CN111888896A - 一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种石灰‑石膏湿法脱硫塔除尘装置及方法，属于石灰烟气脱硫技术领域，该装置包括脱硫塔本体和冷却塔，所述脱硫塔内由下向上依次设置浆液喷淋层、收集盘、喷水层以及高校除雾器；所述收集盘上设有通气孔和排液孔；所述通气孔上设有升气通道，所述升气通道的外壁面上设有出气口；所述升气通道的顶端设有防止喷水层喷下的水进入出气口的挡水板；所述排液孔通过管道与脱硫塔外部的冷却塔相连接；所述高校除雾器由下到上依次设置管式除雾器、屋脊除雾器以及旋流除雾器。本装置降低了烟气中的灰尘与硫酸盐含量，解决了烟尘超标及后续脱硝系统中催化剂孔堵塞和失活问题。

Description

一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置及方法
技术领域
本公开属于石灰烟气脱硫技术领域，具体是涉及一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置及方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
石灰/石灰石湿法烟气脱硫工艺在钢铁厂烧结机烟气脱硫的广泛应用，前期由于钢铁厂生产比较粗放，排放标准比较宽松，很多烟气处理工艺中没有设置脱硫后的除尘装置，进而排放的烟气中的尘含量和烟气雾滴中夹带着的硫酸盐含量比较高。目前国家和地方环保部门对钢铁行业的烟气超低排放提出了更严格的要求，其中SO2含量≤35mg/Nm3，尘含量≤10mg/Nm3，NOX≤50mg/Nm3，目前脱硫装置可以通过提效改造等措施来实现SO2超低排放，在石灰-石膏湿法脱硫后设置脱硝系统，一般采用SCR脱硝工艺，既可以实现NOX含量的达标排放，但是湿法脱硫后中烟气中夹带的灰尘和硫酸盐(Na2SO4、K2SO4等)，碱金属在高温下发生粘性变异，容易造成SCR催化剂的堵塞，进而影响脱硝系统的安全运行，所以在脱硝系统前将烟气中的灰尘和硫酸盐除去或者降低含量，成为目前脱硫后脱硝工艺安全稳定运行迫不及待解决的问题。
由于钢厂中的吸收塔入口处烟尘含量较高，烟尘一般高于50mg/Nm3，采用协同除尘的形式，除尘效率较低，吸收塔出口烟尘的含量较高，既不能满足超低排放的要求，又会造成脱硫后脱硝系统的摧毁及堵塞，脱硝系统无法正常运行，烧结系统停运。目前应用最为的广泛的技术是脱硫塔之后加湿式电除尘，湿式电除尘器靠高压电晕放电使得粉尘荷电，荷电后的粉尘在电场力的作用下到达到集尘管，沉集在极管上的粉尘可以通过水将其冲洗下来。湿式清灰可以避免已捕集粉尘的再飞扬，达到很高的除尘效率。湿式电除尘器可有效收集微细颗粒物(PM2.5粉尘、SO3酸雾气溶胶)、重金属、有机污染物(多环芳烃、二噁英)等，使用湿式电除尘器后含湿烟气中的粉尘排放在10mg/Nm3以下。
但是发明人发现湿式电除尘存在冲洗时不达标、极线腐蚀、阳极管短路击穿、阳极管结垢等问题，湿式电除尘的不稳定性，会造成烟气中夹带的灰尘和硫酸盐(Na2SO4、K2SO4等)超标进入脱硝系统，烟尘中的碱金属在高温下发生粘性变异，容易造成SCR催化剂的堵塞，进而影响脱硝系统的安全运行。
公开内容
针对现有技术中存在的不足，本公开提供了一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置及方法,降低了烟气中的灰尘与硫酸盐含量，解决了烟尘超标及后续脱硝系统中催化剂孔堵塞和失活问题。
本公开至少一实施例公开了一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置，该装置包括脱硫塔本体和冷却塔，在所述脱硫塔内由下向上依次设置浆液喷淋层、收集盘、喷水层以及高效除雾器；
所述收集盘上设有通气孔和排液孔；所述通气孔上连接升气通道，升气通道的外壁面上设有出气口；升气通道的顶端设有防止喷水层喷下的水进入出气口的挡水板；所述排液孔通过管道与脱硫塔外部的冷却塔相连接；所述高效除雾器由下到上依次设置管式除雾器、屋脊除雾器以及旋流除雾器。
进一步地，在收集盘与喷水层之间还设有均布盘，所述均布盘上设有若干个圆孔。
进一步地，所述冷却塔内设有换热管，在所述冷却塔的底部通过第一管道连接冷水循环泵，冷水循环泵的出口通过第二管道与所述喷水层连接。
进一步地，所述喷水层面向收集盘的一侧表面上设有若干个实心锥螺旋型喷嘴。
进一步地，塔体外部设有与浆液喷淋层同等数量的浆液循环泵。
进一步地，所述收集盘通过螺栓固定在脱硫塔内壁的支撑梁上，所述螺栓配套减震胶垫，且收集盘与塔体内壁之间加PVC整体垫板。
进一步地，所述升气通道的顶端设有顶板；所述顶板的边缘设有弧形板。
进一步地，所述屋脊除雾器选用流线型叶片。
本公开至少一实施例公开了基于上述任一项所述一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置的除尘方法，该方法包括如下过程:
进入脱硫塔的烟气首先与浆液雾滴接触将不饱和的烟气变成饱和的湿烟气；
饱和湿烟气进入收集盘上的升气通道与喷水层喷出的水充分接触降低饱和湿烟气的温度，饱和湿烟气会析出大量的冷凝水，冷凝水及洗涤的喷淋水通过收集盘上排液孔连接的水管路进入冷却塔；
水洗涤的烟气进入依次进入高效除雾器的管式除雾器、屋脊除雾器以及旋流除雾器。
进一步地，冷却塔把经过升温后的水进行冷却后通过重力自流到闭式冷却塔内的换热管内，换热后的水再通过冷水循环泵进入到喷水层。
上述本公开的有益效果如下：
本公开的除尘装置降低了工程造价；无需增设湿电来减少烟气中的尘含量，投入成本低，该装置和脱硫塔形成一体式，可在原吸收塔上改造，原吸收塔结构上能满足需求，不需要加固吸收塔；有效的解决了厂区内布置空间紧张的问题，该装置和脱硫塔形成一体式，减少了占地空间；改造工期短。对原塔进行局部加高及除雾器支撑梁改造即可满足要求，改造时间短；
本公开的除尘装置降低了大大降低了烟气中夹带的硫酸盐含量，避免了催化剂孔堵塞和失活问题，确保脱硝系统的安全稳定运行。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例提供的石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置结构原理图；
图2为本公开实施例除尘装置中收集盘的俯视图；
图3为本公开实施例除尘装置中升气装置的主视图；
图4为本公开实施例除尘装置中升气装置的左视图；
图5为本公开实施例除尘装置中管式除雾器俯视图；
图6为本公开实施例除尘装置中粗式屋脊除雾器的叶片图；
图7为本公开实施例除尘装置中高效旋流除雾器的旋流子图；
图8为本公开实施例除尘装置中超净除雾器的叶片图。
图中：1、塔体；2、托盘；3、收集盘；301、升气装置；302、排液孔；303、挡水板；304、支板；305、冒气筒；306、冒气通道；307、顶板；4、浆液喷淋层；5、浆液循环泵；6、均布板；7、喷水层；8、管式除雾器；9、粗式屋脊除雾器；10、高效旋流除雾器；11、超净除雾器；12、闭式冷却塔；13、冷水循环泵。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
如图1所示，一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置，包括塔体1、闭式冷却塔12，闭式冷却塔采用逆流式，塔体1内设有托盘2、浆液喷淋层4，浆液喷淋层4的上方依次设有收集盘3、均布板6和喷水层7，均布板6上均匀设有筛孔，闭式冷却塔12通过冷水循环泵13为喷水层7供水，喷水层7采用螺旋型喷嘴，收集盘3通过管路将收集的液体流入闭式冷却塔12内，喷水层7的上方设有管式除雾器8、粗式屋脊除雾器9、高效旋流除雾器10、超净除雾器11。
进一步地，本实施例在塔体的外壁面上由上到下依次设有多个浆液循环泵5，同样在脱硫塔内由下向上依次设置与浆液循环泵同等数目的浆液喷淋层4，所述浆液喷淋层4上设有若干个喷嘴，所述喷嘴上设有雾化的浆液雾滴，这样进入脱硫塔中的不饱和的原烟气，随着上升与喷嘴上的浆液雾滴结合，不饱和的原烟气会变为饱和湿烟气，其中烟气的温度降至50度左右，然后进入上部的水洗涤装置。
所述水洗涤装置主要包括三层，从下向上依次为收集盘、均布板和喷水层。
如2图所示，本实施例中的收集盘的上部为均匀设有气孔和排液孔302，其中气孔的上部可连接升气装置301，所述升气装置301的主要作用是用来保证烟气的通过，同时防止喷淋水进入到塔体，所述排液孔通过管路与脱硫塔外部的闭式冷却塔12相连接。
进一步地，所述收集盘固定在与塔体内壁连接的支撑梁上，并采用螺栓连接，螺栓配套减震胶垫，收集盘3与塔体1内壁之间加PVC整体垫板。
如图3-图4所示，本实施例提供的升气装置主要包括冒气筒305，冒气筒305的底部与收集盘上的气孔相连通，所述冒气筒的下端与收集盘焊接，冒气筒的上端设有支板，支板的上端设有位于冒气筒上方的顶板307，顶板307与冒气筒305之间形成冒气通道306，顶板307的两侧设有挡水板303，挡水板303位于冒气通道306的上端边缘处，
需要说明的就是，本实施例中的冒气筒为矩形状，并且该矩形冒气筒与挡水板303的相对应的一侧表面上设有排气孔，这样经喷水层7落下的水通过均布板6后，通过顶板和挡水板的遮挡作用，喷淋冷却水不会进入到冒气筒305内，落入收集盘3内，并通过排液孔302排走，为了防止水滴倾斜进入冒气通道306，顶板307的两侧设有挡水板303，如图4所示，所述挡水板为弧形板，弧形板的开口朝向升气通道的四周，挡水板303位于冒气通道306的上端边缘处，对喷淋水进一步的进行遮挡。
本实施例中喷水层7喷出的水打到顶板307与挡水板303上后下落并形成水幕会与经过冒气筒的烟气充分的接触对齐进行净化作用。
进一步地，本实施中水洗涤装置的第二层均布板为筛孔板的形式，均布板上的筛孔板为小圆孔，喷水层喷下的水落到布满小圆孔的均布板的上表面会形成一层持液层，通过冒气筒流出的气体经过均布板后，通过持液层的作用延长了气液接触反应时间，烟气中的灰尘能去除一部分。
进一步地，本实施例中的水洗涤装置的第三层为喷水层，所述喷水层的下表面上均匀设有配套的实心锥螺旋型喷嘴，这样保证了吸收塔百分之二百的覆盖率。
所以本实施例脱硫塔内水洗涤装置布置的三层装置，可以全面的对烟气进行洗涤，这样可以把烟气温度降温4-8℃，饱和湿烟气会析出大量的冷凝水，冷凝水及洗涤的喷淋水通过收集盘3接出，通过水管路进入闭式冷却塔12，闭式冷却塔12把经过升温后的水进行冷却后通过重力自流到闭式冷却塔12内的换热管内，换热后的水再通过冷水循环泵13进入到喷水层7。
进一步的，经过水洗涤装置后的烟气进入高效除雾器的第一层的第一级为管式除雾器8如图5所示，起到拦截大雾滴颗粒及烟气整流器作用；高效除雾器的第一层的第二级为粗式屋脊除雾器9，所述粗式屋脊除雾器9如图6所示，所述粗式屋脊除雾器9选用流线型叶片，这样能够有效的防止因拦截雾滴粉尘而形成的结垢，屋脊式粗分离器后方的雾滴含量可达到80mg/Nm3以内水平。
进一步地，高效除雾器第二层的第一级为高效旋流除雾器如图7所示，其主要功能是将预分离器去除后的残余微小液滴通过碰撞方式进行耦合，实现粉尘和粉尘、液滴和液滴、粉尘和液滴的耦合，高效除雾器的第二层的第二级为超净除雾器如图8所示，该除雾器是一种叶片表面带弯钩的除雾器，能更好的除去雾滴，拥有更卓越的分离性能，极限雾滴粒径可以低至13～14u，达到高效除尘除雾的效果，为了保证除雾器能长期、高效运行，需要配备在线的冲洗系统来保证除雾元件洁净，确保高效除雾器不堵塞，处理后的烟气达到超低排放的要求，脱硫塔后的烟气降低了烟气中的灰尘与硫酸盐含量，避免了碱金属在催化剂的富集，避免催化剂孔堵塞和失活，保证了湿法脱硫后脱硝系统的正常稳定运行。
上述除尘装置的工艺流程为：原烟气进入塔体1内，塔体1配套浆液循环泵5，浆液循环泵5与浆液喷淋层4按照单元制设计，原烟气与浆液喷淋层4上喷嘴雾化的浆液雾滴接触，不饱和的原烟气变为饱和湿烟气，烟气温度降至50℃左右，然后进入水洗涤装置，水洗涤第一级为升气装置301，喷水层7喷出的水打到顶板307与挡水板303上后下落并形成水幕与烟气充分的接触，水洗涤第二级为均布板6，均布板6起到烟气均流和喷淋水均流的作用，均布板6为筛孔板的形式，均布板6上的开孔为圆孔，烟气经过均布板6上的持液层，延长了气液接触反应时间，烟气中的灰尘能去除一部分，水洗涤第三级为喷水层7，水喷淋配套实心锥螺旋型喷嘴，保证了吸收塔200％的覆盖率，共布置两层水洗涤装置，两层水洗涤装置把烟气温度降温4-8℃，饱和湿烟气会析出大量的冷凝水，冷凝水及洗涤的喷淋水通过收集盘3接出，通过水管路进入闭式冷却塔12，闭式冷却塔12把经过升温后的水进行冷却后通过重力自流到闭式冷却塔12内的换热管内，换热后的水再通过冷水循环泵13进入到喷水层7，通过水洗涤的烟气进入到高效除雾器内，高效除雾器的第一层的第一级为管式除雾器8，起到拦截大雾滴颗粒及烟气整流器作用，高效除雾器的第一层的第二级为粗式屋脊除雾器9，选用流线型叶片，能够有效的防止因拦截雾滴粉尘而形成的结垢，屋脊式粗分离器后方的雾滴含量可达到80mg/Nm3以内水平，第二层的第一级为高效旋流除雾器，其主要功能是将预分离器去除后的残余微小液滴通过碰撞方式进行耦合，实现粉尘和粉尘、液滴和液滴、粉尘和液滴的耦合，高效除雾器的第二层的第二级为超净除雾器，拥有更卓越的分离性能，极限雾滴粒径可以低至13～14u，达到高效除尘除雾的效果，为了保证除雾器能长期、高效运行，需要配备在线的冲洗系统来保证除雾元件洁净，确保高效除雾器不堵塞，处理后的烟气达到超低排放的要求，脱硫塔后的烟气降低了烟气中的灰尘与硫酸盐含量，避免了碱金属在催化剂的富集，避免催化剂孔堵塞和失活，保证了湿法脱硫后脱硝系统的正常稳定运行。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置，其特征在于，包括脱硫塔本体和冷却塔，在所述脱硫塔内由下向上依次设置浆液喷淋层、收集盘、喷水层以及高效除雾器；
所述收集盘上设有通气孔和排液孔；所述通气孔上连接升气通道，升气通道的外壁面上设有出气口；升气通道的顶端设有防止喷水层喷下的水进入出气口的挡水板；所述排液孔通过管道与脱硫塔外部的冷却塔相连接；所述高效除雾器由下到上依次设置管式除雾器、屋脊除雾器以及旋流除雾器。
2.如权利要求1所述一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置，其特征在于，在收集盘与喷水层之间还设有均布盘，所述均布盘上设有若干个圆孔。
3.如权利要求1所述一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置，其特征在于，所述冷却塔内设有换热管，在所述冷却塔的底部通过第一管道连接冷水循环泵，冷水循环泵的出口通过第二管道与所述喷水层连接。
4.如权利要求1所述一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置，其特征在于，所述喷水层面向收集盘的一侧表面上设有若干个实心锥螺旋型喷嘴。
5.如权利要求1所述一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置，其特征在于，塔体外部设有与浆液喷淋层同等数量的浆液循环泵。
6.如权利要求1所述一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置，其特征在于，所述收集盘通过螺栓固定在脱硫塔内壁的支撑梁上，所述螺栓配套减震胶垫，且收集盘与塔体内壁之间加PVC整体垫板。
7.如权利要求1所述一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置，其特征在于，所述升气通道的顶端设有顶板；所述顶板的边缘设有将喷淋层喷下的水从升气通道的顶端引流到通道周围的弧形板。
8.如权利要求1所述一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置，其特征在于，所述屋脊除雾器选用流线型叶片。
9.基于权利要求1-8任一项所述一种石灰-石膏湿法脱硫塔除尘装置的除尘方法，其特征在于：
进入脱硫塔的烟气首先与浆液雾滴接触将不饱和的烟气变成饱和的湿烟气；
饱和湿烟气进入收集盘上的升气通道与喷水层喷出的水充分接触降低饱和湿烟气的温度，饱和湿烟气会析出大量的冷凝水，冷凝水及洗涤的喷淋水通过收集盘上排液孔连接的水管路进入冷却塔；
水洗涤的烟气进入依次进入高效除雾器的管式除雾器、屋脊除雾器以及旋流除雾器。
10.如权利要求9所的除尘方法，其特征在于，冷却塔把经过升温后的水进行冷却后通过重力自流到闭式冷却塔内的换热管内，换热后的水再通过冷水循环泵进入到喷水层。
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