CN109395564A - 一种水泥窑烟气预处理的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥窑烟气预处理的工艺方法，包括如下步骤：步骤一、将烟气从壳体下部除尘降温区域进行水洗除尘以初步净化；步骤二、初步净化的烟气进入脱硫脱硝区域与脱硫脱硝液反应以吸收净化；步骤三、吸收净化后的烟气进入烟气洗涤区域进行二次水洗以除去烟气中携带的脱硫脱硝液。该工艺方法中，烟气除尘降温、脱硫脱硝、烟气洗涤三个区域既能明显区分开，又能将整塔有机结合起来，整个塔更显得紧凑，能完全满足烟气预处理的要求。

Description

一种水泥窑烟气预处理的工艺方法
技术领域
本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种水泥窑烟气预处理的工艺方法。
背景技术
水泥窑烟气中二氧化碳捕集纯化是将水泥窑窑尾烟囱入口废气中二氧化碳捕集纯化，得到液态二氧化碳产品。由于烟气成分复杂、二氧化碳含量低，废气温度较高，要得到纯度较高的二氧化碳产品，提高二氧化碳吸收药剂的吸收效率、降低药剂的消耗量，必须对烟气进行降温、脱硫脱硝预处理，除去原料气中粉尘、SO2、氮氧化物等杂质成分。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提供一种水泥窑烟气预处理的工艺方法，目的是去除烟气中的粉尘、二氧化硫及氮氧化物。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种水泥窑烟气预处理的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、将烟气从壳体下部除尘降温区域进行水洗除尘以初步净化；
步骤二、初步净化的烟气进入脱硫脱硝区域与脱硫脱硝液反应以吸收净化；
步骤三、吸收净化后的烟气进入烟气洗涤区域进行二次水洗以除去烟气中携带的脱硫脱硝液。
所述步骤一中初步净化的方法是先将烟气通过烟气进口输送入除尘降温区域，同时将烟气水洗液通过位于烟气进口上方的第一进料分布管分散向第一液体分布器，第一液体分布器将烟气水洗液分散向第一填料区，烟气从第一填料区底部上升，之后与第一填料区中均布的烟气水洗液接触结合，洗去烟气中残留的粉尘。
所述步骤二中吸收净化的方法是初步净化后的烟气经过第一液体收集器中的第一升气管进入脱硫脱硝区域，脱硫脱硝液从脱硫脱硝区域顶部脱硫脱硝液进口导入，通过第二进料分布管分散向第二液体分布器，第二液体分布器将脱硫脱硝液分散向第二填料区，第一升气管中上升的烟气与第二填料区中均布的脱硫脱硝液充分接触，吸收烟气中的二氧化硫和氮氧化物。
所述步骤三中烟气洗涤的方法是脱硫脱硝后的烟气经过第二收集器中的第二升气管进入烟气洗涤区域，新鲜水从烟气洗涤区域顶部的脱硫脱硝水洗液进口导入，通过第三进料分布管分散向第三液体分布器，第三液体分布器将新鲜水分散向第三填料区，第二升气管中上升的烟气与第三填料区中均布的新鲜水充分接触，洗去烟气中夹带的脱硫脱硝液。
所述步骤二中通过第一液体收集器中的第一阻隔底板阻隔脱硫脱硝区域的液体流向除尘降温区域。
所述步骤三中通过第二液体收集器中的第二阻隔底板阻隔烟气洗涤区域的液体流向脱硫脱硝区域。
所述烟气洗涤区域洗涤后的烟气经过除沫器处理后排出。
本发明的有益效果：
(1)一塔多功能，占地面积小，设备造价低。
本发明是水泥窑烟气预处理装置为塔式结构，烟气除尘降温、脱硫脱硝、烟气洗涤三个区域既能明显区分开，又能将整塔有机结合起来，整个塔更显得紧凑。塔占地面积较小，本装置为一个整体设备，设备造价相对较低。
(2)烟气通道顺畅、液体互不作用。
本装置对烟气进行预处理，多道工序相互作用，一方面烟气从下至上流通顺畅；另一方面各功能区域液体不会互相掺杂，各功能段可以区分开来，本装置结构能有效满足两方面的要求。
(3)本发明的装置中循环水、脱硫脱硝液、新鲜水能完全满足烟气预处理的要求，净化后烟气温度明显下降，烟气中基本不含二氧化硫和氮氧化物。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明水泥窑烟气预处理装置的整体结构示意图；
图2是本发明水泥窑烟气预处理装置的内部结构示意图；
图3是图2中第一阻隔底板、第一进料分布管、第一液体分布器、第一填料区及第一填料支承组件处的局部放大图；
图4是液体收集器的俯视图；
图5是液体收集器的侧视图。
图中标记为：
1、裙座；2、第一筒体；3、第二筒体；4、椭圆封头；5、套筒；6、塔顶吊柱；7、出气口；8、除沫器；9、烟气水洗液进口；10、第一进料分布管；11、第一液体分布器；12、第一填料区；13、第一填料支承组件；14、烟气进口；15、烟气水洗液出口；16、第一填料压圈；17、进水口；18、塔釜液出口，19、脱硫脱硝液进口；20、第二进料分布管；21、第二液体分布器；22、第二填料区；23、第二填料支承组件；24、脱硫脱硝液出口；25、第二填料压圈；26、第一支撑圈；27、第一阻隔底板；28、第一挡液板；29、第一托板；30、第一升气管；31、第一降液管；32、第一排净孔；33、第一人孔门；34、筋板，35、脱硫脱硝水洗液进口；36、第三进料分布管；37、第三液体分布器；38、第三填料区；39、第三填料支承组件；40、脱硫脱硝水洗液出口；41、第二填料压圈；42、第二降液管；43、人孔；P、压力变送器口；L1-L6、液位变送器口。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
本发明提供一种水泥窑烟气预处理的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、将烟气从壳体下部除尘降温区域进行水洗除尘以初步净化；
步骤二、初步净化的烟气进入脱硫脱硝区域与脱硫脱硝液反应以吸收净化；
步骤三、吸收净化后的烟气进入烟气洗涤区域进行二次水洗以除去烟气中携带的脱硫脱硝液。
工艺方法的流程为：水泥窑烟气经壳体底部进气口进入烟气除尘降温区域，循环水从烟气除尘降温区域顶部洒下，经过第一填料均匀分布，气体与液体充分结合，洗去烟气中残留的粉尘，初步净化烟气；之后烟气经过第一液体收集器中的升气管进入脱硫脱硝区域，脱硫脱硝液从脱硫脱硝区域顶部洒下，经过第二填料的均匀分布，脱硫脱硝液与上升的烟气充分接触，脱硫脱硝液吸收烟气中的二氧化硫和氮氧化物；脱硫脱硝后的烟气经过第二液体收集器中的升气管进入烟气洗涤区域，烟气上升过程中，夹带部分脱硫脱硝液，避免脱硫脱硝液污染后序二氧化碳吸收液，设置烟气洗涤区域，用新鲜水洗去烟气中夹带的脱硫脱硝液。
具体而言，先将烟气通过烟气进口输送入除尘降温区域，同时将烟气水洗液通过位于烟气进口上方的第一进料分布管分散向第一液体分布器，第一液体分布器将烟气水洗液分散向第一填料区，烟气从第一填料区底部上升，之后与第一填料区中均布的烟气水洗液接触结合，洗去烟气中残留的粉尘。
然后，初步净化后的烟气经过第一液体收集器中的第一升气管进入脱硫脱硝区域，脱硫脱硝液从脱硫脱硝区域顶部脱硫脱硝液进口导入，通过第二进料分布管分散向第二液体分布器，第二液体分布器将脱硫脱硝液分散向第二填料区，第一升气管中上升的烟气与第二填料区中均布的脱硫脱硝液充分接触，吸收烟气中的二氧化硫和氮氧化物。
最后，脱硫脱硝后的烟气经过第二收集器中的第二升气管进入烟气洗涤区域，新鲜水从烟气洗涤区域顶部的脱硫脱硝水洗液进口导入，通过第三进料分布管分散向第三液体分布器，第三液体分布器将新鲜水分散向第三填料区，第二升气管中上升的烟气与第三填料区中均布的新鲜水充分接触，洗去烟气中夹带的脱硫脱硝液。
如图1至图5所示，实现上述工艺方法采用的水泥窑烟气预处理装置，包括壳体，壳体包括由下到上依次设置的裙座1、第一筒体2、第二筒体3、设于第二筒体3顶端的椭圆封头4，壳体优选采用塔体式结构，壳体的顶端外侧设有塔顶吊柱6，壳体内由下到上依次设有用于对通入的烟气进行水洗除尘以初步净化烟气的除尘降温机构、用于使除尘降温机构处理后的烟气通过与脱硫脱硝液反应以吸收净化的脱硫脱硝机构和用于对脱硫脱硝机构处理后的烟气进行二次水洗的烟气洗涤机构，壳体上设有可将烟气洗涤机构处理后的烟气排出的出气口。采用此种结构设置的预处理装置，烟气除尘降温、脱硫脱硝、烟气洗涤三个区域既能明显区分开，又能将整塔有机结合起来，整个塔更显得紧凑；其能够有效的对水泥窑烟气除尘降温、脱硫脱硝，经过预处理的烟气温度能满足二氧化碳吸收液对烟气温度的要求，烟气中基本不含二氧化硫、氮氧化物。其中，出气口优选设置在壳体的顶端，在壳体顶端内侧且位于出气口7的正下方设置有套筒5，在套筒5内设有除沫器8，除沫器8与出气口7相连通，除沫器的设置，以便于去除烟气中夹带的液沫。壳体顶端还设置有压力变送器口P，用以安装压力变送器。
作为进一步的改进，除尘降温机构与脱硫脱硝机构之间设有可阻隔液体流通且可将除尘降温机构处理后的气体输送向脱硫脱硝机构的第一液体收集器，脱硫脱硝机构与烟气洗涤机构之间设有可阻隔液体流通且可将脱硫脱硝机构处理后的气体输送向烟气洗涤机构的第二液体收集器。设置液体收集器，一方面烟气从下至上流通顺畅；另一方面各功能区域液体不会互相掺杂，各功能段可以区分开来。
作为优选的，上述除尘降温机构位于第一筒体2内，其包括烟气水洗液进口9、第一进料分布管10、依次设于第一进料分布管10下方的第一液体分布器11、第一填料区12、第一填料支承组件13、烟气进口14和烟气水洗液出口15，第一填料区12上设有第一填料压圈16，第一进料分布管10与烟气水洗液进口9连接。第一液体分布器10优选采用槽式液体分布器。第一填料支承组件包括第一填料支承板、设于第一填料支承板底端的导通孔板结构，烟气可通过导通孔板的空隙及第一填料支撑板的空隙上升至第一填料区。在第一筒体2的侧壁设置有进水口17，裙座侧壁设有塔釜液出口18，塔釜液出口通过釜液导出管与第一筒体底端出水口连接，通过在进水口输送入新鲜水，可将除尘降温区域初步净化的粉尘等杂质通过塔釜液出口排出。在各进出口设置相应的阀门以控制开闭。
脱硫脱硝机构包括脱硫脱硝液进口19、第二进料分布管20、依次设于第二进料分布管20下方的第二液体分布器21、第二填料区22、第二填料支承组件23和脱硫脱硝液出口24，第二填料区22上设有第二填料压圈25，第二进料分布管20与脱硫脱硝液进口19连接。第二液体分布器同样优选采用槽式液体分布器。第二填料支承组件与上述第一填料支撑组件类似，其包括第二填料支承板、设于第二填料支承板底端的导通孔板结构，烟气可通过导通孔板的空隙及第二填料支撑板的空隙上升至第二填料区。
第一液体收集器包括第一支撑圈26、第一阻隔底板27、第一挡液板28、第一托板29和贯穿第一阻隔底板27的第一升气管30，第一阻隔底板27通过第一支撑圈26与壳体内壁连接，第一挡液板28通过第一托板29与第一升气管30的顶端连接。第一阻隔底板27设于第一进料分布管10的上方。支撑圈对整个液体收集器起支撑作用；第一阻隔底板主要是对液体起隔断作用，避免不同的液体相互混合，污染液体；第一挡液板主要作用是阻挡从上部洒落的液体通过升气管落入下部区域；第一升气管主要是作为气体流通的通道；第一托板将第一挡液板固定在第一升气管上，使升气管与挡液板之间有适当的空间。设置筋板34对第一支撑圈进行支撑，筋板与壳体内壁连接，筋板起到加强第一支撑圈的支撑作用。此外，第一液体收集器还包括贯穿设置于第一阻隔底板上的第一降液管31、第一排净孔32和第一人孔门33。降液管主要作用是避免阻隔底板上液体积累过多，超过升气管，减少升气管的透气量。排净孔主要作用是在检修时通过拆除排净孔上的螺栓排净底板上的液体，运行时用堵头堵上。人孔门主要作用是方便检修，运行时人孔门关上并密封好。
烟气洗涤机构包括脱硫脱硝水洗液进口35、第三进料分布管36、依次设于第三进料分布管36下方的第三液体分布器37、第三填料区38、第三填料支承组件39和脱硫脱硝水洗液出口40，第二填料区上设有第二填料压圈41，第三进料分布管36与脱硫脱硝水洗液进口35连接。第三液体分布器同样优选采用槽式液体分布器。第三填料支承组件与上述第一填料支撑组件类似，其包括第三填料支承板、设于第三填料支承板底端的导通孔板结构，烟气可通过导通孔板的空隙及第三填料支撑板的空隙上升至第三填料区。
第二液体收集器与上述第一液体收集器的具体结构一样，其包括第二支撑圈、第二阻隔底板、第二挡液板、第二托板和贯穿第二阻隔底板的第二升气管、第二降液管42、第二排净孔和第二人孔门，第二阻隔底板通过第二支撑圈与壳体内壁连接，第二挡液板通过第二托板与第二升气管的顶端连接。其中，第二阻隔底板设于第二进料分布管上方。第二液体收集器中的各结构部件的功能与上述第一液体收集器中的一样，这里不再过多螯述。
为了便于控制测量控制相应的洗液进行输送，在壳体的侧壁设置有液位变送器口，具体在烟气除尘降温、脱硫脱硝、烟气洗涤三个区域对应的壳体外侧壁分别设置两个液位变送器口，如图1，烟气洗涤区域对应的壳体外侧壁设置两个液位变送器口L1和L2，脱硫脱硝区域对应的壳体外侧壁设置两个液位变送器口L3和L4，烟气除尘降温区域对应的壳体外侧壁设置两个液位变送器口L5和L6。
本装置结构紧凑，能够将三个功能相结合，集约成一个装置，制造、安装方便；在满足工艺功能前提下，节约了造价成本。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水泥窑烟气预处理的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将烟气从壳体下部除尘降温区域进行水洗除尘以初步净化；
步骤二、初步净化的烟气进入脱硫脱硝区域与脱硫脱硝液反应以吸收净化；
步骤三、吸收净化后的烟气进入烟气洗涤区域进行二次水洗以除去烟气中携带的脱硫脱硝液。
2.根据权利要求1所述水泥窑烟气预处理的工艺方法，其特征在于，所述步骤一中初步净化的方法是先将烟气通过烟气进口输送入除尘降温区域，同时将烟气水洗液通过位于烟气进口上方的第一进料分布管分散向第一液体分布器，第一液体分布器将烟气水洗液分散向第一填料区，烟气从第一填料区底部上升，之后与第一填料区中均布的烟气水洗液接触结合，洗去烟气中残留的粉尘。
3.根据权利要求1所述水泥窑烟气预处理的工艺方法，其特征在于，所述步骤二中吸收净化的方法是初步净化后的烟气经过第一液体收集器中的第一升气管进入脱硫脱硝区域，脱硫脱硝液从脱硫脱硝区域顶部脱硫脱硝液进口导入，通过第二进料分布管分散向第二液体分布器，第二液体分布器将脱硫脱硝液分散向第二填料区，第一升气管中上升的烟气与第二填料区中均布的脱硫脱硝液充分接触，吸收烟气中的二氧化硫和氮氧化物。
4.根据权利要求1所述水泥窑烟气预处理的工艺方法，其特征在于，所述步骤三中烟气洗涤的方法是脱硫脱硝后的烟气经过第二收集器中的第二升气管进入烟气洗涤区域，新鲜水从烟气洗涤区域顶部的脱硫脱硝水洗液进口导入，通过第三进料分布管分散向第三液体分布器，第三液体分布器将新鲜水分散向第三填料区，第二升气管中上升的烟气与第三填料区中均布的新鲜水充分接触，洗去烟气中夹带的脱硫脱硝液。
5.根据权利要求1所述水泥窑烟气预处理的工艺方法，其特征在于，所述步骤二中通过第一液体收集器中的第一阻隔底板阻隔脱硫脱硝区域的液体流向除尘降温区域。
6.根据权利要求1所述水泥窑烟气预处理的工艺方法，其特征在于，所述步骤三中通过第二液体收集器中的第二阻隔底板阻隔烟气洗涤区域的液体流向脱硫脱硝区域。
7.根据权利要求1所述水泥窑烟气预处理的工艺方法，其特征在于，所述烟气洗涤区域洗涤后的烟气经过除沫器处理后排出。
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