CN109381989A - 一种塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统及其工作方法，属于工业废气净化环保及能源领域。针对当前对于烟气中可凝结颗粒物与微细颗粒物的控制需求，在广泛应用的石灰石‑石膏湿法脱硫工艺基础上进行设计改进。本发明是通过在湿法脱硫塔内除雾器下方和浆池中部分别设置气‑液和液‑液换热管束，采用外部冷源实现烟气在塔内的分级冷凝降温，从而同时实现可凝结颗粒物与微细颗粒物的协同脱除以及SO2脱除效率的提升，具有系统简单、改造工程量小、节约占地面积等优点，应用前景广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统及其工作方法，属于工业废气净化环保及能源领域。
背景技术
我国以煤为主的能源结构在相当长时间内不会改变，因此，控制燃煤烟气污染物排放是我国治理大气污染的一项重要工作。在当前燃煤电厂全面推进烟气超低排放的形势下，进一步控制烟气中可凝结颗粒物也日渐提上日程。同时在燃煤电厂环保运营压力日趋增大的现状条件下，如何充分发挥现有环保设施的协同脱除作用实现可凝结颗粒物的有效控制，成为燃煤烟气净化技术领域的重要研究方向。
当前燃煤电厂应用最广泛的烟气脱硫技术是石灰石-石膏湿法脱硫技术，如能够在此技术基础上做局部的改进，实现可凝结颗粒物与微细颗粒物的高效脱除，则对于保护环境具有重要意义。
与本发明相关的专利，如CN 107676805 A——《一种高效取水消白烟协同脱除污染物装置及其工作方法》，是在湿法脱硫塔后设置烟气深度降温装置，实现污染物的协同脱除。但由于需要单独设置烟气换热装置，存在占地面积及投资较大，且运行成本较高的问题。
再如CN 104879764 B——《深度余热回收协同脱除烟气中污染物的装置及方法》，是通过在静电除尘器与湿法脱硫塔前分别设置烟气降温装置，利用静电除尘器与湿法脱硫塔协同脱除烟气中污染物。但此方法同样需要单独设置烟气换热装置，存在占地面积及投资较大，且烟温降低幅度有限及可凝结颗粒物脱除效率不高的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对当前对于烟气中可凝结颗粒物与微细颗粒物的控制需求，在广泛应用的石灰石-石膏湿法脱硫工艺基础上，提出一种塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统及其工作方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统，包括湿法脱硫吸收塔，所述湿法脱硫吸收塔上设置有进气口和排气口，其特征在于，所述湿法脱硫吸收塔内设置有浆液池下层区、液-液换热管束、浆液池上层区、石灰石浆液喷淋层、气-液换热管束和高效除雾器；所述浆液池下层区和浆液池上层区相邻布置在湿法脱硫吸收塔的底部，且浆液池上层区位于浆液池下层区的上方，所述浆液池下层区和浆液池上层区之间设置有液-液换热管束，所述液-液换热管束与浆液池下层区和浆液池上层区均接触；所述石灰石浆液喷淋层设置在浆液池上层区的上方，且石灰石浆液喷淋层与浆液池下层区通过管路连通，所述进气口设置在浆液池上层区和石灰石浆液喷淋层之间；所述气-液换热管束设置在石灰石浆液喷淋层的上方，且气-液换热管束通过管路与液-液换热管束连通；所述高效除雾器设置在气-液换热管束的上方，所述排气口设置在高效除雾器的上方。
更具体而言，所述气-液换热管束的出水口通过管路与液-液换热管束的进水口连通。
上述的塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统的工作方法如下：烟气通过进气口进入湿法脱硫吸收塔后，先经过石灰石浆液喷淋层进行SO2的脱除，在脱除SO2的同时实现第一级降温，然后经过气-液换热管束实现第二级降温，之后经过高效除雾器脱除烟气携带的雾滴以及冷凝团聚后的微细颗粒物与可凝结颗粒物，最终通过排气口从湿法脱硫吸收塔排出。
更具体而言，所述液-液换热管束和气-液换热管束内部的换热介质为水，水源根据外部条件可以采用开式循环；也可以采用闭式循环，经机械通风冷却塔冷却后循环使用。
更具体而言，换热冷凝水先进入上部的气-液换热管束实现烟气的深度降温，从气-液换热管束出来的换热冷凝水再进入下部的液-液换热管束实现浆液的降温。
更具体而言，所述浆液池上层区中浆液的PH较低，有利用氧化结晶；所述浆液池下层区中浆液的PH较高，有利用吸收SO2，能够有效提高湿法脱硫吸收塔的SO2脱除效率。
更具体而言，在实际供应应用中，根据项目所对应的入口烟气温度、烟气流量、入口冷凝水温度以及所要求的出口烟气温度等边界条件，核算出口冷凝水温度和冷凝水流量等参数。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：可同时实现可凝结颗粒物与微细颗粒物的协同脱除以及SO2脱除效率的提升，具有系统简单、改造工程量小、节约占地面积等优点，应用前景广泛。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图中：1、浆液池下层区，2、液-液换热管束，3、浆液池上层区，4、石灰石浆液喷淋层，5、气-液换热管束，6、高效除雾器，7、湿法脱硫吸收塔，8、进气口，9、排气口。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1，一种塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统，包括湿法脱硫吸收塔7，湿法脱硫吸收塔7上设置有进气口8和排气口9，其特征在于，湿法脱硫吸收塔7内设置有浆液池下层区1、液-液换热管束2、浆液池上层区3、石灰石浆液喷淋层4、气-液换热管束5和高效除雾器6；浆液池下层区1和浆液池上层区3相邻布置在湿法脱硫吸收塔7的底部，且浆液池上层区3位于浆液池下层区1的上方，浆液池下层区1和浆液池上层区3之间设置有液-液换热管束2，液-液换热管束2与浆液池下层区1和浆液池上层区3均接触；石灰石浆液喷淋层4设置在浆液池上层区3的上方，且石灰石浆液喷淋层4与浆液池下层区1通过管路连通，进气口8设置在浆液池上层区3和石灰石浆液喷淋层4之间；气-液换热管束5设置在石灰石浆液喷淋层4的上方，且气-液换热管束5的出水口通过管路与液-液换热管束2的进水口连通；高效除雾器6设置在气-液换热管束5的上方，排气口9设置在高效除雾器6的上方。
上述的塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统的工作方法如下：烟气通过进气口8进入湿法脱硫吸收塔7后，先经过石灰石浆液喷淋层4进行SO2的脱除，在脱除SO2的同时实现第一级降温，然后经过气-液换热管束5实现第二级降温，烟气中的水分凝结，烟气中的可凝结颗粒物同步析出并溶解至凝结液滴内，烟气中的微细颗粒物以凝结液滴为核进行团聚变为大颗粒，之后经过高效除雾器6脱除烟气携带的雾滴以及冷凝团聚后的微细颗粒物与可凝结颗粒物，最终通过排气口9从湿法脱硫吸收塔7排出。
换热冷凝水先进入上部的气-液换热管束5实现烟气的深度降温，从气-液换热管束出来的换热冷凝水再进入下部的液-液换热管束2实现浆液的降温，然后排出。液-液换热管束2和气-液换热管束5内部的换热冷凝水水源根据外部条件可以采用开式循环；也可以采用闭式循环，经机械通风冷却塔冷却后循环使用。
浆液池上层区3中浆液的PH较低，有利用氧化结晶；浆液池下层区1中浆液的PH较高，有利用吸收SO2，能够有效提高湿法脱硫吸收塔7的SO2脱除效率。
根据入口烟气温度、烟气流量、入口冷凝水温度以及所要求的出口烟气温度的边界条件，核算出口冷凝水温度和冷凝水流量参数。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统，包括湿法脱硫吸收塔，所述湿法脱硫吸收塔上设置有进气口和排气口，其特征在于，所述湿法脱硫吸收塔内设置有浆液池下层区、液-液换热管束、浆液池上层区、石灰石浆液喷淋层、气-液换热管束和高效除雾器；所述浆液池下层区和浆液池上层区相邻布置在湿法脱硫吸收塔的底部，且浆液池上层区位于浆液池下层区的上方，所述浆液池下层区和浆液池上层区之间设置有液-液换热管束，所述液-液换热管束与浆液池下层区和浆液池上层区均接触；所述石灰石浆液喷淋层设置在浆液池上层区的上方，且石灰石浆液喷淋层与浆液池下层区通过管路连通，所述进气口设置在浆液池上层区和石灰石浆液喷淋层之间；所述气-液换热管束设置在石灰石浆液喷淋层的上方，且气-液换热管束通过管路与液-液换热管束连通；所述高效除雾器设置在气-液换热管束的上方，所述排气口设置在高效除雾器的上方。
2.根据权利要求1所述的塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统，其特征在于，所述气-液换热管束的出水口通过管路与液-液换热管束的进水口连通。
3.一种如权利要求1或2所述的塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法如下：烟气通过进气口进入湿法脱硫吸收塔后，先经过石灰石浆液喷淋层进行SO2的脱除，在脱除SO2的同时实现第一级降温，然后经过气-液换热管束实现第二级降温，之后经过高效除雾器脱除烟气携带的雾滴以及冷凝团聚后的微细颗粒物与可凝结颗粒物，最终通过排气口从湿法脱硫吸收塔排出。
4.根据权利要求3所述的塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统的工作方法，其特征在于，所述液-液换热管束和气-液换热管束内部的换热介质为水，水源根据外部条件，采用开式循环；或者，采用闭式循环，经机械通风冷却塔冷却后循环使用。
5.根据权利要求3所述的塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统的工作方法，其特征在于，换热冷凝水先进入上部的气-液换热管束实现烟气的深度降温，从气-液换热管束出来的换热冷凝水再进入下部的液-液换热管束实现浆液的降温。
6.根据权利要求3所述的塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统的工作方法，其特征在于，所述浆液池上层区中浆液的PH较低，有利用氧化结晶；所述浆液池下层区中浆液的PH较高，有利用吸收SO2，能够有效提高湿法脱硫吸收塔的SO2脱除效率。
7.根据权利要求3所述的塔内多级降温协同脱除多种污染物的系统的工作方法，其特征在于，在实际应用中，根据入口烟气温度、烟气流量、入口冷凝水温度以及所要求的出口烟气温度的边界条件，核算出口冷凝水温度和冷凝水流量参数。
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