CN110102161A - 一种高效节能超低排放脱硫装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高效节能超低排放脱硫装置，属于氨法脱硫技术领域，包括脱硫塔，所述脱硫塔从下往上设有吸收液循环层、氧化循环层、浓缩层及配套的塔外浓缩结晶槽、烟气吸收层、铵盐洗涤层及配套的塔外清洗水循环槽、雾滴高效除雾层、超超级节能除雾层及配套的塔外脱盐水槽、塔顶烟囱等。本发明其主要作用为在脱硫后烟气经过超超级节能除雾层(器)进一步得到净化，以使烟气排放达到超低排放指标，其超超级节能除雾层(器)不需要消耗大量的外供电能就能实现有效的除雾功能，除雾效率高的特点，且超超级节能除雾层(器)占地面积小即占脱硫塔空间小、结构简单、建造耗材低、同等其他除雾器降低制造和安装成本，使其整体装置具有运行成本低等特点。

Description

一种高效节能超低排放脱硫装置
技术领域
本发明属于氨法脱硫技术领域，具体涉及一种高效节能超低排放脱硫装置。
背景技术
随着环保形势的严峻，国家加大环境执法力度、深入开展环境保护督察、严格考核问责。国家发改委提出《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020)》的要求，东部地区11省市新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值等，在基准氧含量6％条件下，颗粒物、SO2、NOx排放浓度分别不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3(简称：超低排放)。近年来燃煤锅炉综合整治技术和各种脱硫工艺技术、装备发展迅速，其中，湿式氨法脱硫工艺是目前较为成熟的脱硫工艺之一，采用碱性脱硫剂与酸性SO2气体进行中和反应，其烟气脱硫后携带部分细微水雾及颗粒物，需要深度治理，提效达标。
氨法脱硫排放烟气颗粒物的主要来源三个方面：1、脱硫塔入口烟气携带的颗粒物；2、浓缩、吸收、除雾喷淋携带的颗粒物；3、气相中氨与二氧化硫反应生产的气溶胶。
发明内容
本发明通过提供一种高效节能超低排放脱硫装置，解决了现有技术中脱硫塔排放烟气颗粒物的控制，烟气脱硫后的除雾同比其他湿式电除尘器、多效声波复合团聚装置等，制造和安装成本低，运行成本低，能实现烟气颗粒物可达到5mg/Nm3超超低排放。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种高效节能超低排放脱硫装置，包括脱硫塔，所述脱硫塔内部从下往上依次设有吸收液循环层、氧化循环层、浓缩层、烟气吸收层、铵盐洗涤层、雾滴高效除雾层、超超级节能除雾层及塔顶烟囱；
所述脱硫塔的最下端设置的吸收液循环层，用于储存吸收循环液及再生吸收剂；
所述吸收液循环层的上端设置的氧化循环层，通过曝气氧化和操作氧化协同技术对吸收液进行氧化；
进一步的，所述氧化循环层与浓缩层之间还固定设有浓缩斜板，以用于将氧化循环层与浓缩层隔开，使氧化循环层的余气通过浓缩斜板上的氧化余气升气盘进入浓缩层，而浓缩层的喷淋液落在浓缩斜板上，再通过设置于浓缩斜板上的回流管口进入设置于塔外配套的浓缩结晶槽内，使得烟气降温洗涤及浓缩液浓缩形成结晶桨液。
所述烟气吸收层设置于浓缩层的上端，且在所述浓缩层与烟气吸收层之间设有吸收段集液盘，以对浓缩层与烟气吸收层进行功能区域的分割；
进一步的，所述烟气吸收层还设有三级喷淋，以脱除烟气中的二氧化硫，并使吸收液落在吸收段集液盘中通过回流管进入塔底部吸收液循环层，使其部分吸收液再次由吸收循环泵送到烟气吸收层，部分进入氧化循环层进行氧化。
所述铵盐洗涤层设置于烟气吸收层的上端，且所述铵盐洗涤层与烟气吸收层之间还固定设有一级铵盐洗涤层集液盘进行功能区域的分割；
进一步的，所述铵盐洗涤层还包括一级铵盐洗涤除雾层和二级铵盐洗涤除雾层，且所述一级铵盐洗涤除雾层和二级铵盐洗涤除雾层之间通过二级铵盐洗涤层集液盘进行功能区域的分割，利用铵-氨溶水特性洗涤烟气中携带的铵-氨颗粒物，洗涤水进入设置于塔外配套的清洗水循环槽；
进一步的，所述清洗水循环槽内循环液为低密度溶液，以便有效控制颗粒物的携带。
所述雾滴高效除雾层设置于二级铵盐洗涤段的上端，用于有效拦截烟气中的水雾滴，并且自动定期冲洗。
所述超超级节能除雾层设置于雾滴高效除雾层的上端，用于在不需要外部供电能产生电场和声波的情况下，就能自动进一步拦截净化烟气中的微细雾滴。
所述塔顶烟囱固定设置于脱硫塔的最上端，以便烟气排出至脱硫塔之外。
作为本发明的进一步方案：所述烟气吸收层设置的三级喷淋还可为液体分布器。
本发明的有益效果是：
1.本发明正常操作时浓缩和吸收功能区域完全分开，有效控制浓缩液和吸收液密度，形成密度梯度，减少了浓缩段和吸收段的烟气携带颗粒物。
2.本发明在吸收段上部设有二级铵盐洗涤除雾，分别洗涤烟气中的铵盐和氨气，在塔外配套有清洗水循环槽，控制清洗水循环槽低密度溶液，进一步减少了铵盐洗涤段的烟气携带颗粒物。
3.本发明在二级铵盐洗涤层上部设有雾滴高效除雾层，有效拦截铵盐洗涤层携带的水雾滴，并且自动定期冲洗。
4、本发明在高效除雾层上部设有超超级节能除雾层(器)，超超级节能除雾层(器)能进一步拦截微细雾滴及收集雾滴，在不需要外部供电能情况下，保证烟气排放达到超低排放指标。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-脱硫塔，2-吸收液循环层、3-氧化循环层、4-斜板回流管口、5-浓缩结晶槽、6-浓缩层斜板、7--氧化余气升气盘、8-浓缩层、9-浓缩喷淋、10-反冲洗喷淋、11-吸收层集液盘、12-吸收层一、二、三级吸收喷淋、13-一级铵盐洗涤层集液盘、14-一级铵盐洗涤层、15-二级铵盐洗涤层集液盘、16-二级铵盐洗涤层、17-雾滴高效除雾层、18-超超级节能除雾层(器)、19-塔顶烟囱、20-清洗水循环槽、21-脱盐水槽、22-浓缩循环泵、23-吸收循环泵、24-一级铵盐洗涤水循环泵、25-二级铵盐洗涤水循环泵、26-脱盐水泵、27-吸收液回流管、28-扰动泵。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。
结合图1本发明提供一种高效节能超低排放脱硫装置，包括脱硫塔1，所述脱硫塔1内部从下往上依次设有吸收液循环层2、氧化循环层3、斜板回流管口4、浓缩层斜板6、氧化余气升气盘7、浓缩层8、浓缩喷淋9、反冲洗喷淋10、吸收层集液盘11、吸收层一、二、三级吸收喷淋12、一级铵盐洗涤层集液盘13、一级铵盐洗涤层14、二级铵盐洗涤层集液盘15、二级铵盐洗涤层16、雾滴高效除雾层17、超超级节能除雾层18、塔顶烟囱19。
所述氧化层3和浓缩层8之间设有浓缩层斜板6隔开功能区，氧化余气通过浓缩层斜板6上的氧化余气升气盘7进入浓缩层8，使浓缩层8液体不能落入氧化循环层3，浓缩喷淋9配套有塔外浓缩循环槽5；
所述浓缩层8还设有浓缩喷淋9、喷淋溶液来自于浓缩循环泵22、反冲洗喷淋10、喷淋溶液来自于吸收循环泵23；
所述烟气吸收层设有一、二、三级吸收喷淋12、吸收喷淋溶液来自于吸收循环泵23；
进一步的，所述浓缩层8与吸收层一、二、三级吸收喷淋12之间设有吸收层集液盘11，在浓缩层8降温的烟气可以通过吸收层集液盘11进入吸收层一、二、三级吸收喷淋12，而液体则不能落入浓缩层8；
所述铵盐洗涤层包括一级铵盐洗涤层14和二级铵盐洗涤层16，所述一级铵盐洗涤层14设置于吸收层上端，并通过一级铵盐洗涤层集液盘13进行区域的分割，所述的二级铵盐洗涤除雾区域设置于一级铵盐洗涤除雾区域的上端，并通过二级铵盐洗涤层集液盘15进行区域的分割，有效控制两段铵盐洗涤液密度；
进一步的，所述一级铵盐洗涤层14溶液来自于一级铵盐洗涤循环泵24，二级铵盐洗涤层15溶液来自于二级铵盐洗涤循环泵25；
所述雾滴高效除雾层17，用于有效拦截二级铵盐洗涤层15携带的水雾滴，并且通过二级铵盐洗涤循环泵25自动定期冲洗；
所述超超级节能除雾层18用于在不需外供电能的情况下，实现有效的除雾功能，保证烟气排放达到超低排放指标。
进一步的，所述超超级节能除雾层18溶液来自于脱盐水泵26定期冲洗；
作为本发明的进一步实施例：所述浓缩层8还包括设置在塔外的配套使用的浓缩结晶槽5。
作为本发明的进一步实施例：所述一、二级铵盐洗涤喷淋14、16还包括设置在塔外的配套使用的包括一级和二级的清洗水循环槽20。
作为本发明的进一步实施例：所述超超级节能除雾层18还包括设置在塔外的配套使用的脱盐水槽21。
作为本发明的进一步实施例：当浓缩循环泵22突然出现故障时，可以使用反冲洗喷淋10降温烟气，防止高温烟气对脱硫塔的损坏，反冲洗喷淋液落在浓缩层斜板6，通过回流管口4进入浓缩结晶槽5，浓缩结晶槽5的溶液通过扰动泵28将溶液打回脱硫塔1，实现系统大循环运行。
作为本发明的进一步实施例：所述含有SO2的烟气在吸收层一、二、三级吸收喷淋12被吸收。
作为本发明的进一步实施例：所述铵盐洗涤层包括一级铵盐洗涤层14和二级铵盐洗涤层16，一级铵盐洗涤层14设置于吸收层上端，并通过一级铵盐洗涤层集液盘13进行区域的分割，所述的二级铵盐洗涤除雾层设置于一级铵盐洗涤除雾层的上端，并通过二级铵盐洗涤层集液盘15进行区域的分割，及设置在塔外的由一级清洗水循环系统和二级清洗水循环系统组成的清洗水循环槽20，以实现两个洗涤液的密度不一样，经过二级铵盐洗涤的溶液在槽内部自动补充到一级铵盐洗涤的溶液中，这样保证二级铵盐洗涤液始终最干净，密度最小，控制二级铵盐洗涤层、高效除雾层的喷淋液是干净的，减少烟气携带颗粒物。
作为本发明的进一步实施例：所述烟气经过雾滴高效除雾层17再进入超超级节能除雾层18，得到进一步除去烟气中的微细雾滴，超超级节能除雾层18不需要高或低电能产生磁场或电场、声波，自动净化烟气达到超低排放最终由塔顶烟囱19排放；
进一步的，所述超超级节能除雾层18还包括设置在塔外的配套的脱盐水槽21，通过脱盐水泵26定期冲洗超超级节能除雾层18。
本发明的具体实施步骤如下：
1、锅炉的高温烟气进入脱硫塔1的浓缩层8；
2、浓缩层8的浓缩喷淋9、反冲洗喷淋10液落在浓缩层斜板6上，通过回流管口4进入浓缩结晶槽5内，再由浓缩循环泵22打入浓缩喷淋9，使得高温烟气温度得到降低，热烟气把硫铵液中的部分水分蒸发，浓缩液被浓缩得到硫铵晶浆；
3、氧化余气可以通过浓缩层斜板6上的氧化余气升气盘7进入浓缩层8，浓缩层8的液体不能落入氧化循环层3；
4、烟气经过浓缩层8降温后穿过吸收层集液盘11，再上升到吸收层一、二、三级吸收喷淋12，使含有SO2的烟气在吸收层被吸收，吸收液吸收SO2后经吸收回流管27进入脱硫塔1底部的吸收液循环层2，部分吸收浆液进入氧化循环层3，部分吸收浆液由吸收循环泵23再次打入吸收层一、二、三级吸收喷淋12，从而继续循环喷淋吸收SO2；
5、脱除SO2的烟气穿过一级铵盐洗涤段集液盘13，再上升到一级铵盐洗涤层14，在一级铵盐洗涤层14洗涤的烟气通过二级铵盐洗涤段集液盘15进入和二级铵盐洗涤层16，塔外配套有一级和二级清洗水循环槽20；
6、洗涤后的烟气再进入雾滴高效除雾层17，拦截烟气中的水雾；
7、烟气再进入超超级节能除雾层18，得到进一步除去烟气中的微细雾滴，净化烟气达到超低排放最终由塔顶烟囱19排放，超超级节能除雾层18配套有塔外的脱盐水槽21。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效节能超低排放脱硫装置，包括脱硫塔，所述脱硫塔内部从下往上依次设有吸收液循环层、氧化循环层、浓缩层、烟气吸收层、铵盐洗涤层、雾滴高效除雾层、超超级节能除雾层及塔顶烟囱，其特征在于：所述浓缩层与烟气吸收层之间设有吸收层集液盘，所述铵盐洗涤层与烟气吸收层之间还固定设有一级铵盐洗涤层集液盘。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能超低排放脱硫装置，其特征在于：所述氧化循环层与浓缩层之间还固定设有用于将氧化循环层与浓缩层隔开的浓缩斜板。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能超低排放脱硫装置，其特征在于：所述烟气吸收层还设有三级吸收喷淋。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能超低排放脱硫装置，其特征在于：所述吸收喷淋还可采用液体分布器替换。
5.根据权利要求1所述的一种高效节能超低排放脱硫装置，其特征在于：所述铵盐洗涤层还包括一级铵盐洗涤除雾层和二级铵盐洗涤除雾层，且所述一级铵盐洗涤除雾层和二级铵盐洗涤除雾层之间通过二级铵盐洗涤层集液盘进行功能区域的分割。
6.根据权利要求1或5所述的一种高效节能超低排放脱硫装置，其特征在于：所述铵盐洗涤层还包括设置于塔外的与铵盐洗涤层配套使用的清洗水循环槽。
7.根据权利要求6所述的一种高效节能超低排放脱硫装置，其特征在于：所述清洗水循环槽内部包括一级清洗水循环系统和二级清洗水循环系统。
8.根据权利要求7所述的一种高效节能超低排放脱硫装置，其特征在于：所述清洗水循环槽内二级清洗水循环系统液为低密度溶液。
9.根据权利要求1所述的一种高效节能超低排放脱硫装置，其特征在于：所述超超级节能除雾层还包括设置在塔外的配套的脱盐水槽。
10.根据权利要求1至8任一一项所述的一种高效节能超低排放脱硫装置，其特征在于：所述脱硫塔各层功能喷淋层的喷淋液形成密度梯度，使得烟气携带颗粒物层层得到控制。
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