CN111659231B - 烟气脱硫消雾装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟气脱硫消雾装置，其包括：喷淋式吸收塔，消雾冷却塔，换热器和引风机。消雾冷却塔，其设置在喷淋式吸收塔的顶端，该消雾冷却塔包括：消雾填料，其一侧设有冷空气入口，另一侧设有集气室；第二喷淋器，其能够向消雾填料喷淋冷却水；以及净烟气出口。换热器设置在喷淋式吸收塔的底液池中，该换热器一端与集气室相连通，另一端与净烟气出口相连通。引风机设置在集气室与换热器之间。在引风机作用下，冷空气经过消雾填料进入集气室，之后被压入换热器，再通过净烟气出口排出。本发明利用喷淋式吸收塔的底液池中的脱硫浆液的热量加热经消雾填料热后空气，空气温度进一步提升，同时脱硫浆液温度降低，***内部的热量被有效利用。
Description
技术领域
本发明涉及化工和环保技术领域，特别涉及一种烟气脱硫消雾装置。
背景技术
石油化工、电力等行业的烟气中含有大量的二氧化硫，直接排放会污染空气，形成酸雨等环境灾害。目前工业应用上都设有脱硫装置来脱除烟气中的二氧化硫。例如，喷淋式吸收塔采用循环泵将脱硫浆液经喷嘴喷出，雾化的浆液与喷淋区的烟气接触，吸收烟气中的SO2等气体，落入吸收塔底部的底液池。脱硫后的烟气向上流动排出塔外，脱硫后的烟气由于温度高、湿度大，排出烟囱后与冷空气混合，导致烟气中的水汽骤然凝结形成白烟，容易造成视觉上的污染，影响环境美观。为了降低烟气的可见度，消除排放烟囱上方形成的白烟，现有技术一般都采用烟气再热的方法，要么使用烟气-烟气换热器（GGH），即利用脱硫前高温烟气的热量加热脱硫后的烟气，使其温度大于75～80℃；要么使用蒸汽-烟气换热器（SGH），即利用锅炉蒸汽加热脱硫后的烟气，使其温度大于80～90℃。前者的投资和运行费用非常昂贵，并且会遇到设备的酸露点腐蚀以及设备堵塞泄漏的问题，早期使用较多；后者涉及额外能量消耗的问题。
因此，亟需一种热量利用更加高效合理的烟气脱硫消雾装置，从而节约能源、降低成本。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟气脱硫消雾装置，从而减少现有技术能源损耗问题。
本发明的另一目的在于提供一种烟气脱硫消雾装置，从而在消雾的同时有效回收凝结水。
为实现上述一个或多个目的，本发明提供了一种烟气脱硫消雾装置，其包括：喷淋式吸收塔，消雾冷却塔，换热器和引风机。喷淋式吸收塔包括：原烟气入口，其设置在喷淋式吸收塔的下部；第一喷淋器，其能够向原烟气喷淋脱硫浆液；底液池，其能够接收并储存由第一喷淋器喷淋出的脱硫浆液；以及循环泵，其泵取底液池中的脱硫浆液输送到第一喷淋器。消雾冷却塔，其设置在喷淋式吸收塔的顶端，该消雾冷却塔包括：消雾填料，其一侧设有冷空气入口，另一侧设有集气室；第二喷淋器，其能够向消雾填料喷淋冷却水；以及净烟气出口，其设置在消雾冷却塔的顶端。换热器设置在底液池中，该换热器一端与集气室相连通，另一端与净烟气出口相连通。引风机设置在集气室与换热器之间的管路上。其中，在引风机的作用下，冷空气经过消雾填料进入集气室，之后被压入换热器，再通过净烟气出口排出。
进一步，上述技术方案中，烟气脱硫消雾装置还包括混合器，其设置在第二喷淋器的上方，该混合器能够将来自换热器的空气与来自消雾填料的净烟气混合。
进一步，上述技术方案中，混合器为文丘里混合器。
进一步，上述技术方案中，混合器包括：主管路，其与换热器的另一端相连通；热空气喷口，其设置在主管路上；以及文丘里喷射器，其设置在热空气喷口上。其中，来自换热器的空气进入主管路，通过热空气喷口进入文丘里喷射器，与来自消雾填料的净烟气混合后，经由净烟气出口排出。
进一步，上述技术方案中，换热器与混合器之间设有挡板。
进一步，上述技术方案中，换热器为取热盘管。
进一步，上述技术方案中，消雾填料由换热片构成，换热片形成交叉排列并且互不连通的冷通道和热通道，冷通道一端与冷空气入口相连，另一端与集气室相连通，热通道的下端与喷淋式吸收塔相连通，上端与净烟气出口相连通，第二喷淋器向热通道喷淋冷却水，冷却水在热通道表面形成液膜向下流动。
进一步，上述技术方案中，换热片由塑料或者金属制成。
进一步，上述技术方案中，引风机为离心式风机或罗茨式风机。
进一步，上述技术方案中，消雾冷却塔还包括分配室，原烟气经过喷淋式吸收塔脱硫后由该分配室均匀分配进入消雾填料。
进一步，上述技术方案中，喷淋式吸收塔还包括：气液分离器，其设置在第一喷淋器上方。
进一步，上述技术方案中，第一喷淋器为多层。
进一步，上述技术方案中，第二喷淋器为支状或环状的。
进一步，上述技术方案中，烟气脱硫消雾装置还包括：冷却器，其为第二喷淋器提供冷却水。
进一步，上述技术方案中，冷却器为淋水填料冷却塔、机械式制冷器或者吸收式制冷器。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1. 利用喷淋式吸收塔的底液池中的脱硫浆液的热量加热经消雾填料热后空气，空气温度进一步提升，同时脱硫浆液温度降低，***内部的热量被有效利用。
2. 消雾填料中采用换热片与液膜间隔传热，消除烟气灰尘沉积影响，同时能够高效吸收烟气中的凝结水。
3. 设置混合器能够将热后空气与净烟气充分混合后排出，同时，文丘里形式的混合器可以充分利用热空气压头，在热空气喷口周围空间形成负压区，有效对净烟气产生抽吸作用，可大幅减少喷淋式吸收塔整塔压降，减少对烟气压头需求，节能降耗。
4. 第一喷淋器设置为多层，使得脱硫浆液喷淋更均匀，脱硫效果更好。
上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。
附图说明
图1是根据本发明的一实施方式的烟气脱硫消雾装置的结构示意图。
图2是根据本发明的一实施方式的消雾填料的结构示意图。
图3是根据本发明的一实施方式的消雾填料的剖视示意图。
图4是根据本发明的一实施方式的混合器的结构示意图。
主要附图标记说明：
1-喷淋式吸收塔，11-原烟气入口，12-循环泵，13-第一喷淋器，131-第一喷嘴，14-底液池，15-气液分离器，2-消雾冷却塔，21-分配室，22-消雾填料，221-换热片，222-冷通道，223-热通道，223a-液膜，23-第二喷淋器，231-第二喷嘴，232-冷却器，24-混合器，241-主管路，241a-热空气喷口，242-文丘里喷射器，25-净烟气出口，31-集气室，32-引风机，33-换热器，34-挡板。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。
在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向（旋转90度或其他取向）且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。
在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。
如图1所示，根据本发明具体实施方式的烟气脱硫消雾装置，其包括用于原烟气脱硫的喷淋式吸收塔1，喷淋式吸收塔的顶端布置有消雾冷却塔2。喷淋式吸收塔1的下部设有原烟气入口11，原烟气（待脱硫的烟气）可以通过原烟气入口11进入喷淋式吸收塔1内。脱硫浆液通过循环泵12输送到喷淋式吸收塔1中上部的第一喷淋器13中，并通过第一喷嘴131喷出。示例性地，第一喷淋器13设有多层，并且每一层都分布有多个第一喷嘴131。示例性地，如图1所示，第一喷淋器13具有三层。雾化的脱硫浆液与原烟气相接触，原烟气中的SO2等气体被吸收。经过喷淋降温、脱硫、除尘的烟气夹带脱硫浆液向上进入气液分离器15中脱除脱硫浆液。吸收SO2后的脱硫浆液落入喷淋式吸收塔1底部的底液池14中，之后被循环泵12输送至第一喷淋器13，继续喷淋吸收原烟气中的SO2，形成脱硫浆液的循环。值得注意的是，在此过程中会不断加入新鲜的脱硫浆液，并排出部分脱硫浆液进行石膏制备，该过程属于现有技术不在此赘述。
进一步地，参考图1所示，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，净烟气（脱硫后的烟气）由喷淋式吸收塔1的顶端进入消雾冷却塔2。消雾冷却塔2由下至上分别设有分配室21、消雾填料22、第二喷淋器23和净烟气出口24。喷淋水经冷却器232冷却后输入第二喷淋器23中，并通过第二喷嘴231喷淋在消雾填料22上。净烟气经过分配室21均匀地向上进入消雾填料22，与喷淋水进行热交换降温后，经净烟气出口24排出。示例性地，第二喷淋器23为支状或环状的，本发明并不以此为限。示例性地，冷却器232可以为淋水填料冷却塔、机械式制冷器或者吸收式制冷器，本发明并不以此为限。
进一步地，参考图1所示，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，消雾冷却塔2的消雾填料22的一侧设有冷空气入口（图中未示出），另一侧设有集气室31，外界冷空气能够由冷空气入口进入，经过消雾填料22与净烟气换热，再进入集气室31。进入集气室31中的冷空气由引风机32抽吸到设置在底液池14中的换热器33中，冷空气与底液池14中的脱硫浆液换热升温。第二喷淋器23与净烟气出口25之间设有混合器24，经过换热器33的冷空气沿管路回到消雾冷却塔2中，并通过混合器24与净烟气混合，由净烟气出口25排出。示例性地，引风机32可以是离心式风机或罗茨式风机。示例性地，换热器33可以为取热盘管。示例性地，在换热器33与混合器24之间设置有调节流量的挡板34。
结合图2和图3所示，在本发明的一个或多个实施方式中，消雾填料22由换热片221排列构成，形成交叉排列的冷通道222和热通道223，两种通道互不连通。示例性地，热通道223和冷通道222沿相互垂直的方向延伸。示例性地，换热片221由塑料或金属制成。消雾填料22的热通道223接受第二喷淋器23的喷淋，喷淋水在热通道223的换热片221表面形成液膜223a向下流动，湿热的净烟气向上流动。
结合图4所示，在本发明的一个或多个实施方式中，混合器24包括主管路241，主管路241上设有多个热空气喷口241a，每个热空气喷口241a上设置有文丘里喷射器242。经过换热器33升温的空气经过热空气喷口241a喷入文丘里喷射器242，首先缩颈增速，然后减速降压，产生抽力，周围净烟气被吸入文丘里喷射器242与空气混合均匀，再由净烟气出口25排出。
在本发明的一个或多个实施方式中，参考图1~图4所示，在环境温度30℃左右，环境湿度65%左右，约180℃的高温待脱硫除尘催化烟气（原烟气）由原烟气入口11进入喷淋式吸收塔1内部，第一喷淋器13的第一喷嘴131向原烟气喷淋脱硫浆液，原烟气脱硫、除尘，并且温度降至60℃左右，进入气液分离器15将烟气中携带的脱硫浆液脱除。60℃左右的净化饱和烟气由喷淋式吸收塔1向上经由消雾冷却塔2的分配室21，均匀分配进入消雾填料22的热通道223。喷淋水被冷却器232冷却至30℃左右，经第二喷淋器23的第二喷嘴231喷淋到消雾填料22的热通道223上，在热通道223内的换热片221表面形成液膜223a。液膜223a沿换热片221的表面自上而下流动，与净化饱和烟气逆流接触，净化饱和烟气被降至50℃左右，液膜223a的温度升至45℃以上。在此过程中，液膜223a与烟气接触面发生传质传热作用，烟气温度降低后饱和水析出，被液膜223a捕获吸收。液膜223a的温度升高后，通过换热片221将热量传递到冷通道222内的冷空气，在引风机32作用下流经消雾填料22的冷空气升温至40℃左右，进入集气室31。引风机32将集气室31中的冷空气吸走并压入位于底液池14中的换热器33中。脱硫浆液在吸收原烟气中的硫组分和灰尘后落入底液池，温度约为60℃左右。经换热器33的热量传递，引风机32压入的空气温度进一步升至45℃以上。经过挡板34进行流量调节后，空气进入混合器24，同来自消雾填料22的50℃左右的净烟气混合，由净烟气出口25排出。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种烟气脱硫消雾装置，其特征在于，包括：
喷淋式吸收塔，该喷淋式吸收塔包括：
原烟气入口，其设置在所述喷淋式吸收塔的下部；
第一喷淋器，其能够向原烟气喷淋脱硫浆液；
底液池，其能够接收并储存由所述第一喷淋器喷淋出的脱硫浆液；以及
循环泵，其泵取所述底液池中的脱硫浆液输送到所述第一喷淋器；
消雾冷却塔，其设置在所述喷淋式吸收塔的顶端，该消雾冷却塔包括：
消雾填料，其一侧设有冷空气入口，另一侧设有集气室；
第二喷淋器，其能够向所述消雾填料喷淋冷却水；以及
净烟气出口，其设置在所述消雾冷却塔的顶端；
换热器，其设置在所述底液池中，该换热器一端与所述集气室相连通，另一端与所述净烟气出口相连通；
引风机，其设置在所述集气室与所述换热器之间的管路上；以及
混合器，其设置在所述第二喷淋器的上方，该混合器能够将来自所述换热器的空气与来自所述消雾填料的净烟气混合，所述混合器包括：
主管路，其与所述换热器的另一端相连通；
热空气喷口，其设置在所述主管路上；以及
文丘里喷射器，其设置在所述热空气喷口上，
其中，在所述引风机的作用下，冷空气经过所述消雾填料进入所述集气室，之后被压入所述换热器，来自所述换热器的空气进入所述主管路，通过所述热空气喷口进入文丘里喷射器，与来自所述消雾填料的净烟气混合后，再通过所述净烟气出口排出。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫消雾装置，其特征在于，所述换热器与所述混合器之间设有挡板。
3.根据权利要求1所述的烟气脱硫消雾装置，其特征在于，所述换热器为取热盘管。
4.根据权利要求1所述的烟气脱硫消雾装置，其特征在于，所述消雾填料由换热片构成，所述换热片形成交叉排列并且互不连通的冷通道和热通道，所述冷通道一端与所述冷空气入口相连，另一端与所述集气室相连通，所述热通道的下端与所述喷淋式吸收塔相连通，上端与所述净烟气出口相连通，所述第二喷淋器向所述热通道喷淋冷却水，所述冷却水在所述热通道表面形成液膜向下流动。
5.根据权利要求4所述的烟气脱硫消雾装置，其特征在于，所述换热片由塑料或者金属制成。
6.根据权利要求1所述的烟气脱硫消雾装置，其特征在于，所述引风机为离心式风机或罗茨式风机。
7.根据权利要求1所述的烟气脱硫消雾装置，其特征在于，所述消雾冷却塔还包括分配室，原烟气经过所述喷淋式吸收塔脱硫后由该分配室均匀分配进入所述消雾填料。
8.根据权利要求1所述的烟气脱硫消雾装置，其特征在于，所述喷淋式吸收塔还包括：
气液分离器，其设置在所述第一喷淋器上方。
9.根据权利要求1所述的烟气脱硫消雾装置，其特征在于，所述第一喷淋器为多层。
10.根据权利要求1所述的烟气脱硫消雾装置，其特征在于，所述第二喷淋器为支状或环状的。
11.根据权利要求1所述的烟气脱硫消雾装置，其特征在于，还包括：
冷却器，其为所述第二喷淋器提供冷却水。
12.根据权利要求11所述的烟气脱硫消雾装置，其特征在于，所述冷却器为淋水填料冷却塔、机械式制冷器或者吸收式制冷器。
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