CN108671737A - 烟气处理装置及湿法脱硫系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种烟气处理装置及湿法脱硫系统，所述装置，包括：具有烟气进口和烟气出口的吸收塔以及与所述吸收塔连接的液体喷淋器，所述液体喷淋器采用液体对流经所述烟气进口和所述烟气出口的烟气进行喷淋，所述烟气处理装置还包括：至少一冷却层，令所述液体喷淋器喷淋的液体经过所述至少一冷却层，所述至少一冷却层吸收所述液体喷淋器喷淋液体以及烟气的热量，使所述液体以及烟气降温。本发明实施例解决现有技术中无法减少净烟气中的水蒸气的问题。

Description

烟气处理装置及湿法脱硫系统
技术领域
本发明涉及烟气净化技术领域，尤其涉及一种烟气处理装置及湿法脱硫系统。
背景技术
湿法脱硫技术是一种应用较为广泛的烟气处理脱硫技术，是一种在烟气和/或工业尾气污染治理方面具有代表性的技术。进行湿法脱硫时，通常是采用石灰石或石灰的浆液作为脱硫剂，在吸收塔内利用含有脱硫剂的浆液对烟气进行洗涤，使烟气中的SO2与脱硫剂反应生成CaSO3和CaSO4等，实现脱硫。但现有的湿法脱硫技术存在一些问题，例如，喷淋洗涤净化设备后均需安装除雾器去除喷淋过程中产生的夹杂在烟气中的微小液滴。但现有的除雾器如平板式除雾器、屋脊式除雾器等均无法去除烟气中以蒸汽形式存在的水分，这使得湿法脱硫技术的耗水量大，增加了运行成本。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种烟气处理装置及湿法脱硫系统，以解决现有技术中无法减少净烟气中的水蒸气的问题。
根据本发明的一方面，提供一种烟气处理装置，包括：具有烟气进口和烟气出口的吸收塔以及与所述吸收塔连接的液体喷淋器，所述液体喷淋器采用液体对流经所述烟气进口和所述烟气出口的烟气进行喷淋，所述烟气处理装置还包括：至少一冷却层，令所述液体喷淋器喷淋的液体经过所述至少一冷却层，所述至少一冷却层吸收所述液体喷淋器喷淋液体以及烟气的热量，使所述液体以及烟气降温。
可选的，所述液体喷淋器所喷淋的液体来自位于所述吸收塔底部的浆液容置空间。
可选的，所述液体喷淋器所喷淋的液体还来自位于所述吸收塔内部或者外部的供水装置。
可选的，所述供水装置为供水循环器，所述供水循环器包括供水容置空间以及供水泵，所述供泵令供水从所述供水容置空间提供至所述液体喷淋器。
可选的，所述供水循环器还包括收集所述吸收塔内冷凝液体和供水循环器喷淋液体的集水器，所述集水器将收集的液体提供至所述供水容置空间。
可选的，至少一所述冷却层复用所述吸收塔中的气液耦合器。
可选的，所述气液耦合器采用导热材质制成。
可选的，所述气液耦合器包括多个交错设置的换热结构，所述换热结构令与其接触的喷淋液体和烟气的热量传导至所述换热结构。
可选的，所述冷却层与冷源连接。
根据本发明的另一方面，提供一种湿法脱硫系统，其包括上述的烟气处理装置。
本发明实施例提供的烟气处理装置，该烟气处理装置的吸收塔用于对烟气进行处理，例如对烟气进行脱硫处理。烟气进口用于供烟气进入吸收塔内，烟气出口用于供处于后的烟气排出吸收塔。液体喷淋器用于喷淋液体，使其对烟气进行处理，例如，吸收烟气中的SO2，以防止有害气体排入空气中对环境造成损害。冷却层用于与液体喷淋器喷淋的液体以及烟气接触，以通过冷却层吸收喷淋液体的热量使液体降温，这样当液体与烟气接触时，降低了烟气的温度，所述冷却层还直接吸收烟气中的热量，降低烟气的温度。因此，本发明实施例减少了烟气中含有的水蒸气。通过这种方式可以减少吸收塔内的水分蒸发，减少水资源的浪费，降低耗水量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种烟气处理装置及烟囱的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种烟气处理装置及烟囱的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的烟气处理装置中冷却层的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的烟气处理装置中冷却层中的叶片的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明的实施例，提供一种烟气处理装置，该烟气处理装置吸收塔1、液体喷淋器和至少一冷却层4，吸收塔1具有烟气进口11和烟气出口12，所述液体喷淋器与吸收塔1连接，用于令浆液对流经烟气进口11和烟气出口12的烟气进行喷淋，所述至少一冷却层4令液体喷淋器中的浆液接触所述至少一冷却层，通过所述至少一冷却层吸收所述液体喷淋器中液体的热量，使液体降温。所述冷却层还吸收所述吸收塔1中烟气的热量，使烟气降温。
该烟气处理装置的吸收塔1用于对烟气进行处理，例如对烟气进行脱硫处理。烟气进口11用于供烟气进入吸收塔1内，烟气出口12用于供处于后的烟气排出吸收塔1。液体喷淋器用于喷淋液体，使其对烟气进行处理，例如，吸收烟气中的SO2，以防止有害气体排入空气中对环境造成损害。所述至少一冷却层4用于与所述液体喷淋器喷淋的液体接触，以通过所述至少一冷却层4吸收液体的热量使液体降温，这样当液体与烟气反应时，降低了烟气的温度从而减少了烟气中含有的水蒸气。通过这种方式可以减少吸收塔1内的水分蒸发，减少水资源的浪费，降低耗水量，而且消除了烟气中的“白烟”。
如图1所示，吸收塔1的烟气出口12位于烟气进口11的上方。
可选地，在本实施例的一种可行方式中，所述液体喷淋器所喷淋的液体来自位于所述吸收塔底部的浆液容置空间17。其中，所述浆液容置空间17位于所述吸收塔1的底部，烟气进口11位于所述浆液容置空间17的上方。
可选地，所述液体喷淋器可以为设置在吸收塔1内的至少一喷淋层8，且位于浆液容置空间17上方，喷淋层8用于喷淋浆液，使通过烟气进口11进入的烟气在向上流动的过程中与喷淋层8喷淋出的浆液接触并反应，实现脱硫。
可选地，为了提升脱硫处理效果，喷淋层8上设置有雾化喷嘴，用于将浆液雾化，使浆液与烟气接触脱硫的效果更好。
可选地，还包括浆液循环管道9设置在吸收塔1上，且可将浆液容置空间17内的浆液输送到喷淋层8。
例如，在本实施例中，所述浆液循环管道9设置在吸收塔1外，且所述浆液循环管道9的下端与所述浆液容置空间17连接，所述浆液循环管道9的上端与所述喷淋层8连接。所述浆液循环管道9用于为所述浆液的流动提供通道。所述浆液循环管道9设置在所述吸收塔1外，使得所述浆液在通过所述浆液循环管道9流动的过程中能够与所述吸收塔1外的环境进行换热，从而有助于进一步降低浆液的温度，使得防止水分蒸发的效果更好，能够更好地实现消除排出净烟气中“白烟”的效果，降低耗水量。
当然，在本实施例中，所述浆液循环管道9也可以设置在吸收塔1内，且所述浆液循环管道9的下端与所述浆液容置空间17连接，所述浆液循环管道9的上端与所述喷淋层8连接。所述浆液循环管道9用于为浆液的流动提供通道。
可选地，所述浆液循环管道9上可以设置浆液循环泵10，从而为浆液的循环提供动力。
如图2所示，可选地，在本实施例的另一种可行方式中，所述液体喷淋器所喷淋的液体除了来自位于所述吸收塔底部的浆液容置空间17外，还来自位于所述吸收塔1内部或者外部的供水装置。
可选地，所述液体喷淋器可以为设置在吸收塔1内的至少一喷淋层8，且位于所述浆液容置空间17上方，所述至少一喷淋层8中可以选择一些喷淋层用于喷淋浆液，使通过烟气进口11进入的烟气在向上流动的过程中与喷淋层8喷淋出的浆液接触并反应，实现脱硫。在所述至少一喷淋层8中可以选择一些喷淋层用于喷淋来自位于所述吸收塔1内部或者外部的供水装置提供的液体。
所述至少一喷淋层8也可以全部喷淋浆液和来自位于所述吸收塔1内部或者外部的供水装置提供的液体。
本申请对所述至少一喷淋层8所喷淋液体的来源选择不进行限定，本领域普通技术人员可以根据需要进行选择设置。
可选地，为了提升脱硫处理效果，喷淋层8上设置有雾化喷嘴，用于将液体(浆液或者浆液和其他液体的混合)雾化，使液体与烟气接触脱硫的效果更好。
可选地，所述供水装置为供水循环器18，所述供水循环器18包括供水容置空间181以及供水泵182，所述供水泵182令所述供水从所述供水容置空间181提供至所述液体喷淋器。
由于本实施例所采用的供水装置提供的液体并非直接来自所述浆液容置空间17，因此其避免因浆液中所含杂质所造成的涨液。
所述供水泵182提供动力令所述供水从所述供水容置空间181提供至所述液体喷淋器，操作便捷，且易于改造。
可选地，所述供水循环器18还包括收集所述吸收塔内冷凝液体和供水循环器喷淋液体的集水器液体的集水器183，所述集水器183将收集的液体提供至所述供水容置空间181。
因此，本实施例利用吸收塔内冷凝液体和供水循环器喷淋液体的集水器液体的集水器的液体进行喷淋，既能够避免涨液又能够实现节水。
可选地，参见图3，至少一所述冷却层4复用所述吸收塔1中的气液耦合器41。
因此，本实施例无需再安装其他实现喷淋液体降温的装置，直接复用所述吸收塔1中的复用气液耦合器41，进一步降低的改造安装的成本，且对喷淋液体进行降温的效果更佳，运行成本低廉且维修方便。
具体地，为实现对喷淋液体更佳的降温效果，所述气液耦合器采用导热材质制成。
可选地，为实现对喷淋液体更佳的降温效果，所述气液耦合器包括多个交错设置的导热结构，所述导热结构令与其接触的喷淋液体的热量传导至所述导热结构。所述导热结构令与其接触的喷淋液体与其接触更长时间，且接触面积增加，从而实现了更好的喷淋液体降温效果。
导热结构可以包括气液耦合器41的叶片411，该叶片411为弧形叶片，相较于表面为平面的叶片，其表面积更大，喷淋液体落在叶片411上后，在叶片411的表面停留的时间更长，使得其换热时间更加充分，降温效果更好。当然，在其他实施例中，该叶片411并不限于图4中所示的弧形叶片，还可以波纹形叶片等。
可选地，为了实现更好的喷淋液体降温效果，令所述冷却层保持较低的温度，所述冷却层与冷源连接。
需要说明的是：原烟气是指未经脱硫处理的烟气。净烟气是指经过脱硫、除雾、除尘等处理的烟气。
可选地，吸收塔1的烟气出口12上连接有烟气出管14，烟气出管14上设置有用于加热净烟气的净烟气再热部。净烟气再热部用于对净烟气进行加热，使其温度升高，以更加方便地从烟囱15排出。
可选地，为了保证排出的烟气的洁净度，避免污染环境，烟气处理装置还包括除尘除雾器(图中未示出)，除尘除雾器设置在吸收塔1内，且位于烟气出口12下方。除尘除雾器用于对烟气进行除尘除雾处理，以使烟气中的粉尘颗粒、雾滴等与烟气分离，保证排出是满足要求的净烟气。
在本实施例中，除尘除雾器包括阳极管、阴极线。其中，阳极管具有供烟气通过的烟气通道，阳极管的管壁内设置有供冷却介质流动的冷却介质通道，冷却介质通道内的冷却介质与阳极管内的烟气换热。阴极线设置在阳极管内。阴极线可以与高压电源的负极连接，这样在阴极线与阳极管之间能够形成电场，使烟气中的粉尘微粒、液滴等荷电，并在洛伦兹力的作用下向阳极管运动，最终被阳极管捕获，在阳极管上形成液膜，液膜可以进一步捕获粉尘和液滴，实现对烟气的除尘除雾。
由于阳极管上设置有供冷却介质流动的冷却介质通道，使得在工作时冷却介质可以与阳极管内的烟气换热，使得烟气的温度进一步降低，这样有利于使烟气中的水蒸气析出，并附着在阳极管的管壁上，最终在重力作用下坠落回到浆液容置空间内，从而可以避免耗水。
此外，由于阳极管的管壁内设置有冷却介质通道，使得靠近阳极管的管壁的位置处的烟气温度相较于阳极管的中心处的烟气的温度低，而造成气体压强减小，使烟气更容易向管壁移动，从而使粉尘、液滴等也更容易向管壁移动。
可选地，除尘除雾装置还包括旋流叶片，旋流叶片设置在阳极管内，并使烟气产生旋转流动。旋流叶片可以使烟气在通过时产生旋转流动，从而形成离心力，使粉尘、液滴等更容易与烟气分离，确保除尘除雾效果。
该烟气处理装置应用到湿法脱硫中，可以实现湿法脱硫的节水，并降低脱硫后净烟气中的含水率，消除白烟。解决现有的湿法脱硫过程中，烟气经过大量浆液洗涤脱除硫份时，蒸发大量水分，使出口净烟气中含水蒸汽处于饱和状态，造成耗水量大的问题。
经深刻研究发现，湿法脱硫过程中的喷淋脱硫的水分蒸发量，取决于烟气水蒸气获得的分压和其对应的水蒸气饱和温度的平衡。随着温度的下降，烟气中的水蒸气的量随之减少，因此要降低净烟气中的水蒸气含量，必须降低吸收塔1的烟气出口12的净烟气的温度，使其在较低的分压下获得平衡。为此，烟气处理装置利用所述冷却层4获取喷淋液体中的热量，降低喷淋液体温度，使喷淋液体与烟气接触过程中吸收烟气的热量，从而使吸收塔1的烟气出口12处的净烟气温度降低，这样可从根本上消除白烟。
根据本发明的另一方面，提供一种湿法脱硫系统，其包括上述的烟气处理装置。
该湿法脱硫系统的烟气处理装置能够对浆液进行降温，使其在与烟气反应过程中吸收烟气热量，使烟气降温而防止水分蒸发，从而降低耗水量。此外，由于吸收塔1的烟气出口12的净烟气中含水的降低，大大降低了烟气在吸收塔1内冷却时水分的蒸发，甚至能够实现不蒸发水分，或者可以从烟气中将蒸发的水分凝结，从而使整个湿法脱硫过程耗水大幅下降，甚至不需要外部补充水量，达到真正的节水。且利用热泵机组传热的特点，充分利用了温度较低一般在50℃左右的吸收塔1内浆液及净烟气的热量，从而实现了对热量品位较低的热量的利用，充分利用了能源。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种烟气处理装置，包括：具有烟气进口和烟气出口的吸收塔以及与所述吸收塔连接的液体喷淋器，所述液体喷淋器采用液体对流经所述烟气进口和所述烟气出口的烟气进行喷淋，其特征在于，所述烟气处理装置还包括：至少一冷却层，令所述液体喷淋器喷淋的液体经过所述至少一冷却层，所述至少一冷却层吸收所述液体喷淋器喷淋液体以及烟气中的热量，使所述液体以及烟气降温。
2.根据权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，所述液体喷淋器所喷淋的液体来自位于所述吸收塔底部的浆液容置空间。
3.根据权利要求2所述的烟气处理装置，其特征在于，所述液体喷淋器所喷淋的液体还来自位于所述吸收塔内部或者外部的供水装置。
4.根据权利要求3所述的烟气处理装置，其特征在于，所述供水装置为供水循环器，所述供水循环器包括供水容置空间以及供水泵，所述供泵令供水从所述供水容置空间提供至所述液体喷淋器。
5.根据权利要求4中所述的烟气处理装置，其特征在于，所述供水循环器还包括收集所述吸收塔内冷凝液体和供水循环器喷淋液体的集水器，所述集水器将收集的液体提供至所述供水容置空间。
6.根据权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，至少一所述冷却层复用所述吸收塔中的气液耦合器。
7.根据权利要求6所述的烟气处理装置，其特征在于，所述气液耦合器采用导热材质制成。
8.根据权利要求6或7所述的烟气处理装置，其特征在于，所述气液耦合器包括多个交错设置的换热结构，所述换热结构令与其接触的喷淋液体和烟气的热量传导至所述换热结构。
9.根据权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，所述冷却层与冷源连接。
10.一种湿法脱硫系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的烟气处理装置。
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