CN110180366A - 一种烟气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及余热锅炉、工业窑炉烟气治理技术领域，特别公开了一种烟气处理系统，它包括余热回收段、洗涤吸收段和洗涤吸收液处理段，余热回收段用于对烟气降温；洗涤吸收段用于对废气进行洗涤吸收，洗涤吸收液处理段用于对洗涤后的废液进行环保处理。本发明集余热再利用、洗涤吸收和废液处理于一体，经过本发明处理后，实现废气余热回收利用，降低能耗，二氧化硫排放浓度＜20mg/Nm³,粉尘排放浓度＜5mg/Nm³，废水COD低于50mg/L、SS低于30mg/L、PH维持在7左右，起到了治理大气污染物和水污染物的作用。
Description
技术领域
本发明涉及余热锅炉、工业窑炉烟气治理技术领域，特别涉及一种烟气处理系统。
背景技术
烟气中粉尘、硫化物是主要大气污染物，是引起雾霾、酸雨的主要因素。
余热锅炉和工业窑炉因烟气流量变化大、成份复杂、粉尘浓度高，变化大、粉尘颗粒硬度高，有粘性、烟气温度高，温度变化幅度大，现有尾气处理多采用多管除尘、静电除尘和布袋除尘，再湿法脱硫的工艺流程，造成系统复杂，占地大、阻力高，电耗大、因烟气温度高，变化大、粉尘超细，除尘设备运行困难，造成污染物排放控制难度大，二次污染严重，运行成本高，环保任务重大，严重制约企业发展。特别是炼油行业重油催化裂化再生烟气，废气温度＞200℃，粉尘颗粒超细，粒径小于1μm占比＞45%，在此种烟气条件下，常规旋风除尘、布袋除尘、静电除尘和吸收设备运行不稳定，系统阻力大，二氧化硫排放浓度≥50mg/Nm³,粉尘排放浓度≥50mg/Nm³，废水COD＞300mg/L、SS＞100mg/L，系统阻力＞5000Pa。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种余热回收、脱硫和除尘一体化、能高效处理烟气的烟气处理系统。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种烟气处理系统，其特征是：包括余热回收段、洗涤吸收段和洗涤吸收液处理段，其中：
余热回收段包括换热器，所述换热器的出口端连接离心风机；
洗涤吸收段包括塔体，所述塔体下部设有导流筒，所述导流筒与离心风机连通，所述导流筒上设有喷枪，所述塔体内从下到上依次设有塔底液体区、托盘、空塔喷淋层、旋流单元、旋流喷淋层、除雾器、第一冲洗单元、微尘单元、第二冲洗单元和湿式电除尘器，所述塔体上端依次设有收水器和排气筒；
洗涤吸收液处理段包括与塔底液体区通过罐底管路连接的絮凝罐，所述絮凝罐上端与加药罐管路连接，所述絮凝罐下部通过管路与沉淀罐内的沉淀中心筒连接，所述沉淀罐内的沉淀溢流槽通过管路与氧化池连接，所述氧化池与过滤池连通，所述过滤池与清水池连通；
所述沉淀池下端通过第三管路与污泥缓冲罐的缓冲中心筒连接，所述污泥缓冲罐的缓冲溢流槽与沉淀中心筒连接；
所述污泥缓冲罐的下端通过第四管路与脱水机连接。
所述换热器设有吹灰器。
所述空塔喷淋层与塔体底部之间通过第一循环管路连通，所述旋流喷淋层与塔体底部之间通过第二循环管路连通，所述第一循环管路和第二循环管路上分别设有循环泵。
所述洗涤吸收段还包括吸收剂储罐和水罐，所述吸收剂储罐与塔体之间通过第一管路联通，所述水罐与塔体之间通过第二管路连通，所述第一管路和第二管路与塔体的连接点均位于托盘的下方、导流管的上方，所述第二管路连接两根支管，这两根支管分别与第一冲洗单元和第二冲洗单元连接，所述支管上设有冲洗水泵；所述第一管路与喷枪连接。
所述塔底液体区采用锥底设计，锥角＞45°。
所述罐底管路和第三管路上均设有升压泵，所述第四管路上设有供料泵。
所述絮凝罐和加药罐内均设有搅拌器。
所述氧化池内设有曝气格栅。
所述脱水机采用板框压滤机。
所述板框压滤机配有压榨系统和油压系统。
本发明的有益效果是：
烟气首先进入余热回收段进行废气预降温回收热量，生成蒸汽或热水，用于洗涤后烟气加热或其他综合利用。降温后烟气进入调温调质区，进一步降温调质。调温调质后烟气进入洗涤吸收塔的塔体，洗涤吸收液在塔内对废气循环吸收，废气经过多级净化处理达标排放。此段内烟气降温，粉尘团聚；空塔喷淋区降速、扩散和喷淋处理，一次洗涤吸收；经过旋流单元，旋流子使烟气升速旋转与喷淋液剪切，湍流扰动吸收，二次洗涤吸收；经过除雾区利用惯性力进行碰撞汇集去除大液滴；经过微尘处理单元，利用离心分离，去除小液滴和小颗粒物，进行一次分离；经过湿式电除尘器，对颗粒物荷电吸附，去除气溶胶、超细粒子、重金属和PM2.5，三次吸附吸收，二次分离；经过收水器，利用惯性和离心分离，三次分离。吸收液需要经过塔外废液处理段，实现固液分离、液相去除悬浮物（SS）、COD和重金属等后调整PH值，一部分返回塔内循环吸收段，一部分达标排放，固相废渣经过二级沉淀一级脱水，滤液返回吸收段，废渣外运无害化处理。
经过本发明处理后，实现废气余热回收利用，降低能耗，二氧化硫排放浓度＜20mg/Nm³,粉尘排放浓度＜5mg/Nm³，废水COD低于50mg/L、SS低于30mg/L、PH维持在7左右，起到了治理大气污染物和水污染物的作用。
本发明还有如下有益效果：
1）可以处理高温烟气，并回收废气中的热量综合利用。
2）吸收洗涤塔采用调温调质、托盘+空塔喷淋吸收、旋流吸收与离心微尘处理、精除电捕耦合技术，可以同时吸收二氧化硫和超细粉尘，二氧化硫吸收效率＞99%，粉尘脱除效率＞99.4%，相比普通喷淋塔极大提高了脱硫除尘效率，并且系统阻力小于2000Pa.
3）对关键控制参数循环浆液PH值和脱硫吸收剂给料量进行控制，保证循环浆液PH值在一定范围内，且液碱的供给量不会太高，节约脱硫剂。
4）提供了烟气处理、吸收液处理和污泥处理的设备和方法，污染物解决彻底，无二次污染。
5）余热回收、脱硫和除尘一体化处理设备，系统简单，占地面积少。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的连接结构示意图。
图中，1余热回收段,101换热器，102吹灰器，103离心风机；
2洗涤吸收段,201导流筒，202喷枪，203塔体，204塔底液体区，205托盘，206空塔喷淋层，207旋流单元，208旋流喷淋层，209除雾器，210第一冲洗单元，211微尘单元，212第二冲洗单元，213湿式电除尘器，214收水器，215排气筒，216循环泵，217第一循环管路，218第二循环管路，219吸收剂储罐，220第一管路，221水罐，222第二管路，223支管，224冲洗水泵；
3洗涤吸收液处理段，301絮凝罐，302罐底管路，303加药罐，304沉淀罐，305沉淀中心筒,306沉淀溢流槽,307氧化池,308过滤池,309清水池,310第三管路,311污泥缓冲罐，312缓冲中心筒，313缓冲溢流槽，314升压泵,315第四管路，316供料泵，317搅拌器，318曝气格栅，319压榨系统，320油压系统，321板框压滤机。
具体实施方式
附图为本发明的具体实施例。如图1所示，该种烟气处理系统，包括余热回收段1、洗涤吸收段2和洗涤吸收液处理段3，其中：
余热回收段1包括换热器101，用于对废气进行降温，从大于200℃降至低于150℃，回收的热量，生产热水或蒸汽，用于治理后烟气加热或其他综合利用，在换热器101上安装吹灰器102，吹灰器102用于清理换热器101中换热面，防止积灰结垢，换热器101的出口端连接一个离心风机103，来提高废气压力大于2000Pa，克服下游设备设施阻力。
洗涤吸收段2包括一个洗涤吸收塔，洗涤吸收塔主要用于脱硫和除尘，并对洗涤后的烟气进行气液固分离，去除湿烟气中的微小液滴、超细颗粒和气溶胶等物质，洗涤吸收塔包括塔体203，塔体203下部安装一个导流筒201，导流筒201与离心风机103连通，导流筒201上安装一个喷枪202，喷枪202采用单流体或气液两相流雾化形式，导流筒201与喷枪202组成调温调质区，气液两相在导流筒201内高速逆向对撞，形成一个高速湍动的泡沫区，进行废气降温和超细颗粒团聚调质，塔体203下部分为塔底液体区204，也就是导流筒201与塔体203连接口的下方部分，塔底液体区204的底部也就是塔体203的底部采用锥底设计，锥角＞45°，塔底液体区204上方依次为托盘205、空塔喷淋层206、旋流单元207、旋流喷淋层208、除雾器209、第一冲洗单元210、微尘单元211、第二冲洗单元212和湿式电除尘器213，塔体203上端依次安装收水器214和排气筒215，托盘205的位置高于导流筒201与塔体203的连接口；空塔喷淋层206与塔体203底部之间通过第一循环管路217连通，旋流喷淋层208与塔体203底部之间通过第二循环管路218连通，第一循环管路217和第二循环管路218上分别安装循环泵216，通过循环泵216的定向抽吸力，使塔底液体区204内的液体定向流动，产生搅拌力，实现自旋搅拌，这样在塔底液体区204就不用再安装搅拌设备了；空塔喷淋层206和旋流喷淋层208都是有喷淋管路和喷嘴组成。
洗涤吸收段2还包括吸收剂储罐219和水罐221，吸收剂储罐219与塔体203之间通过第一管路220联通，水罐221与塔体203之间通过第二管路222连通，第一管路220和第二管路222与塔体203的连接点均位于托盘205的下方、导流筒201的上方，第二管路222连接两根支管223，这两根支管223分别与第一冲洗单元210和第二冲洗单元212连接，两根支管223上都安装有冲洗水泵224，冲洗水泵224可以确保冲洗单元的水压大于0.2MPa；第一管路220还与喷枪202连接。
洗涤吸收液处理段3包括絮凝罐301，絮凝罐301与塔底液体区204通过罐底管路302连接，絮凝罐301上端与加药罐303管路连接，絮凝罐301下部通过管路与沉淀罐304内的沉淀中心筒305连接，沉淀罐304内的沉淀溢流槽306通过管路与氧化池307连接，氧化池307与过滤池308连通，过滤池308与清水池309连通，沉淀池下端通过第三管路310与污泥缓冲罐311的缓冲中心筒312连接，污泥缓冲罐311的缓冲溢流槽313与沉淀中心筒305连接，在罐底管路302和第三管路310上均安装升压泵314。
污泥缓冲罐311的下端通过第四管路315与脱水机连接，第四管路315上安装供料泵316。
絮凝罐301和加药罐303内均设有搅拌器317。
氧化池307内设有曝气格栅318。
脱水机采用板框压滤机321，板框压滤机321配有压榨系统319和油压系统320。
其中：
絮凝罐301用于塔体203排液与絮凝剂均匀混合，形成大分子絮凝体，完成初步固液分离；絮凝剂采用聚丙烯酰胺或聚合氯化铝；
沉淀罐304、沉淀中心筒305和沉淀溢流槽306构成竖流沉淀罐304，用于固液一次分离，上清液进入氧化池307，沉淀污泥进入污泥缓冲罐311；沉淀罐304可采用平流式、辐流式和竖流式结构；
氧化池307用于通过曝气格栅318把空气强制送到氧化池307底部，用于去除水中COD和轻质浮沫；曝气格栅318采用微孔曝气器、小孔曝气器或射流喷嘴冲击曝气器；
过滤池308对曝气后的液体进行过滤，进一步去除微小颗粒、色度和异味；过滤料采用级配的无机填料，过滤池设置滤料反冲洗装置，定期反冲洗滤料表面粉尘
污泥缓冲罐311、缓冲中心筒312和缓冲溢流槽313构成污泥缓冲，用于固液二次分离及污泥浓缩；
脱水机采用板框压滤机321，板框压滤机321最好采用隔膜式或真空式；
板框压滤机321、压榨系统319和油压系统320用于污泥脱水，降低污泥含水量，使含水量＜40%。
处理过程如下：
在余热回收段1，高温废气进入换热器101，通过换热器101降低废气温度，使废气温度降到150℃以下，而水侧温度可以升高30℃以上，如果换热面脏了，则用吹灰器102，一般是采用蒸汽吹灰器102进行吹扫，防止积灰结垢。
洗涤吸收段2，降温后，废气在离心风机103的强力抽吸下，可以将废气的压力提高到大于2000Pa，然后进入导向筒内，与此同时，遇到由吸收剂储罐219里通过第一管路220进入喷枪202然后喷出来、经喷枪202雾化的吸收剂小液滴与废气进行逆向高速碰撞接触，形成一个高速湍动的泡沫区，进行废气降温和超细颗粒团聚调质，然后进入塔体203内，在塔体203内，废气由下至上依次经过托盘205、空塔喷淋层206进行一次洗涤，然后继续向上，依次经过旋流单元207和旋流喷淋层208进行二次洗涤，除雾器209去除大液滴，微尘单元211和湿式电除尘器213去除小液滴、小颗粒物、气溶胶、超细颗粒、重金属和PM2.5，收水器214和排气筒215完成洗涤吸收过程，使废气净化后排放水罐221里的工艺水通过第二管路222和两根支管223分别进入第一冲洗单元210和第二冲洗单元212，由喷嘴进行雾化，分别对除雾器209和微尘单元211的过流面进行冲洗，两个冲洗单元均由分配管路、阀门和喷嘴组成，属于现有技术。塔底液体区204的液体分别通过第一循环管路217进入空塔喷淋层206，通过第二循环管路218进入旋流喷淋层208，进行喷淋，空塔喷淋层206和旋流喷淋层208结构相同，都由分配管路和雾化喷嘴构成，也属于现有技术。液体经空塔喷淋层206和旋流喷淋层208雾化后向下逆向与废气接触完成洗涤吸收后回到塔底液体区204，以此构成塔内循环。
经过洗涤后的废液进入洗涤液处理段，废液首先通过罐底管路302上的升压泵314进入絮凝罐301，在絮凝罐301内废液与絮凝剂均匀混合，形成大分子絮体，完成初步固液分离，絮凝剂溶液来自于加药罐303，在絮凝罐301内形成的混合液体自流至沉淀中心筒305，所以絮凝罐301下端的位置要高于沉淀中心筒305上端的位置，沉淀罐304、沉淀中心筒305和沉淀溢流槽306构成竖流沉淀器，实现混合液一次固液分离，沉淀溢流槽306内的液体通过管路自流至氧化池307内，沉淀溢流槽306的位置要高于氧化池307上口的位置，氧化池307内设置曝气格栅318，采用小孔曝气形式，通过强制曝气，将亚硫酸盐、亚硫酸氢盐氧化成硫酸盐、硫酸氢盐，降低化学需氧量（COD）降低废水COD＜50mg/L。通过曝气后液体自流至过滤池，液体均匀通过级配无机填料组成的过滤料层。进一步去除悬浮物，使液体SS低于30mg/L。一次固液分离的固体通过升压泵314进入污泥缓冲罐311，进行二次沉淀，实现污泥浓缩。浓缩后的污泥通过供料泵316送入板框压滤机321，通过压榨系统319和油压系统320，进一步压榨污泥，减低污泥含水＜40%。
采用本发明进行的废气脱硫除尘，其中烟气量为10万Nm³/h，烟气温度210℃，烟气二氧化硫浓度为1500~3000 mg/Nm³，粉尘浓度为300~800 mg/Nm³。
废气经处理后，二氧化硫浓度＜20mg/Nm³，粉尘浓度＜5mg/Nm³，外排废水量为6~7m³/h，外排废水COD低于50mg/L、SS低于30mg/L、PH维持在7左右，完全满足并高于现行环保要求。
除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。
Claims (10)
1.一种烟气处理系统，其特征是：包括余热回收段、洗涤吸收段和洗涤吸收液处理段，其中：
余热回收段包括换热器，所述换热器的出口端连接离心风机；
洗涤吸收段包括塔体，所述塔体下部设有导流筒，所述导流筒与离心风机连通，所述导流筒上设有喷枪，所述塔体内从下到上依次设有塔底液体区、托盘、空塔喷淋层、旋流单元、旋流喷淋层、除雾器、第一冲洗单元、微尘单元、第二冲洗单元和湿式电除尘器，所述塔体上端依次设有收水器和排气筒；
洗涤吸收液处理段包括与塔底液体区通过罐底管路连接的絮凝罐，所述絮凝罐上端与加药罐管路连接，所述絮凝罐下部通过管路与沉淀罐内的沉淀中心筒连接，所述沉淀罐内的沉淀溢流槽通过管路与氧化池连接，所述氧化池与过滤池连通，所述过滤池与清水池连通；
所述沉淀池下端通过第三管路与污泥缓冲罐的缓冲中心筒连接，所述污泥缓冲罐的缓冲溢流槽与沉淀中心筒连接；
所述污泥缓冲罐的下端通过第四管路与脱水机连接。
2.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征是，所述换热器设有吹灰器。
3.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征是，所述空塔喷淋层与塔体底部之间通过第一循环管路连通，所述旋流喷淋层与塔体底部之间通过第二循环管路连通，所述第一循环管路和第二循环管路上分别设有循环泵。
4.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征是，所述洗涤吸收段还包括吸收剂储罐和水罐，所述吸收剂储罐与塔体之间通过第一管路联通，所述水罐与塔体之间通过第二管路连通，所述第一管路和第二管路与塔体的连接点均位于托盘的下方、导流管的上方，所述第二管路连接两根支管，这两根支管分别与第一冲洗单元和第二冲洗单元连接，所述支管上设有冲洗水泵；所述第一管路与喷枪连接。
5.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征是，所述塔底液体区采用锥底设计，锥角＞45°。
6.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征是，所述罐底管路和第三管路上均设有升压泵，所述第四管路上设有供料泵。
7.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征是，所述絮凝罐和加药罐内均设有搅拌器。
8.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征是，所述氧化池内设有曝气格栅。
9.根据权利要求1所述的烟气处理系统，其特征是，所述脱水机采用板框压滤机。
10.根据权利要求9所述的烟气处理系统，其特征是，所述板框压滤机配有压榨系统和油压系统。
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