CN106669405B - 一种湿法脱硫烟气净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种湿法脱硫烟气净化系统；该湿法脱硫烟气净化系统包括吸收液存储装置、分流装置I、分流装置II、一级脱硫装置和二级脱硫装置；所述分流装置I和分流装置II均与吸收液存储装置相连；所述分流装置I连接一级脱硫装置；分流装置II连接主脱硫装置；其创新点在于：所述一级脱硫装置包括喷淋装置I、导流装置、排液装置和脱硫装置本体；所述喷淋装置I安装于脱硫装置本体内部顶部，喷淋装置I与分流装置I相连，导流装置设于脱硫装置本体内部的顶部和底部；所述排液装置设于脱硫装置本体底部，与导流装置相连。本发明的有益效果是：脱硫装置的喷淋装置所喷洒出的吸收液具有相同流量；始终处于均匀喷淋状态，能更有效地进行脱硫。

Description

一种湿法脱硫烟气净化系统
技术领域
本发明涉及脱出烟气中的二氧化硫的技术领域，尤其涉及湿法脱硫烟气净化系统。
背景技术
目前我国是二氧化硫的总体排放量位居世界首位，烟气中的二氧化硫若直接排放在空气中会形成酸雨，对环境造成严重影响。烟气脱硫是将烟气中的硫氧化物进行去除。烟气中的二氧化硫实质上是酸性的，可以通过与适当的碱性物质反应从烟气中脱除二氧化硫。所用的碱性物质与烟道气中的二氧化硫发生反应，产生了一种亚硫酸盐和硫酸盐的混合物(根据所用的碱性物质不同，这些盐可能是钙盐、钠盐、镁盐或铵盐)。亚硫酸盐和硫酸盐间的比率取决于工艺条件，在某些工艺中，所有亚硫酸盐都转化成了硫酸盐，传统的脱硫系统存在脱硫不足，脱硫效率不高等问题，目前，人们一直在研究更好的烟气脱硫系统。
例如中国专利CN103706237B提供了一种烟气脱硫系统，包括烟气脱硫塔，所述烟气脱硫塔包括塔体和由塔体围成的塔体内腔，并且所述烟气脱硫塔沿着烟气流动方向被划分为洗涤段、吸收段和回收段，其中在烟气脱硫塔的吸收段内设置填料层脱硫段和喷雾脱硫装置的脱硫组合，该发明将脱硫步骤集成在一个脱硫塔中，这样的设计在实际生产过程中对加工提出了高标准，很难达到所需精度要求。例如中国专利CN104959034A公开了一种烟气脱硫方法及装置、烟气一体化脱硫脱硝系统及方法，该烟气脱硫方法包括使待处理烟气通过脱硫催化剂形成的填料层进行脱硫，脱硫产物以硫酸的形式吸附在填料层中，得脱硫后烟气；用水或稀硫酸对填料层进行喷淋使填料层吸附的硫酸脱附；用待处理烟气或脱硫后烟气对硫酸脱附后的脱硫催化剂进行干燥使脱硫催化剂再生，该发明中脱硫过程较为复杂，且在喷淋过程中不能对填料层进行均匀喷淋，由于烟气在脱硫装置的行径路线较短，因此填料层对烟气中硫的吸收效率有限，在实际情况中很难把握。
发明内容
为克服现有技术中存在的喷淋不均、设备成本高和脱硫效果不佳的问题，本发明提供了一种湿法脱硫烟气净化系统。
本发明披露了一种湿法脱硫烟气净化系统，该湿法脱硫烟气净化系统包括吸收液存储装置、分流装置I、分流装置II、一级脱硫装置和二级脱硫装置；所述分流装置I和分流装置II顶部均与吸收液存储装置相连；所述分流装置I的底部连接一级脱硫装置；所述分流装置II底部连接二级脱硫装置；其创新点在于：所述一级脱硫装置包括喷淋装置I、导流装置、排液装置和脱硫装置本体；所述喷淋装置I安装于脱硫装置本体内部顶部，喷淋装置I设于分流装置I和脱硫装置本体之间，导流装置设于脱硫装置本体内部的顶部和底部；所述排液装置设于脱硫装置本体底部，与导流装置相连。这样设计的目的保证了脱硫装置的喷淋装置I所喷洒出的吸收液具有相同流量；始终处于均匀喷淋状态。
进一步的，所述一级脱硫装置和二级脱硫装置的内部结构相同；所述二级脱硫装置的喷淋装置II喷淋流量高于一级脱硫装置中喷淋装置I的喷淋流量。这样的设计的目的是保证烟气经过二级脱硫装置后，将烟气中的二氧化硫脱硫彻底。
进一步的，所述导流装置包括上导流板、下导流板和导流斜板；上导流板焊接于脱硫装置本体的顶部，导流斜板设于脱硫装置本体内部的底部，下导流板焊接于导流斜板的上方。
进一步的，上导流板和下导流板之间间隔相等，等距分布，且下导流板始终位于上导流板的前方。通过这样的上导流板和下导流板的排列方式，可以使得等量烟气通过上导流板和下导流板组成的单个导流部分，同时由于导流装置的存在，将烟气在一级脱硫装置中的通过路径加长，增加了烟气与吸收液的接触时间和接触面积，能更有效地进行脱硫。
进一步的，所述喷淋装置I的数量与下导流板数量一致，且喷淋装置I与下导流板处于同一垂直方向上。这样可以使得吸收液可以同时喷淋两个导流部分的烟气。
进一步的，所述脱硫装置本体的左侧设有进气口，该进气口位置高于导流斜板，高出20-30cm。这样设计避免使进气口的烟气通过导流斜板直接离开脱硫装置。
进一步的，所述导流斜板的形状为直角三角柱，直角三角柱的斜面为导流斜板的工作面。
进一步的，所述导流斜板的工作面的截面为V型，工作面的中间位置设有液体导流通道，液体导流通道的倾斜角度与导流斜板的斜面角度相同。这样的设计目的是将喷淋过程中的吸收液通过导流斜板的工作面流至液体导流通道中，通过液体导流通道流至脱硫装置排液装置，流出脱硫装置。
进一步的，所述液体导流通道中设有矩形板和液压缸，所述矩形板的斜度与导流斜板的斜面角度相同，所述液压缸位于矩形板下方。
进一步的，所述矩形板将液体导流通道分为上通道和下通道；所述上通道用于吸收液的收集，下通道用于液压缸的放置。这样设计的目的是当喷淋的吸收液减少时，回收的吸收液也减少，此时通过调节液压缸将矩形板向上移动，减小上通道的空间，可以避免上通道与下导流板之间形成较大空间，使得烟气从没有吸收液体部分经过。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的湿法脱硫烟气净化系统中的脱硫装置在喷淋过程中，始终处于均匀喷淋状态。
(2)本发明中通过上导流板和下导流板的排列方式，可以使得等量烟气通过上导流板和下导流板组成的单个导流部分，同时由于导流装置的存在，将烟气在一级脱硫装置中的通过路径加长，增加了烟气与吸收液的接触时间和接触面积，能更有效地进行脱硫。
(3)本发明中喷淋装置I的位置排布设计可以使得吸收液可以同时喷淋两个导流部分的烟气，扩大喷淋范围。
(4)本发明中导流斜板的设计将喷淋过程中的吸收液通过导流斜板的工作面流至液体导流通道中，通过液体导流通道流至脱硫装置排液装置，流出脱硫装置。
(5)本发明中液体导流通道中矩形板的设计是当喷淋的吸收液减少时，回收的吸收液也减少，此时通过调节液压缸将矩形板向上移动，减小上通道的空间，可以避免上通道与下导流板之间形成较大空间，使得烟气从没有吸收液体部分经过。
附图说明
图1是湿法脱硫烟气净化系统示意图；
图2是一级脱硫装置内部俯视图；
图3是排液装置截面示意图；
图4是导流斜板截面示意图；
图5是导流斜板中液体导流通道示意图。
结合附图在其上标记：
1-一级脱硫装置，2-除雾装置I，3-分流装置I，4-二级脱硫装置，5-下导流板，6-上导流板，7-喷淋装置I，8-分流装置II，9-流量阀a，10-泵a，11-流量阀b，12-泵b，13-吸收液存储装置，14-除雾装置II，15-排液装置，16-过滤层，17-沉头孔，18-导流斜板，19-液压缸a，20-矩形板，21-液压缸b，22-喷淋装置II。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施方式中披露了一种湿法脱硫烟气净化系统，如图1所示，该湿法脱硫烟气净化系统包括吸收液存储装置13、分流装置I3、分流装置II8、一级脱硫装置1和二级脱硫装置4；所述分流装置I3和分流装置II8均与吸收液存储装置13相连；所述分流装置I3连接一级脱硫装置1；分流装置II8连接主脱硫装置；所述吸收液存储装置13与分流装置I3之间还设有泵a10和流量阀a9，吸收液存储装置13与分流装置II8之间设有泵b12和流量阀b11，这样设计的目的是控制吸收液进入一级脱硫装置1和二级脱硫装置4的液体流量，使脱硫效果达到最佳水平。所述一级脱硫装置1和二级脱硫装置4的内部结构相同；所述一级脱硫装置1包括喷淋装置I7、导流装置、排液装置15和脱硫装置本体；所述喷淋装置I7设于分流装置I3和脱硫装置本体之间，喷淋装置I7包括喷头和喷淋管道，喷淋管道的直径均相同，保证了喷淋装置I7的每个喷头所喷洒出的吸收液具有相同流量；所述二级脱硫装置4的喷淋装置II22喷洒流量高于一级脱硫装置1中喷淋装置I7的喷洒流量，这样的设计的目的是保证烟气经过二级脱硫装置4后，将烟气中的二氧化硫脱硫彻底；导流装置设于脱硫装置本体内部的顶部和底部；所述排液装置15设于脱硫装置本体底部，与导流装置相连；
如图2所示，优选的，所述导流装置包括上导流板6、下导流板5和导流斜板18；上导流板6焊接于脱硫装置本体的顶部，导流斜板18设于脱硫装置本体内部的底部，下导流板5焊接于导流斜板18的上方；上导流板6和下导流板5之间间隔相等，等距分布，且下导流板5始终位于上导流板6的前方；上导流板6和下导流板5的排列方式，可以使得等量烟气通过上导流板6和下导流板5组成的单个导流部分，同时由于导流装置的存在，将烟气在一级脱硫装置1中的通过路径加长，增加了烟气与吸收液的接触时间和接触面积，能更有效地进行脱硫。所述喷淋装置I7的数量与下导流板5数量一致，且喷淋装置I7与下导流板5处于同一垂直方向上，这样可以使得吸收液可以同时喷淋两个导流部分的烟气。所述脱硫装置本体的左侧设有进气口，该进气口位置高于导流斜板18，高出20-30cm，这样设计避免使进气口的烟气通过导流斜板18直接离开脱硫装置。所述脱硫装置本体顶部的最右端设有出气口，出气口位于最后一个上导流板6的右侧；脱硫装置本体底部开有排液装置15，排液装置15与出气口处于相对位置。一级脱硫装置1和二级脱硫装置4中间设有除雾装置I2和气体流量阀，依次相连；所述除雾装置I2用于脱去一级脱硫装置1排出的烟气中混杂的吸收液；所述气体流量阀用于控制进入主脱硫装置中的烟气流量。本实施例中吸收液采用氨水，氨水从喷头中喷出，氨水吸收二氧化硫，生成亚硫酸氢铵，亚硫酸氢铵与氨水还原成亚硫酸铵，亚硫酸铵吸收二氧化硫，氨水在脱硫塔中的流量保证脱硫装置中亚硫酸铵的比例。
优选的，所述导流斜板18的形状为直角三角柱，直角三角柱的斜面为导流斜板18的工作面。如图4所示，所述导流斜板18的工作面的截面为V型，工作面的中间位置设有液体导流通道，液体导流通道的倾斜角度与导流斜板18的斜面角度相同，这样的设计目的是将喷淋过程中的吸收液通过导流斜板18的工作面流至液体导流通道中，通过液体导流通道流至脱硫装置排液装置15，流出脱硫装置。所述下导流板5底部的形状与导流斜板18的工作面的截面形状相互配合，保证烟气不会从液体导流通道中通过。如图5所示，所述液体导流通道中设有矩形板20和液压缸，所述矩形板20的斜度与导流斜板18的斜面角度相同，所述液压缸位于矩形板20下方。所述矩形板20将液体导流通道分为上通道和下通道；所述上通道用于吸收液的收集，下通道用于液压缸的布置。所述液压缸的数目根据液体导流通道的长度布置，至少为两个。本实施例中采用两个液压缸，分别为液压缸a19和液压缸b21；所述液压缸a19位于矩形板20的最左端，液压缸b21位于矩形板20的最右端；液压缸a19和液压缸b21与矩形板20始终处于垂直状态。这样设计的目的是当喷淋的吸收液减少时，回收的吸收液也减少，此时通过液压缸a19和液压缸b21将矩形板20向上移动，减小上通道的空间，可以避免上通道与下导流板5之间形成较大空间，使得烟气从没有吸收液体部分经过。
优选的，所述排液装置15采用不锈钢，排液装置15的形状为方板，方板正面设有通孔；如图3所示，所述通孔截面形状为沉头孔17，沉头孔17的直径较小端朝向脱硫装置本体，直径较大端朝向脱硫装置外侧，这样设计的目的是避免一级脱硫装置1中吸收液流量过大时不能尽快排出；所述沉头孔17的两段直径分界处还设有过滤层16，所述过滤层16可以采用活性炭材料或无纺布材料，该过滤层16将排除的吸收液中的杂质进行过滤，为后续的反应作准备。
工作原理：
烟气从锅炉中排出通过温控装置，调节烟气进入一级脱硫装置1的温度。烟气从一级脱硫装置1的进气口进入，同时打开泵a10和流量阀a9，调节吸收液进入一级脱硫装置1的流量。所述导流装置包括上导流板6、下导流板5和导流斜板18；上导流板6焊接于脱硫装置本体的顶部，导流斜板18设于脱硫装置本体内部的底部，下导流板5焊接于导流斜板18的上方；导流装置的上导流板6和下导流板5之间间隔相等，等距分布。因此，等量烟气通过上导流板6和下导流板5组成的单个导流部分，同时由于导流装置的存在，将烟气在一级脱硫装置1中的通过路径加长，增加了烟气与吸收液的接触时间和接触面积，能更有效地进行脱硫。所述喷淋装置I7对烟气进行喷淋，喷淋装置I7的数量与下导流板5数量一致，且喷淋装置I7与下导流板5处于同一垂直方向上，这样可以使得吸收液可以同时喷淋两个导流部分的烟气；所述上导流板6和下导流板5的数量可以根据所需要的脱硫路径长度进行调节。喷淋装置I7中喷出的氨水与烟气中的二氧化硫进行反应后生成亚硫酸铵，落入一级脱硫装置1的底部，由导流斜板18进行收集。由于导流斜板18的工作面的截面为V型，反应后的亚硫酸铵溶液通过导流斜板18上的液体导流通道汇集至液体导流通道中，液体导流通道的倾斜角度与导流斜板18的斜面角度相同，因此亚硫酸铵溶液通过液体导流通道流至排液装置15；所述排液装置15的通孔截面形状为沉头孔17，由于沉头孔17的直径较小端朝向脱硫装置本体，直径较大端朝向脱硫装置外侧，这样设计的目的是避免了当一级脱硫装置1中吸收液流量过大时不能尽快排出，同时亚硫酸铵溶液经过过滤层16，过滤层16可以采用活性炭材料或无纺布材料，该过滤层16将排除的吸收液中的杂质进行过滤，为后续的反应作准备。
烟气从一级脱硫装置1的出气口通过除雾装置I2除去烟气中混杂的液体，进入二级脱硫装置4中；二级脱硫装置4的内部结构与一级脱硫装置1相同，不同点在于：二级脱硫装置4中喷淋装置II22通过泵b12和流量阀b11调节后的吸收液流量大于一级脱硫装置1，这样保证烟气在二级脱硫装置4能得到彻底脱硫，烟气从二级脱硫装置4中排出，通过除雾装置II14排出，出去烟气中在被二脱硫装置中被混杂的液体。由于一级脱硫装置1与二级脱硫装置4单位时间内喷淋的吸收液流量不同，因此导流斜板18中所需收集的反应后的吸收液流量也不同，在不调节液体通道的情况下，一级脱硫装置1中液体导流通道的上通道的实际使用体积小于二级脱硫装置4，液体通道中的亚硫酸铵溶液平面与下导流之间存在的间隙较大，部分烟气会从该间隙中直接穿过，使得烟气的脱硫路径减小，没有达到理想的脱硫效果。因此通过调节一级脱硫装置1中的液压缸a19和液压缸b21，使得液体导流通道中的矩形板20的高度，减小间隙，避免烟气直接进入间隙中，降低脱硫效率。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种湿法脱硫烟气净化系统，该湿法脱硫烟气净化系统包括吸收液存储装置(13)、分流装置I(3)、分流装置II(8)、一级脱硫装置(1)和二级脱硫装置(4)；所述分流装置I(3)和分流装置II(8)顶部均与吸收液存储装置(13)相连；所述分流装置I(3)底部连接一级脱硫装置(1)；所述分流装置II(8)底部连接二级脱硫装置(4)；其特征在于：所述一级脱硫装置(1)包括喷淋装置I(7)、导流装置、排液装置(15)和脱硫装置本体；所述喷淋装置I(7)设于分流装置I(3)和脱硫装置本体之间，导流装置设于脱硫装置本体内部；所述排液装置(15)设于脱硫装置本体底部，与导流装置的最右端焊接；所述导流装置包括上导流板(6)、下导流板(5)和导流斜板(18)；上导流板(6)焊接于脱硫装置本体的顶部，导流斜板(18)设于脱硫装置本体内部的底部，下导流板(5)焊接于导流斜板(18)的上方；所述脱硫装置本体的左侧设有进气口，该进气口位置高于导流斜板(18)，高出20-30cm；所述导流斜板(18)的形状为直角三角柱，直角三角柱的斜面为导流斜板(18)的工作面；
所述导流斜板(18)的工作面的截面为V型，工作面的中间位置设有液体导流通道，液体导流通道的倾斜角度与导流斜板(18)的斜面角度相同；
所述液体导流通道中设有矩形板(20)和液压缸，所述矩形板(20)的斜度与导流斜板(18)的斜面角度相同，所述液压缸位于矩形板(20)下方。
2.根据权利要求1所述的湿法脱硫烟气净化系统，其特征在于：所述一级脱硫装置(1)和二级脱硫装置(4)的内部结构相同；所述二级脱硫装置(4)的喷淋装置II(22)喷淋流量高于一级脱硫装置(1)中喷淋装置I(7)的喷淋流量。
3.根据权利要求1所述的湿法脱硫烟气净化系统，其特征在于：上导流板(6)和下导流板(5)之间间隔相等，等距分布，且下导流板(5)始终位于上导流板(6)的前方。
4.根据权利要求3所述的湿法脱硫烟气净化系统，其特征在于：所述喷淋装置I(7)的数量与下导流板(5)数量一致，且喷淋装置I(7)与下导流板(5)处于同一垂直方向上。
5.根据权利要求1所述的湿法脱硫烟气净化系统，其特征在于：所述矩形板(20)将液体导流通道分为上通道和下通道；所述上通道用于吸收液的收集，下通道用于液压缸的放置。
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