中1：烟气入口；2：循环浆液喷淋装置；3：第一浆液喷淋层；4：烟气折返通道；5：第二浆液喷淋层；6：浆液循环泵； 7：浆液池；8：除雾器；9：除尘器；10：水源；11：流量检测仪；12：自动控制阀；13：冷却喷淋保护装置；14：隔板；15：烟气出口。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明的进行详细说明。
本实施例提供的烟气净化装置包括吸收塔，吸收塔内设浆液池7和位于浆液池7上方的烟气吸收区，在烟气入口1处设循环浆液喷淋装置2，用隔板14将烟气吸收区隔成第一吸收区与位于第一吸收区一侧的第二吸收区，隔板14与浆液池7之间设由第一吸收区流向第二吸收区的烟气折返通道4，第一吸收区设第一浆液喷淋层3，第二吸收区设第二浆液喷淋层5，第一浆液喷淋层3、第二浆液喷淋层5和循环浆液喷淋装置2均通过浆液循环泵6与浆液池7连接，第二浆液喷淋层5上方从下至上依次设除雾器8、除尘器9和烟气出口15。在烟气入口1处还设有冷却喷淋保护装置13，冷却喷淋保护装置13与通过自动控制阀12与水源10连接；在浆液循环泵6与循环浆液喷淋装置2之间设流量检测仪11，流量检测仪11与自动控制阀12连接。
待净化烟气从装置一侧顶部的烟气入口1进入烟气处理装置的吸收塔，入口处的烟道贴衬耐磨耐腐蚀的合金，在烟道入口处设有循环浆液喷淋装置2，使烟气降温以保护吸收塔内衬防腐材料和内部件不受到高温的冲击破坏同时对烟气进行初次洗涤。为节省投资，吸收塔内壁采用衬胶或衬玻璃鳞片进行防腐，浆液喷淋管道采用FRP材质，衬胶和衬玻璃鳞片材料其能承受的温度为90℃，FRP管道其所能承受的烟气温度为80℃，而烟气温度一般在100℃以上，入口段设循环喷淋装置2能将烟气温度降到70℃而不使上述材料被损环。为了防止烟道入口1内循环浆液喷淋装置2突然故障停止喷淋，在入口段循环喷淋装置2后装设冷却喷淋保护装置13，冷却喷淋保护装置13与常备水源10相连，在进水管道上装设自动控制阀12，当入口段循环喷淋装置正常运行时，自动控制阀12关闭，当循环喷淋装置2进水异常时，流量下降到设定值以下时，自动控制阀12开启，冷却喷淋保护装置13喷水对烟气喷雾降温。循环喷淋装置的进水管上装有流量检测仪11，流量检测仪11与自动控制阀12连接，控制自动控制阀12的开启和关闭。然后烟气进入烟气吸收区，烟气吸收区由隔板14分为左右两个吸收区域，分别为第一吸收区和第二吸收区，隔板14竖向设置或基本竖向设置，隔板下端不与浆液池7的液面接触而形成烟气折返通道；烟气经初步降温后先进入第一吸收区，自上向下流动，与第一吸收区中部设置的第一浆液喷淋层3喷出的浆液接触，烟气中的污染物SO2，粉尘、HCl、HF等被浆液洗涤，洗涤后的烟气继续下行，至塔底浆池液面后通过烟气折返通道4进入第二吸收区，烟气折返向上流，与第二吸收区中部设置的第二浆液喷淋层5喷出的浆液再一次接触，烟气中的污染物SO2，粉尘、HCl、HF等被浆液进一步洗涤脱除。洗涤后的烟气继续上升，通过上部设置的除雾器8，除去雾滴，再通过烟气流场调整段进入电除尘器9，捕集烟气中所带的微细粉尘和SO3等污染物后从烟气出口15排出。第一浆液喷淋层3和第二浆液喷淋层5喷洒的浆液均来自塔下部的公共浆液池7，与烟气接触洗涤完烟气中的污染物后又落入浆液池7，浆液池含大量石灰石和石膏溶液，浆液池7设有搅拌装置，防止石灰石和石膏沉淀；SO2被浆液吸收后溶解于水生成亚硫酸，向浆液池充入空气使亚硫酸氧化为硫酸，其与浆液中的碳酸钙反应生成石膏。
此烟气处理装置占地面积小，脱硫除尘效果好，烟气流通阻力小，建造、运行成本低。

Claims (6)

1.一种用于高效脱硫除尘的烟气深度净化装置，包括吸收塔，吸收塔内设浆液池(7)和位于浆液池(7)上方的烟气吸收区，在烟气入口(1)处设循环浆液喷淋装置(2)，其特征在于，用隔板(14)将烟气吸收区隔成第一吸收区与位于第一吸收区一侧的第二吸收区，隔板(14)与浆液池(7)之间设由第一吸收区流向第二吸收区的烟气折返通道(4)，第一吸收区设第一浆液喷淋层(3)，第二吸收区设第二浆液喷淋层(5)，第一浆液喷淋层(3)、第二浆液喷淋层(5)和循环浆液喷淋装置(2)均通过浆液循环泵(6)与浆液池(7)连接，第二浆液喷淋层(5)上方自下至上依次设除雾器(8)、除尘器(9)和烟气出口(15)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在烟气入口(1)处还设有冷却喷淋保护装置(13)，冷却喷淋保护装置(13)通过自动控制阀(12)与水源(10)连接；在浆液循环泵(6)与循环浆液喷淋装置(2)之间设流量检测仪(11)，流量检测仪(11)与自动控制阀(12)连接。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述浆液池(7)中设搅拌装置和氧化空气布气装置。
4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述除尘器(9)为湿式电除尘器。
5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述烟气出口(15)的位置高于所述烟气入口(1)的位置。
6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述吸收塔的内壁设衬胶或衬玻璃鳞片防腐层。
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