CN107261781B - 一种脱硫脱硝除尘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱硫脱硝除尘系统，包括依次与锅炉通过烟气管道连接的主烟道、脱硝反应器、第一除尘装置、脱硫塔、第二除尘装置和烟囱，脱硫塔内自下而上包括烟气入口、预处理池、蜂窝填料组件、喷淋吸收组件、除雾器和烟气出口，烟气入口与预处理池连通，预处理池与脱硫塔内壁之间设有回收池；喷淋吸收组件与回收池连通；预处理池连接至碱液池；蜂窝填料组件包括纵截面为蜂窝状的骨架和设于骨架内的填料，骨架内的一个六边形腔室为一个蜂窝单元；骨架由非透气性材料制成且所述骨架上开设有从蜂窝填料组件的底部至顶部并供烟气通过的若干烟气通道，烟气通道为弯曲设置。具有脱硫效果好，脱销、除尘效率高的优势。
Description
技术领域
本发明涉及热电厂烟气处理技术领域，特别涉及一种脱硫脱硝除尘系统。
背景技术
我国是煤炭使用大国，可燃物在燃烧器(即锅炉)中燃烧产生烟气，是热电厂的主要排放物之一。由于烟气中通常含有大量的氮氧化物NOx、硫化物SO2以及粉尘，一方面会导致腐蚀性很强的酸雨，另一方面排放的粉尘会带来大气污染，危害身体健康，因此烟气在排放之前必须经过脱硫脱硝除尘处理。
现有的脱硫脱硝除尘系统大体上包括脱硝反应器、除尘装置、脱硫塔和烟囱等设备，烟气经过脱硝、脱硫和除尘等操作达到排放要求后，从烟囱排出。随着环保要求的不断提高，为了达到新的环保要求，需要对脱硫脱硝除尘系统做进一步改造，来满足不断提高的排放标准。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱硫脱硝除尘系统，具有脱硫效果好，脱销、除尘效率高的优势。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种脱硫脱硝除尘系统，包括依次与锅炉通过烟气管道连接的主烟道、脱硝反应器、第一除尘装置、脱硫塔、第二除尘装置和烟囱，脱硫塔内自下而上包括烟气入口、预处理池、蜂窝填料组件、喷淋吸收组件、除雾器和烟气出口，烟气入口与预处理池连通，预处理池与脱硫塔内壁之间设有回收池；喷淋吸收组件与回收池连通；预处理池连接至碱液池；蜂窝填料组件包括纵截面为蜂窝状的骨架和设于骨架内的填料，骨架内的一个六边形腔室为一个蜂窝单元；骨架由非透气性材料制成且骨架上开设有从蜂窝填料组件的底部至顶部并供烟气通过的若干烟气通道，烟气通道为弯曲设置。
采用上述方案，由于骨架由非透气性材料制成，烟气只能沿着由烟气通道所确定的路径移动，因为烟气通道为弯曲设置，增大了烟气在蜂窝填料组件上经过的距离，提高了烟气与填料的接触时间，从而提高烟气的吸收效果，提高脱硫效果；在脱硫塔的两侧均设置除尘装置，提高了除尘效果。
进一步优选为：两个蜂窝单元在两者的共边处连通，烟气通道所占据的蜂窝单元的数量至少为蜂窝填料组件在竖直方向上的蜂窝单元数量的两倍。
采用上述方案，由于烟气通道所占据的蜂窝单元的数量至少为蜂窝填料组件在竖直方向上的蜂窝单元数量的两倍，进一步增大了烟气在蜂窝填料组件上经过的距离，提高了烟气与填料的接触时间，从而提高烟气的吸收效果，提高脱硫效果。
进一步优选为：骨架包括至少两个高度相同且在垂直于蜂窝单元方向上互相连接的骨架单元，不同骨架单元上的烟气通道走向不同。
采用上述方案，不同的烟气通道将烟气分成多股气流，并沿着不同的路径向上移动，一方面，有利于将气流分散至蜂窝填料组件的不同位置，使烟气与蜂窝填料组件均匀接触，提高脱硫效果；另一方面，多股分散的气流在蜂窝填料组件上方重新汇合，形成紊流，与其上方的喷淋吸收组件产生的喷淋液逆流混合，有利于提高混合的均匀性，从而提高对烟气的脱硫效果。
进一步优选为：脱硫塔的内壁上设有填料包覆层，填料包覆层包括支架和设于支架内的填料。
采用上述方案，喷淋吸收组件在靠近脱硫塔的内壁的位置产生的喷淋液喷射到填料包覆层上，从而使烟气在填料包覆层处进行脱硫处理，提高了对脱硫塔的内壁处的烟气的脱硫效果。
进一步优选为：脱硫塔内壁的顶端的内缘周向上设有挡缘，挡缘和脱硫塔的内壁之间形成与碱液池连通的环形槽；挡缘与脱硫塔的内壁的连接处的周向上分布有漏孔，漏孔与填料包覆层的顶部抵接。支架为透水结构，填料包覆层与脱硫塔的内壁之间的距离为0.1-3cm。
采用上述方案，脱硫液从碱液池进入环形槽，并沿漏孔渗漏至填料包覆层，填料包覆层与脱硫塔的内壁之间的距离设为0.1-3cm，由于支架上的填料的表面张力作用，有利于在填料包覆层和脱硫塔的内壁之间形成均匀的液膜，用于保护脱硫塔的内壁不受烟气的腐蚀和侵害。
进一步优选为：蜂窝填料组件和喷淋吸收组件之间设有旋流板塔。
采用上述方案，烟气通过旋流板塔，形成切向初速度，靠离心力作用甩向脱硫塔内壁被水膜粘附并在水膜处发生脱硫、吸附等一系列过程，提高了脱硫和除尘的效果。
进一步优选为：预处理池内设有气体分布器，气体分布器与烟气入口连通。
采用上述方案，气体分布器将烟气均匀分布于预处理池内，提高烟气与预处理池内的脱硫液的接触面积，从而提高预处理的效果。
进一步优选为：预处理池外设有安装腔，安装腔内设有用于给预处理池内的液体提供超声波震荡的超声波发生器。
采用上述方案，预处理池中的脱硫液内存在一些微气泡，同时还存在烟气在气体分布器的作用下形成的气泡，这些气泡在超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成微激波，它可造成固体颗粒的破裂，有利于可溶固体颗粒的快速溶解。也有利于增大气体与液体的接触面积，从而提高了预除尘、预脱硫的效果。
进一步优选为：脱硝反应器设于主烟道内，脱硝反应器包括沿烟气气流方向依次设置的SNCR反应器和SCR反应器，SNCR反应器和SCR反应器之间通过热交换管道连接。
采用上述方案，采用内置式SCR-SNCR联合脱硝反应器，它结合了SCR技术脱硝效率高、SNCR技术成本低的特点，与传统SCR工艺相比，系统压降将大大减小，从而减少了引风机改造的工作量，降低了运行费用并降低了腐蚀危害。
进一步优选为：第一除尘装置为干式电除尘器且第二除尘装置为湿式电除尘器；干式电除尘器和脱硫塔之间设有引风机。
采用上述方案，金属放电线在直流高电压的作用下，将其周围气体电离，使粉尘或雾滴粒子表面荷电，荷电粒子在电场力的作用下向收尘极运动，并沉积在收尘极上，水流从集尘板顶端流下，在集尘板上形成一层均匀稳定的水膜，将板上的颗粒带走。因此，湿式电除尘器与干式电除尘器的除尘原理基本相同，都要经历荷电、收集和清灰三个阶段，干式电除尘器和湿式电除尘器最大的区别在于清灰方式的不同，湿式电除尘器采用液体冲刷集尘极表面来进行清灰。两种电除尘器联用，从而提高了系统的除尘效果。
综上所述，本发明具有以下有益效果：1、脱硫塔中由于骨架由非透气性材料制成，烟气只能沿着由烟气通道所确定的路径移动，因为烟气通道为弯曲设置，增大了烟气在蜂窝填料组件上经过的距离，提高了烟气与填料的接触时间，从而提高烟气的吸收效果，提高脱硫效果；2、将干式电除尘器和湿式电除尘器联用，高了系统的除尘效果；3、采用内置式SCR-SNCR联合脱硝反应器，它结合了SCR技术脱硝效率高、SNCR技术成本低的特点，与传统SCR工艺相比，系统压降将大大减小，从而减少了引风机改造的工作量，降低了运行费用并降低了腐蚀危害；4、液膜的设置一方面提高了烟气的脱硫效果，另一方面对脱硫塔的内壁进行保护，减少腐蚀。
附图说明
图1是实施例的整体结构简示图；
图2是实施例的脱硫塔内部结构及其相关部件的结构简示图；
图3是实施例的三个骨架单元的剖面结构示意图。
图中，10、锅炉；1、主烟道；2、脱硝反应器；21、SNCR反应器；22、SCR反应器；23、热交换管道；3、第一除尘装置；4、脱硫塔；41、烟气入口；42、预处理池；421、气体分布器；422、安装腔；423、超声波发生器；43、蜂窝填料组件；431、骨架；432、烟气通道；433、骨架单元；44、旋流板塔；45、喷淋吸收组件；451、回收泵；452、回收管；453、喷淋管；4531、雾化喷头；454、填料板；46、除雾器；47、烟气出口；48、回收池；491、填料包覆层；492、挡缘；493、环形槽；5、第二除尘装置；6、烟囱；7、碱液池；71、增压泵；8、废液处理池；9、引风机。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。
一种脱硫脱硝除尘系统，如图1所示，包括依次与锅炉10通过烟气管道连接的主烟道1、脱硝反应器2、第一除尘装置3、脱硫塔4、第二除尘装置5和烟囱6。脱硫塔4分别与碱液池7和废液处理池8连接。碱液池7内的脱硫液为回收利用的印染废碱液，印染废水中含有NaOH等碱性物质，当与烟气密切接触后，其反应为：
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O(1)；
Na2SO3+S02+H2O=2NaHSO3(2)；
总反应可写为：NaOH+SO2=NaHSO3(3)；
从而起到脱硫效果。
如图1所示，脱硝反应器2设于主烟道1内，脱硝反应器2包括沿烟气气流方向依次设置的SNCR反应器21和SCR反应器22，SNCR反应器21和SCR反应器22之间通过热交换管道23连接。
如图1所示，第一除尘装置3为干式电除尘器，干式电除尘器与其他除尘设备相比，耗能少，除尘效率高，适用于除去烟气中0．01—50μm的粉尘，而且可用于烟气温度高、压力大的场合，干式电除尘器的工作原理是利用高压电场使烟气发生电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离。干式电除尘器与脱硫塔4之间设有引风机9。
如图2所示，脱硫塔4内自下而上包括烟气入口41、预处理池42、蜂窝填料组件43、旋流板塔44、喷淋吸收组件45、除雾器46和烟气出口47。
如图2所示，烟气入口41设于脱硫塔4的底部，预处理池42设于脱硫塔4内侧底部，烟气入口41与预处理池42连通。预处理池42的外径小于脱硫塔4的内壁，因此预处理池42与脱硫塔4内壁之间的部分形成回收池48。碱液池7与预处理池42连通，碱液池7内的脱硫液通过增压泵71不断输送到预处理池42内。喷淋吸收组件45与回收池48通过回收泵451和回收管452连通，从而形成循环喷淋。回收池48连接至废液处理池8，用于不定期将回收池48内的脱硫液进行处理后排放。
如图2所示，预处理池42内设有气体分布器421，气体分布器421与烟气入口41连通。预处理池42外设有安装腔422，安装腔422内设有用于给预处理池42内的液体提供超声波震荡的超声波发生器423。预处理池42的上沿为齿形设置，从而利于脱硫液从预处理池42的上沿流下。
结合图2和图3，蜂窝填料组件43包括纵截面为蜂窝状的骨架431和设于骨架431内的填料，骨架431由非透气性材料制成。骨架431上开设有从蜂窝填料组件43的底部至顶部并供烟气通过的若干烟气通道432，骨架431内的一个六边形腔室为一个蜂窝单元，两个蜂窝单元在两者的共边处连通，从而形成该烟气通道432。烟气通道432为弯曲设置，烟气通道432所占据的蜂窝单元的数量至少为蜂窝填料组件43在竖直方向上的蜂窝单元数量的两倍。骨架431包括三个两个高度相同且在垂直于蜂窝单元方向上互相连接的骨架431单元，每个骨架431单元上设有至少三个烟气通道432，不同骨架431单元上对应位置的烟气通道432走向不同。如图3中即为三个骨架431单元的剖面结构示意图，图中，带箭头的直线所示即为烟气通道432，其中两个骨架431单元只分别显示一个烟气通道432。骨架431通常采用高耐腐蚀性的聚四氟乙烯材料制备而成，不同骨架431单元之间通过热粘接或卡接等方式固定在一起，在此不做限定。蜂窝填料组件43与脱硫塔4的内壁之间也可采取任意方式固定，同样不做限定。
如图2所示，喷淋吸收组件45包括依次间隔设置的喷淋管453和填料板454，喷淋管453的数量为三，填料板454的数量为二，喷淋管453上均匀排布有雾化喷头4531。
如图2所示，脱硫塔4的内壁上设有填料包覆层491，填料包覆层491包括支架和设于支架内的填料，支架为透水结构，填料包覆层491与脱硫塔4的内壁之间的距离为0.1-3cm。脱硫塔4内壁的顶端的内缘周向上设有挡缘492，挡缘492和脱硫塔4的内壁之间形成与碱液池7连通的环形槽493，挡缘492与脱硫塔4的内壁的连接处的周向上分布有漏孔，漏孔与填料包覆层491的顶部抵接。碱液池7内的脱硫液进入环形槽493，并沿着漏孔流到填料包覆层491与脱硫塔4的内壁之间，形成均匀包覆的水膜。填料包覆层491的支架可通过可塑性材料按照脱硫塔4内壁的形状分段制成，并沿着脱硫塔4内壁的周向拼接在一起，预留出安装填料板454和喷淋管453的空间，填料包覆层491与脱硫塔4的内壁之间可采取任意方式固定，在此不做限定。
如图2所示，除雾器46设于环形槽493上方，烟气出口47设于脱硫塔4的顶端。
如图2所示，第二除尘装置5为湿式电除尘器，湿式电除尘器与干式电除尘器的除尘原理基本相同，都要经历荷电、收集和清灰三个阶段，最大的区别在于清灰方式的不同，湿式电除尘器采用液体冲刷集尘极表面来进行清灰。
Claims (8)
1.一种脱硫脱硝除尘系统，包括依次与锅炉(10)通过烟气管道连接的主烟道(1)、脱硝反应器(2)、第一除尘装置(3)、脱硫塔(4)、第二除尘装置(5)和烟囱(6)，其特征是：所述脱硫塔(4)内自下而上包括烟气入口(41)、预处理池(42)、蜂窝填料组件(43)、喷淋吸收组件(45)、除雾器(46)和烟气出口(47)，所述烟气入口(41)与预处理池(42)连通，所述预处理池(42)与脱硫塔(4)内壁之间设有回收池(48)；所述喷淋吸收组件(45)与回收池(48)连通；所述预处理池(42)连接至碱液池(7)；所述蜂窝填料组件(43)包括纵截面为蜂窝状的骨架(431)和设于骨架(431)内的填料，骨架(431)内的一个六边形腔室为一个蜂窝单元；所述骨架(431)由非透气性材料制成且所述骨架(431)上开设有从蜂窝填料组件(43)的底部至顶部并供烟气通过的若干烟气通道(432)，所述烟气通道(432)为弯曲设置；所述脱硫塔(4)的内壁上设有填料包覆层(491)，所述填料包覆层(491)包括支架和设于支架内的填料；所述脱硫塔(4)内壁的顶端的内缘周向上设有挡缘(492)，所述挡缘(492)和脱硫塔(4)的内壁之间形成与碱液池(7)连通的环形槽(493)；所述挡缘(492)与脱硫塔(4)的内壁的连接处的周向上分布有漏孔，所述漏孔与填料包覆层(491)的顶部抵接；所述支架为透水结构，填料包覆层(491)与脱硫塔(4)的内壁之间的距离为0.1-3cm。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫脱硝除尘系统，其特征是：两个蜂窝单元在两者的共边处连通，所述烟气通道(432)所占据的蜂窝单元的数量至少为蜂窝填料组件(43)在竖直方向上的蜂窝单元数量的两倍。
3.根据权利要求2所述的一种脱硫脱硝除尘系统，其特征是：所述骨架(431)包括至少两个高度相同且在垂直于蜂窝单元方向上互相连接的骨架(431)单元，不同骨架(431)单元上的烟气通道(432)走向不同。
4.根据权利要求1所述的一种脱硫脱硝除尘系统，其特征是：所述蜂窝填料组件(43)和喷淋吸收组件(45)之间设有旋流板塔(44)。
5.根据权利要求1所述的一种脱硫脱硝除尘系统，其特征是：所述预处理池(42)内设有气体分布器(421)，所述气体分布器(421)与烟气入口(41)连通。
6.根据权利要求1所述的一种脱硫脱硝除尘系统，其特征是：所述预处理池(42)外设有安装腔(422)，所述安装腔(422)内设有用于给预处理池(42)内的液体提供超声波震荡的超声波发生器(423)。
7.根据权利要求1所述的一种脱硫脱硝除尘系统，其特征是：所述脱硝反应器(2)设于所述主烟道(1)内，所述脱硝反应器(2)包括沿烟气气流方向依次设置的SNCR反应器(21)和SCR反应器(22)，所述SNCR反应器(21)和SCR反应器(22)之间通过热交换管道(23)连接。
8.根据权利要求1所述的一种脱硫脱硝除尘系统，其特征是：所述第一除尘装置(3)为干式电除尘器且第二除尘装置(5)为湿式电除尘器；所述干式电除尘器和脱硫塔(4)之间设有引风机(9)。
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