CN102974185B - 一种模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统，所述系统包括：一吸收塔，所述吸收塔下端设置有一烟气进口，所述吸收塔内设置有：一位于所述烟气进口上方用于喷淋吸收剂的喷淋装置；位于所述喷淋装置上方的第一湿式电除尘装置；第二湿式电除尘装置设置在所述吸收塔外侧上方；所述第一湿式电除尘装置与所述第二湿式电除尘装置之间设有一烟气均布器。本发明还公开了采用本专利系统进行烟气净化的方法，本专利可集中去除烟气中排放的SO₂、逸氨、微细烟尘、SO₃酸雾、汞等以气溶胶形式存在的污染物，并避免“石膏雨”的出现，保护环境，提高烟气净化效率。

Description

一种模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统及方法

技术领域

本发明属于烟气净化领域，具体地，涉及一种模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统及其方法。

背景技术

近年随着人民生活水平提高，国家对环境保护越来越重视，环保总局除对烟气中排放的SO₂、NO_X及烟尘采取有效的治理措施外，微细烟尘、SO₃酸雾、汞等以气溶胶形式存在的污染物的减排已被提到了议事日程。《国家环境保护“十二五”规划》发布，规划指出，“十二五”期间要在京津冀、长三角和珠三角等区域开展臭氧、PM_2.5等污染物监测。

根据目前国家最新颁布实施的《火电厂大气污染物排放标准》内容，国家将对火电厂烟气排放提出更高要求，如新提出汞排放值要求小于0.03mg/m³，烟尘小于30mg/m³等，重点地区甚至要求烟尘小于20mg/m³以下。另外，随着国内火电行业脱硫脱硝项目大量上马，而脱硫脱硝工艺都会加重烟气中SO₃转化率（提高3%左右），今后SO₃酸雾必将日趋严重，还有燃煤电厂尾气中的PM_2.5及PM₁₀以下微细粉尘是大气中微细颗粒物的主要来源，PM_2.5微细颗粒物对人体健康的危害极大，是大气致癌的主要根源。

目前，我国现有燃煤电厂的烟气脱硫净化技术均广泛采用湿法烟气脱硫技术（WFGD），湿法烟气脱硫技术是目前世界上应用最为广泛的烟气脱除SO₂工艺，石灰石－石膏湿法脱硫工艺是目前世界上应用最为广泛和可靠的工艺。该工艺以石灰石浆液作为吸收剂，通过石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行洗涤，发生反应，以去除烟气中的SO₂，反应产生的亚硫酸钙通过强制氧化生成含两个结晶水的硫酸钙（石膏CaSO₄·2H₂O）。通用的烟气脱硫系统通常在吸收塔内设置喷淋装置和除雾器，喷淋装置通过向烟气喷淋由石灰石为原料制成的吸收剂浆液，而后通过除雾器去除经吸收剂浆液喷淋后的烟气中携带的雾滴，其中，烟气在进入吸收塔前，经过烟气换热装置（GGH装置）的处理。

然而，我国现有燃煤电厂尾气处理所用的烟气脱硫系统在PM_2.5及PM₁₀粉尘的收集上还有很大的不足，传统的烟气脱硫系统几乎没有去除烟气中的SO₃酸雾、PM_2.5及PM₁₀以下微细粉尘的能力。我国燃煤电厂脱硝工艺以SCR（选择性催化还原脱硝法）为主，除了会加重烟气中SO₃转化率以外还存在氨的逃逸，而在国内很少采用的氨法脱硫技术也存在同样的问题，但现有技术没有较好的解决办法。对烟气中重金属的控制现多采用喷射活性炭吸附的方法，该方法对活性炭需求很大且效果十分有限。而且，由于烟气换热装置的存在和除雾器对细微粒去除效率不高，导致烟气出口处易形成“石膏雨”，“石膏雨”的产生原因如下：

脱硫装置净烟气中的石膏浆液主要来源于吸收塔喷淋层喷嘴雾化后的细小液滴，石膏浆液经喷嘴雾化后雾滴直径一般在920μm，经碰撞后会产生少量在15μm左右。在经过除雾器后，一般会除去99.99%的不小于22μm雾滴，同时还可以去除50%的15～22μm液滴，15μm以下的雾滴无法拦截，因此净烟气中有一定量的石膏浆液是必然的。但是如果烟气在除雾器处的流速超过设计值，除雾器的效果将大大降低，甚至失效，除雾器也会在高速的烟气下发生二次携带现象，大量的石膏浆液将会随烟气被带入烟囱，形成净烟气带浆现象，吸收塔出口带浆的净烟气在排出过程中部分冷凝形成液滴，烟气自烟囱口排出后不能有效的抬升、扩散到大气中，导致取消GGH装置后烟气不能迅速消散，特别是当地区温度、气压较低或在阴霾天气的时间段，烟气中携带的粉尘及液滴聚集在烟囱附近，落到地面形成“石膏雨”或酸雨，对电厂及周边环境产生污染，甚至腐蚀设备严重污染电厂及周边环境，而且会对设备形成腐蚀。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统，所述系统可集中去除烟气中排放的SO₂、逸氨、微细烟尘、SO₃酸雾、汞等以气溶胶形式存在的污染物，并避免“石膏雨”的出现，保护环境，提高烟气净化效率。同时，本发明还提供一种利用所述模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统进行烟气净化的方法。

为了达到上述目的，本发明提出了一种模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统，所述系统包括：

一吸收塔，所述吸收塔下端设置有一烟气进口，所示吸收塔内侧下方设置有吸收剂浆液池；

一用于将所述吸收塔内喷淋浆液进行循环输送和搅拌的浆液循环搅拌装置；

一用于向所述吸收塔提供吸收剂的吸收剂制备装置；

一用于处理所述吸收塔收集的污染物的石膏脱水处理装置；

一用于向所述吸收塔内提供工艺水的水处理装置；

第二湿式电除尘装置；

所述浆液循环搅拌装置、吸收剂制备装置、石膏脱水处理装置、水处理装置分别与所述吸收塔连接，所述第二湿式电除尘装置设置在所述吸收塔外侧上方；

所述吸收塔内设置有：

一位于所述烟气进口上方用于喷淋吸收剂的喷淋装置；

位于所述喷淋装置上方的第一湿式电除尘装置；

所述第一湿式电除尘装置与第二湿式电除尘装置之间设有一烟气均布器；所述第二湿式电除尘装置上方连接有烟气出口。

通过设置喷淋装置，可实现对烟气中的SO₂和少数SO₃进行吸收，对烟气中的粉尘、金属氧化物（汞等）、细微颗粒物（PM_2.5/PM₁₀）等进行湿润调质及初步吸收。通过采用第一湿式电除尘装置以及第二湿式电除尘装置，代替传统的除雾器，可对喷淋装置净化后的烟气进行进一步的除尘净化处理，从而有效去除去除烟气中的SO₃酸雾、PM_2.5及PM₁₀以下微细粉尘以及汞等以气溶胶形式存在的污染物，并可有效避免“石膏雨”的形成。

进一步优选地，所述水处理装置包括：通过管道与吸收剂浆液池连接的第一排浆泵、吸收剂浆液处理装置、抽水水泵、水箱和增压水泵；所述第一排浆泵、吸收剂浆液处理装置、抽水水泵、水箱和增压水泵依次串联连接；

通过设置水处理装置，可将吸收剂浆液池内的多余浆液抽出并进行一站式处理，将多余浆液进行净化处理，生成净水以供第一湿式电除尘装置和第二湿式电除尘装置用水，使水资源得以循环利用，降低运行成本。

所述吸收剂制备装置包括：吸收剂存储仓、吸收剂制备装置和供浆泵；所述吸收剂存储仓、吸收剂制备装置和供浆泵依次连接，所述供浆泵通过管道与吸收塔底部连通，所述供浆泵还通过管道与吸收剂制备装置形成回路连接；

通过设置吸收剂制备装置，可随时向吸收塔内补充吸收剂，形成新的吸收剂浆液，实现吸收剂浆液的随用随制，从而避免吸收剂浆液因长期放置而发生变质影响烟气净化效率的情况发生。

所述浆液循环搅拌装置包括：浆液搅拌装置、浆液循环装置和氧化空气喷射装置；

所述浆液搅拌装置包括：射流管架和射流泵；

所述射流管架设置于吸收剂浆液池内侧底部，所述射流泵设置于吸收塔外侧，所述射流泵一端通过管道与吸收剂浆液池底部连通，所述射流泵另一端通过管道与射流管架连接，所述射流泵上方还通过管道与吸收剂浆液池上方连通；

通过设置浆液搅拌装置，通过射流管架和射流泵对吸收剂浆液池下方的吸收剂浆液进行射流搅拌，射流搅拌通过吸收塔外部的射流泵提供搅拌能量，吸收塔内不安装传统的搅拌器搅拌，而是采用射流管道喷出射流，搅拌塔底固体物，防止产生沉淀；而且烟气净化系统停运期间无需运行，节约能源。提高了脱硫装置的可用率和操作安全性能。可以在吸收塔正常运行期间更换或维修射流泵，无需中断脱硫过程或排空吸收塔；假如吸收塔内的新鲜吸收剂可以得到连续而均匀的混合，进而有利于降低吸收剂的化学计量比。

所述浆液循环装置包括：一侧与吸收剂浆液池底部连通的循环泵，所述循环泵另一侧通过管道与喷淋装置连接；

通过设置浆液循环装置，可实现吸收剂浆液的循环喷淋，提高喷淋效率，进而提高烟气净化效率。

所述氧化空气喷射装置包括：氧化风机和氧化自动隔离器；所述氧化自动隔离器由氧化空气管水平排布形成；所述氧化风机设置于吸收塔外侧，所述氧化自动隔离器设置于吸收剂浆液池内，所述氧化空气管与氧化风机连接；

通过设置氧化空气喷射装置，鼓入氧化空气可强制排除浆液中的CO₂,因为浆液中CO₂减少了吸收剂（石灰和电石渣）的溶解度，CO₂的排除使新鲜吸收剂的溶解过程得以优化；氧化自动隔离器的设置，通过水平排布的氧化空气管，将吸收剂浆液池分隔为上下两个区域，上部为氧化区，下部为中和区，有利于提高氧化效率，还有利于未反应吸收剂的溶解和防止副产物石膏的过饱和。

所述石膏脱水处理装置包括：第二排浆泵、水力旋流器、真空皮带脱水机、回流水箱和回流水泵；所述第二排浆泵一侧与吸收剂浆液池连通，所述第二排浆泵另一侧与水力旋流器、真空皮带脱水机、回流水箱依次连接，所述回流水泵设置于回流水箱内，所述回流水泵通过管道与吸收塔连通，所述水力旋流器一侧通过管道与回流水箱连接；所述第二排浆泵一侧与吸收剂浆液池连通的位置设置于所述氧化自动隔离器上方。

通过设置石膏脱水处理装置，实现对石膏的回收和后续利用，进而实现脱硫石膏的综合利用，节省资源，降低成本。

进一步优选地，所述第一湿式电除尘装置包括：第一电极板、第一电晕线、第一水膜喷嘴以及第一电控装置；所述第一电极板设置于所述第一湿式电除尘装置两侧，所述第一电晕线设置于第一电极板内侧，所述第一水膜喷嘴设置于第一电极板和第一电晕线的上方，所述第一电极板和第一电晕线为竖直设置；

所述第二湿式电除尘装置包括：第二电极板、第二电晕线、第二水膜喷嘴以及第二电控装置；所述第二电极板设置于所述第二湿式电除尘装置两侧，所述第二电晕线设置于第二电极板内侧，所述第二水膜喷嘴设置于第二电极板和第二电晕线的上方，所述第二电晕线为竖直设置；

通过电极板、电晕线以及水膜喷嘴的设置，便于达到较高的收尘效果，并可将收集到的污染物随水膜冲洗至吸收剂浆液池内，结构简单，便捷高效，收尘效果好。

所述第二湿式电除尘装置通过连接段与所述吸收塔连接，所述烟气均布器设置于连接段内；

通过设置烟气均布器，实现对经过第一湿式电除尘装置除尘后的烟气的均匀布置，利于第二湿式电除尘装置的再次除尘，提高烟气净化效率。

所述第二湿式电除尘装置通过导流槽与浆液池连接；

所述第二电极板与第一电极板在竖直方向上的夹角为0～90°。

进一步优选地，所述第一水膜喷嘴和第二水膜喷嘴通过管道与增压水泵形成并联连接。

由此可实现水处理装置中的净化水直接供给第一水膜喷嘴和第二水膜喷嘴用水，结构简单，安装方便，有效提高水资源利用率。

进一步优选地，所述第二湿式电除尘装置的数量为一个或多个；

所述多个第二湿式电除尘装置的排列方式为：横向叠加或纵向叠加；横向叠加的多个第二湿式电除尘装置与第一湿式电除尘装置形成并联连接；纵向叠加的多个第二湿式电除尘装置依次串联连接后与第一湿式电除尘装置串联连接。

设置多个第二湿式电除尘装置，并进行横向叠加或纵向叠加，便于现场根据实际情况（例如空间大小）进行设计和施工，降低安装难度，灵活度较高。

进一步优选地，所述喷淋装置由多层喷淋层组成，每层喷淋层上均设置有浆液喷嘴，靠近吸收塔内壁的浆液喷嘴向吸收塔内侧偏转8～12°。便于将原烟气中的SO₂吸收，并对烟气充分调质润湿，提高烟气净化效率。

进一步优选地，所述烟气入口上端与吸收塔外壁的夹角为13～16°，所述烟气入口一端与烟气通道连接。有利于烟气更顺利的进入吸收塔。

此外，本发明还提出了一种利用所述模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统进行烟气净化的方法，所述方法包括如下步骤：

A、吸收剂浆液喷淋处理

烟气通过烟气入口进入吸收塔，喷淋装置向烟气喷淋吸收剂浆液，对烟气进行喷淋处理；

B、初步除尘处理；

经步骤A进行吸收剂浆液喷淋处理后的烟气进入第一湿式电除尘装置，对烟气中的污染物进行初步除尘处理；

C、再除尘处理；

经步骤B进行初步除尘处理后的烟气通过连接段内的烟气均布器进行烟气均布处理后，进入第二湿式电除尘装置，对烟气中残余的污染物进行再除尘处理；

D、烟气排放

经步骤C进行再除尘处理后的烟气经由烟气出口排出吸收塔，最终完成烟气的净化。

进一步优选地，将烟气由烟气入口通入吸收塔之前，可对烟气进行脱硝预处理和预除尘处理；

所述预除尘处理为通过干式静电除尘器、袋式除尘器或电袋除尘器对烟气进行预除尘处理；

在步骤A中，所述烟气由烟气通道进入烟气入口，所述吸收剂选用石灰或电石渣；所述烟气入口处的烟气温度为115～155℃；

在步骤B中，通过第一湿式电除尘装置对烟气进行初步处理的方法为：通过第一电控装置控制第一电晕线放电，使烟气中的污染物在电场的作用下吸附在第一电极板上，通过第一水膜喷嘴将吸附在第一电极板上的污染物冲洗入吸收剂浆液池内；

在步骤C中，通过第二湿式电除尘装置对烟气进行初步处理的方法为：通过第二电控装置控制第二电晕线放电，使烟气中残余的污染物在电场的作用下吸附在第二电极板上，通过第二水膜喷嘴将吸附在第二电极板上的残余的污染物通过导流槽冲洗入吸收剂浆液池内；

步骤D中，烟气出口处的烟气中，总悬浮颗粒物≤10mg/Nm³，PM_2.5≤18μg/Nm³，Hg≤3μg/Nm³，NH₃≤3μg/Nm³，SO₃气溶胶≤3μg/Nm³，烟气含水量≤120g/Nm³。

进一步优选地，被冲洗入吸收剂浆液池内的污染物以及吸收剂浆液喷淋处理后生成的石膏经过石膏脱水处理装置进行脱水回收处理；所述吸收剂浆液池内的污染物和石膏由第二排浆泵排出吸收塔，经水力旋流器、真空皮带脱水机和回流水箱进行脱水回收处理；

通过浆液循环搅拌装置中的浆液循环装置对喷淋装置所喷淋的吸收剂浆液进行循环使用；

通过水处理装置对吸收剂浆液池内的多余吸收剂浆液进行处理后得到的净水，为第一水膜喷嘴和第二水膜喷嘴提供冲洗用水；

通过浆液循环搅拌装置中的浆液搅拌装置对吸收剂浆液池内的吸收剂浆液进行搅拌；

通过浆液循环搅拌装置中的氧化空气喷射装置向吸收剂浆液池喷射氧化空气。

本发明的有益效果在于：

在现有技术中，传统的烟气净化系统仅仅对烟气中的SO₂的去除有较好的效果，然而，在PM_2.5及PM₁₀粉尘的收集上还有很大的不足，传统的烟气脱硫系统几乎没有去除烟气中的SO₃酸雾、PM_2.5及PM₁₀以下微细粉尘以及汞等以气溶胶形式存在的污染物的能力，而且，对烟气中重金属的控制现多采用喷射活性炭吸附的方法，该方法对活性炭需求很大且效果十分有限，同时，由于传统烟气净化系统中烟气换热装置和除雾器的存在，使得传统烟气净化方法易形成“石膏雨”，严重污染电厂及周边环境，而且会对烟气净化设备形成腐蚀。此外，传统的烟气净化工艺以石灰石（主要成分为CaCO₃）作为吸收剂原料进行烟气净化，故称为弱碱法。然而，现有技术中，对以石灰（主要成分为CaO）、电石渣（主要成分为Ca(OH)₂）作为吸收剂原料进行烟气净化的强碱法则不受重视，主要原因如下：1）、强碱法脱硫往往在运行不久后，脱硫系统就会产生结垢问题并迅速恶化，最终导致脱硫系统无法正常运行；2）、脱硫系统运行初期经脱水获得的副产物石膏也在运行不久后便出现脱水性能差、含水质量分数高，最终导致无法脱水的问题出现。

本专利中，发明人创造性的通过采用第一湿式电除尘装置和第二湿式电除尘装置代替传统烟气净化系统中的除雾器，通过第一湿式电除尘装置和第二湿式电除尘装置实现对烟气中SO₃酸雾、PM_2.5及PM₁₀以下微细粉尘以及汞等以气溶胶形式存在的污染物的有效脱除，集成脱除多种污染物，构思巧妙具备突出的创造性。此外，本专利中，发明人还通过配套设置浆液循环搅拌装置、吸收剂制备装置、石膏脱水处理装置、水处理装置，实现了模块化设计，运行安全可靠、维护简单、操作方便，占地面积小、投资低；吸收剂（石灰或电石渣）来源丰富地区，特别是以电石渣为吸收剂时，可实现废物利用；吸收剂利用效率高，钙硫比≤1.02，可大幅降低吸收剂的消耗量和电耗；可应用于新建和改造机组，即本专利所用烟气净化系统可直接由传统的钙基弱碱法脱硫装置进行改造而得，可节省大量的投资；脱硫石膏纯度高，易脱水，纯度≥90%，可用作建材和水泥缓凝剂等，对环境不会造成二次污染；以钙基强碱为吸收剂，避免塔内结垢，防止石膏脱水困难，实现单塔内冷却、吸收、氧化和结晶多种功能的一体化；脱硫效率高，可达98%以上或满足合同要求。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为本发明所提供的一种模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统的结构示意图。

图2为第二湿式电除尘装置纵向叠加的结构示意图。

图3为第二湿式电除尘装置横向叠加的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，所述浆液循环搅拌装置、吸收剂制备装置、石膏脱水处理装置、水处理装置分别与所述吸收塔1连接，所述第二湿式电除尘装置3设置在吸收塔1外侧上方；

所述烟气进口9上方用于喷淋吸收剂的喷淋装置11；位于所述喷淋装置11上方的第一湿式电除尘装置2；所述第一湿式电除尘装置2与所述第二湿式电除尘装置3之间设有一烟气均布器4。所述吸收塔1通过连接段5与第二湿式电除尘装置3连接，所述烟气均布器4设置于连接段5内；所述第二湿式电除尘装置3的数量为一个或多个。

所述喷淋装置11由多层喷淋层1101组成，每层喷淋层1101上均设置有浆液喷嘴1102，靠近吸收塔1内壁的浆液喷嘴1102向吸收塔1内侧偏转8～12°（未图示）。所述烟气入口9上端与吸收塔1外壁的夹角为13～16°，所述烟气入口9一端与烟气通道18连接。

如图2和图3所示，所述多个第二湿式电除尘装置3的排列方式为：横向叠加或纵向叠加；横向叠加的多个第二湿式电除尘装置3与第一湿式电除尘装置2形成并联连接；纵向叠加的多个第二湿式电除尘装置3依次串联连接后与第一湿式电除尘装置2串联连接。

第一湿式电除尘装置2中，第一电极板701设置于所述第一湿式电除尘装置2两侧，所述第一电晕线801设置于第一电极板701内侧，所述第一水膜喷嘴601设置于第一电极板701和第一电晕线801的上方，所述第一电极板701和第一电晕线801为竖直设置，所述第一湿式电除尘装置2中还设置有第一电控装置（未图示）。

第二湿式电除尘装置3中，第二电极板702设置于所述第二湿式电除尘装置3两侧，所述第二电晕线802设置于第二电极板702内侧，所述第二水膜喷嘴602设置于第二电极板702和第二电晕线802的上方，所述第二电晕线802为竖直设置，所述第二湿式电除尘装置3通过导流槽与浆液池19连接，所述第二湿式电除尘装置3中还设置有第二电控装置（未图示）。

所述第二电极板702与第一电极板701在竖直方向上的夹角为0～90°（未图示）。

其中，所述水处理装置中，第一排浆泵16、吸收剂浆液处理装置27、抽水水泵28、水箱29和增压水泵30依次串联连接，所述第一水膜喷嘴601和第二水膜喷嘴602通过管道与增压水泵30形成并联连接。

所述吸收剂制备装置中，吸收剂存储仓20、吸收剂制备装置21和供浆泵22依次连接，所述供浆泵22通过管道与吸收塔1底部连通，所述供浆泵22还通过管道与吸收剂制备装置21形成回路连接。

所述浆液循环搅拌装置包括：浆液搅拌装置、浆液循环装置和氧化空气喷射装置；

所述浆液搅拌装置中，射流管架13设置于吸收剂浆液池19内侧底部，所述射流泵15设置于吸收塔1外侧，所述射流泵15一端通过管道与吸收剂浆液池19底部连通，所述射流泵15另一端通过管道与射流管架13连接，所述射流泵15上方还通过管道与吸收剂浆液池19上方连通。

所述浆液循环装置中，循环泵14一侧与吸收剂浆液池19底部连通，所述循环泵14另一侧通过管道与喷淋装置11连接。

所述氧化空气喷射装置中，所述氧化自动隔离器12由氧化空气管1201水平排布形成；所述氧化风机17设置于吸收塔1外侧，所述氧化自动隔离器12设置于吸收剂浆液池19内，所述氧化空气管1201与氧化风机17连接；

所述石膏脱水处理装置中，第二排浆泵1602一侧与吸收剂浆液池19连通，所述第二排浆泵1602另一侧与水力旋流器23、真空皮带脱水机24、回流水箱25依次连接，所述回流水泵26设置于回流水箱25内，所述回流水泵26通过管道与吸收塔1连通，所述水力旋流器23一侧通过管道与回流水箱25连接；所述第二排浆泵1602一侧与吸收剂浆液池19连通的位置设置于所述氧化自动隔离器12上方。

利用所述模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统进行烟气净化的方法，所述方法包括如下步骤：

烟气预处理：

通过SCR工艺（选择性催化还原脱硝法）对烟气进行脱硝预处理，通过干式静电除尘器、袋式除尘器或电袋除尘器对烟气进行预除尘处理；

吸收剂浆液喷淋处理：

经过预处理后的烟气通过烟气入口9进入吸收塔1，喷淋装置11向烟气喷淋吸收剂浆液，对烟气进行喷淋处理，所述烟气由烟气通道18进入烟气入口9，所述吸收剂选用石灰或电石渣；所述烟气入口9处的烟气温度为115～155℃。在此步骤中，将烟气中的SO₂和少数SO₃进行吸收，对烟气中的粉尘、金属氧化物（汞等）、细微颗粒物（PM_2.5/PM₁₀）等进行湿润调质及初步吸收；

初步除尘处理：

经吸收剂浆液喷淋处理后的烟气进入第一湿式电除尘装置2，对烟气中的污染物进行初步除尘处理；通过第一电控装置控制第一电晕线801放电，使烟气中的污染物在电场的作用下吸附在第一电极板701上，通过第一水膜喷嘴601将吸附在第一电极板701上的污染物冲洗入吸收剂浆液池19内。在此步骤中，使烟气中的粉尘、金属氧化物（汞等）、细微颗粒物（PM_2.5/PM₁₀）及水分子带有荷电，在电场的作用下，带有荷电的污染物沉附在第一湿式电除尘装置2的第一电极板701上，并由第一电极板701上持续流动的水膜将污染物带入吸收剂浆液池19。

再除尘处理：

经初步除尘处理后的烟气通过连接段5内的烟气均布器4进行烟气均布处理后，进入第二湿式电除尘装置3，对烟气中残余的污染物进行再除尘处理；通过第二电控装置控制第二电晕线802放电，使烟气中残余的污染物在电场的作用下吸附在第二电极板702上，通过第二水膜喷嘴602将吸附在第二电极板702上的残余的污染物通过导流槽（未图示）冲洗入吸收剂浆液池19内。在此步骤中，使烟气中残留的粉尘、金属氧化物（汞等）、细微颗粒物（PM_2.5/PM₁₀）及水分子带有荷电，在电场的作用下，带有荷电的污染物沉附在第二电极板702上，并由第二电极板702上持续流动的水膜将污染物带走，经导流槽流入吸收剂浆液池19。

烟气排放：

经再除尘处理后的烟气经由烟气出口10排出吸收塔1，最终完成烟气的净化。烟气出口10处的烟气中，总悬浮颗粒物≤10mg/Nm³，PM_2.5≤18μg/Nm³，Hg≤3μg/Nm³，NH₃≤3μg/Nm³，SO₃气溶胶≤3μg/Nm³，烟气含水量≤120g/Nm³。

其中，被冲洗入吸收剂浆液池19内的污染物以及吸收剂浆液喷淋处理后生成的石膏经过石膏脱水处理装置进行脱水回收处理。石膏浆液的排出位置选择在吸收剂浓度最低而石膏浓度最高的位置（即氧化自动隔离器12的上方位置），这对获得高品质的石膏最为有利。

所述吸收剂浆液池19内的污染物和石膏由第二排浆泵1602排出吸收塔1，经水力旋流器23、真空皮带脱水机24和回流水箱25进行脱水回收处理。

通过浆液循环搅拌装置中的浆液循环装置对喷淋装置11所喷淋的吸收剂浆液进行循环使用。

通过水处理装置对吸收剂浆液池19内的多余吸收剂浆液进行处理后得到的净水，为第一水膜喷嘴601和第二水膜喷嘴602提供冲洗用水。

通过浆液循环搅拌装置中的浆液搅拌装置对吸收剂浆液池19内的吸收剂浆液进行搅拌。射流搅拌通过吸收塔外部的射流泵提供搅拌能量，吸收塔内不安装传统的搅拌器搅拌，而使采用射流管道喷出射流，搅拌塔底固体物，防止产生沉淀；而且烟气净化系统停运期间无需运行，节省能量。提高了脱硫装置的可用率和操作安全性能。可以在吸收塔正常运行期间更换或维修射流泵，无需中断脱硫过程或排空吸收塔；假如吸收塔内的新鲜吸收剂可以得到连续而均匀的混合，进而有利于降低吸收剂的化学计量比。

通过浆液循环搅拌装置中的氧化空气喷射装置向吸收剂浆液池19喷射氧化空气。

氧化空气喷射装置中的氧化空气管1201形成的氧化自动隔离器12，将吸收剂浆液池19分为2块区域，氧化自动隔离器12上方为氧化区，下方为中和区。氧化区由于上方的喷淋浆液的不断下落，氧化区接触的烟气中的SO₂浓度越来越高，SO₂的不断溶解使得氧化区的浆液pH值越来越低，经反复研究，在pH值为4-5时，有利于提高氧化效率（将更多的HSO₃ ^-被强制氧化成SO₄ ^2-，进而与Ca²⁺结合形成石膏），低pH还有利于未反应的吸收剂（石灰或电石渣）的溶解和防止石膏的过饱和。下部中和区通过加入新鲜吸收剂而使pH升高，这对提高SO₂的吸收能力有益。

在浆液循环过程中，当吸收剂浆液运行至氧化自动隔离器12时，由于流通面积的减少，吸收剂浆液在该区域向下流动速度将增加，利用速度的变化抑制下部由于搅拌而形成的返混。

实施例1

在300MW火力发电机组，燃煤含硫量为2.4%～3.0%，锅炉产生的烟气量为100～130万Nm³/h，SO₂含量5100～6800mg/Nm³，该烟气首先经SCR装置脱硝，随后经干式静电除尘器ESP、袋式除尘器或电袋除尘器除尘后，烟气经烟气通道18由烟气入口9进入吸收塔1，进口温度为115℃～145℃。烟气进入吸收塔1后进行喷淋吸收，喷淋装置11喷出吸收剂浆液将烟气中的SO₂和少数SO₃进行吸收，对烟气中的粉尘、金属氧化物（汞等）、细微颗粒物（PM_2.5/PM₁₀）等进行湿润调质及初步吸收，烟气中水蒸气达到饱和，为后续的第一湿式电除尘装置2对各种污染物颗粒荷电进行了烟气调质，吸收后的浆液进入吸收剂浆液池19，通过循环泵14再打入喷淋装置11。烟气继续上升进入第一湿式电除尘装置2，第一电晕线801放电，使烟气中的粉尘、金属氧化物（汞等）、细微颗粒物（PM_2.5/PM₁₀）及水分子带荷电，在电场的作用下，带有荷电的污染物沉附在第一电极板701上，并由第一电极板701上持续流动的水膜（第一水膜喷嘴601供水）将污染物带入吸收剂浆液池19。经第一湿式电除尘装置2处理后的烟气经连接段5进入烟气均布器4，在此处烟气被均布。烟气经烟气均布器4后进入纵向叠加的两个第二湿式电除尘装置3（参见图2），第二湿式电除尘装置3的第二电极板702与第一湿式电除尘装置2的第一电极板701竖直方向夹角为90°（未图示）。第二湿式电除尘装置3的第二电晕线802放电，使烟气中残留的粉尘、金属氧化物（汞等）、细微颗粒物（PM_2.5/PM₁₀）及水分子等带荷电，在电场的作用下，带有荷电的污染物沉附在第二电极板702上，并由第二电极板702上持续流动的水膜将污染物带走，经导流槽流入吸收剂浆液池19。经第一湿式电除尘装置2和第二湿式电除尘装置3收集的污染物最终和生成的石膏一起由第二排浆泵1602排出吸收塔1，经水力旋流器23、真空皮带脱水机24后进入废水处理系统。净烟气通过烟气出口库10排出。出口烟气中，总悬浮颗粒物（TSP）≤8mg/Nm³，PM_2.5≤15μg/Nm³，Hg≤3μg/Nm³，NH₃≤3μg/Nm³，SO₃气溶胶≤3μg/Nm³，烟气含水量≤90g/Nm³。

实施例2

在660MW火力发电机组，燃煤含硫量为2.0%～2.4%，锅炉产生的烟气量为190～220万Nm³/h，SO₂含量10400～15500mg/Nm³，该烟气首先经SCR装置脱硝，随后经干式静电除尘器ESP、袋式除尘器或电袋除尘器除尘后，烟气经烟气通道18由烟气入口9进入吸收塔1，进口温度为120℃～155℃。烟气进入吸收塔1后进行喷淋吸收，喷淋装置11喷出吸收剂浆液将烟气中的SO₂和少数SO₃进行吸收，对烟气中的粉尘、金属氧化物（汞等）、细微颗粒物（PM_2.5/PM₁₀）等进行湿润调质及初步吸收，烟气中水蒸气达到饱和，为后续的第一湿式电除尘装置2对各种污染物颗粒荷电进行了烟气调质，吸收后的浆液进入吸收剂浆液池19，通过循环泵14再打入喷淋装置11。烟气继续上升进入第一湿式电除尘装置2，第一电晕线801放电，使烟气中的粉尘、金属氧化物（汞等）、细微颗粒物（PM_2.5/PM₁₀）及水分子带荷电，在电场的作用下，带有荷电的污染物沉附在第一电极板701上，并由第一电极板701上持续流动的水膜（第一水膜喷嘴601供水）将污染物带入吸收剂浆液池19。经第一湿式电除尘装置2处理后的烟气经连接段5进入烟气均布器4，在此处烟气被均布。烟气经烟气均布器4后进入横向叠加的两个第二湿式电除尘装置3（参见图3）。第二湿式电除尘装置3的第二电晕线802放电，使烟气中残留的粉尘、金属氧化物（汞等）、细微颗粒物（PM_2.5/PM₁₀）及水分子等带荷电，在电场的作用下，带有荷电的污染物沉附在第二电极板702上，并由第二电极板702上持续流动的水膜将污染物带走，经导流槽流入吸收剂浆液池19。经第一湿式电除尘装置2和第二湿式电除尘装置3收集的污染物最终和生成的石膏一起由第二排浆泵1602排出吸收塔1，经水力旋流器23、真空皮带脱水机24后进入废水处理系统。净烟气通过烟气出口10排出。出口烟气中，总悬浮颗粒物（TSP）≤10mg/Nm³，PM_2.5≤18μg/Nm³，Hg≤3μg/Nm³，NH₃≤3μg/Nm³，SO₃气溶胶≤3μg/Nm³，烟气含水量≤120g/Nm³。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在本发明的上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统，其特征在于，所述系统包括：

一吸收塔(1)，所述吸收塔(1)下端设置有一烟气进口(9)，所示吸收塔(1)内侧下方设置有吸收剂浆液池(19)；

一用于将所述吸收塔内喷淋浆液进行循环输送和搅拌的浆液循环搅拌装置；

一用于向所述吸收塔提供吸收剂的吸收剂制备装置；

一用于处理所述吸收塔收集的污染物的石膏脱水处理装置；

一用于向所述吸收塔内提供工艺水的水处理装置；

第二湿式电除尘装置(3)；

所述浆液循环搅拌装置、吸收剂制备装置、石膏脱水处理装置、水处理装置分别与所述吸收塔(1)连接，所述第二湿式电除尘装置(3)设置在所述吸收塔(1)外侧上方；

所述吸收塔(1)内设置有：

一位于所述烟气进口(9)上方用于喷淋吸收剂的喷淋装置(11)；

位于所述喷淋装置(11)上方的第一湿式电除尘装置(2)；

所述第一湿式电除尘装置(2)与第二湿式电除尘装置(3)之间设有一烟气均布器(4)；所述第二湿式电除尘装置(3)上方连接有烟气出口(10)；

所述第二湿式电除尘装置(3)的数量为一个或多个；

所述多个第二湿式电除尘装置(3)的排列方式为：横向叠加或纵向叠加；

横向叠加的多个第二湿式电除尘装置(3)与第一湿式电除尘装置(2)形成并联连接；

纵向叠加的多个第二湿式电除尘装置(3)依次串联连接后与第一湿式电除尘装置(2)串联连接；

所述第一湿式电除尘装置(2)包括：第一电极板(701)、第一电晕线(801)、第一水膜喷嘴(601)以及第一电控装置；

所述第一电极板(701)设置于所述第一湿式电除尘装置(2)两侧，所述第一电晕线(801)设置于第一电极板(701)内侧，所述第一水膜喷嘴(601)设置于第一电极板(701)和第一电晕线(801)的上方，所述第一电极板(701)和第一电晕线(801)为竖直设置；

所述第二湿式电除尘装置(3)包括：第二电极板(702)、第二电晕线(802)、第二水膜喷嘴(602)以及第二电控装置；

所述第二电极板(702)设置于所述第二湿式电除尘装置(3)两侧，所述第二电晕线(802)设置于第二电极板(702)内侧，所述第二水膜喷嘴(602)设置于第二电极板(702)和第二电晕线(802)的上方，所述第二电晕线(802)为竖直设置；

所述第二湿式电除尘装置(3)通过连接段(5)与所述吸收塔(1)连接，所述烟气均布器(4)设置于连接段(5)内；

所述第二湿式电除尘装置(3)通过导流槽与浆液池(19)连接；

第二电极板(702)与第一电极板(701)在竖直方向上的夹角为0～90°。

2.根据权利要求1所述的一种模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统，其特征在于，

所述水处理装置包括：通过管道与吸收剂浆液池(19)连接的第一排浆泵(16)、吸收剂浆液处理装置(27)、抽水水泵(28)、水箱(29)和增压水泵(30)；

所述第一排浆泵(16)、吸收剂浆液处理装置(27)、抽水水泵(28)、水箱(29)和增压水泵(30)依次串联连接；

所述吸收剂制备装置包括：吸收剂存储仓(20)、吸收剂制备装置(21)和供浆泵(22)；

所述吸收剂存储仓(20)、吸收剂制备装置(21)和供浆泵(22)依次连接，所述供浆泵(22)通过管道与吸收塔(1)底部连通，所述供浆泵(22)还通过管道与吸收剂制备装置(21)形成回路连接；

所述浆液循环搅拌装置包括：浆液搅拌装置、浆液循环装置和氧化空气喷射装置；

所述浆液搅拌装置包括：射流管架(13)和射流泵(15)；

所述射流管架(13)设置于吸收剂浆液池(19)内侧底部，所述射流泵(15)设置于吸收塔(1)外侧，所述射流泵(15)一端通过管道与吸收剂浆液池(19)底部连通，所述射流泵(15)另一端通过管道与射流管架(13)连接，所述射流泵(15)上方还通过管道与吸收剂浆液池(19)上方连通；

所述浆液循环装置包括：一侧与吸收剂浆液池(19)底部连通的循环泵(14)，所述循环泵(14)另一侧通过管道与喷淋装置(11)连接；

所述氧化空气喷射装置包括：氧化风机(17)和氧化自动隔离器(12)；

所述氧化自动隔离器(12)由氧化空气管(1201)水平排布形成；

所述氧化风机(17)设置于吸收塔(1)外侧，所述氧化自动隔离器(12)设置于吸收剂浆液池(19)内，所述氧化空气管(1201)与氧化风机(17)连接；

所述石膏脱水处理装置包括：第二排浆泵(1602)、水力旋流器(23)、真空皮带脱水机(24)、回流水箱(25)和回流水泵(26)；

所述第二排浆泵(1602)一侧与吸收剂浆液池(19)连通，所述第二排浆泵(1602)另一侧与水力旋流器(23)、真空皮带脱水机(24)、回流水箱(25)依次连接，所述回流水泵(26)设置于回流水箱(25)内，所述回流水泵(26)通过管道与吸收塔(1)连通，所述水力旋流器(23)一侧通过管道与回流水箱(25)连接；

所述第二排浆泵(1602)一侧与吸收剂浆液池(19)连通的位置设置于所述氧化自动隔离器(12)上方。

3.根据权利要求1所述的一种模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统，其特征在于，

所述第一水膜喷嘴(601)和第二水膜喷嘴(602)通过管道与增压水泵(30)形成并联连接。

4.根据权利要求1所述的一种模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统，其特征在于，

所述喷淋装置(11)由多层喷淋层(1101)组成，每层喷淋层(1101)上均设置有浆液喷嘴(1102)，靠近吸收塔(1)内壁的浆液喷嘴(1102)向吸收塔(1)内侧偏转8～12°。

5.根据权利要求1所述的一种模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统，其特征在于，

所述烟气入口(9)上端与吸收塔(1)外壁的夹角为13～16°，所述烟气入口(9)一端与烟气通道(18)连接。

6.一种利用权利要求1～5中任一项所提供的模块化集成脱除多种污染物的烟气净化系统进行烟气净化的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

A、吸收剂浆液喷淋处理

烟气通过烟气入口(9)进入吸收塔(1)，喷淋装置(11)向烟气喷淋吸收剂浆液，对烟气进行喷淋处理；

B、初步除尘处理；

经步骤A进行吸收剂浆液喷淋处理后的烟气进入第一湿式电除尘装置(2)，对烟气中的污染物进行初步除尘处理；

C、再除尘处理；

经步骤B进行初步除尘处理后的烟气通过连接段(5)内的烟气均布器(4)进行烟气均布处理后，进入第二湿式电除尘装置(3)，对烟气中残余的污染物进行再除尘处理；

D、烟气排放

经步骤C进行再除尘处理后的烟气经由烟气出口(10)排出吸收塔(1)，最终完成烟气的净化。

7.根据权利要求6所述的一种烟气净化方法，其特征在于，

将烟气由烟气入口(9)通入吸收塔(1)之前，可对烟气进行脱硝预处理和预除尘处理；

所述预除尘处理为通过干式静电除尘器、袋式除尘器或电袋除尘器对烟气进行预除尘处理；

在步骤A中，所述烟气由烟气通道(18)进入烟气入口(9)，所述吸收剂选用石灰或电石渣；所述烟气入口(9)处的烟气温度为115～155℃；

在步骤B中，通过第一湿式电除尘装置(2)对烟气进行初步处理的方法为：通过第一电控装置控制第一电晕线(801)放电，使烟气中的污染物在电场的作用下吸附在第一电极板(701)上，通过第一水膜喷嘴(601)将吸附在第一电极板(701)上的污染物冲洗入吸收剂浆液池(19)内；

在步骤C中，通过第二湿式电除尘装置(3)对烟气进行初步处理的方法为：通过第二电控装置控制第二电晕线(802)放电，使烟气中残余的污染物在电场的作用下吸附在第二电极板(702)上，通过第二水膜喷嘴(602)将吸附在第二电极板(702)上的残余的污染物通过导流槽冲洗入吸收剂浆液池(19)内；步骤D中，烟气出口(10)处的烟气中，总悬浮颗粒物≤10mg/Nm³，PM_2.5≤18μg/Nm³，Hg≤3μg/Nm³，NH₃≤3μg/Nm³，SO₃气溶胶≤3μg/Nm³，烟气含水量≤120g/Nm³。

8.根据权利要求6所述的一种烟气净化方法，其特征在于，

被冲洗入吸收剂浆液池(19)内的污染物以及吸收剂浆液喷淋处理后生成的石膏经过石膏脱水处理装置进行脱水回收处理；

所述吸收剂浆液池(19)内的污染物和石膏由第二排浆泵(1602)排出吸收塔(1)，经水力旋流器(23)、真空皮带脱水机(24)和回流水箱(25)进行脱水回收处理；

通过浆液循环搅拌装置中的浆液循环装置对喷淋装置(11)所喷淋的吸收剂浆液进行循环使用；

通过水处理装置对吸收剂浆液池(19)内的多余吸收剂浆液进行处理后得到的净水，为第一水膜喷嘴(601)和第二水膜喷嘴(602)提供冲洗用水；

通过浆液循环搅拌装置中的浆液搅拌装置对吸收剂浆液池(19)内的吸收剂浆液进行搅拌；

通过浆液循环搅拌装置中的氧化空气喷射装置向吸收剂浆液池(19)喷射氧化空气。