CN106823720A - 一种一体化大气污染物净化装置 - Google Patents

Abstract

一种一体化大气污染物净化装置，装置底部外接循环泵，利用循环泵将吸收剂送到设置在烟气入口下方的吸收剂喷淋装置，喷淋装置所喷出吸收剂与烟气中的污染物发生反应。此外，本净化装置还包括分散雾化装置，分散雾化装置激起水花在孔板上形成水膜，形成紊流汽液交换层。该净化装置属于脱硫、脱硝、脱汞一体化装置，占地面积小、脱除效率高、投资及运行成本较低；处理烟气量大，净化效果好；净化装置内部因循环浆液不断冲刷，不会结垢或堵塞，有搅拌叶片的存在，可以有效的避免吸收剂沉淀。

Description

一种一体化大气污染物净化装置

技术领域

本发明涉及一种一体化大气污染物净化装置，属于大气污染物净化技术领域。

背景技术

燃煤、燃油、燃气火力发电厂，冶金、化工、固废垃圾处理等各个行业排放的烟气或者工业尾气中含有SO2、NOx和重金属（Hg和Ag）等污染物，已经日益成为大气和土壤污染的主要污染源。随着社会进步和经济发展，火电厂对大气环境的影响已收到人们的普遍关注，因此有效地降低污染物排放以改善对环境的影响是我国乃至世界能源领域可持续发展所面临的严峻挑战。

目前，烟气或工业尾气的治理技术较多，其中比较成熟且具有代表性的脱硫技术有石灰石-石膏法、氨法、双碱法等。脱硝技术有选择性催化还原法（SCR）、非选择性催化还原法（SNCR）以及低氮燃烧法等。脱汞的技术主要有化学沉淀法和化学氧化法。

目前，较为常见的脱硫脱硝工艺配置为：发电锅炉省煤器后，空气预热器前烟气高温段设SCR脱硝装置，在除尘后加装脱硫装置。对于烟气或工业尾气中的重金属目前尚无成熟的脱除技术，一般根据汞的化学性能，采用沉淀法或者氧化法进行脱汞。

综上所述，在现有技术中，脱硫、脱硝、脱重金属都是作为独立的功能单元来设置，各单元互不影响，独立操作，这就导致了建设费用高，占地面积大，脱除效率低，操作费用高等缺陷。另外现有技术通常采用循环泵加喷头的方式将吸收剂以雾状喷出，以达到烟气与吸收剂的充分接触的目的。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种一体化大气污染物净化装置。本净化装置在烟气入口和烟气出口之间设置了多个反应环节，综合应用了喷淋、紊流汽液交换、分散雾化等多种手段，强化了反应效应和脱除效果。

本发明采用下述技术方案：

一种一体化大气污染物净化装置，其特征在于,包括:L形吸收塔、气体通道、横式除雾段；其中L形吸收塔由烟气入口、吸收剂喷淋装置、吸收剂池、孔板装置、循环泵、减速器、电机、搅拌装置、分散雾化装置组成；横式除雾段由喷淋净化器、除雾器、烟气出口组成；

所述烟气入口位于L形吸收塔的竖直部分顶部；

所述吸收剂喷淋装置位于L形吸收塔的竖直部分内且位于烟气入口下方、吸收剂池上方；

所述吸收剂池位于L形吸收塔底部；

所述孔板与L形吸收塔等宽，共2组，分别位于L形吸收塔的水平部分两端，孔板上部与L形吸收塔水平部分的内顶面连接，孔板下部伸入吸收剂池液面以下，以保证烟气只能通过孔板开孔前行，孔板自身开孔率为自上至下逐步加大，孔板的俯仰角度可调节；

所述循环泵入口端连通吸收剂池底部，出口端连通吸收剂喷淋装置；

所述减速器与电机位于L形吸收塔的水平部分顶部外侧，减速器穿过L形吸收塔外壳与内部的搅拌装置、分散雾化装置相连接；

所述搅拌装置与分散雾化装置同轴安装，均位于L形吸收塔的水平部分内，呈竖直方向，上部与减速器连接，其中搅拌装置下部整体伸入吸收剂液面以下，由叶片组成，整体外形为螺旋形或伞形，且叶片的角度可调节；分散雾化装置下部一部分伸入吸收剂液面以下，该分散雾化装置由多层叶片组合而成，每层叶片均连接在中轴上，排列形状为倒伞型结构，且叶片的角度可调节；

所述气体通道位于L形吸收塔与横式除雾段之间，向斜上方走向；

所述除雾器与喷淋净化器均位于横式除雾段内且呈竖直方向安装，其中喷淋净化器位于除雾器两侧；

所述烟气出口位于横式除雾段尾部。

优选的，所述孔板的开孔率变化范围为：40%~70%；

优选的，所述气体通道与水平方向的夹角为：10~20°；

优选的，所述分散雾化装置叶片倾角为7~15°；

优选的，所述搅拌装置叶片倾角为7~15°；

所述净化装置所采用的大气污染物净化方法，依次包括如下步骤：

（1）喷淋反应：喷淋反应：吸收剂喷淋装置在烟气入口下方，循环泵从吸收剂池内吸取吸收剂，再通过吸收剂喷淋装置以雾状形式喷出，在随重力下降过程中持续与烟气发生反应；

（2）孔板水膜反应：电机通过减速器带动分散雾化装置溅起水花，不间断将吸收剂泼洒到孔板上形成持续存在的水膜，与气流混合形成紊流汽液交换层，烟气与吸收剂再次充分接触，因此可保证烟气在通过孔板时与吸收剂进行较为充分的接触和反应；

（3）雾化反应：电机通过减速器带动分散雾化装置，叶片将吸收剂不断扬起、分散、雾化，同时烟气被分散雾化装置的叶片打碎成微粒更小的气泡，最终在两组孔板之间的空间内形成吸收剂浓度很高的气、液混合态，使烟气与吸收剂再次充分接触、反应；

（4）二次孔板水膜反应：经历了雾化反应之后，烟气需再次经过孔板水膜，再次发生紊流汽液交换反应才能进入气体通道；

（5）搅拌：为了保证吸收剂浓度均匀和防止形成沉淀，电机通过减速器带动搅拌装置，促进吸收剂内部循环；

（6）除雾与净化：在横式除雾段中设置除雾器，对即将排出的烟雾进行除雾处理，除去烟气携带的部分吸收剂，除雾完毕的烟气才能通过烟气出口排入大气；除雾器两侧设有喷淋净化器，定期对除雾器进行清洗。

优选的，所述的吸收剂为石灰或石灰石。烟气中的汞化合物易溶于水，用石灰或石灰石作为吸收剂可以脱除90%的汞，此外选择性催化还原可以将NOX转化为N2，可以有效的促进汞的脱除。

本发明具有以下的优点：

1. 本发明属于烟气脱硫、脱硝、脱汞的集成装置，结构紧凑，占地面积小，一次性投资成本低，运行成本低。

2. 分散雾化装置采用了倒伞形多层曝气叶片，曝气叶片溅起水花，在孔板上形成水膜，与气流混合形成紊流汽液交换层；同时，多层叶片还可以将溅起的吸收剂反复多次打散，形成细小液态颗粒，充分雾化；这两种作用都有利于烟气与吸收剂充分接触，发生反应，所以烟气的吸收效率很高。

3. 烟气在入口处和孔板位置两侧与吸收剂接触、反应，所以烟气的吸收脱除效果好，并且烟气的吸收量也更大。

4. 脱除装置设置有搅拌叶片，可以防止吸收剂沉淀，实现吸收剂的离底悬浮，同时避免结垢。

5. 本发明竖直分布和水平分布结合，因此只需要较矮的塔体，较低的喷淋量就可以获得较好的脱除效果。

附图说明

图1 是一体化大气污染物净化装置的结构示意图；

图2 是孔板3的正面示意图；

图3 是分散雾化装置结构示意图；

其中：1.烟气入口；2.吸收剂喷淋装置；3.孔板；4.循环泵；5.吸收剂池；6.搅拌装置；7.分散雾化装置；8.喷淋净化器；9.除雾器；10.烟气出口；11.减速器；12.电机；13. L形吸收塔；14.气体通道；15.横式除雾段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1，所述的净化装置由L形吸收塔13、气体通道14、横式除雾段15三部分组成。其中L形吸收塔13顶部设有烟气入口1，横式除雾段15尾部侧向设有烟气出口10，L形吸收塔13内设置有吸收剂池5，外接循环泵4，利用循环泵4将吸收剂池5中的吸收剂送到设置在烟气入口1下方的吸收剂喷淋装置2并发生雾化，烟气与吸收剂发生一次接触、反应。脱除装置外部连接电机12和减速器11，电机12通过减速器11带动搅拌装置6和分散雾化装置7旋转。搅拌装置6与分散雾化装置7同轴安装，均位于L形吸收塔13的水平部分内，呈竖直方向，上部与减速器11连接，其中搅拌装置6下部整体伸入吸收剂池5液面以下，由叶片组成，整体外形为螺旋形或伞形，且叶片的角度可调节；分散雾化装置7下部一部分伸入吸收剂池5液面以下，该分散雾化装置7由多层叶片组合而成，每层叶片均连接在中轴上，排列形状为倒伞型结构，且叶片的角度可调节。分散雾化装置7的两侧均设置孔板3，孔板3上密布小孔，孔板3的下端浸入吸收剂池5液面中，分散雾化装置7激起水花在孔板3上形成水膜，与烟气气流混合形成紊流汽液交换层，烟气与吸收剂5再次接触、反应。在烟气出口10前设置除雾器9，对即将排出的烟雾进行除雾处理，除雾器9两侧设有喷淋净化器8，定期对除雾器9进行清洗。

如图1所示的净化装置，烟气的流动区域包括竖直部分和水平部分。吸收剂喷淋装置2设置在竖直烟气通道内，反应后的大部分吸收剂落入吸收剂池5中；在水平部分的流动区域，因孔板、液面和脱除装置内壁配合的隔离作用，使烟气只能通过孔板、水膜、雾化混合区域来进行运动，孔板上和空气中的吸收剂也会落入吸收剂池5中；被烟气透过孔板带走的一部分吸收剂会落在向上倾斜的气体通道14内壁上，并在重力作用下流入吸收剂池5；其余被烟气带走的部分液体吸收剂被布置在水平烟气通道中的除雾器9除去。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种一体化大气污染物净化装置，其特征在于,包括:L形吸收塔（13）、气体通道（14）、横式除雾段（15）；其中L形吸收塔（13）由烟气入口（1）、吸收剂喷淋装置（2）、吸收剂池（5）、孔板（3）、循环泵（4）、减速器（11）、电机（12）、搅拌装置（6）、分散雾化装置（7）组成；横式除雾段（15）由喷淋净化器（8）、除雾器（9）、烟气出口（10）组成；

所述烟气入口（1）位于L形吸收塔（13）的竖直部分顶部；

所述吸收剂喷淋装置（2）位于L形吸收塔（13）的竖直部分内且位于烟气入口（1）下方、吸收剂池（5）上方；

所述吸收剂池（5）位于L形吸收塔（13）底部；

所述孔板（3）与L形吸收塔（13）等宽，共2组，分别位于L形吸收塔（13）的水平部分两端，孔板（3）上部与L形吸收塔（13）水平部分的内顶面连接，孔板（3）下部伸入吸收剂池液面以下，以保证烟气只能通过孔板（3）上的开孔前行，孔板（3）自身开孔率为自上至下逐步加大，孔板（3）的俯仰角度可调节；

所述循环泵（4）入口端连通吸收剂池（5）底部，出口端连通吸收剂喷淋装置（2）；

所述减速器（11）与电机（12）位于L形吸收塔（13）的水平部分顶部外侧，减速器（11）穿过L形吸收塔（13）外壳与内部的搅拌装置（6）、分散雾化装置（7）相连接；

所述搅拌装置（6）与分散雾化装置（7）同轴安装，均位于L形吸收塔（13）的水平部分内，呈竖直方向，上部与减速器（11）连接，其中搅拌装置（6）下部整体伸入吸收剂池（5）液面以下，由叶片组成，整体外形为螺旋形或伞形，且叶片的角度可调节；分散雾化装置（7）下部只有一部分伸入吸收剂池（5）液面以下，该分散雾化装置（7）由多层叶片组合而成，每层叶片均连接在中轴上，叶片的排列形状为倒伞型结构，且叶片的角度可调节；

所述气体通道（14）位于L形吸收塔（13）与横式除雾段（15）之间，向斜上方走向；

所述除雾器（9）与喷淋净化器（8）均位于横式除雾段（15）内且呈竖直方向安装，其中喷淋净化器（8）位于除雾器（9）两侧；

所述烟气出口（10）位于横式除雾段（15）尾部。

2.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述孔板（3）的开孔率变化范围为：40%~70%。

3.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述气体通道（14）与水平方向的夹角为：10~20°。

4.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述搅拌装置（6）叶片倾角为7~15°。

5.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述分散雾化装置（7）叶片倾角为7~15°。

6.一种权利要求1~5所述任一净化装置所采用的大气污染物净化方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

1）喷淋反应：吸收剂喷淋装置（2）设置在烟气入口（1）下方，循环泵（4）从吸收剂池（5）内吸取吸收剂，再通过吸收剂喷淋装置（2）以雾状形式喷出，在随重力下降过程中持续与烟气发生反应；

2）孔板水膜反应：电机（12）通过减速器（11）带动分散雾化装置（7）溅起水花，不间断将吸收剂泼洒到两组孔板（3）上形成持续存在的水膜，与气流混合形成紊流汽液交换层，烟气与吸收剂再次充分接触，因此可保证烟气在通过孔板（3）时与吸收剂进行较为充分的接触和反应；

3）雾化反应：电机（12）通过减速器（11）带动分散雾化装置（7），叶片将吸收剂不断扬起、分散、雾化，同时烟气也被分散雾化装置（7）的叶片打碎成微粒更小的气泡，最终在两组孔板（3）之间的空间内形成吸收剂浓度很高的气、液混合态，使烟气与吸收剂再次充分接触、反应；

4）二次孔板水膜反应：经历了雾化反应之后，烟气需再次经过孔板水膜反应才能穿过孔板（3）进入气体通道；

5）搅拌：为了保证吸收剂浓度均匀和防止形成沉淀，电机（12）通过减速器（11）带动搅拌装置（6），促进吸收剂内部循环；

6）除雾与净化：在横式除雾段（15）中设置除雾器（9），对即将排出的烟雾进行除雾处理，除去烟气携带的部分吸收剂，除雾完毕的烟气才能通过烟气出口（10）排入大气；除雾器（9）两侧设有喷淋净化器（8），定期对除雾器进行清洗。

7.根据权利要求6所述的大气污染物净化方法，其特征在于，所述的吸收剂为石灰或石灰石。