CN107138038A - 一种湿法脱硫脱硝除尘一体工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿法脱硫脱硝除尘工艺及装置，其特征是吸收塔外壳内由下到上设有浆液池、入口烟道、粗除尘器、一级脱硫喷淋层、一级升气集液器、脱硝喷淋层、二级升气集液器、二级脱硫喷淋层、三级升气集液器、高效除尘器、高效除尘器冲洗层、除雾器和除雾器冲洗层，吸收塔外壳外设置浆液泵、溢流管道、脱硝集液箱、脱硝泵、脱硝浆液返回管、脱硫集液箱、脱硫泵、脱硫浆液返回管、除尘集液箱、冲洗泵、除尘浆液返回管，本发明具有同时脱硫脱硝除尘的效果好，气液传质效果好、气体流通空间大无堵塞、投资少、占地面积小、运行稳定可靠、结构制作简单成本低，安装维护方便等优点。

Description

一种湿法脱硫脱硝除尘一体工艺及装置

技术领域

本发明涉及烟气净化吸收装置和方法，具体地说是一种同时脱硫脱硝除尘效果好、气液传质效果好的脱硫脱硝除尘一体的工艺及装置。

背景技术

随着我国工业经济的迅速发展，能源消耗的增长也日益加快。其中，以煤炭为主要燃料的工业生产释放大量的NOx、SO₂、粉尘等有毒有害气体，造成大气环境污染。随着工业污染的严重和人类环保意识的增强，工业废气的净化越来越受到我国的重视，应当对其进行脱硫、脱硝及除尘的处理。

目前工业废气脱硝的方法主要有选择性非催化还原法(SNCR)，选择性催化还原法(SCR),氧化吸收法等。SNCR工艺流程简单，设备少投资少，但脱硝效率低，氨逃逸浪费严重，另外受锅炉运行工况影响大。SCR在催化剂的作用下进行脱硝，脱硝效率高，但进行脱硝，脱硝的同时生成的硫酸氢铵会对下游设备产生腐蚀和堵塞，催化剂易堵塞、失活，投资、更换、维护费用高。湿法氧化吸收法采用次氯酸钠、二氧化氯、过氧化氢、亚氯酸钠等氧化剂对NO进行氧化，然后对高价态的NOx进行吸收，是适宜脱硫脱硝一体化的方法，现有氧化吸收工艺存在氧化剂耗量大、脱硝效率低等缺点。

目前湿法脱硫工艺主要为石灰石-石膏法脱硫工艺，传统的石灰石-石膏法脱硫有液气比大、脱硫效率虽高但难以达到20mg/Nm³以内，设备占地面积大、投资高等缺点。

目前的超低排放除尘设备主要为湿电除尘器，湿电除尘器除尘效果好，能达到超低排放标准，但湿电除尘投资大，运行费用高，限制了其在超低排放除尘方面的应用。

综上所述，目前的脱硫设备、脱硝设备和除尘设备往往是分开的，不仅投资高、占地面积大，并且在吸收塔内无法进行同时进行高效脱硫脱硝除尘，所以现有的普通脱硫脱硝塔及除尘设备已经不能满足现代社会对于脱硫脱硝除尘高效率、高负荷的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种可在吸收塔内同时完成高效脱硫脱硝除尘的装置及工艺，解决了一塔不能同时脱硫脱硝除尘、脱硫脱硝除尘效率低、液气比大、设备损耗及运行费用高、气液传质效果差等问题。

为了实现上述目的，本发明通过如下方案达到：

一种湿法脱硫脱硝除尘工艺，其特征在于烟气由入口烟道进入、依次经过粗除尘器、一级脱硫喷淋层、一级升气集液器、脱硝喷淋层、二级升气集液器、二级脱硫喷淋层、三级升气集液器、高效除尘器、高效除尘器冲洗层、除雾器和除雾器冲洗层后由出口烟道排出，所述的一级脱硫喷淋层和浆液池形成独立的循环系统，该循环的优势在于能大范围的调节浆液池内浆液的酸性程度，对于需要强制氧化的石灰石-石膏法，PH值越低越利于氧化，但PH值低至4便无法进行脱硫，传统脱硫方法为达到脱硫和强制氧化的平衡PH值通常选择在5.5左右，而本循环可在实际工况急需强化氧化效果时PH值低至4运行，脱硫部分由更高效的二级脱硫喷淋层完成即可，从而增强了系统对各类脱硫工况的适应性；所述的脱硝喷淋层、一级升气集液器和脱硝集液箱形成独立的循环系统，该循环的优势在于实现了独立控制脱硝集液箱浆液氧化剂浓度，隔离了其他不同区域不同性质的浆液，使脱硝集液箱的浆液保持稳定的化学性能而不受影响，充分保证了氧化剂的利用效率和使用效果，方便的达到最佳的运行方式；高效除尘器冲洗层、三级升气集液器和除尘集液箱形成独立的循环系统，该循环的优势在于通过独立循环，隔离了系统中含有固含物或化学反应副产物的浆液，使除尘集液箱浆液脱离凝固粘结性质，最大限度的保持了接近水的冲洗效果，该循环也同时保持了较大水量的冲洗性能和高效除尘器内稳定的持液量，从而大幅提高了水膜的除尘效率；一级脱硫喷淋层、二级脱硫喷淋层、二级升气集液器和浆液箱、脱硫集液箱形成交叉的循环系统。该交叉循环系统的突出优势为将整个脱硫过程连接为一个整体，脱硫集液箱内碱性的浆液通过二级脱硫喷淋层对烟气进行脱硫，脱硫后的浆液到达浆液池，通过一级脱硫喷淋层再次对烟气进行脱硫，充分利用了碱性脱硫剂。脱硫集液箱浆液和浆液池浆液相对独立，脱硫集液箱浆液的酸碱性不直接影响浆液池浆液的酸碱性，从而形成了两种浆液的PH值差值，使得脱硫集液箱浆液即便为强碱性浆液，浆液池内浆液也可保持酸性，例如脱硫采用石灰石-石膏强制氧化工艺，则该循环具有既能应用碱性浆液高效脱硫，又能保持酸性浆液利于氧化的优势，具有广泛的脱硫工艺的适应性。

本发明所述的一级脱硫层喷淋层是由浆液泵抽取浆液池内的弱酸性浆液进行喷淋雾化，所述的二级脱硫喷淋层是由脱硫泵抽取脱硫集液箱中的碱性浆液进行喷淋雾化，经过两次喷淋雾化，将烟气中大部分SO₂ 被吸收，碱性浆液的应用能够大幅度提高烟气的脱硫效果。

本发明所述的脱硝喷淋层是由脱硝泵抽取脱硝集液箱内的含氧化剂浆液进行喷淋雾化，氧化剂可以是次氯酸钠、二氧化氯、过氧化氢、亚氯酸钠等。脱硝喷淋层对氧化剂浆液进行独立的循环雾化，充分保证了氧化剂的有效利用，并增强脱硝效率。

本发明所述的高效除尘器冲洗层布置在高效除尘器上方，通过冲洗泵抽取除尘集液箱内洁净的工艺水对高效除尘器进行喷淋清洗，并为高效除尘器提供可持续的洁净水膜，进一步提高了除尘效率。

一种湿法脱硫脱硝除尘装置，包括吸收塔外壳，其特征在于吸收塔外壳内由下到上依次设有浆液池、入口烟道、粗除尘器、一级脱硫喷淋层、一级升气集液器、脱硝喷淋层、二级升气集液器、二级脱硫喷淋层、三级升气集液器、高效除尘器、高效除尘器冲洗层、除雾器和除雾器冲洗层，其中入口烟道设置在吸收塔外壳的壳壁上，吸收塔外壳外设置浆液泵、溢流管道、脱硝集液箱、脱硝泵、脱硝浆液返回管、脱硫集液箱、脱硫泵、脱硫浆液返回管、除尘集液箱、冲洗泵、除尘浆液返回管，其中浆液池经导管与一级脱硫喷淋层相连接，导管上设有浆液泵，脱硝集液箱经导管与脱硝喷淋层相连接，导管上设有脱硝泵，一级升气集液器经脱硝浆液返回管与脱硝集液箱相连接，浆液池经溢流管道与脱硫集液箱相连接，脱硫集液箱经导管与二级脱硫喷淋层相连接，导管上设有脱硫泵，脱硫浆液返回管一端与二级升气集液器相连接，另一端与浆液池相连接，除尘浆液返回管一端与三级升气集液器相连接，另一端与除尘集液箱相连接，除尘集液箱经导管与高效除尘器冲洗层相连接，导管上设有冲洗泵。

本发明所述的粗除尘器和高效除尘器由至少三个旋流式水膜除尘器组成，旋流式水膜除尘器以焊接或组装的方式在吸收塔外壳内并垂直固定，所述的旋流式水膜除尘器是在筒管的内管壁下端部分别设有湍流叶片和旋流叶片，旋流叶片设置在湍流叶片上方，两者间距为100-200mm，湍流叶片呈水平夹角为70°-85°均匀的分布在管壁上，旋流叶片呈水平夹角为15°-30°均匀的分布在管壁上，湍流叶片和旋流叶片的型式均为常规扇形叶片，其中心孔直径、湍流叶片数量、旋流叶片数量由烟气量、喷淋层浆液量、烟气流速等参数决定。其突出优势为湍流叶片的设置，提升了烟气流速并在形成剧烈的烟气湍流，尘粒与雾滴之间发生激烈的碰撞并凝聚成直径较大的含尘雾滴，并且由于湍流叶片有一定的倾斜角度，形成一定的离心运动，使雾滴向管壁处聚集；旋流叶片的设置，使带有较大雾滴的烟气产生加速，形成剧烈的离心运动，含尘雾滴与管壁的水膜接触后而被湮灭捕获，从而高效的去除了烟气中的粉尘颗粒。粗除尘器除了有增强除尘能力的作用外，还可以充分混合烟气，增强气液传质，提高脱硫效率。

本发明所述的一级升气集液器、二级升气集液器、三级升气集液器为导管式升气集液器，导管式升气集液器设置隔板、导管，隔板中心点和周边凸、中间凹，隔板的横截面呈W型， 隔板的同边与吸收塔外壳内壁相连接，隔板上设有导管孔，导管的周边与导管孔相连接，吸收塔外壳内壁由隔板分成两个独立的腔室，两腔室经导管相连通，导管孔导管为弯管，导管的进口（下开口）和出口（上开口）的轴线呈90°，导管的进口垂直向下，导管出口为与导管出口轴向呈40-55°的坡形出口，各导管出口轴线与吸收塔中收线呈倾斜状，倾斜角为50-70°，使烟气产生旋转。导管式升气集液器中的隔板将上下两区域的浆液进行隔离，并使烟气产生湍流、旋流等烟气状态，充分优化气体流场，从而使脱硫、脱硝、除尘区域相对独立工作，强化了各区域的净化效果。

本发明所述的除雾器可为管式除雾器和折流板除雾器其中一种，与常用技术方案相同，烟气经过除雾器后去除较大颗粒的雾滴，从而减少了吸收塔的水分损失，防止对后续设备的腐蚀。

本发明所述的除雾器冲洗层与常用技术方案相同，通过喷淋洁净的工艺水，间断性为除雾器进行冲洗，防止堵塞情况发生。

本发明所述的脱硝集液箱设置在吸收塔外壳外，脱硝集液箱可加入氧化剂配置氧化剂浆液，经过脱硝泵喷淋后的浆液通过脱硝浆液返回管回到脱硝集液箱，从而对剩余氧化剂进行充分利用。

本发明所述的脱硫集液箱设置在吸收塔外壳外，脱硫集液箱可从外部添加碱性脱硫剂，使浆液具有碱性，通过设置的脱硫泵进行喷淋脱硫，脱硫后的浆液返回吸收塔浆液池，并通过溢流管道回到脱硫集液箱。脱硫集液箱能够有效的对吸收塔内的烟气进行水封，并且由于吸收塔内浆液只能单向流动到脱硫集液箱，所以脱硫集液箱内的浆液与吸收塔内浆液池浆液分离，可独立调节酸碱度，大幅提高了对烟气的脱硫效果。

本发明使用时，烟气从吸收塔外壳的壳壁上的入口烟道进入并向上流动，经过粗除尘器的湍流叶片时，湍流叶片提升了烟气流速，在湍流叶片区域内形成剧烈的湍流，尘粒与雾滴之间发生激烈的碰撞和凝聚，同时湍流区域的长度保证了足够的碰撞和凝聚空间，烟气流出湍流叶片区域后，流速降低，雾滴与尘粒凝聚成直径较大的含尘雾滴。由于湍流叶片有一定的倾斜角度，所以烟气流经时会进行预旋转，形成一定的离心运动，使雾滴向管壁处聚集；带有较大雾滴的烟气流经旋流叶片时产生加速，形成剧烈的离心运动，含尘雾滴与管壁的水膜接触后而被湮灭捕获。烟气经过除尘区域脱除了大部分粉尘颗粒。

烟气经过粗除尘器除尘后流动到脱硫区域，浆液泵抽取浆液池内的弱酸性浆液，通过一级脱硫喷淋层的雾化对烟气进行洗涤，脱除了大部分SO₂、氟化物等有害物质，并为除尘区域提供稳定的持液量。经过除尘脱硫净化后的烟气，能很大程度的减少后续各种化学反应中的副反应，从而提高了后续功能区域的效果。

烟气经过脱硫区域后进入脱硝区域，烟气通过一级升气集液器，优化了气体流场并进入脱硝区域，脱硝泵抽取脱硝集液箱内的氧化剂浆液，通过脱硝喷淋层的喷淋雾化使浆液和烟气充分接触，对烟气中的NO进行氧化吸收。经过反应后的浆液通过一级升气集液器收集，通过脱硝浆液返回管回到脱硝集液箱，充分保证了氧化剂的利用效率，并通过独立控制脱硝集液箱浆液氧化剂浓度、浆液雾化流量等参数，调整所需的氧化吸收效率，以达到最佳的运行方式。烟气通过优化设计后的脱硝区域，大部分NO被氧化吸收，大幅提高了脱硝效率。

烟气优化了气体流场进入高效脱硫区域，烟气经过二级升气集液器,优化了气体流场并进入高效脱硫区域，脱硫泵抽取脱硫集液箱内的碱性浆液，通过二级脱硫喷淋层的喷淋雾化使浆液和烟气充分接触，对烟气中的二氧化硫进行吸收。经过反应后的浆液通过二级升气集液器收集，通过脱硫浆液返回管回到浆液池，反应后的浆液含有剩余的碱性脱硫剂，在浆液池内继续被喷淋雾化进行脱硫，极大的保证了碱性脱硫剂的利用效率。充分反应的浆液呈弱酸性，通过溢流管道回到脱硫集液箱。脱硫集液箱能够有效的对吸收塔内的烟气进行水封，并且由于吸收塔内浆液只能单向流动到脱硫集液箱，所以脱硫集液箱内的浆液与吸收塔内浆液池浆液分离，可独立调节酸碱度，从外部持续添加碱性脱硫剂，使脱硫集液箱内的浆液保持一定的碱性，能够极大提高对烟气的脱硫效果。烟气通过优化设计后的高效脱硫区域，SO₂几乎全部被吸收，同时碱性浆液对烟气中剩余的NOx，有害离子也有良好的脱除效果。

烟气进入高效除尘区域，烟气经过三级升气集液器，进入高效除尘器，其除尘原理与第一区域相同，此不赘述，冲洗泵抽取除尘集液箱内洁净的工艺水，通过高效除尘器冲洗层对高效除尘器进行喷淋清洗，清洗后的浆液通过除尘浆液返回管回到除尘集液箱。洁净的工艺水为高效除尘器提供可持续的洁净水膜，并通过优化设计布局、合理的烟气流速等方式，进一步增大可除粉尘粒径的范围，提高除尘效率。

烟气最后进入除雾区域，除雾器为管式除雾器，也可为折流板或其他型式的除雾器，除雾原理与现有技术相同，此不赘述。为防止除雾器结垢，设置除雾器冲洗层对除雾器进行间断冲洗，烟气经过除雾器除雾后通过烟囱排入大气。

本发明的优点效果：(1)实现了烟气脱硫脱硝除尘一体化，极大的减少了占地面积和投资成本；(2)优化了气体流场，提高了气液传质效果，与常规脱硫脱硝除尘塔相比，可降低吸收塔约30%的高度；(3)优化了工艺流程，脱硫剂、氧化剂均为单一种类药剂并进行了充分利用，极大降低了系统的运行成本；(4)脱硫脱硝除尘效果好，液气比低，系统能耗少磨损少，降低了运行和维护费用；(6)塔内设置了粗除尘器和高效除尘器，提高了吸收塔内部对粉尘的捕捉效率，在合理的入口粉尘浓度下可不设塔外除尘器，降低了投资和运行费用；(5)装置适用范围广，可靠性高，完全可应用于低温、高湿度等工况的工业窑炉的脱硫脱硝除尘；(6)塔内设置粗除尘器和高效除尘器，提高了吸收塔内部对粉尘的捕捉效率，在一定的入口粉尘浓度下可不设塔外除尘器；(7)塔内流通口空间大，阻力小，无堵塞风险、制作简单、维护方便，拥有较高的性价比。

附图说明

图1是本发明实施例1的一种结构示意图。

图2是本发明的一种旋流式水膜除尘器结构示意图。

图3是本发明的一种导管式升气集液器结构示意图。

图4是本发明的一种导管式升气集液器俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细阐述：

如图所示，一种湿法脱硫脱硝除尘工艺，其特征在于烟气由入口烟道1进入、依次经过粗除尘器2、一级脱硫喷淋层3、一级升气集液器4、脱硝喷淋层5、二级升气集液器6、二级脱硫喷淋层7、三级升气集液器8、高效除尘器9、高效除尘器冲洗层10、除雾器11和除雾器冲洗层12后由出口烟道13排出，所述的一级脱硫喷淋层3和浆液池14形成独立的循环系统，该循环的优势在于能大范围的调节浆液池内浆液的酸性程度，对于需要强制氧化的石灰石-石膏法，PH值越低越利于氧化，但PH值低至4便无法进行脱硫，传统脱硫方法为达到脱硫和强制氧化的平衡PH值通常选择在5.5左右，而本循环可在实际工况急需强化氧化效果时PH值低至4运行，脱硫部分由更高效的二级脱硫喷淋层完成即可，从而增强了系统对各类脱硫工况的适应性；所述的脱硝喷淋层5、一级升气集液器4和脱硝集液箱15形成独立的循环系统，该循环的优势在于实现了独立控制脱硝集液箱浆液氧化剂浓度，隔离了其他不同区域不同性质的浆液，使脱硝集液箱的浆液保持稳定的化学性能而不受影响，充分保证了氧化剂的利用效率和使用效果，方便的达到最佳的运行方式；高效除尘器冲洗层10、三级升气集液器8和除尘集液箱16形成独立的循环系统，该循环的优势在于通过独立循环，隔离了系统中含有固含物或化学反应副产物的浆液，使除尘集液箱浆液脱离凝固粘结性质，最大限度的保持了接近水的冲洗效果，该循环也同时保持了较大水量的冲洗性能和高效除尘器内稳定的持液量，从而大幅提高了水膜的除尘效率；一级脱硫喷淋层3、二级脱硫喷淋层7、二级升气集液器6和浆液箱14、脱硫集液箱17形成交叉的循环系统。该交叉循环系统的突出优势为将整个脱硫过程连接为一个整体，脱硫集液箱内碱性的浆液通过二级脱硫喷淋层对烟气进行脱硫，脱硫后的浆液到达浆液池，通过一级脱硫喷淋层再次对烟气进行脱硫，充分利用了碱性脱硫剂。脱硫集液箱浆液和浆液池浆液相对独立，脱硫集液箱浆液的酸碱性不直接影响浆液池浆液的酸碱性，从而形成了两种浆液的PH值差值，使得脱硫集液箱浆液即便为强碱性浆液，浆液池内浆液也可保持酸性，例如脱硫采用石灰石-石膏强制氧化工艺，则该循环具有既能应用碱性浆液高效脱硫，又能保持酸性浆液利于氧化的优势，具有广泛的脱硫工艺的适应性。

本发明所述的一级脱硫层喷淋层3是由浆液泵18抽取浆液池14内的弱酸性浆液进行喷淋雾化，所述的二级脱硫喷淋层7是由脱硫泵19抽取脱硫集液箱17中的碱性浆液进行喷淋雾化，经过两次喷淋雾化，将烟气中大部分SO₂ 被吸收，碱性浆液的应用能够大幅度提高烟气的脱硫效果。

本发明所述的脱硝喷淋层5是由脱硝泵20抽取脱硝集液箱15内的含氧化剂浆液进行喷淋雾化，氧化剂可以是次氯酸钠、二氧化氯、过氧化氢、亚氯酸钠等。脱硝喷淋层对氧化剂浆液进行独立的循环雾化，充分保证了氧化剂的有效利用，并增强脱硝效率。

本发明所述的高效除尘器冲洗层10布置在高效除尘器上方，通过冲洗泵21抽取除尘集液箱16内洁净的工艺水对高效除尘器进行喷淋清洗，并为高效除尘器提供可持续的洁净水膜，进一步提高了除尘效率。

一种湿法脱硫脱硝除尘装置，包括吸收塔外壳，其特征在于吸收塔外壳内由下到上依次设有浆液池14、入口烟道1、粗除尘器2、一级脱硫喷淋层3、一级升气集液器4、脱硝喷淋层5、二级升气集液器6、二级脱硫喷淋层7、三级升气集液器8、高效除尘器9、高效除尘器冲洗层10、除雾器11和除雾器冲洗层12，其中入口烟道1设置在吸收塔外壳的壳壁上，吸收塔外壳外设置浆液泵18、溢流管道22、脱硝集液箱15、脱硝泵20、脱硝浆液返回管23、脱硫集液箱17、脱硫泵19、脱硫浆液返回管24、除尘集液箱16、冲洗泵21、除尘浆液返回管25，其中浆液池经导管与一级脱硫喷淋层相连接，导管上设有浆液泵，脱硝集液箱经导管与脱硝喷淋层相连接，导管上设有脱硝泵，一级升气集液器经脱硝浆液返回管与脱硝集液箱相连接，浆液池经溢流管道与脱硫集液箱相连接，脱硫集液箱经导管与二级脱硫喷淋层相连接，导管上设有脱硫泵，脱硫浆液返回管一端与二级升气集液器相连接，另一端与浆液池相连接，除尘浆液返回管一端与三级升气集液器相连接，另一端与除尘集液箱相连接，除尘集液箱经导管与高效除尘器冲洗层相连接，导管上设有冲洗泵。

本发明所述的粗除尘器2和高效除尘器9由至少三个旋流式水膜除尘器组成，旋流式水膜除尘器以焊接或组装的方式在吸收塔外壳内并垂直固定，所述的旋流式水膜除尘器是在筒管的内管壁下端部分别设有湍流叶片和旋流叶片，旋流叶片设置在湍流叶片上方，两者间距为100-200mm，湍流叶片呈水平夹角为70°-85°均匀的分布在管壁上，旋流叶片呈水平夹角为15°-30°均匀的分布在管壁上，湍流叶片和旋流叶片的型式均为常规扇形叶片，其中心孔直径、湍流叶片数量、旋流叶片数量由烟气量、喷淋层浆液量、烟气流速等参数决定。其突出优势为湍流叶片的设置，提升了烟气流速并在形成剧烈的烟气湍流，尘粒与雾滴之间发生激烈的碰撞并凝聚成直径较大的含尘雾滴，并且由于湍流叶片有一定的倾斜角度，形成一定的离心运动，使雾滴向管壁处聚集；旋流叶片的设置，使带有较大雾滴的烟气产生加速，形成剧烈的离心运动，含尘雾滴与管壁的水膜接触后而被湮灭捕获，从而高效的去除了烟气中的粉尘颗粒。粗除尘器除了有增强除尘能力的作用外，还可以充分混合烟气，增强气液传质，提高脱硫效率。

本发明所述的一级升气集液器、二级升气集液器、三级升气集液器为导管式升气集液器，导管式升气集液器设置隔板、导管，隔板中心点和周边凸、中间凹，隔板的横截面呈W型， 隔板的同边与吸收塔外壳内壁相连接，隔板上设有导管孔，导管的周边与导管孔相连接，吸收塔外壳内壁由隔板分成两个独立的腔室，两腔室经导管相连通，导管孔导管为弯管，导管的进口（下开口）和出口（上开口）的轴线呈90°，导管的进口垂直向下，导管出口为与导管出口轴向呈40-55°的坡形出口，各导管出口轴线与吸收塔中收线呈倾斜状，倾斜角为50-70°，使烟气产生旋转。导管式升气集液器中的隔板将上下两区域的浆液进行隔离，并使烟气产生湍流、旋流等烟气状态，充分优化气体流场，从而使脱硫、脱硝、除尘区域相对独立工作，强化了各区域的净化效果。

本发明所述的除雾器可为管式除雾器和折流板除雾器其中一种，与常用技术方案相同，烟气经过除雾器后去除较大颗粒的雾滴，从而减少了吸收塔的水分损失，防止对后续设备的腐蚀。

本发明所述的除雾器冲洗层与常用技术方案相同，通过喷淋洁净的工艺水，间断性为除雾器进行冲洗，防止堵塞情况发生。

本发明所述的脱硝集液箱设置在吸收塔外壳外，脱硝集液箱可加入氧化剂配置氧化剂浆液，经过脱硝泵喷淋后的浆液通过脱硝浆液返回管回到脱硝集液箱，从而对剩余氧化剂进行充分利用。

本发明所述的脱硫集液箱设置在吸收塔外壳外，脱硫集液箱可从外部添加碱性脱硫剂，使浆液具有碱性，通过设置的脱硫泵进行喷淋脱硫，脱硫后的浆液返回吸收塔浆液池，并通过溢流管道回到脱硫集液箱。脱硫集液箱能够有效的对吸收塔内的烟气进行水封，并且由于吸收塔内浆液只能单向流动到脱硫集液箱，所以脱硫集液箱内的浆液与吸收塔内浆液池浆液分离，可独立调节酸碱度，大幅提高了对烟气的脱硫效果。

本发明使用时，烟气从吸收塔外壳的壳壁上的入口烟道进入并向上流动，经过粗除尘器的湍流叶片时，湍流叶片提升了烟气流速，在湍流叶片区域内形成剧烈的湍流，尘粒与雾滴之间发生激烈的碰撞和凝聚，同时湍流区域的长度保证了足够的碰撞和凝聚空间，烟气流出湍流叶片区域后，流速降低，雾滴与尘粒凝聚成直径较大的含尘雾滴。由于湍流叶片有一定的倾斜角度，所以烟气流经时会进行预旋转，形成一定的离心运动，使雾滴向管壁处聚集；带有较大雾滴的烟气流经旋流叶片时产生加速，形成剧烈的离心运动，含尘雾滴与管壁的水膜接触后而被湮灭捕获。烟气经过除尘区域脱除了大部分粉尘颗粒。

烟气经过粗除尘器除尘后流动到脱硫区域，浆液泵抽取浆液池内的弱酸性浆液，通过一级脱硫喷淋层的雾化对烟气进行洗涤，脱除了大部分SO₂、氟化物等有害物质，并为除尘区域提供稳定的持液量。经过除尘脱硫净化后的烟气，能很大程度的减少后续各种化学反应中的副反应，从而提高了后续功能区域的效果。

烟气经过脱硫区域后进入脱硝区域，烟气通过一级升气集液器，优化了气体流场并进入脱硝区域，脱硝泵抽取脱硝集液箱内的氧化剂浆液，通过脱硝喷淋层的喷淋雾化使浆液和烟气充分接触，对烟气中的NO进行氧化吸收。经过反应后的浆液通过一级升气集液器收集，通过脱硝浆液返回管回到脱硝集液箱，充分保证了氧化剂的利用效率，并通过独立控制脱硝集液箱浆液氧化剂浓度、浆液雾化流量等参数，调整所需的氧化吸收效率，以达到最佳的运行方式。烟气通过优化设计后的脱硝区域，大部分NO被氧化吸收，大幅提高了脱硝效率。

烟气优化了气体流场进入高效脱硫区域，烟气经过二级升气集液器,优化了气体流场并进入高效脱硫区域，脱硫泵抽取脱硫集液箱内的碱性浆液，通过二级脱硫喷淋层的喷淋雾化使浆液和烟气充分接触，对烟气中的二氧化硫进行吸收。经过反应后的浆液通过二级升气集液器收集，通过脱硫浆液返回管回到浆液池，反应后的浆液含有剩余的碱性脱硫剂，在浆液池内继续被喷淋雾化进行脱硫，极大的保证了碱性脱硫剂的利用效率。充分反应的浆液呈弱酸性，通过溢流管道回到脱硫集液箱。脱硫集液箱能够有效的对吸收塔内的烟气进行水封，并且由于吸收塔内浆液只能单向流动到脱硫集液箱，所以脱硫集液箱内的浆液与吸收塔内浆液池浆液分离，可独立调节酸碱度，从外部持续添加碱性脱硫剂，使脱硫集液箱内的浆液保持一定的碱性，能够极大提高对烟气的脱硫效果。烟气通过优化设计后的高效脱硫区域，SO₂几乎全部被吸收，同时碱性浆液对烟气中剩余的少量NOx，有害离子也有良好的脱除效果。

烟气进入高效除尘区域，烟气经过三级升气集液器，进入高效除尘器，其除尘原理与第一区域相同，此不赘述，冲洗泵抽取除尘集液箱内洁净的工艺水，通过高效除尘器冲洗层对高效除尘器进行喷淋清洗，清洗后的浆液通过除尘浆液返回管回到除尘集液箱。洁净的工艺水为高效除尘器提供可持续的洁净水膜，并通过优化设计布局、合理的烟气流速等方式，进一步增大可除粉尘粒径的范围，提高除尘效率。

烟气最后进入除雾区域，除雾器为管式除雾器，也可为折流板或其他型式的除雾器，除雾原理与现有技术相同，此不赘述。为防止除雾器结垢，设置除雾器冲洗层对除雾器进行间断冲洗，烟气经过除雾器除雾后通过烟囱排入大气。

本发明的优点效果：(1)实现了烟气脱硫脱硝除尘一体化，极大的减少了占地面积和投资成本；(2)优化了气体流场，提高了气液传质效果，与常规脱硫脱硝除尘塔相比，可降低吸收塔约30%的高度；(3)优化了工艺流程，脱硫剂、氧化剂均为单一种类药剂并进行了充分利用，极大降低了系统的运行成本；(4)脱硫脱硝除尘效果好，液气比低，系统能耗少磨损少，降低了运行和维护费用；(6)塔内设置了粗除尘器和高效除尘器，提高了吸收塔内部对粉尘的捕捉效率，在合理的入口粉尘浓度下可不设塔外除尘器，降低了投资和运行费用；(5)装置适用范围广，可靠性高，完全可应用于低温、高湿度等工况的工业窑炉的脱硫脱硝除尘；(6)塔内设置粗除尘器和高效除尘器，提高了吸收塔内部对粉尘的捕捉效率，在一定的入口粉尘浓度下可不设塔外除尘器；(7)塔内流通口空间大，阻力小，无堵塞风险、制作简单、维护方便，拥有较高的性价比。

实施例1：

如图1所示，某130t循环流化床锅炉烟气参数为：标况烟气量180000Nm³/h，入口烟气温度为140℃，干基二氧化硫浓度为3000mg/ Nm³，干基氮氧化物浓度为400mg/ Nm³，经布袋除尘器后干基粉尘浓度为50 mg/ Nm³，氧含量为11%。

设计吸收塔径为5.4m，塔内表观气体流速为3.36m/s，升气集液器的导管数量为16根，管径为450mm，除尘器的除尘管数为85根，管径为450mm，采用亚氯酸钠为氧化剂、氢氧化钠为碱性吸收剂。经检测脱硫效率大于99.5%，脱硝氧化效率大于87%，除尘后干基粉尘浓度小于5mg/ Nm³，满足排放要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，但实施例和附图并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种湿法脱硫脱硝除尘工艺，其特征在于烟气由入口烟道进入、依次经过粗除尘器、一级脱硫喷淋层、一级升气集液器、脱硝喷淋层、二级升气集液器、二级脱硫喷淋层、三级升气集液器、高效除尘器、高效除尘器冲洗层、除雾器和除雾器冲洗层后由出口烟道排出，所述的一级脱硫喷淋层和浆液池形成独立的循环系统，能大范围的调节浆液池内浆液的酸性程度，强制氧化的石灰石-石膏法使PH降低至4；所述的脱硝喷淋层、一级升气集液器和脱硝集液箱形成独立的循环系统，实现了独立控制脱硝集液箱浆液氧化剂浓度，隔离了其他不同区域不同性质的浆液，使脱硝集液箱的浆液保持稳定的化学性能而不受影响；高效除尘器冲洗层、三级升气集液器和除尘集液箱形成独立的循环系统，通过独立循环，隔离了系统中含有固含物或化学反应副产物的浆液，使除尘集液箱浆液脱离凝固粘结性质，最大限度的保持了接近水的冲洗效果，同时保持了较大水量的冲洗性能和高效除尘器内稳定的持液量；一级脱硫喷淋层、二级脱硫喷淋层、二级升气集液器和浆液箱、脱硫集液箱形成交叉的循环系统。

2.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫脱硝除尘工艺，其特征在于将整个脱硫过程连接为一个整体，脱硫集液箱内碱性的浆液通过二级脱硫喷淋层对烟气进行脱硫，脱硫后的浆液到达浆液池，通过一级脱硫喷淋层再次对烟气进行脱硫，充分利用了碱性脱硫剂。

3.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫脱硝除尘工艺，其特征在于一级脱硫层喷淋层是由浆液泵抽取浆液池内的弱酸性浆液进行喷淋雾化，所述的二级脱硫喷淋层是由脱硫泵抽取脱硫集液箱中的碱性浆液进行喷淋雾化，经过两次喷淋雾化，将烟气中大部分SO₂ 被吸收，碱性浆液的应用能够大幅度提高烟气的脱硫效果。

4.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫脱硝除尘工艺，其特征在于脱硝喷淋层是由脱硝泵抽取脱硝集液箱内的含氧化剂浆液进行喷淋雾化，氧化剂是次氯酸钠或二氧化氯或过氧化氢或亚氯酸钠中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫脱硝除尘工艺，其特征在于高效除尘器冲洗层布置在高效除尘器上方，冲洗泵抽取除尘集液箱内洁净的工艺水对高效除尘器进行喷淋清洗。

6.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫脱硝除尘装置，其特征在于一种湿法脱硫脱硝除尘装置，包括吸收塔外壳，其特征在于吸收塔外壳内由下到上依次设有浆液池、入口烟道、粗除尘器、一级脱硫喷淋层、一级升气集液器、脱硝喷淋层、二级升气集液器、二级脱硫喷淋层、三级升气集液器、高效除尘器、高效除尘器冲洗层、除雾器和除雾器冲洗层，其中入口烟道设置在吸收塔外壳的壳壁上，吸收塔外壳外设置浆液泵、溢流管道、脱硝集液箱、脱硝泵、脱硝浆液返回管、脱硫集液箱、脱硫泵、脱硫浆液返回管、除尘集液箱、冲洗泵、除尘浆液返回管，其中浆液池经导管与一级脱硫喷淋层相连接，导管上设有浆液泵，脱硝集液箱经导管与脱硝喷淋层相连接，导管上设有脱硝泵，一级升气集液器经脱硝浆液返回管与脱硝集液箱相连接，浆液池经溢流管道与脱硫集液箱相连接，脱硫集液箱经导管与二级脱硫喷淋层相连接，导管上设有脱硫泵，脱硫浆液返回管一端与二级升气集液器相连接，另一端与浆液池相连接，除尘浆液返回管一端与三级升气集液器相连接，另一端与除尘集液箱相连接，除尘集液箱经导管与高效除尘器冲洗层相连接，导管上设有冲洗泵。

7.根据权利要求5所述的一种湿法脱硫脱硝除尘装置，其特征在于粗除尘器和高效除尘器由至少三个旋流式水膜除尘器组成，旋流式水膜除尘器以焊接或组装的方式在吸收塔外壳内并垂直固定，所述的旋流式水膜除尘器是在筒管的内管壁下端部分别设有湍流叶片和旋流叶片，旋流叶片设置在湍流叶片上方，两者间距为100-200mm，湍流叶片呈水平夹角为70°-85°均匀的分布在管壁上，旋流叶片呈水平夹角为15°-30°均匀的分布在管壁上

根据权利要求5所述的一种湿法脱硫脱硝除尘装置，其特征在于一级升气集液器、二级升气集液器、三级升气集液器为导管式升气集液器，导管式升气集液器设置隔板、导管，隔板中心点和周边凸、中间凹，隔板的横截面呈W型， 隔板的同边与吸收塔外壳内壁相连接，隔板上设有导管孔，导管的周边与导管孔相连接，吸收塔外壳内壁由隔板分成两个独立的腔室，两腔室经导管相连通，导管孔导管为弯管，导管的进口和出口的轴线呈90°，导管的进口垂直向下，导管出口为与导管出口轴向呈40-55°的坡形出口，各导管出口轴线与吸收塔中收线呈倾斜状，倾斜角为50-70°。

8.根据权利要求5所述的一种湿法脱硫脱硝除尘装置，其特征在于除雾器为管式除雾器或折流板除雾器中的一种。