CN110394019B - 一种烟气除湿消白一体化脱硫装置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烟气处理设备技术领域,且公开了一种烟气除湿消白一体化脱硫装置及其操作方法,包括处理罐,所述处理罐的内腔分为左右两个独立的腔室脱硫室Ⅰ和脱硫室Ⅱ,所述脱硫室Ⅰ和脱硫室Ⅱ的内壁均设有集流斗,所述集流斗的中部套接有排气管,所述排气管的顶端伸出处理罐的顶端,所述脱硫室Ⅰ和脱硫室Ⅱ的内腔且位于集流斗的下方均设有换热冷凝管,两个换热冷凝管分别与两个排气管的底端连通,所述处理罐的一侧设有尾气回流管。本发明通过将换热冷凝管置于处理罐内,使得烟气由烟气进口Ⅰ或者烟气进口Ⅱ进入后与换热冷凝管内脱硫后的尾气换热,而达到烟气脱硫前的冷凝除湿效果,从而达到脱硫前冷凝、脱硫后再热实现消白。
Description
技术领域
本发明涉及烟气处理设备技术领域,具体为一种烟气除湿消白一体化脱硫装置及其操作方法。
背景技术
化石燃料燃烧后的烟囱出口排出的饱和或近饱和的湿烟气在烟气扩散过程中,与温度较低的环境空气接触时,饱和或近饱和湿烟气由于温度降低产生冷凝及凝结,呈现白色或者灰色,称为烟羽。烟羽不仅造成视觉污染,严重地区还会出现酸雨或者石膏雨,因此,各工厂烟囱排出的尾气均需进行消白处理。
目前,对于消白处理,主要采用脱硫塔前的烟气冷凝以降低脱硫塔出口处的烟气温度,从而使得烟气中携带的饱和湿气降低,而后再对烟气加热,再排放至大气中,由此,即可消除烟羽。
由于烟气中携带SO3/H2SO4气体,在脱硫塔前冷凝,会导致其中的H2SO4气体液化,长期会严重腐蚀换热设备,处理成本较高,且冷凝器、脱硫塔、再热器的占地面积均较大,潜在提高设备建造土地成本,因此,提出一种除湿消白一体化脱硫塔,旨在解决上述问题。
发明内容
针对背景技术中提出的现有烟气处理设备在使用过程中存在的不足,本发明提供了一种烟气除湿消白一体化脱硫装置及其操作方法,具备防止低温腐蚀设备、余热利用率高、设备占地面积小的优点,解决了上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案:一种烟气除湿消白一体化脱硫装置,包括处理罐,所述处理罐的内腔分为左右两个独立的腔室脱硫室Ⅰ和脱硫室Ⅱ,所述脱硫室Ⅰ和脱硫室Ⅱ的内壁均设有集流斗,所述集流斗的中部套接有排气管,所述排气管的顶端伸出处理罐的顶端,所述脱硫室Ⅰ和脱硫室Ⅱ的内腔且位于集流斗的下方均设有换热冷凝管,两个换热冷凝管分别与两个排气管的底端连通,所述处理罐的一侧设有尾气回流管,所述尾气回流管通过三通管与两个换热冷凝管的另一端连通,所述尾气回流管的另一端分为两个支管,且两个支管分别连通脱硫室Ⅰ和脱硫室Ⅱ的内腔顶端,所述处理罐的左右两侧分别设有冷凝烟气导管Ⅰ和冷凝烟气导管Ⅱ,所述处理罐的左右两侧且位于脱硫室Ⅰ和脱硫室Ⅱ的内腔底部分别设有烟气进口Ⅰ和烟气进口Ⅱ,所述处理罐内分别位于脱硫室Ⅰ和脱硫室Ⅱ内均设有脱硫喷淋。
优选的,所述冷凝烟气导管Ⅰ的一端连通脱硫室Ⅰ的内腔底端,所述冷凝烟气导管Ⅰ的另一端连通脱硫室Ⅱ的内腔顶端,所述冷凝烟气导管Ⅱ的一端连通脱硫室Ⅱ的内腔底端,所述冷凝烟气导管Ⅱ的另一端连通脱硫室Ⅰ的内腔顶端。
优选的,所述尾气回流管与两个换热冷凝管的一端连接处分别设有换热阀Ⅰ和换热阀Ⅱ,所述换热阀Ⅰ用于控制脱硫室Ⅱ内的换热冷凝管与尾气回流管的通断,所述换热阀Ⅱ用于控制脱硫室Ⅰ内的换热冷凝管与尾气回流管的通断,所述尾气回流管另一端连通脱硫室Ⅰ和脱硫室Ⅱ的内腔顶端的分支管处分别设有回流阀Ⅰ和回流阀Ⅱ,所述回流阀Ⅰ用于控制尾气回流管与脱硫室Ⅰ内腔的通断,回流阀Ⅱ用于控制尾气回流管与脱硫室Ⅱ内腔的通断。
优选的,所述冷凝烟气导管Ⅰ和冷凝烟气导管Ⅱ的一端分别设有脱硫阀Ⅰ和脱硫阀Ⅱ,所述脱硫阀Ⅰ用于控制冷凝烟气导管Ⅰ和脱硫室Ⅱ内腔的通断,所述脱硫阀Ⅱ用于控制冷凝烟气导管Ⅱ和脱硫室Ⅰ内腔的通断。
一种烟气除湿消白一体化脱硫装置的操作方法,包括以下操作步骤:
S1、打开烟气进口Ⅰ、脱硫阀Ⅱ、回流阀Ⅱ、换热阀Ⅱ、脱硫室Ⅱ内的脱硫喷淋,同时关闭烟气进口Ⅱ、回流阀Ⅰ、脱硫阀Ⅰ、换热阀Ⅰ、脱硫室Ⅰ内的脱硫喷淋;
S2、经过除尘后的烟气由烟气进口Ⅰ送入脱硫室Ⅰ内,对脱硫室Ⅰ内的换热冷凝管换热冷凝后,由冷凝烟气导管Ⅱ进入脱硫室Ⅱ的内腔底部,冷凝后的烟气经由脱硫室Ⅱ内脱硫喷淋湿法脱硫后,经由回流阀Ⅱ、换热阀Ⅱ进入脱硫室Ⅰ内的换热冷凝管内,得以和烟气进口Ⅰ进入的烟气换热,最后再由脱硫室Ⅰ内的排气管排出;
S3、预设时间后,打开烟气进口Ⅱ、回流阀Ⅰ、脱硫阀Ⅰ、换热阀Ⅰ、脱硫室Ⅰ内的脱硫喷淋,同时关闭烟气进口Ⅰ、脱硫阀Ⅱ、回流阀Ⅱ、换热阀Ⅱ、脱硫室Ⅱ内的脱硫喷淋;
S4、经过除尘后的烟气由烟气进口Ⅱ送入脱硫室Ⅱ内,对脱硫室Ⅱ内的换热冷凝管换热冷凝后,由冷凝烟气导管Ⅰ进入脱硫室Ⅰ的内腔底部,冷凝后烟气经由脱硫室Ⅰ内脱硫喷淋湿法脱硫后,经由回流阀Ⅰ、换热阀Ⅰ进入脱硫室Ⅱ内的换热冷凝管内,得以和烟气进口Ⅱ进入的烟气换热,最后再由脱硫室Ⅱ内的排气管排出。
本发明具备以下有益效果:
1、本发明通过将换热冷凝管置于处理罐内,使得烟气由烟气进口Ⅰ或者烟气进口Ⅱ进入后与换热冷凝管内脱硫后的尾气换热,而达到烟气脱硫前的冷凝除湿效果,从而达到脱硫前冷凝、脱硫后再热实现消白,且原脱硫塔内的脱硫喷淋喷出的脱硫液可及时将冷凝于换热冷凝管外部的硫酸液滴除去,有效防止换热冷凝管的腐蚀,另一方面,由于进烟气是直接对刚完成脱硫后的烟气加热,未经过中间换热,热量损失少,换热效率高。
2、本发明通过将换热冷凝管置于处理罐内,通过尾气回流管、冷凝烟气导管Ⅰ和冷凝烟气导管Ⅱ将尾气再导回处理罐与原烟气加热,实现了脱硫塔、烟气冷凝、烟气再热一体化,占地面积可大大减小,极大的缩减了建设成本,同时,通过各阀门的自动化控制,可实现控制自动化,双室内的功能性切换,使得设备长时间的运行负荷得以降低,保障设备使用寿命。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明步骤S2的气体流动示意图;
图3为本发明步骤S4的气体流动示意图。
图中:1、处理罐;2、脱硫室Ⅰ;3、脱硫室Ⅱ;4、集流斗;5、排气管;6、换热冷凝管;7、尾气回流管;7a、换热阀Ⅰ;7b、换热阀Ⅱ;7c、回流阀Ⅰ;7d、回流阀Ⅱ;8、冷凝烟气导管Ⅰ;8a、脱硫阀Ⅰ;9、冷凝烟气导管Ⅱ;9a、脱硫阀Ⅱ;10a、烟气进口Ⅰ;10b、烟气进口Ⅱ;11、脱硫喷淋。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1-3,一种烟气除湿消白一体化脱硫装置,包括处理罐1,处理罐1内中央由竖隔板将处理罐1的内腔分隔为左右两个独立的腔室脱硫室Ⅰ2和脱硫室Ⅱ3,脱硫室Ⅰ2和脱硫室Ⅱ3的内壁均设有集流斗4,集流斗4的中部套接有排气管5,排气管5的顶端伸出处理罐1的顶端并连通于烟囱(图中未示出),在脱硫室Ⅰ2和脱硫室Ⅱ3的内腔且位于集流斗4的下方均设有换热冷凝管6,两个换热冷凝管6分别与两个排气管5的底端连通,两个换热冷凝管6的另一端通过三通管与尾气回流管7的一端连通,尾气回流管7的另一端分为两个支管,且两个支管分别连通脱硫室Ⅰ2和脱硫室Ⅱ3的内腔顶端,在处理罐1的左右两侧分别设有冷凝烟气导管Ⅰ8和冷凝烟气导管Ⅱ9,冷凝烟气导管Ⅰ8的一端连通脱硫室Ⅰ2的内腔底端,冷凝烟气导管Ⅰ8的另一端连通脱硫室Ⅱ3的内腔顶端,冷凝烟气导管Ⅱ9的一端连通脱硫室Ⅱ3的内腔底端,冷凝烟气导管Ⅱ9的另一端连通脱硫室Ⅰ2的内腔顶端,处理罐1的左右两侧且位于脱硫室Ⅰ2和脱硫室Ⅱ3的内腔底部分别设有烟气进口Ⅰ10a和烟气进口Ⅱ10b,烟气进口Ⅰ10a一端连通脱硫室Ⅰ2的内腔底端,烟气进口Ⅰ10a的另一端连通烟气进口,烟气进口Ⅱ10b的一端连通脱硫室Ⅱ3的内腔底端,烟气进口Ⅱ10b的另一端亦连通烟气进口,其中,在尾气回流管7与两个换热冷凝管6的一端连接处分别设有换热阀Ⅰ7a和换热阀Ⅱ7b,换热阀Ⅰ7a用于控制脱硫室Ⅱ3内的换热冷凝管6与尾气回流管7的通断,换热阀Ⅱ7b用于控制脱硫室Ⅰ2内的换热冷凝管6与尾气回流管7的通断,尾气回流管7另一端连通脱硫室Ⅰ2和脱硫室Ⅱ3的内腔顶端的分支管处分别设有回流阀Ⅰ7c和回流阀Ⅱ7d,回流阀Ⅰ7c用于控制尾气回流管7与脱硫室Ⅰ2内腔的通断,回流阀Ⅱ7d用于控制尾气回流管7与脱硫室Ⅱ3内腔的通断,冷凝烟气导管Ⅰ8和冷凝烟气导管Ⅱ9的一端分别设有脱硫阀Ⅰ8a和脱硫阀Ⅱ9a,脱硫阀Ⅰ8a用于控制冷凝烟气导管Ⅰ8和脱硫室Ⅱ3内腔的通断,脱硫阀Ⅱ9a用于控制冷凝烟气导管Ⅱ9和脱硫室Ⅰ2内腔的通断,处理罐1内分别位于脱硫室Ⅰ2和脱硫室Ⅱ3内均设有脱硫喷淋11。
需要说明的是,本申请是基于传统湿法脱硫塔进行改进的,故而关于湿法脱硫的脱硫塔机构均为现已公开技术,本申请并未述及脱硫技术改进,故而,图中及说明书中均未具体述及脱硫塔内相关脱硫机构,可以明确的是,在处理罐1的分隔为脱硫室Ⅰ2和脱硫室Ⅱ3独立的腔室内,均具有独立的脱硫机构。
基于上述,本发明是将烟气进口Ⅰ10a或烟气进口Ⅱ10b的烟气送入脱硫室Ⅰ2或脱硫室Ⅱ3内,对换热冷凝管6内的尾气加热并使得进口烟气得以冷凝,冷凝后的烟气再通过冷凝烟气导管Ⅰ8或冷凝烟气导管Ⅱ9进入另一个腔室进行脱硫,脱硫完成后的烟气经由尾气回流管7送入另一个腔室的换热冷凝管6内与原进烟气换热,最终排出,具体参阅后续操作方法。
通过将换热冷凝管6置于处理罐1内,使得烟气由烟气进口Ⅰ10a或者烟气进口Ⅱ10b进入后与换热冷凝管6内脱硫后的尾气换热,而达到烟气脱硫前的冷凝除湿效果,从而达到脱硫前冷凝、脱硫后再热实现消白,且原脱硫塔内的脱硫喷淋11喷出的脱硫液可及时将冷凝于换热冷凝管6外部的硫酸液滴除去,有效防止换热冷凝管6的腐蚀,另一方面,由于进烟气是直接对刚完成脱硫后的烟气加热,未经过中间换热,热量损失少,换热效率高。
通过将换热冷凝管6置于处理罐1内,通过尾气回流管7、冷凝烟气导管Ⅰ8和冷凝烟气导管Ⅱ9将尾气再导回处理罐1与原烟气加热,实现了脱硫塔、烟气冷凝、烟气再热一体化,占地面积可大大减小,极大的缩减了建设成本,同时,通过各阀门的自动化控制,可实现控制自动化,双室内的功能性切换,使得设备长时间的运行负荷得以降低,保障设备使用寿命。
其中,为使得换热冷凝管6表面的冷凝硫酸得以有效去除,可使得换热冷凝管6倾斜布置在集流斗4的底端出口,由集流斗4收集脱硫喷淋11喷出的碱性溶液淋于换热冷凝管6上,同时倾斜的换热冷凝管6与烟气进口Ⅰ10a或者烟气进口Ⅱ10b的进烟气形成逆流,有助于提高换热效率。
其中,本申请中述及的阀门换热阀Ⅰ7a、换热阀Ⅱ7b、回流阀Ⅰ7c、回流阀Ⅱ7d、脱硫阀Ⅰ8a和脱硫阀Ⅱ9a均可以采用电磁阀由烟气处理设备系统中控控制,以实现自动化控制。
一种烟气除湿消白一体化脱硫装置的操作方法,包括以下操作步骤:
S1、打开烟气进口Ⅰ10a、脱硫阀Ⅱ9a、回流阀Ⅱ7d、换热阀Ⅱ7b、脱硫室Ⅱ3内的脱硫喷淋11,同时关闭烟气进口Ⅱ10b、回流阀Ⅰ7c、脱硫阀Ⅰ8a、换热阀Ⅰ7a、脱硫室Ⅰ2内的脱硫喷淋11;
S2、经过除尘后的烟气由烟气进口Ⅰ10a送入脱硫室Ⅰ2内,对脱硫室Ⅰ2内的换热冷凝管6换热冷凝后,由冷凝烟气导管Ⅱ9进入脱硫室Ⅱ3的内腔底部,冷凝后的烟气经由脱硫室Ⅱ3内脱硫喷淋11湿法脱硫后,经由回流阀Ⅱ7d、换热阀Ⅱ7b进入脱硫室Ⅰ2内的换热冷凝管6内,得以和烟气进口Ⅰ10a进入的烟气换热,最后再由脱硫室Ⅰ2内的排气管5排出;
S3、预设时间后,打开烟气进口Ⅱ10b、回流阀Ⅰ7c、脱硫阀Ⅰ8a、换热阀Ⅰ7a、脱硫室Ⅰ2内的脱硫喷淋11,同时关闭烟气进口Ⅰ10a、脱硫阀Ⅱ9a、回流阀Ⅱ7d、换热阀Ⅱ7b、脱硫室Ⅱ3内的脱硫喷淋11;
S4、经过除尘后的烟气由烟气进口Ⅱ10b送入脱硫室Ⅱ3内,对脱硫室Ⅱ3内的换热冷凝管6换热冷凝后,由冷凝烟气导管Ⅰ8进入脱硫室Ⅰ2的内腔底部,冷凝后烟气经由脱硫室Ⅰ2内脱硫喷淋11湿法脱硫后,经由回流阀Ⅰ7c、换热阀Ⅰ7a进入脱硫室Ⅱ3内的换热冷凝管6内,得以和烟气进口Ⅱ10b进入的烟气换热,最后再由脱硫室Ⅱ3内的排气管5排出。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种烟气除湿消白一体化脱硫装置,包括处理罐(1),其特征在于:所述处理罐(1)的内腔分为左右两个独立的腔室脱硫室Ⅰ(2)和脱硫室Ⅱ(3),所述脱硫室Ⅰ(2)和脱硫室Ⅱ(3)的内壁均设有集流斗(4),所述集流斗(4)的中部套接有排气管(5),所述排气管(5)的顶端伸出处理罐(1)的顶端,所述脱硫室Ⅰ(2)和脱硫室Ⅱ(3)的内腔且位于集流斗(4)的下方均设有换热冷凝管(6),两个换热冷凝管(6)分别与两个排气管(5)的底端连通,所述处理罐(1)的一侧设有尾气回流管(7),所述尾气回流管(7)通过三通管与两个换热冷凝管(6)的另一端连通,所述尾气回流管(7)的另一端分为两个支管,且两个支管分别连通脱硫室Ⅰ(2)和脱硫室Ⅱ(3)的内腔顶端,所述处理罐(1)的左右两侧分别设有冷凝烟气导管Ⅰ(8)和冷凝烟气导管Ⅱ(9),所述处理罐(1)的左右两侧且位于脱硫室Ⅰ(2)和脱硫室Ⅱ(3)的内腔底部分别设有烟气进口Ⅰ(10a)和烟气进口Ⅱ(10b),所述处理罐(1)内分别位于脱硫室Ⅰ(2)和脱硫室Ⅱ(3)内均设有脱硫喷淋(11);所述冷凝烟气导管Ⅰ(8)的一端连通脱硫室Ⅰ(2)的内腔底端,所述冷凝烟气导管Ⅰ(8)的另一端连通脱硫室Ⅱ(3)的内腔顶端,所述冷凝烟气导管Ⅱ(9)的一端连通脱硫室Ⅱ(3)的内腔底端,所述冷凝烟气导管Ⅱ(9)的另一端连通脱硫室Ⅰ(2)的内腔顶端;所述尾气回流管(7)与两个换热冷凝管(6)的一端连接处分别设有换热阀Ⅰ(7a)和换热阀Ⅱ(7b),所述换热阀Ⅰ(7a)用于控制脱硫室Ⅱ(3)内的换热冷凝管(6)与尾气回流管(7)的通断,所述换热阀Ⅱ(7b)用于控制脱硫室Ⅰ(2)内的换热冷凝管(6)与尾气回流管(7)的通断,所述尾气回流管(7)另一端连通脱硫室Ⅰ(2)和脱硫室Ⅱ(3)的内腔顶端的分支管处分别设有回流阀Ⅰ(7c)和回流阀Ⅱ(7d),所述回流阀Ⅰ(7c)用于控制尾气回流管(7)与脱硫室Ⅰ(2)内腔的通断,回流阀Ⅱ(7d)用于控制尾气回流管(7)与脱硫室Ⅱ(3)内腔的通断;所述冷凝烟气导管Ⅰ(8)和冷凝烟气导管Ⅱ(9)的一端分别设有脱硫阀Ⅰ(8a)和脱硫阀Ⅱ(9a),所述脱硫阀Ⅰ(8a)用于控制冷凝烟气导管Ⅰ(8)和脱硫室Ⅱ(3)内腔的通断,所述脱硫阀Ⅱ(9a)用于控制冷凝烟气导管Ⅱ(9)和脱硫室Ⅰ(2)内腔的通断。
2.根据权利要求1所述的一种烟气除湿消白一体化脱硫装置的操作方法,其特征在于,包括以下操作步骤:
S1、打开烟气进口Ⅰ(10a)、脱硫阀Ⅱ(9a)、回流阀Ⅱ(7d)、换热阀Ⅱ(7b)、脱硫室Ⅱ(3)内的脱硫喷淋(11),同时关闭烟气进口Ⅱ(10b)、回流阀Ⅰ(7c)、脱硫阀Ⅰ(8a)、换热阀Ⅰ(7a)、脱硫室Ⅰ(2)内的脱硫喷淋(11);
S2、经过除尘后的烟气由烟气进口Ⅰ(10a)送入脱硫室Ⅰ(2)内,对脱硫室Ⅰ(2)内的换热冷凝管(6)换热冷凝后,由冷凝烟气导管Ⅱ(9)进入脱硫室Ⅱ(3)的内腔底部,冷凝后的烟气经由脱硫室Ⅱ(3)内脱硫喷淋(11)湿法脱硫后,经由回流阀Ⅱ(7d)、换热阀Ⅱ(7b)进入脱硫室Ⅰ(2)内的换热冷凝管(6)内,得以和烟气进口Ⅰ(10a)进入的烟气换热,最后再由脱硫室Ⅰ(2)内的排气管(5)排出;
S3、预设时间后,打开烟气进口Ⅱ(10b)、回流阀Ⅰ(7c)、脱硫阀Ⅰ(8a)、换热阀Ⅰ(7a)、脱硫室Ⅰ(2)内的脱硫喷淋(11),同时关闭烟气进口Ⅰ(10a)、脱硫阀Ⅱ(9a)、回流阀Ⅱ(7d)、换热阀Ⅱ(7b)、脱硫室Ⅱ(3)内的脱硫喷淋(11);
S4、经过除尘后的烟气由烟气进口Ⅱ(10b)送入脱硫室Ⅱ(3)内,对脱硫室Ⅱ(3)内的换热冷凝管(6)换热冷凝后,由冷凝烟气导管Ⅰ(8)进入脱硫室Ⅰ(2)的内腔底部,冷凝后烟气经由脱硫室Ⅰ(2)内脱硫喷淋(11)湿法脱硫后,经由回流阀Ⅰ(7c)、换热阀Ⅰ(7a)进入脱硫室Ⅱ(3)内的换热冷凝管(6)内,得以和烟气进口Ⅱ(10b)进入的烟气换热,最后再由脱硫室Ⅱ(3)内的排气管(5)排出。
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