CN107321161A - 一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，该装置用于除去锅炉烟气中携带的粉尘，其包括脱硫塔、设置在脱硫塔内的旋流凝并器、设置在旋流凝并器上方的多层喷淋装置、设置在多层喷淋装置上方的单相流管束式雾滴冷凝器，设置在单相流管束式雾滴冷凝器上方的高效多管除雾器组件和设置在脱硫塔底部的积液槽，脱硫塔底端设有烟气进口，顶端设有烟气出口，旋流凝并器设置在烟气进口上方，脱硫塔上对应于所述旋流凝并器和多层所述喷淋装置间隔开布置有多个检修人孔门，多层所述喷淋装置为重叠安装，每每两层喷淋装置之间设有聚气增效环。本发明的排放装置增加了烟气和液滴接触面积，提高化学反应速率，微细粉尘被喷淋液凝聚，洗涤效果好且成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体而言，涉及一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置。
背景技术
当前，国家环保部门对燃煤锅炉排放污染物标准及要求不断提高，并要求超净排放标准为：在基准氧含量6%的条件下，烟气、二氧化硫和氮氧化物的排放标准不高于5、35、50毫克每立方米，这给烟气治理技术带来了新的挑战，为提高烟气净化效果，需要在脱硫装置后增加湿式除尘器等设备，投资成本较高，能耗较高，因此，开发高效低能耗的脱硫技术是十分重要的。
发明内容
本发明旨在一定程度上解决上述技术问题之一。
有鉴于此，本发明提供了一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，该装置增加了烟气和液滴的接触面积，提高化学反应速率，微细粉尘被喷淋液凝聚，洗涤效果较好且成本较低。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，包括脱硫塔、设置在所述脱硫塔内的旋流凝并器、设置在所述旋流凝并器上方的多层喷淋装置、设置在所述喷淋装置上方的单相流管束式雾滴冷凝器、设置在单相管束式雾滴冷凝器上方的高效多管除雾器组件和设置在所述脱硫塔底部的积液槽，所述脱硫塔底端设有烟气进口，顶端设有烟气出口，所述旋流凝并器设置在所述烟气进口上方，所述脱硫塔上对应于所述旋流凝并器和多层所述喷淋装置间隔开布置有多个检修人孔门，多层所述喷淋装置为重叠安装，每每两层所述喷淋装置之间设有聚气增效环。
进一步，所述高效多管除雾器组件包括多个旋流除雾器，多个所述旋流除雾器通过法兰安装于所述脱硫塔内，所述旋流除雾器包括筒体、旋流叶片、文氏管、冲洗水管和挡水板，所述旋流叶片沿所述筒体的长度方向间隔开设置，所述文氏管设置在相邻两层所述旋流叶片之间，所述冲洗水管沿所述筒体的长度方向设置在所述筒体中间，所述挡水板设置在所述筒体的顶部。
进一步，靠近所述烟气进口处设有事故喷淋装置，当所述烟气进口进入的烟气温度较高时，所述事故喷淋装置对所述烟气进口进入的烟气进行降温处理。
进一步，所述单相流管束式雾滴冷凝器为采用PP材质管道组装而成的多层重叠管束格栅，其两端设置有集水箱，所述集水箱固定在所述脱硫塔内壁上。
进一步，所述烟气进口和所述烟气出口的内表面均设置有防止腐蚀的玻璃鳞片。
进一步，所述喷淋装置由喷淋管道和沿所述喷淋管道的长度方向间隔开排列的雾化喷嘴组成。
进一步，所述脱硫塔的塔壁上设有可向所述积液槽内通入空气的氧化空气管。
进一步，所述积液槽内设有搅拌器，所述搅拌器倾斜固定在所述脱硫塔的塔壁上。
进一步，所述搅拌器包括搅拌叶轮、与所述搅拌叶轮连接的转动轴，与所述转动轴连接的驱动电机，所述转动轴倾斜设置。
进一步，所述脱硫塔底端两侧对称设有地脚螺栓。
本发明的技术效果在于：根据本发明的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，包括脱硫塔、设置在所述脱硫塔内的旋流凝并器、设置在所述旋流凝并器上方的多层喷淋装置、设置在喷淋装置上方的单相流管束式雾滴冷凝器、设置在单相流管束式雾滴冷凝器上方的高效多管除雾器组件和设置在所述脱硫塔底部的积液槽。烟气携带微细雾滴进入旋流凝并器后，烟气从下而上经过旋流凝并器，烟气产生旋流切向力，将由上向下降落的喷淋液切割打散，提高烟气与喷淋液的接触几率，促使粉尘凝并聚团，并被喷淋液包裹，以提高粉尘的捕集效率；同时烟气通过旋流凝并器时，在塔内呈螺旋上升，延长了烟气在塔内停留时间，增加了气液两相接触几率和面积，加强化学传质效果，提高脱硫效率。
然后烟气向上经过多层喷淋装置，烟气中的二氧化硫被雾化喷淋液再次吸收，粉尘被雾化喷淋液再次洗涤、去除。
被二次净化的烟气继续向上流通，经过单相流管束式雾滴冷凝器时，烟气与流通在单相流管束式冷凝器中的冷水进行充分换热，含湿烟气中微细含尘雾滴急剧冷凝为大颗粒雾滴，并有部分粘附于PP管束表面，大部分返回脱硫塔内，既实现含尘雾滴的预收集，又避免了大量水分被烟气带走，起到了很好的节水效果，同时还缓解了高效多管除雾器雾滴处理的压力。
烟气继续向上流通到达高效多管除雾器组件，烟气在高效多管除雾器内，经过四层旋流叶片的旋流作用及挡水板的阻挡下，大量雾滴在离心力作用下被附着于筒壁，顺着漏水泄液槽孔流出，返回脱硫塔内，起到了净化作用，提高了除尘除雾效率，同时为防止高效多管除雾器内部结垢，自上而下设置了一根装有喷嘴的冲洗水管，对内壁定期冲洗。
附图说明
图1是根据本发明的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置的主视图。
图2是根据本发明的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置的左视图。
图3是根据本发明的单相流管束式雾滴冷凝器的主视图。
图4是根据本发明的单相流管束式雾滴冷凝器的俯视图。
图5是根据本发明的高效多管除雾器组件中的单个旋流除雾器的结构示意图。
其中，1-脱硫塔；2-烟气进口；3-旋流凝并器；4-检修人孔门；5-喷淋装置；6-单相流管束式雾滴冷凝器；7-高效多管除雾器组件；8-烟气出口；9-搅拌器；10-氧化空气管；11-聚气增效环；12-事故喷淋装置；13-地脚螺栓；14-集水箱；15-PP管束；16-筒体；17-旋流叶片；18-文氏管；19-冲洗水管；20-挡水板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1和图2所示，本发明提供了一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，包括脱硫塔1、设置在脱硫塔1内的旋流凝并器3、设置在旋流凝并器3上方的多层喷淋装置5、设置在喷淋装置5上方的单相流管束式雾滴冷凝器6、设置在单相流管束式雾滴冷凝器6上方的高效多管除雾器组件7和设置在脱硫塔1底部的积液槽，脱硫塔1底端设有烟气进口，顶端设有烟气出口8，旋流凝并器3设置在烟气进口上方，脱硫塔1上对应于旋流凝并器3和多层喷淋装置5间隔开布置有多个检修人孔门4，多层喷淋装置5为重叠安装，每每两层喷淋装置5之间设有聚气增效环11。
根据本发明的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，包括脱硫塔1、设置在脱硫塔1内的旋流凝并器3、设置在旋流凝并器3上方的多层喷淋装置5、设置在喷淋装置5上方的单相流管束式雾滴冷凝器6、设置在单相流管束式雾滴冷凝器6上方的高效多管除雾器组件7和设置在脱硫塔1底部的积液槽。烟气携带微细雾滴进入旋流凝并器3后，烟气从下而上经过旋流凝并器3，烟气产生旋流切向力，将由上向下降落的喷淋液切割打散，提高烟气与喷淋液的接触几率，促使粉尘凝并聚团，并被喷淋液包裹，以提高粉尘的捕集效率；同时烟气通过旋流凝并器3时，在塔内呈螺旋上升，延长了烟气在塔内停留时间，增加了气液两相接触几率和面积，加强化学传质效果，提高脱硫效率。
然后烟气向上经过多层喷淋装置5，烟气中的二氧化硫被雾化喷淋液再次吸收，粉尘被雾化喷淋液再次洗涤、去除。
被二次净化的烟气继续向上流通，经过单相流管束式雾滴冷凝器6时，烟气与流通在单相流管束式冷凝器6中的冷水进行充分换热，含湿烟气中微细含尘雾滴急剧冷凝为大颗粒雾滴，并有部分粘附于PP管束15表面，烟气中的大量水分被冷凝析出，返回脱硫塔1内，避免了大量水分被烟气带入大气，起到了很好的节水效果，缓解了后续雾滴处理的压力。
烟气继续向上流通到达高效多管除雾器组件7，烟气在旋流除雾器内，经过旋流叶片17的旋流作用、文氏管18的加速作用及挡水板20的阻挡下，大量雾滴在离心力作用下被附着于筒体16内壁，顺着漏水泄液槽孔流出，返回脱硫塔1内，起到了净化作用，提高了除尘除雾效率，同时为防止高效多管除雾器组件7内部结垢，筒体16内自上而下设置了一根装有喷嘴的冲洗水管19，对内壁定期冲洗。
具体而言，检修人孔门4用于对脱硫塔1内部的装置进行检修和维护。
根据本发明的一个具体实施例，聚气增效环11加装在喷淋层以下，防止烟气逃逸，聚气增效环11用于防止塔壁面烟气短路，提高二氧化硫与喷淋液化学反应几率。具体而言，二氧化硫的浓度在脱硫塔1的截面上的变化是两边高，中间低，靠近脱硫塔1内壁位置的浆液喷淋密度较脱硫塔1中心位置要低的多，同时，浆液在喷到脱硫塔1内壁上时，会形成液膜沿脱硫塔1的内壁流下来，这部分气液接触面的传质效果较差，一部分烟气没有经过足够的气液接触而离开喷淋区，造成了烟气的逃逸，影响烟气脱硫效率，通过设置聚气增效环11后，加强气流的中心流动，有效避免了烟气短路的形成，从而提高烟气的脱硫效率。
根据本发明的一个具体实施例，烟气进口2和烟气出口8的内表面均设置有防止腐蚀的玻璃鳞片，由于烟气中带有腐蚀性物质，当烟气从烟气进口2进入或从烟气出口8流出时，易对烟气进口2或烟气出口8处造成腐蚀和破坏，因此在烟气进口2和烟气出口8的内表面设置玻璃鳞片后，防止烟气对烟气进口2和烟气出口8的腐蚀，提高装置的耐腐蚀性和使用寿命。
如图2所示，靠近烟气进口2处设有事故喷淋装置12，事故喷淋装置12沿竖直方向设置在烟气进口2处，当烟气进口2进入的烟气温度较高时，事故喷淋装置12对烟气进口2进入的烟气进行降温处理，防止烟气温度过高而对反应造成一定的影响。
根据本发明的一个具体实施例，烟气进口2处设置有两个事故喷淋装置12，提高降温速率和降温效果。
如图5所示，为本发明高效多管除雾器组件7中的单个旋流除雾器的结构示意图，高效多管除雾器组件7包括多个旋流除雾器，多个旋流除雾器通过法兰安装于脱硫塔1内，旋流除雾器包括筒体16、旋流叶片17、文氏管18、冲洗水管19和挡水板20，旋流叶片17沿筒体16的长度方向间隔开设置有多层，文氏管18设置于相邻两层旋流叶片17之间，且设置在筒体16的内壁，挡水板20设置在筒体16的顶端，冲洗水管19沿筒体16的长度方向设置在筒体16的中部，在挡水板20的下部附近，且位于筒体16的四周壁上设置有多条漏水泄液槽孔。
根据本发明的一个具体实施例，旋流叶片17设置有四层。
如图3和图4所示，单相流管束式雾滴冷凝器6包括集水箱14和PP管束15，PP管束15为采用PP材质管道组装而成的多层重叠管束格栅，其两端设置有集水箱14，PP管束15两端的集水箱14上分别设有进水管和出水管，集水箱14固定在所述脱硫塔1内壁上。通过单相流管束式雾滴冷凝器6一端的集水箱14的法兰接口泵入冷水，从单相流管束式雾滴冷凝器6的另一端的集水箱14的法兰接口排出冷水，期间经过多层喷淋装置5处理后的烟气继续上升，烟气经过单相流管束式雾滴冷凝器6时，含湿烟气中的微细含尘雾滴集聚冷凝为大颗粒雾滴，并有部分雾滴粘附于单相管束式雾滴冷凝器6的PP管束15的表面，大部分烟气返回脱硫塔1内，既实现含尘雾滴的预收集，又避免了大量水分被烟气带走，起到了良好的节水效果，同时还缓解了高效多管除雾器组件7的雾滴处理压力。
烟气继续上升到达高效多管除雾器组件7，烟气在单个旋流除雾器中，经过旋流叶片17的旋流作用、文氏管18的加速作用及挡水板20的阻挡下，大量雾滴在离心力作用下被附着于筒体16内壁，顺着漏水泄液槽孔流出，返回脱硫塔内，起到了净化作用，提高了除尘除雾效率，同时为防止高效多管旋流除雾器内部结垢，通过冲洗水管19，对内壁定期冲洗。
根据本发明的一个具体的实施例，旋流凝并器3的材质为合金钢材质。合金钢材质的旋流凝并器3结构强度和耐腐蚀性较强，可以满足系统长周期稳定运行要求。
根据本发明的一个具体实施例，喷淋装置5由喷淋管道和沿喷淋管道的长度方向间隔开排列的雾化喷嘴组成。雾化喷嘴用于喷洒喷淋液，喷淋液通过雾化喷嘴喷出后，快速与烟气接触，烟气中含有的二氧化硫可与喷淋液发生化学反应，与烟气中二氧化硫反应后的喷淋液降落到塔底的积液槽中，粉尘被大量喷淋液洗涤，有效降低二氧化硫及粉尘浓度。
经过旋流凝并器3与多层喷淋装置5的双重处理下，烟气中的二氧化硫排放浓度可满足当前超低排放要求。
如图1所示，积液槽内设有搅拌器9，搅拌器9固定在脱硫塔1的塔壁上。搅拌器9不断搅拌，使浆液流动。
具体而言，采用搅拌器9对积液槽内的浆液不断搅拌，使浆液流动，并通过氧化空气管10喷入大量空气，对塔底浆液不断氧化，形成石膏，并适时排出塔外，从而达到除尘低排放的标准。
根据本发明的一个具体实施例，搅拌器9的头部设有搅拌叶轮，搅拌叶轮连接有转动轴，转动轴连接有驱动电机，驱动电机固定在脱硫塔1的外壁上，启动驱动电机，转动轴在驱动电机的驱动作用下旋转，转动轴带动搅拌叶轮旋转，从而可对积液槽内的浆液进行搅拌。
根据本发明的一个具体实施例，搅拌器9包括对称设置在脱硫塔1两端的多个搅拌器9，其转动轴略微倾斜设置，搅拌叶轮略微倾斜，提高浆液的搅拌速率和搅拌效果。
如图1所示，脱硫塔1的塔壁上设有可向积液槽内通入空气的氧化空气管10。氧化空气管10可向积液槽内通入大量空气。氧化空气管10通过固定架固定在搅拌器9的上方，且氧化空气管10从脱硫塔1外部伸入到脱硫塔1的塔底，从而可向脱硫塔1的积液槽内喷入空气，空气进入浆液中，可促使浆液氧化成固体。
根据本发明的一个具体实施例，高效多管除雾器组件7设置有多层，多层高效多管除雾器组件7重叠设置，烟气从下至上流经多层高效多管除雾器组件7，多层高效多管除雾器组件7对烟气进行多级除雾处理，从而提高了除雾效率，减少污染物的排放，提高空气质量。
根据本发明的一个具体实施例，脱硫塔1底端两侧对称设有地脚螺栓13，地脚螺栓13用于固定脱硫塔1。当需要将脱硫塔1移动到其他位置时，可将地脚螺栓13拆下，移动脱硫塔1至他处，通过地脚螺栓13将其固定，保证脱硫塔1位置的固定，防止其倾倒，造成车间破坏。
综上所述，本发明通过单塔处理烟气能够同时达到脱硫协同除尘超低排放的效果，避免常规装置脱硫协同除尘效果的不足和增加湿式电除尘器等设备造成的投资成本的增加。
根据本发明的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，其工作原理如下：
烟气从烟气进口2进入后，在旋流凝并器3的作用下产生旋流切向力，该旋流切向力将由上向下降落的喷淋液切割打散，提高烟气与喷淋液的接触面积，促进粉尘凝并聚团，并被喷淋液包裹，以提高粉尘的捕集效率；
烟气通过旋流凝并器3后继续上升，在塔内呈螺旋上升，延长了烟气在塔内停留的时间，增加了烟气和喷淋液的接触时间，提高脱硫效率；
经过多层喷淋装置5处理后的烟气继续上升，上升的烟气流经单相流管束式雾滴冷凝器6，含湿烟气中的微细含尘雾滴急剧冷凝为大颗粒雾滴，并有部分雾滴粘附于单相流管束式雾滴冷凝器6的PP材质管道的表面，实现含尘雾滴的预收集，经过单相流管束式雾滴冷凝器6后的烟气继续上升；
上升的烟气经过高效多管除雾器组件7，烟气在高效多管除雾器组件7的作用下进一步对烟气中的含尘雾滴进行捕集；
与烟气中二氧化硫反应后的喷淋液降落到积液槽中，启动搅拌器9对浆液进行搅动，使得浆液流动起来；
通过氧化空气管10向积液槽的浆液内喷入大量的空气，对积液槽内的浆液不断的氧化，形成石膏，并适时的排出脱硫塔1外。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，其特征在于，包括脱硫塔、设置在所述脱硫塔内的旋流凝并器、设置在所述旋流凝并器上方的多层喷淋装置、设置在所述喷淋装置上方的单相流管束式雾滴冷凝器、设置在所述单相流管束式雾滴冷凝器上方的高效多管除雾器组件和设置在所述脱硫塔底部的积液槽，所述脱硫塔底端设有烟气进口，顶端设有烟气出口，所述旋流凝并器设置在所述烟气进口上方，所述脱硫塔上对应于所述旋流凝并器和多层所述喷淋装置间隔开布置有多个检修人孔门，多层所述喷淋装置为重叠安装，每每两层所述喷淋装置之间设有聚气增效环。
2.根据权利要求1所述的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，其特征在于，所述高效多管除雾器组件包括多个旋流除雾器，多个所述旋流除雾器通过法兰安装于所述脱硫塔内，所述旋流除雾器包括筒体、旋流叶片、文氏管、冲洗水管和挡水板，所述旋流叶片沿所述筒体的长度方向间隔开设置多层，所述文氏管设置在相邻两层所述旋流叶片之间，所述冲洗水管沿所述筒体的长度方向设置在所述筒体中间，所述挡水板设置在所述筒体的顶部。
3.根据权利要求1所述的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，其特征在于，靠近所述烟气进口处设有事故喷淋装置，当所述烟气进口进入的烟气温度较高时，所述事故喷淋装置对所述烟气进口进入的烟气进行降温处理。
4.根据权利要求1所述的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，其特征在于，所述单相流管束式雾滴冷凝器为采用PP材质管道组装而成的多层重叠管束格栅，其两端设置有集水箱，所述集水箱固定在所述脱硫塔内壁上。
5.根据权利要求1所述的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，其特征在于，所述烟气进口和所述烟气出口的内表面均设置有防止腐蚀的玻璃鳞片。
6.根据权利要求1所述的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，其特征在于，所述喷淋装置由喷淋管道和沿所述喷淋管道的长度方向间隔开排列的雾化喷嘴组成。
7.根据权利要求1所述的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，其特征在于，所述脱硫塔的塔壁上设有可向所述积液槽内通入空气的氧化空气管。
8.根据权利要求1所述的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，其特征在于，所述积液槽内设有搅拌器，所述搅拌器倾斜固定在所述脱硫塔的塔壁上。
9.根据权利要求8所述的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，其特征在于，所述搅拌器包括搅拌叶轮、与所述搅拌叶轮连接的转动轴，与所述转动轴连接的驱动电机，所述转动轴倾斜设置。
10.根据权利要求1所述的一种单塔脱硫协同除尘超低排放装置，其特征在于，所述脱硫塔底端两侧对称设有地脚螺栓。
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