CN104368217A - 组合式气旋除雾除尘系统及其处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及组合式气旋除雾除尘系统及其处理工艺，包括依次相连接的吸收塔和净烟道，在吸收塔的侧面设有原烟气进口，在吸收塔内设有喷淋层，其中，在吸收塔内还设置有气旋器，气旋器位于喷淋层的上方，喷淋层位于原烟气进口的上方。本发明除尘除雾净化效率高，尤其是能够高效去除烟气中的5微米以下微小颗粒物，在同等净化率下，系统能耗远低于湿式电除尘装置，降低了运行成本；此外，系统设置只需利用原有吸收塔空间进行改造，不改变吸收塔外部结构，有效地解决了电除尘改造产生的占用空间、难度大、改造周期长、初投资和运行费用高等问题，且运行工艺简单优化，稳定可靠性高，适于在燃煤、燃油、固废处理等行业的烟气深度净化相关领域推广应用。

Description

组合式气旋除雾除尘系统及其处理工艺

技术领域

本发明涉及组合式气旋除雾除尘系统及其处理工艺，尤其涉及烟气湿法脱硫净化中的除雾除尘技术领域。

背景技术

目前，工业烟气及尾气污染的治理技术较多，以治理含硫含氮污染物为主的湿法脱硫、脱硝技术是其中比较成熟的具有代表性的技术，此种湿法处理技术有石灰石-石膏法、氨法、双碱法等。在上述这些具体的湿法烟气处理技术中在喷淋洗涤净化后均需安装除雾器去除喷淋过程中产生的微小液滴，为增强除雾效果，分别采用不同类型的除雾器，但无论是平板式除雾器还是屋脊式除雾器对粒径5μm以下的液滴和粉尘以及其他微小颗粒物均无法有效去除，尤其是构成PM2.5的气溶胶的硫酸根、亚硫酸根、硝酸根、亚硝酸根等微小颗粒物的去除效率很难达到环保要求。为进一步加强处理效果，以期达到环保要求，开始出现后期再处理装置，即在湿法脱硫装置后端加装湿式电除尘装置再进行适度净化，虽然湿式电除尘装置能提高去除微小颗粒物的效果，但因湿式电除尘工艺设备自身庞大笨重、占用空间大、投资成本高、运行能耗大，从而难于在已建的湿法烟气处理项目上加装改造推广应用。

因此，为满足日益增长的环保需要，亟需开发出能够高效深度净化烟气的技术。

发明内容

本发明的目的是，针对现有湿法烟气净化处理技术存在的问题，提供组合式气旋除雾除尘系统及其处理工艺，充分利用现有的湿法脱硫脱硝等烟气净化处理系统设备，进行优化整合，实现烟气的高效深度净化，低成本增强环保效果，减少能源材料的损耗，节约占用的空间。

本发明解决问题的技术方案是：一种组合式气旋除雾除尘系统，包括依次相连接的吸收塔和净烟道，在所述吸收塔的侧面设有原烟气进口，在所述吸收塔内设有喷淋层，其中，在所述吸收塔内还设置有气旋器，所述气旋器位于所述喷淋层的上方，所述喷淋层位于所述原烟气进口的上方。

进一步地，在本发明组合式气旋除雾除尘系统中，在所述气旋器上方设置有除雾器；优选地，所述除雾器有多组，所述多组除雾器在所述吸收塔内由下至上依次设置；所述除雾器为层板式除雾器或屋脊式除雾器。

进一步地，在本发明组合式气旋除雾除尘系统中，所述气旋器有多组，所述多组气旋器在所述吸收塔内由下至上依次设置，所述多组气旋器呈串联式布置。

进一步地，在本发明组合式气旋除雾除尘系统中，所述气旋器包括由内至外相互连接的盲板、叶片和隔板筒；所述叶片有多个；所述盲板设置在所述气旋器的中心。

优选地，在本发明组合式气旋除雾除尘系统中，所述隔板筒有多组，所述多组隔板筒以盲板为中心环套设置在支撑梁上；所述多组隔板筒呈同心环状；相邻的所述隔板筒之间设有多个叶片，所述多个叶片环绕所述盲板以同心圆方式组合排列。

较佳地，在本发明组合式气旋除雾除尘系统中，在相邻的所述隔板筒之间的叶片均倾斜设置且呈环状均匀排布。

较佳地，在本发明组合式气旋除雾除尘系统中，所述气旋器位于所述喷淋层上方1米～3米处；所述叶片相对于所述气旋器横截面的倾斜角度为20°至60°之间，所述叶片的投影重叠率为-20％至+50％之间，所述相邻隔板筒之间距离为0.15米～1.5米；所述隔板筒的高度为0.1米～1米；所述盲板的直径为0.5米～5米；其中，所述投影重叠率为(所有叶片正投影的重叠面积-所有叶片正投影间的间隙面积)/所有叶片正投影的面积之和。

优选地，在本发明组合式气旋除雾除尘系统中，在所述吸收塔的内壁上设有支撑气旋器的支撑装置；所述支撑装置为支耳，所述支耳与所述支撑梁相连接。

优选地，在本发明组合式气旋除雾除尘系统中，所述叶片由耐酸不锈钢、加涂玻璃鳞片防腐层的碳钢、玻璃钢、PP和PVC中的任一种构成；所述隔板筒由耐酸不锈钢、加涂玻璃鳞片防腐层的碳钢、玻璃钢、PP和PVC中的任一种构成。

本发明还提供了一种组合式气旋除雾除尘处理工艺，包括如下步骤：

(1)烟气喷淋净化

在吸收塔内，通过喷淋层喷洒净化剂浆液，下行的净化剂浆液与上行的烟气相逆流接触，对烟气进行净化；

(2)气旋除雾除尘处理

经步骤(1)净化所得烟气上行进入气旋器，在气旋器中，进行气旋除雾除尘处理；

(3)经步骤(2)处理后的净烟气上行经净烟道进行排放。

进一步地，在所述步骤(3)中，经步骤(2)处理后的净烟气上行经除雾器除雾后由净烟道进行排放。

进一步地，在所述步骤(1)中，所述净化剂为脱硫剂、或者脱硝剂、或者脱汞剂。

进一步地，在所述步骤(2)中，所述气旋器包括由内至外相互连接的盲板、叶片和隔板筒，上行烟气与连续旋转的叶片相遇，烟气中各种颗粒物的运动方向被改变和加速，烟气中的小水滴和微小颗粒物间形成湍流并相互充分撞击，互相碰撞团聚成大液滴，大液滴与隔板筒的壁面相接触并与壁面上的液膜相融合，使烟气中的微小颗粒物得到去除。

进一步地，在所述步骤(2)中，通过多组气旋器进行气旋除雾除尘处理，通过多组隔板筒之间的多个叶片连续旋转形成气流漩涡，使烟气得到充分净化，使烟气中的各种颗粒物加速分化，在离开气旋器后迅速相聚凝结成大液滴，下落后溶入于隔板筒壁面的液膜，并随之下流进入喷淋层，继而随着喷淋进入吸收塔底部的浆液池回收。

本发明组合式气旋除雾除尘系统在现有湿法烟气处理装置基础上于吸收塔中加装改造即得，无需额外占用空间，不发生任何相互影响，其中，用于改造的现有湿法烟气处理装置主要为湿法脱硫系统，如石灰石钙法脱硫系统、氨法脱硫系统、双碱法脱硫系统，此外，还能够为其他相关的湿法脱硝系统、湿法脱汞系统、以及湿法脱硫脱硝脱汞相结合的湿法烟气处理装置。应用本发明组合式气旋除雾除尘系统进行烟气处理，能够以低能耗低系统阻力有效去除烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物，大幅提高烟气中微小颗粒物的脱除效率，除尘效率能够达到5mg/Nm³以下。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：除尘除雾净化效率高，尤其是能够高效去除烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等5μm以下微小颗粒物，在同等净化率的情况下，系统能耗远低于湿式电除尘装置，降低了运行成本；此外，系统设置只需利用原有吸收塔空间进行改造，不改变吸收塔外部结构，有效地解决了电除尘改造产生的空间要求高、难度大、改造周期长、初投资和运行费用高等问题，且运行工艺简单优化，稳定可靠性高，适于在燃煤、燃油、燃气、火力发电厂、冶金、化工、固废(垃圾)处理等行业的烟气深度净化相关领域推广应用。

附图说明

图1为本发明组合式气旋除雾除尘系统的纵剖面结构示意图；

图2为本发明组合式气旋除雾除尘系统的气旋器纵剖面结构示意图；

图3为本发明组合式气旋除雾除尘系统的气旋器的俯视图。

图中所示：1-吸收塔，2-原烟气进口，3-气旋器，4-喷淋层，5-除雾器，6-净烟道，7-叶片，8-隔板筒，9-盲板，10-支撑梁，11-支耳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行说明。

实施例1

如图1所示，一种组合式气旋除雾除尘系统，包括依次相连接的吸收塔1和净烟道6，在吸收塔1的侧面设有原烟气进口2，在吸收塔1内设有喷淋层4，其中，在吸收塔1内还设置有气旋器3，气旋器3位于喷淋层4的上方，喷淋层4位于原烟气进口2的上方。

在上述实施例中，为保障除雾除尘效果，如图1所示，在所述气旋器3上方设置除雾器5；所述除雾器5的数量优选有多组，所述多组除雾器5在所述吸收塔内由下至上依次设置；所述除雾器5为层板式除雾器或屋脊式除雾器；具体除雾器5的数量根据实际工况进行设计。

在上述实施例中，为保障对5微米以下颗粒物的有效脱除，所述气旋器3有多组，多组气旋器3在吸收塔1内由下至上依次设置，所述多组气旋器3呈串联式布置；如图1所示，各组气旋器3间通过轴心上下串联设置。具体气旋器3的数量根据具体工况进行设计，若串联设置多组气旋器3，也无需再设置除雾器5等额外的除雾除尘设备。

应用本发明组合式气旋除雾除尘系统进行烟气除雾除尘处理时，包括如下步骤：

(1)烟气喷淋净化

在吸收塔1内，通过喷淋层4喷洒净化剂浆液，下行的净化剂浆液与上行的烟气相逆流接触，对烟气进行净化；

(2)气旋除雾除尘处理

经步骤(1)净化所得烟气上行进入气旋器3，在气旋器3中，通过气旋器3运转产生气流漩涡使烟气中各种颗粒物的改变运动方向并且加速运动，烟气中的小水滴和微小颗粒物间形成湍流并相互充分撞击，互相碰撞团聚成大液滴，大液滴与气旋器3的壁面相接触并与壁面上的液膜相融合，并随之下流进入喷淋层，继而随着喷淋进入吸收塔底部的浆液池回收，从而使烟气中的微小颗粒物得到去除，实现气旋除雾除尘处理；

(3)经步骤(2)处理后的净烟气上行经净烟道6进行排放。

在上述组合式气旋除雾除尘系统的除雾除尘处理工艺中，在所述步骤(3)中，为保障处理效果，经步骤(2)处理后的净烟气上行经一组除雾器5或多组除雾器5除雾后由净烟道进行排放。

在上述组合式气旋除雾除尘系统的除雾除尘处理工艺中，在所述步骤(1)中，所述净化剂为脱硫剂、或者脱硝剂、或者脱汞剂，如石灰石、氨水、铵盐等。

采用本发明进行烟气除雾除尘净化处理，能够大幅增强整体环保效果，节约占地面积，且节能、节约经济成本，大幅提高除尘效率，能够达到5mg/Nm³以下。

实施例2

如图1至图3所示，一种组合式气旋除雾除尘系统的基本设置及应用同实施例1，为增强除雾除尘效果，提高烟气净化效率，还包括如下设置：

所述气旋器3包括由内至外相互连接的盲板9、叶片7和隔板筒8；叶片7有多个；盲板9设置在气旋器3的中心。

在上述实施例中，为保障除雾除尘效果及系统运行的安全稳定性，在所述吸收塔1的内壁上设有支撑气旋器3的支撑装置；所述叶片7由耐酸不锈钢、加涂玻璃鳞片防腐层的碳钢、玻璃钢、PP和PVC中的任一种构成；所述隔板筒8由耐酸不锈钢、加涂玻璃鳞片防腐层的碳钢、玻璃钢、PP和PVC中的任一种构成。

应用上述组合式气旋除雾除尘系统进行烟气处理时，基本方式同实施例1，其中，上行烟气与连续旋转的叶片7相遇，湿烟气在气旋器3内及其上方形成气液两相的剧烈扰动，烟气中各种颗粒物的运动方向被改变和加速，烟气中的小水滴和微小颗粒物间形成湍流并相互充分撞击，互相碰撞团聚成大液滴，大液滴与隔板筒的壁面相接触并与壁面上的液膜相融合，使烟气中的微小颗粒物得到去除。优选地，系统中设有多组气旋器，在所述步骤(2)中，通过多组气旋器进行气旋除雾除尘处理，通过上下设置的多组隔板筒8之间的多个叶片7连续旋转形成多层高度不等的气流漩涡，使烟气得到充分净化，使烟气中的各种颗粒物加速分化，在离开气旋器3后迅速相聚凝结成大液滴，下落后溶入于隔板筒8壁面的液膜中，并随之下流进入喷淋层4，继而随着净化剂喷淋进入吸收塔1底部的浆液池回收。

实施例3

如图1至图3所示，一种组合式气旋除雾除尘系统的基本设置及应用同实施例2，为增强除雾除尘效果，还包括如下设置：在气旋器3中，所述隔板筒8有多组，多组隔板筒8以盲板9为中心环套设置在支撑梁10上；所述多组隔板筒8呈同心环状；相邻的隔板筒8之间设有多个叶片7，多个叶片7环绕盲板9以同心圆方式组合排列；在所述吸收塔1的内壁上设有支撑装置支耳11，支耳11与支撑梁10相连接。

为增强对微小颗粒物的脱除效果，在相邻的隔板筒8之间的叶片7均倾斜设置且呈环状均匀排布，从而利于使上行湿烟气中的颗粒物分化，进而利于彻底脱除。

在上述实施例中，为增强除雾除尘效果，根据具体烟气情况进行具体设置，优选地，所述气旋器3位于喷淋层4上方1米～3米处，较佳地，气旋器3底部与喷淋层4顶部相距2米；所述叶片7相对于气旋器3横截面的倾斜角度为20°至60°之间，较佳地，倾斜角度为40°；所述叶片7的投影重叠率为-20％至+50％之间，较佳地，投影重叠率为30％；相邻隔板筒8之间的距离为0.15米～1.5米，较佳地，相邻隔板筒8距离为0.8米；所述隔板筒8的高度为0.1米～1米，较佳地，隔板筒8高0.6米；所述盲板9的直径为0.5米～5米，较佳地，盲板9直径为2米。

采用本发明上述实施例进行烟气除雾除尘净化处理，大幅增强整体环保效果，尤其能够有效去除烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等5μm以下微小颗粒物，脱除效率达到3mg/Nm³。

本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种组合式气旋除雾除尘系统，包括依次相连接的吸收塔和净烟道，在所述吸收塔的侧面设有原烟气进口，在所述吸收塔内设有喷淋层，其特征在于，在所述吸收塔内还设置有气旋器，所述气旋器位于所述喷淋层的上方，所述喷淋层位于所述原烟气进口的上方。

2.根据权利要求1所述的组合式气旋除雾除尘系统，其特征在于：在所述气旋器上方设置有除雾器。

3.根据权利要求2所述的组合式气旋除雾除尘系统，其特征在于：所述除雾器有多组，所述多组除雾器在所述吸收塔内由下至上依次设置；所述除雾器为层板式除雾器或屋脊式除雾器。

4.根据权利要求1所述的组合式气旋除雾除尘系统，其特征在于：所述气旋器有多组，所述多组气旋器在所述吸收塔内由下至上依次设置，所述多组气旋器呈串联式布置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合式气旋除雾除尘系统，其特征在于：所述气旋器包括由内至外相互连接的盲板、叶片和隔板筒；所述叶片有多个；所述盲板设置在所述气旋器的中心。

6.根据权利要求5所述的组合式气旋除雾除尘系统，其特征在于：所述隔板筒有多组，所述多组隔板筒以盲板为中心环套设置在支撑梁上；所述多组隔板筒呈同心环状；

相邻的所述隔板筒之间设有多个叶片，所述多个叶片环绕所述盲板以同心圆方式组合排列。

7.根据权利要求6所述的组合式气旋除雾除尘系统，其特征在于：在相邻的所述隔板筒之间的叶片均倾斜设置且呈环状均匀排布。

8.根据权利要求6所述的组合式气旋除雾除尘系统，其特征在于：所述气旋器位于所述喷淋层上方1米～3米处；

所述叶片相对于所述气旋器横截面的倾斜角度为20°至60°之间，所述叶片的投影重叠率为-20％至+50％之间；

所述相邻隔板筒之间距离为0.15米～1.5米；

所述隔板筒的高度为0.1米～1米；

所述盲板的直径为0.5米～5米。

9.一种组合式气旋除雾除尘处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)烟气喷淋净化

在吸收塔内，通过喷淋层喷洒净化剂浆液，下行的净化剂浆液与上行的烟气相逆流接触，对烟气进行净化；

(2)气旋除雾除尘处理

经步骤(1)净化所得烟气上行进入气旋器，在气旋器中，进行气旋除雾除尘处理；

(3)经步骤(2)处理后的净烟气上行经净烟道进行排放。

10.根据权利要求9所述的组合式气旋除雾除尘处理工艺，其特征在于：在所述步骤(3)中，经步骤(2)处理后的净烟气上行经除雾器除雾后由净烟道进行排放。