CN204447739U - 一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置 - Google Patents

一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置 Download PDF

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于龙根
沈强
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Abstract

本实用新型涉及一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,该装置包括湿法脱硫段、位于所述的湿法脱硫段上部的电除雾器段,所述的湿法脱硫段上连接有烟气入口,所述的电除雾器段上连接有净气出口。本实用新型添加少量的化学添加剂,以提高石灰石的溶解,降低了液气比而减少浆液喷淋量,使得“石膏雨”大幅削减的同时而提高脱硫效率和利用鼓泡流化反应床的鼓泡、破碎使烟气自净化达到更高脱硫效率;电除雾器进一步对烟气中的细微雾粒深层次捕集净化,可实现烟气超低PM2.5排放,实现了在同一个脱除塔内提高脱硫效率,提高对烟气的净化效率,并节省占地面积,降低运行成本。

Description

一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置
技术领域
本实用新型涉及大气净化领域,特别是涉及一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置。
背景技术
随着国民经济飞速发展、大量能源消费带来的环境污染相当突出。我国是煤炭为主要能源的国家,燃煤烟气中所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物是形成雾霾的主要有害物质。然而必须采用一种高效湿法脱硫的电除雾一体化装置。对污染物源头实施有效控制,得以实现达标排放。
目前采用烟气脱硫工艺方法有许多种,而传统的石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫占脱硫市场份额的85%-90%以上;湿法与其他脱硫工艺方法相比,脱硫剂需求费用低,脱硫效率能满足排放,稳定运行的成熟技术,方便操作和维护,故而湿法石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫工艺方法,仍然是我国许多行业改建或新建机组项目上的首选工艺和设备。
环保意识的日益增强使大气污染控制的任务成为生态文明、优化环境的重要组成部分。由此国家而出台了更为严格的烟气污染物≤PM2.5的排放要求。对原有的烟气除尘脱硫设备的性能提出了更为苛刻的适应条件。
目前国内采用的石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫技术,对控制SO 2 排放,大气环境治理方面取得了显著成绩和相当的社会效果,然而对于严格的新排放标准要求,则显得捉襟见肘,力不从心,普遍存在技术上的难点。
国内典型的(WFGD)烟气脱硫***技术的脱硫效率正常在90%-95%范围。若在现有技术基础上提升脱硫效率而需增加石灰石浆液浓度来调节PH值,或者设置多层喷淋装置,加大气液接触比的措施,然而会给***设备带来严重的负面影响。
为提高SO 2 的吸收效率,需较高的PH值,只有提高浆液的浓度,以加快动力学过程,然而高PH值下的浆液浓度不利于石灰石的溶解反而影响脱硫效率,同时会加速***设备的机械磨损和结垢堵塞而被迫停机的事故时有发生。
反应吸收塔内是通过浆液的喷淋雾化来实现脱硫目标的重要措施,大量被雾化的石灰石浆液与烟气逆流接触进入塔底浆液池,在此过程中,逆流烟气会夹带一定量的脱硫液滴进入设在脱硫塔上方的机械式除雾器,其对粒度在几十微米的粗液滴有较佳的脱除效果,但对细微漂浮雾状粒子的捕集几乎无法进行,所以通过加大喷淋雾化来提升脱硫率,会导致更多含有石膏粉的饱和冷凝雾状粒子从现有机械式除雾器中大量逃逸,从而形成更为严重的“石膏雨”危害。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,
为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,该装置包括湿法脱硫段、位于所述的湿法脱硫段上部的电除雾器段,所述的湿法脱硫段上连接有烟气入口,所述的电除雾器段上连接有净气出口。
优选地,所述的湿法脱硫段包括:
活性浆液池,设置在所述的湿法脱硫段底部,用于存放脱硫浆液;
脱硫喷淋装置,设置在所述的活性浆液池上方并与其相连通,用于将所述的脱硫浆液导入并进行喷洒,所述的脱硫喷淋装置沿上下方向设置有至少一组;
鼓泡流化床,对应的设置在每组所述的脱硫喷淋装置下方;
化学添加剂储液罐,与所述的活性浆液池相连通,用于存放并向所述的脱硫浆液输送用于提高其化学反应活性的化学添加剂,
所述的烟气入口连接在所述的活性浆液池与鼓泡流化床之间。
进一步优选地,所述的鼓泡流化床包括C276合金或钛合金筛板、开设在所述的筛板上的孔,所述的筛板的开孔率为30%~50%,所述的孔的孔径为25mm~40mm。
进一步优选地,所述的化学添加剂为镁盐、二元酸、甲酸以及甲酸钠中的任意一种。
进一步优选地,所述的活性浆液池内设置有用于向所述的脱硫浆液提供氧化空气的氧化分隔均布器、位于所述的氧化分隔均布器下方用于对脱硫浆液进行搅拌的脉冲悬浮扰动器。
优选地,所述的电除雾器段包括:
壳体和顶罩,所述的净气出口连接在所述的顶罩上;
电场,设置在所述的壳体内,其包括连接在所述的壳体上的上花板、下花板、能够拆卸的连接在所述的上花板和下花板之间的多根阳极收尘管、设置在所述的阳极收尘管内的阴极电晕线以及供电装置,所述的阳极收尘管位于所述的上花板上表面以上的管壁上开设有溢流孔;
冲洗溢流管路,其包括设置在所述的电场上方用于对所述的电场进行冲洗的喷淋管、向所述的上花板上表面进行溢水的溢流管、同时为所述的喷淋管和溢流管供水的供水管以及控制闸阀;
通风集水槽,设置在所述的电场下方,用于收集冲洗溢流管路冲洗或溢流的水,其包括集水斗、竖直设置在所述的集水斗上的多个通风管、设置在所述的通风管开口上方的防水帽以及连接在所述的集水斗最底部的输水管。
进一步优选地,所述的集水斗为玻璃钢或不锈钢合金钢材料制成的圆锥形或四棱锥形集水斗,所述的集水斗与水平方向的夹角为9度~12度。
进一步优选地,所述的阳极收尘管的上端部高出所述的上花板上表面30mm~80mm,所述的溢流孔的孔径为2.5mm~3.5mm。
进一步优选地,所述的上花板与阳极收尘管之间设置有硅胶密封圈、所述的下花板与阳极收尘管之间设置有聚四氟乙烯密封圈,所述的硅胶密封圈的截面呈O型或口型,所述的聚四氟乙烯密封圈的截面呈Z型,并且所述的阳极收尘管的下端部能够支撑在所述的聚四氟乙烯密封圈上。
进一步优选地,所述的阳极收尘管为经植入导电纤维的玻璃钢管或PVC塑料管或钛合金不锈钢管或铅管,并且其截面呈圆形或六角形或方形。
由于上述技术方案运用,本实用新型与现有技术相比具有下列优点:
本实用新型添加少量的化学添加剂,以提高石灰石的溶解,降低了液气比而减少浆液喷淋量,使得“石膏雨”大幅削减的同时而提高脱硫效率和利用鼓泡流化反应床的鼓泡、破碎使烟气自净化达到更高脱硫效率;电除雾器进一步对烟气中的细微雾粒深层次捕集净化,可实现烟气超低PM2.5排放,实现了在同一个脱除塔内提高脱硫效率,提高对烟气的净化效率,并节省占地面积,降低运行成本。
附图说明
附图1为本实用新型的结构示意图;
附图2a-2d为附图1中A-A剖:阳极管的布置示意图;
附图3a、3b为阳极收尘管与上下花板配合示意图;
附图4为本实施例附图1中B-B剖:通风集水槽结构示意图;
附图5为附图1中D部放大图。
附图6为本实施例附图1中C-C剖:鼓泡流化床俯视结构示意图;
其中:1、湿法脱硫段;101、循环泵;102、添加剂入口调节阀;103、化学添加剂储液罐;104、氧化风机;105、活性浆液池;106、石灰石制浆罐;107、浆液输送泵;108、机械式粗除雾器;109、脱硫喷淋装置;110、鼓泡流化床;111、烟气入口;112、扰动循环泵;113、脉冲悬浮扰动器;114、氧化分隔均布器。
2、电除雾器段;201、输水管;202、集水斗;203、防水帽;204、通风管;205、下花板;206、聚四氟乙烯密封圈;207、阳极收尘管;208、上花板;209、硅胶密封圈;210、溢流孔;211、阴极电晕线;212、喷淋管;213、冲洗喷嘴;214、高压恒流供电装置;215、净气出口;216、顶罩;217、溢流管;218、壳体;219、供水管。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
如图1所示的一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,该装置包括湿法脱硫段1、位于湿法脱硫段1上部的电除雾器段2以及位于湿法脱硫段1和电除雾器段2之间的机械式粗除雾器108,湿法脱硫段1上连接有烟气入口111,电除雾器段2上连接有净气出口215。具体的说:
湿法脱硫段1包括:
活性浆液池105,设置在湿法脱硫段1底部,用于存放脱硫浆液,如石灰/石灰石浆液。活性浆液池105内设置有用于向脱硫浆液提供氧化空气的氧化分隔均布器114、位于氧化分隔均布器114下方用于对脱硫浆液进行搅拌的脉冲悬浮扰动器113。氧化分隔均布器114为多个氧化空气管,并通过外部的氧化风机104驱动,氧化风机104为氧化分隔均布器114提供氧化空气,提高浆液氧化效果,提升副产物的品质。脉冲悬浮扰动器113通过外部的扰动循环泵112与活性浆液池105连通,脉冲悬浮扰动器113是采用了几根带有朝向池底部喷嘴的管子,由离心扰动循环泵112提供浆液射流脉冲扰动能量而搅拌起池底固体物,进而防止产生沉淀。
脱硫喷淋装置109,设置在活性浆液池105上方并通过外部的循环泵101与其相连通,用于将脱硫浆液导入并进行喷洒,脱硫喷淋装置109沿上下方向设置有至少一组。
活性浆液池105连接有石灰石制浆罐106和增加浆液活性提高SO 2 脱除效率的化学添加剂储液罐103,石灰石制浆罐106里的新鲜石灰石浆液由浆液输送泵107输送至活性浆液池105的循环泵101的入口管道端,直接导入脱硫喷淋装置109,化学添加剂储液罐103的溶液由添加剂入口调节阀102微调控制,并经循环泵101的出口管道而导入活性浆液池105内;活性添加剂的加入位置不受限制,灵活多样,还可以从石灰石制浆罐106、活性浆液池105中直接计量添加。其中:化学添加剂为镁盐、二元酸、甲酸以及甲酸钠中的任意一种,具体可以是己二酸(C 6 H 10 O 4 )、丁二酸(C 4 H 6 O 4 )、戌二酸(C 5 H 8 O 4 )、甲酸(CH 2 O 2 )、甲酸钠(HCOONa·2H 2 O)。
鼓泡流化床110,对应的设置在每组脱硫喷淋装置109下方;鼓泡流化床110包括C276合金或钛合金筛板、开设在筛板上的孔,筛板的开孔率为30%~50%,孔的孔径为25mm~40mm,如图6所示。脱硫喷淋装置109喷洒脱硫浆液与烟气接触完成一级脱硫反应并向下运动,洒落在开孔的筛板上,不断形成新鲜和破碎的气泡层,筛板上的浆液迫使烟气均匀流经筛孔射流进入浆液内部进行流化反应,鼓泡流化床110区形成很大的气液接触区,使烟气中的SO 2 再次溶解在气泡表面的活性液膜中,且烟气中≤PM2.5的飞灰,石膏粉尘在接触液膜后被除去。
烟气入口111连接在活性浆液池105与鼓泡流化床110之间。
电除雾器段2包括:
由玻璃钢、塑料或合金不锈钢加工的壳体218和顶罩216,净气出口215连接在顶罩216上。
电场,设置在壳体内,其包括连接在壳体218上的上花板208、下花板205、能够拆卸的连接在上花板208和下花板205之间的多根阳极收尘管207、设置在阳极收尘管207内的阴极电晕线211以及与阴极电晕线211一端连接的高压恒流供电装置214。阳极收尘管207位于上花板208上表面以上的管壁上开设有溢流孔210,其中:阳极收尘管207的上端部高出上花板208上表面30mm~80mm,溢流孔210的孔径为2.5mm~3.5mm,阳极收尘管207为经植入导电纤维的玻璃钢管或PVC塑料管或钛合金不锈钢管或铅管,并且其截面呈圆形或六角形或方形。本实施例中阴极电晕线211和阳极收尘管207直立排列布置,阳极收尘管207的布置可以选择如图2a、图2b、图2c或图2d等任一方式。如图3a、3b所示:上花板208与阳极收尘管207之间设置有硅胶密封圈209、下花板205与阳极收尘管207之间设置有聚四氟乙烯密封圈206,硅胶密封圈209的截面呈O型或口型,聚四氟乙烯密封圈206的截面呈Z型,并且阳极收尘管207的下端部能够支撑在聚四氟乙烯密封圈206上,阳极收尘管207与上、下花板的拆卸可方便阳极收尘管207因放电或腐蚀的维修更换。电除雾器可设置成立式单级电场或立式多级电场除雾器。
冲洗溢流管路,其包括设置在电场上方用于对电场进行冲洗的喷淋管212、向上花板208上表面进行溢水的溢流管217、同时为喷淋管212和溢流管217供水的供水管219以及控制闸阀。控制闸阀包括设置在喷淋管212上的闸阀F1、设置在溢流管217上的闸阀F2,当手动或自动关闭闸阀F1,打开闸阀F2时溢流管217中的水在上花板208上漫开,经溢流孔210,沿阳极收尘管207的管壁形成导电的水膜阳极;如图5所示:当手动或自动关闭闸阀F2打开闸阀F1时经变频或计量水泵输送的压力水到喷淋管212经冲洗喷嘴213雾化完成冲洗电场,通过管路中F1、F2的切换操作,一根供水管219并能实现双功能而减少投资费用。由于溢流孔210形成的均匀水膜,阴极电晕线由高压恒流供电装置214提供的直流电使至芒刺放电,可将烟气中≤PM2.5等细微颗粒粉尘荷电着附于阳极收尘管207表面,由于阳极不断形成的水膜而起到冲洗清灰作用,净化处理后的烟气最后由,顶罩216上部净气出口215排放到大气中去。
如图4所示:通风集水槽,设置在电场下方,用于收集冲洗溢流管路冲洗或溢流的水,杜绝湿法脱硫段1与电除雾气段2 两个区用水机制相互干扰,保持平衡机制,其包括集水斗202、竖直设置在集水斗202上的多个通风管204、设置在通风管204开口上方的防水帽203以及连接在集水斗202最底部的输水管201。集水斗202玻璃钢或不锈钢合金钢材料制成的圆锥形或四棱锥形集水斗,集水斗202与水平方向的夹角为9度~12度。所有电场用水及饱和冷凝水不断垂直下落在防水帽203上,由于防水帽203的遮挡作用而导入集水斗202,最终通过输水管201送入石灰石制浆罐106。
以下具体阐述下本实施例烟气的脱硫过程:
湿法脱硫阶段:将待处理烟气由烟气入口111导入湿法脱硫段1内,启动被添加了化学添加剂的浆液经脱硫喷淋装置109,对待处理烟气进行喷淋完成主脱硫反应吸收;为一步提高脱硫效率,洒落的浆液在多孔筛板上形成鼓泡流化床110,再一次完成高效的脱硫反应;
电除雾脱PM2.5阶段:脱硫后净化烟气,含有大量雾粒夹带石膏粉尘和≤PM2.5细微粉尘经脱硫喷淋装置109上方的机械式粗除雾器108惯性撞击分离完成初步雾粒净化后,进入电除雾器区2内,经过阴极电晕线212与阳极收尘管207组成的电场区,待处理烟气中的PM2.5、石膏微粒等被荷电吸附在阳极除尘管208,被溢流孔210形成的均匀水膜冲洗干净;
净烟气排放阶段:将高效除雾脱除PM2.5的处理后烟气经过净烟气出口218排放至大气中。
本实施例的脱硫剂浆液喷淋层采用的脱硫剂为石灰石,当然在其他具体实施例中,脱硫剂浆液喷淋层采用的脱硫剂还可以是生石灰浆液,电石渣浆液及造纸白泥浆液,石灰石浆液加入添加剂后具有较强的吸收容量或缓冲作用,起氧化作用比亚硫酸根(SO 3 2- )更大,使得提高脱硫效率从95%达到98%-99%。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施,并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,其特征在于:该装置包括湿法脱硫段、位于所述的湿法脱硫段上部的电除雾器段,所述的湿法脱硫段上连接有烟气入口,所述的电除雾器段上连接有净气出口。
2. 根据权利要求1所述的一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,其特征在于:所述的湿法脱硫段包括:
活性浆液池,设置在所述的湿法脱硫段底部,用于存放脱硫浆液;
脱硫喷淋装置,设置在所述的活性浆液池上方并与其相连通,用于将所述的脱硫浆液导入并进行喷洒,所述的脱硫喷淋装置沿上下方向设置有至少一组;
鼓泡流化床,对应的设置在每组所述的脱硫喷淋装置下方;
化学添加剂储液罐,与所述的活性浆液池相连通,用于存放并向所述的脱硫浆液输送用于提高其化学反应活性的化学添加剂,
所述的烟气入口连接在所述的活性浆液池与鼓泡流化床之间。
3. 根据权利要求2所述的一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,其特征在于:所述的鼓泡流化床包括C276合金或钛合金筛板、开设在所述的筛板上的孔,所述的筛板的开孔率为30%~50%,所述的孔的孔径为25mm~40mm。
4. 根据权利要求2所述的一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,其特征在于:所述的化学添加剂为镁盐、二元酸、甲酸以及甲酸钠中的任意一种。
5. 根据权利要求2所述的一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,其特征在于:所述的活性浆液池内设置有用于向所述的脱硫浆液提供氧化空气的氧化分隔均布器、位于所述的氧化分隔均布器下方用于对脱硫浆液进行搅拌的脉冲悬浮扰动器。
6. 根据上述任意一项权利要求所述的一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,其特征在于:所述的电除雾器段包括:
壳体和顶罩,所述的净气出口连接在所述的顶罩上;
电场,设置在所述的壳体内,其包括连接在所述的壳体上的上花板、下花板、能够拆卸的连接在所述的上花板和下花板之间的多根阳极收尘管、设置在所述的阳极收尘管内的阴极电晕线以及供电装置,所述的阳极收尘管位于所述的上花板上表面以上的管壁上开设有溢流孔;
冲洗溢流管路,其包括设置在所述的电场上方用于对所述的电场进行冲洗的喷淋管、向所述的上花板上表面进行溢水的溢流管、同时为所述的喷淋管和溢流管供水的供水管以及控制闸阀;
通风集水槽,设置在所述的电场下方,用于收集冲洗溢流管路冲洗或溢流的水,其包括集水斗、竖直设置在所述的集水斗上的多个通风管、设置在所述的通风管开口上方的防水帽以及连接在所述的集水斗最底部的输水管。
7. 根据权利要求6所述的一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,其特征在于:所述的集水斗为玻璃钢或不锈钢合金钢材料制成的圆锥形或四棱锥形集水斗,所述的集水斗与水平方向的夹角为9度~12度。
8. 根据权利要求6所述的一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,其特征在于:所述的阳极收尘管的上端部高出所述的上花板上表面30mm~80mm,所述的溢流孔的孔径为2.5mm~3.5mm。
9. 根据权利要求6所述的一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,其特征在于:所述的上花板与阳极收尘管之间设置有硅胶密封圈、所述的下花板与阳极收尘管之间设置有聚四氟乙烯密封圈,所述的硅胶密封圈的截面呈O型或口型,所述的聚四氟乙烯密封圈的截面呈Z型,并且所述的阳极收尘管的下端部能够支撑在所述的聚四氟乙烯密封圈上。
10. 根据权利要求6所述的一种高效湿法脱硫和电除雾一体化装置,其特征在于:所述的阳极收尘管为经植入导电纤维的玻璃钢管或PVC塑料管或钛合金不锈钢管或铅管,并且其截面呈圆形或六角形或方形。
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