CN103381333B - 一种湿法除尘脱硫装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种湿法除尘脱硫装置，主要包括：一外腔筒体内套设有内腔筒体；外腔筒体底部连接一斜置的进气管道；该外腔向体的顶部设有雾化喷淋器，该外腔向体内部下方为外腔脱硫池，该外腔脱硫池底部连接一级进液管，脱硫池底部开设有排水孔连接一级溶液回收装置；该内腔筒体内设有螺旋盘管，每圈螺旋盘管上都开有喷洒脱硫液的小孔，该螺旋盘管底部连接二级进液管，该内腔筒体底部开设有排水孔连接二级溶液回收装置；该内腔筒体的侧壁面上开设有切向进口，该内腔筒体顶部的烟气出口处设有丝网除雾器，该内腔筒体顶部的烟气出口延伸出外腔向体的顶部。本发明还公开了湿法除尘脱硫方法。本发明提高了脱硫效率，操作方便、运行安全可靠。

Description

一种湿法除尘脱硫装置及方法

技术领域

本发明属于环境保护及污染物控制领域，具体地涉及一种湿法除尘脱硫装置。

本发明还涉及一种利用上述装置进行湿法除尘脱硫的方法。

背景技术

我国的电力生产以火力发电为主，火电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤直接燃烧释放出大量SO2，造成大气环境污染，危害人类健康、腐蚀建筑材料、制约经济发展。且随着装机容量的递增，SO2的排放量也在不断增加。加强环境保护工作是我国实施可持续发展战略的重要保证。加大火电厂SO2的控制力度就显得非常紧迫和必要。为此，需要研发成本低、效率高的烟气脱硫技术及装置。其中，燃烧后脱硫即烟气脱硫的方法，主要有湿法、干法和半干法三种。使用湿法烟气脱硫时，整个脱硫系统位于烟道的末端，在除尘系统之后。脱硫过程在溶液中进行，吸附剂和脱硫生成物均为湿态。湿法烟气脱硫过程是气液反应，为气、液两相提供充分的接触，使得传质、传热在迅速且有效进行。

基于国家能源领域“粉煤加压流化床气化炉内气固流动规律及气化反应机制的研究”的任务要求，需要开发将喷淋、水浴、旋风分离及除雾干燥功能集于一体；强化气液间的充分接触、增强气液间的传质利反应、提高了脱硫效率、处理效果好；并且占地面积小、成本低、结构筒单、易于大型化、操作方便、运行安全可靠的脱硫技术。

通过文献调研，国内外一些学者对湿法脱硫技术开展了研究工作，也获得了具有借鉴意义的结论，但以前的研究由于除尘不彻底、效率低、占地大、成本高等原因，尚不能满足粉煤加压密相流化床气化技术的要求。此外，本专利中提出的集喷淋、水浴、旋风分离及干燥除雾功能于一体的并且适用于粉煤加压密相流化床气化技术的湿法脱硫方法还未见到相关报导。

发明内容

本发明的目的是提供一种将喷淋、水浴、旋风分离及干燥除雾功能于一体的湿法除尘脱硫装置。

本发明的又一目的是提供一种利用上述装置进行湿法除尘脱硫的方法。

为实现上述目的，本发明提供的湿法除尘脱硫装置，主要包括：

-外腔筒体，该外腔向体内套设有内腔筒体；

该外腔筒体的底部连接一斜置的进气管道，该进气管道的进气口高于与该外腔筒体的连接部；

该外腔向体的顶部设有雾化喷淋器，该外腔向体内部下方为外腔脱硫池，该外腔脱硫池底部连接一级进液管，该外腔脱硫池底部开设有排水孔，该排水孔连接一级溶液回收装置；

该内腔筒体内设有螺旋盘管，每圈螺旋盘管上都开有喷洒脱硫液的小孔，该螺旋盘管底部连接二级进液管，该内腔筒体底部开设有排水孔，该排水孔连接二级溶液回收装置：

该内腔筒体的侧壁面上开设有切向进口，该内腔筒体顶部的烟气出口处设有丝网除雾器，该内腔筒体顶部的烟气出口延伸出外腔向体的顶部。

所述的湿法除尘脱硫装置，其中，进气管道的斜置角度20°＜θ＜70°。

所述的湿法除尘脱硫装置，其中，外腔脱硫池上方安装有一级溢流槽，该一级溢流槽与一级溶液回收装置相连接。

所述的湿法除尘脱硫装置，其中，内腔筒体底部安装有二级溢流槽，该二级溢流槽与二级溶液回收装置相连接。

所述的湿法除尘脱硫装置，其中，内腔筒体侧壁面上开设的切向进口至一级溢流槽之间的垂直距离，与一级溢流槽的高度之间的关系是：

4Hd＞ΔH＞25Hd

其中，ΔH是切向进口与一级溢流槽之间的垂直距离；

Hd是一级溢流槽的高度。

所述的湿法除尘脱硫装置，其中，外腔脱硫池底部安装有一级排空阀，外腔脱硫池底部排水孔通过该一级排空阀连接一级溶液回收装置；内腔筒体底部安装有二级排空阀，内腔筒体底部排水孔通过二级排空阀连接二级溶液回收装置。

本发明提供的湿法除尘脱硫方法，其主要流程是：

外腔脱硫池底部的一级进液管向外脱硫池内注入脱硫液，烟气由进气管道进入外腔筒体底部的外腔脱硫池内；

烟气经外腔脱硫池脱硫后，向外腔筒体的上部运动，与外腔筒体顶部雾化喷淋器喷洒的雾化脱硫液相遇进行脱硫和除尘；

脱硫和除尘后的烟气经切向进口切向进入内腔筒体内，由内腔筒体的螺旋盘管输送脱硫液，烟气与螺旋盘管喷出的脱硫液接触脱硫后，产生的液滴向内腔筒体的下部运动，产生的湿气体通过丝网除雾器干燥处理从烟气出口排除。

所述的方法，其中，进气管道的管口垂直高度与外腔脱硫池的脱硫液面的静止高度如下式：

Hy＞1.5Hc

其中，Hy是进气管道的管口垂直高度；Hc是外腔脱硫池的脱硫液面的静止高度。

所述的方法，其中，外腔脱硫池通过一级溢流槽控制外腔筒体内的脱硫液面高度，雾化喷淋器喷出的脱硫液和外腔脱硫池内溢出的脱硫液回收至一级溶液回收装置，回收处理再生后循环使用；内腔筒体内通过二级溢流槽保持脱硫液面的高度，螺旋盘管中喷出的脱硫液和产生和液滴回收至二级溶液回收装置，回收处理再生后循环使用。

所述的方法，其中，通过控制含尘气体的进气量，以及调整一级进液管和二级进液管的流量，获得不同的烟气除尘脱硫的处理量。

本发明具有如下特点：

1)将喷淋、水浴、旋风分离及除雾干燥功能集于一体。

2)采用两级湿法除尘脱硫，加强了气液间的接触、强化了气液间的传质和反应、提高了脱硫效率、处理效果好。

3)占地面积小、成本低、结构简单、易于大型化、操作方便、运行安全可靠。

附图说明

图1是本发明的湿法除尘脱硫装置结构示意图。

附图中主要组件符号说明：

进气管道1，外腔筒体2，外腔脱硫池3，一级进液管4，一级排空阀5，雾化喷淋器6，一级溢流槽7，一级溶液回收装置8，内腔筒体9，切向进口10，螺旋盘管11，二级进液管12，二级溢流槽13，二级排空阀14，二级溶液回收装置15，丝网除雾器16，烟气出口17。

具体实施方式

本发明的湿法除尘脱硫装置结构如图1所示，为螺旋盘管喷淋两级除尘脱硫装置。

本发明的湿法除尘脱硫装置其主体为外腔筒体2的内部套设有一内腔筒9。

外腔筒体2的底部连接一斜置的进气管道1，该进气管道1的斜置角度θ优选为20°至70°之间。外腔筒体2的底部为外腔脱硫池3，外腔脱硫池3底部连接一级进液管4，当一级进液管4向脱硫池3内注入脱硫液时，外腔脱硫池3存放静置的脱硫液。在外腔筒体2的顶部设有雾化喷淋器6，用于喷洒雾化脱硫液；外腔脱硫池3底部开设有排水孔(图中未示)，该排水孔通过一级排空阀5连接一级溶液回收装置8。在外腔脱硫池3上部安装一级溢流槽7，用于控制外腔脱硫池3内保持一定的液面高度。该一级溢流槽7与一级溶液回收装置8相连接。

内腔筒体9内安装有螺旋盘管11，由内腔筒体9底部安装的二级进液管12向螺旋盘管11连续输送脱硫液。每圈螺旋盘管上都开有4个直径为3mm的小孔喷洒脱硫液。内腔筒体9底部安装有二级溢流槽13，以保持内腔筒体9内的液面维持一定的高度，二级溢流槽13与二级溶液回收装置15相连，回收处理从螺旋盘管11中喷出的脱硫液。在内腔筒体9顶部的烟气出口17处安装有丝网除雾器16，对经过螺旋盘管11喷淋除尘后的湿气体进行干燥处理。内腔筒体9底部开设有排水孔(图中未示)，该排水孔通过二级排空阀14连接二级溶液回收装置15。

本发明的装置在使用时，含尘烟气经由与水平方向成斜向下角度(20°＜θ＜70°)的进气管道1进入外腔筒体2底部的外腔脱硫池3，外腔脱硫池3底部安装有一级进液管4向脱硫池内注入脱硫液，外腔脱硫池3底部还装有排空阀5，需要检修设备时，打开排空阀5，将外腔筒体2内的液体排除。

烟气斜向下进入外腔脱硫池3，并且进气管道1的管口垂直高度Hy与外腔脱硫池3的液面的静止高度Hc保持一定的关系(Hy＞1.5Hc)，以防止外腔脱硫池3内的液体倒流，保证了烟气供给和输送设备的安全。

烟气进入外腔脱硫池3，外腔脱硫池3内出现鼓泡的特征。烟气经外腔脱硫池3内洗涤后，向外腔筒体2的上部运动，与外腔筒体2顶部雾化喷淋器6喷洒的雾化脱硫液相遇，含尘烟气与雾状脱硫剂充分接触、强化了气液间的传质和反应、提高了脱硫效率。在外腔脱硫池3上部安装一级溢流槽7，从而控制外腔筒体2内保持一定的液面高度。一级溢流槽7与一级溶液回收装置8相连，回收处理从雾化喷淋器6喷出的脱硫液和外腔脱硫池3内溢出的液体，回收的液体经过处理再生后可循环使用。

含尘气体在外腔筒体2内经历鼓泡水浴除尘和喷淋水浴除尘后，经由在内腔筒体9壁面上设置的切向进口10进入内腔筒体9空间，其中切向进口10与一级溢流槽7间的垂直距离ΔH与溢流槽垂直高度Hd之间需要满足关系：4Hd＞ΔH＞2.5Hd。这样一方面避免外腔脱硫池3内的液体进入切向进口10，一方面含尘气体在较低的位置进入内腔筒体9，可以增加含尘气体在外腔筒体2内的运动路径，增强喷淋脱硫液与含尘气体之间的接触，提高除尘效率。

含尘气体经切向进口10进入内腔筒体9后，受到内腔筒体9壁面的约束，含尘气体在内腔筒体9内的运动由直线运动变为圆周运动，在内腔筒体9内形成涡旋流动。在内腔筒体9内安装有螺旋盘管11，由内腔筒体9底部安装的二级进液管12向螺旋盘管11连续输送脱硫液。每圈螺旋盘管上都开有4个直径为3mm的小孔喷洒脱硫液。含尘烟气与螺旋盘管11喷出的脱硫液充分接触后，大部分液滴经旋风分离作用后，在重力的作用下向内腔筒体9的下部运动。内腔筒体9底部安装二级溢流槽13，以保持液面维持一定的高度，二级溢流槽13与二级溶液回收装置15相连，回收处理从螺旋盘管11中喷出的脱硫液，回收的液体经过处理再生后可循环使用。在内腔筒体顶部安装丝网除雾器16，对经过螺旋盘管喷淋除尘后的湿气体进行干燥处理。干燥后的气体从烟气出口17排除。内腔筒体9底部还装有二级排空阀14，需要检修设备时，打开排空阀，将内腔筒体9内的液体排除。

再详细地介绍本发明的工作过程：

1)打开一级进液管4的阀门，向外腔筒体2内充入脱硫液，直至脱硫液达到一级溢流槽7下方，停止充液。

2)打开一级溶液回收装置8和二级溶液回收装置15的阀门，准备收集溢出的液体。

3)开启丝网除雾器16。

4)开启雾化喷淋器6，从外腔筒体2的顶部向外腔筒体2内喷洒雾化脱硫液。

5)打开进气管道1的阀门，使含尘气体通入外腔筒体2。

6)打开二级进液管12的阀门，向螺旋盘管11充入脱硫液，螺旋盘管11上的圆孔开始向内腔筒体9的空间内喷洒脱硫液。

7)在工作过程中通过控制含尘气体的进气量，同时配合调整一级进液管4和二级进液管12的流量，获得不同的烟气除尘脱硫的处理量。

8)需要检修设备时，打开一级排空阀5和二级排空阀14，将外腔筒体2和内腔筒体9内的液体排除。

Claims (8)

1.一种湿法除尘脱硫装置，主要包括：

一外腔筒体，该外腔筒体内套设有内腔筒体；

该外腔筒体的底部连接一斜置的进气管道，该进气管道的进气口高于与该外腔筒体的连接部；

该外腔筒体的顶部设有雾化喷淋器，该外腔筒体内部下方为外腔脱硫池，该外腔脱硫池上方安装有一级溢流槽，该外腔脱硫池底部连接一级进液管，该外腔脱硫池底部开设有排水孔，该排水孔连接一级溶液回收装置；

该内腔筒体内设有螺旋盘管，每圈螺旋盘管上都开有喷洒脱硫液的小孔，该螺旋盘管底部连接二级进液管，该内腔筒体底部开设有排水孔，该排水孔连接二级溶液回收装置；

该内腔筒体的侧壁面上开设有切向进口，该内腔筒体顶部的烟气出口处设有丝网除雾器，该内腔筒体顶部的烟气出口延伸出外腔筒体的顶部；

外腔脱硫池上方安装有一级溢流槽，该一级溢流槽与一级溶液回收装置相连接；

内腔筒体底部安装有二级溢流槽，该二级溢流槽与二级溶液回收装置相连接。

2.根据权利要求1所述的湿法除尘脱硫装置，其中，进气管道的斜置角度为20°-70°。

3.根据权利要求1所述的湿法除尘脱硫装置，其中，

内腔筒体侧壁面上开设的切向进口至一级溢流槽之间的垂直距离，与一级溢流槽的高度之间的关系是：

4Hd＞ΔH＞2.5Hd

其中，ΔH是切向进口与一级溢流槽之间的垂直距离；

Hd是一级溢流槽的高度。

4.根据权利要求1所述的湿法除尘脱硫装置，其中，外腔脱硫池底部安装有一级排空阀，外腔脱硫池底部排水孔通过该一级排空阀连接一级溶液回收装置；内腔筒体底部安装有二级排空阀，内腔筒体底部排水孔通过二级排空阀连接二级溶液回收装置。

5.一种湿法除尘脱硫方法，其主要流程是：

外腔脱硫池底部的一级进液管向外脱硫池内注入脱硫液，烟气由进气管道进入外腔筒体底部的外腔脱硫池内；

烟气经外腔脱硫池内脱硫后，向外腔筒体的上部运动，与外腔筒体顶部雾化喷淋器喷洒的雾化脱硫液相遇进行脱硫和除尘；

脱硫和除尘后的烟气经切向进口切向进入内腔筒体内，该内腔筒体底部安装的二级进液管向螺旋盘管输送脱硫液，烟气与螺旋盘管喷出的脱硫液接触脱硫后，产生的液滴向内腔筒体的下部运动，产生的湿气体通过丝网除雾器干燥处理从烟气出口排除。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，进气管道的管口垂直高度与外腔脱硫池的脱硫液面的静止高度如下式：

Hy＞1.5Hc

其中，Hy是进气管道的管口垂直高度；Hc是外腔脱硫池的脱硫液面的静止高度。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，外腔脱硫池通过一级溢流槽控制外腔筒体内的脱硫液面高度，雾化喷淋器喷出的脱硫液和外腔脱硫池内溢出的脱硫液回收至一级溶液回收装置，回收处理再生后循环使用；

内腔筒体内通过二级溢流槽保持脱硫液面的高度，螺旋盘管中喷出的脱硫液与烟气接触后，产生的液滴回收至二级溶液回收装置，回收处理再生后循环使用。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过控制含尘气体的进气量，以及调整一级进液管和二级进液管的流量，获得不同的烟气除尘脱硫的处理量。