CN113996170A - 脱硫后高效除尘除雾脱白装置及处理方法 - Google Patents

脱硫后高效除尘除雾脱白装置及处理方法 Download PDF

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CN113996170A CN202111235697.7A CN202111235697A CN113996170A CN 113996170 A CN113996170 A CN 113996170A CN 202111235697 A CN202111235697 A CN 202111235697A CN 113996170 A CN113996170 A CN 113996170A
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陈贵福
沈建涛
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Abstract

本发明公开了一种脱硫后高效除尘除雾脱白装置及处理方法，该装置包括吸收塔、双气旋湍流增效器、喷淋层、高效气液分离器、高效除尘除雾器、超净除尘除雾器,所述吸收塔内部自下而上依次是双气旋湍流增效器、喷淋层、高效气液分离器、高效除尘除雾器、超净除尘除雾器，所述喷淋层与吸收塔内的底部通过第一循环组件连通。本发明能够真正实现湿法脱硫后的粉尘超低排放，入口粉尘浓度≤200mg/m3，出口粉尘浓度≤10mg/m3；入口粉尘浓度≤50mg/m3，出口粉尘浓度≤5mg/m3。

Description

脱硫后高效除尘除雾脱白装置及处理方法
技术领域
本发明属于水泥窑烟气脱硫技术领域，具体涉及一种脱硫后高效除尘除雾脱白装置及处理方法。
背景技术
经过全国范围内的统计，水泥窑烟气需要进行脱硫的生产线约有100余条，主要分布在安徽、贵州、重庆、江苏、湖南、广东、广西、海南等区域。根据《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)要求，一般地区SO2排放已于2015年7月1日起执行不超过200mg/Nm3的标准，重点地区实行100mg/Nm3的特别排放限值，个别省份实施排放总量控制，要求SO2排放小于50mg/Nm3，甚至低于20mg/Nm3，颗粒物小于10mg/Nm3，甚至低于5mg/Nm3。面对不断严苛的要求，原有的湿法脱硫系统往往不能满足排放要求，技术改造已成为当务之急。
湿法脱硫系统出口烟气一般为45～55℃的饱和湿烟气，从烟囱排出后与环境中低温空气混合，混合过程中或有水蒸气冷凝析出，可见灰白色湿烟羽，湿法脱硫后烟囱产生灰白色烟羽现象，在脱硫塔内，经过喷淋层洗涤后的烟气会夹带浆液液滴，一部分被除雾器收集，另一部分会随烟气排出，被夹带的雾滴在高空中蒸发扩散，会析出粉尘颗粒物，造成环境污染。通过减少雾滴的浓度，可有效减少粉尘颗粒物的排放浓度；一般湿法脱硫浆液的固体物含量为10％～15％，有时可达20％以上。如果湿法脱硫排放的雾滴浓度为75mg/Nm3，则其中所含的固体颗粒浓度为：(以浆液固体物含量15％为例计算。)75mg/Nm3×15％＝11.25mg/Nm3(折算成标干可达15mg/Nm3)，如果要求脱硫出口排放的颗粒物浓度不大于10mg/Nm3，对雾滴排放的要求是非常严格的，只有把雾滴浓度控制在30mg/Nm3以下(30×15％＝4.5mg/Nm3)，才是真正意义上达到粉尘颗粒物不大于10mg/Nm3。
现有脱硫后高效除尘除雾脱白装置结构有以下三种形式：
(1)湿法脱硫系统中，吸收塔入口粉尘必须≤30mg/m3时，吸收塔内结构由“均布托盘+若干层喷淋层+高效除雾器(平板式或屋脊式)”组成。该形式只能达到符合国家排放标准，该组合方式仅能满足现行国家标准，且无法进一步达到超低排放，且烟囱末端有严重的白色烟羽和石膏雨的现象。
(2)湿法脱硫系统中，吸收塔入口粉尘必须≤30mg/m3时，吸收塔内结构主要由“均布托盘+若干层喷淋层+高效除雾器(有管束式或屋脊式)+湿式电除尘器”组成。该形式可以达到超低排放标准。如电力行业排放指标，粉尘≤5mg/m3,二氧化硫≤35mg/m3，水泥行业个别地方排放指标，粉尘≤10mg/m3,二氧化硫≤35mg/m3，该组合方式能满足粉尘、二氧化硫超低排放标准，但是烟囱末端仍然会有白色烟羽和石膏雨的现象。最重要是电耗量和耗水量非常大，投资成本高，维护费用高，施工工期长。
(3)湿法脱硫系统中，吸收塔入口粉尘必须≤30mg/m3时，吸收塔内结构主要由“均布托盘+若干层喷淋层+高效除雾器(平板式或屋脊式)+湿式电除尘器+消白装置(MGGH)”组成。该形式可以达到超低排放标准，且没有白色“烟羽”和石膏雨的现象，该组合方式能满足粉尘、二氧化硫超低排放标准，烟囱末端不会有白色烟羽和石膏雨的现象。但是电耗量和耗水量比形式二的组合方式还要大，投资成本更高，维护费用更高，施工工期长。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种脱硫后高效除尘除雾脱白装置及处理方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种脱硫后高效除尘除雾脱白装置，该装置包括吸收塔、双气旋湍流增效器、喷淋层、高效气液分离器、高效除尘除雾器、超净除尘除雾器,所述吸收塔内部自下而上依次是双气旋湍流增效器、喷淋层、高效气液分离器、高效除尘除雾器、超净除尘除雾器，所述喷淋层与吸收塔内的底部通过第一循环组件连通。
上述方案中，所述喷淋层包括若干个喷淋器，每个喷淋器沿水平方向从下到上依次设置在吸收塔内。
上述方案中，所述第一循环组件包括第一管路、喷淋泵，所述每个喷淋器均通过对应的第一管路与吸收塔内的底部联通，每个第一管路上设置喷淋泵。
上述方案中，所述高效气液分离器的上侧设置有水幕除尘器，所述高效气液分离器的底部设置第一底板用于收集水幕除尘器喷淋后的水，所述第一底板通过第二循环组件与水幕除尘器连通。
上述方案中，所述第二循环组件包括第二管路、循环水箱、第一循环水泵，所述第二管路的一端与第一底板的底部连接，另一端与水幕除尘器连通，所述第二管路沿循环流向依次设置循环水箱、第一循环水泵。
上述方案中，所述高效除尘除雾器的上侧设置有脱白喷淋层，所述高效除尘除雾器的底部设置第二底板用于收集脱白喷淋层喷淋后的水，所述第二底板通过第三循环组件与脱白喷淋层连通。
上述方案中，所述第三循环组件包括第三管路、冷却塔、第二循环水泵，所述第三管路的一端与第二底板的底部连接，另一端与脱白喷淋层连通，所述第三管路沿循环流向依次设置冷却塔、第二循环水泵。
上述方案中，所述高效气液分离器、高效除尘除雾器、超净除尘除雾器均包括分离罐、旋流叶片，所述旋流叶片位于分离罐的底部，用于向分离罐引入湿烟气并且在分离罐内形成旋转气流；所述分离罐的内壁设置集水槽组件，用于对湿烟气进行气液分离,在所述分离罐的内壁位于最上层集水槽组的上侧设置有挡水环,在所述分离罐的内壁位于最上层集水槽组的上侧设置有挡水环。
上述方案中，所述集水槽组件包括至少两层集水槽组，所述至少两层集水槽组从下到上沿分离罐的内壁的内壁设置，每层集水槽组由多个集水槽沿分离罐的内壁的圆周方向布置组成。
上述方案中，每个所述集水槽的开槽方向与湿烟气旋转向上的气流方向相反。
上述方案中，每个所述集水槽包括水平槽和斜槽，所述水平槽沿水平方向设置在分离罐的内壁，所述斜槽的开槽方向与湿烟气旋转向上的气流方向相反，并且上端与水平槽一端连接。
本发明实施例还提供一种用于如上述方案中任意一项所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置的处理方法，该处理方法通过以下步骤实现：
烟气进入吸收塔后，气流自下而上，通过双气旋湍流增效器、喷淋层的脱硫浆液进行充分接触，完成二氧化硫的高效脱除，获得脱硫后的烟气；
所述脱硫后的烟气继续上升，依次通过高效气液分离器、高效除尘除雾器、超净除尘除雾器对烟气中的粉尘、雾滴、白烟以及其他重金属的协同超净治理，获得净化后的烟气；
所述净化后的烟气从吸收塔的出口直接排出。
上述方案中，所述所述脱硫后的烟气继续上升，依次通过高效气液分离器、高效除尘除雾器、超净除尘除雾器对烟气中的粉尘、雾滴、白烟以及其他重金属的协同超净治理，获得净化后的烟气，具体为：通过第二循环组件抽取内循环水送至水幕除尘器，水幕除尘器喷嘴喷出的雾化液滴在高效气液分离器上部形成一层水幕，与烟气发生二次接触，烟气中的颗粒物被水雾捕集，在喷淋区域，烟气中至少70％颗粒物被捕捉；
当烟气继续上升进入高效除尘除雾器后，改变气流的运动方向，产生离心力，烟气流经集水槽时，烟气中浆液、水滴、雾滴等物质与气体高效分离；
经分离、除雾后的烟气继续上升进入超净除尘除雾器，在超净除尘除雾器内将烟气以最小的阻力条件提升烟气流速，由于离心力的作用，烟气中的微小雾滴和粉尘再次分离，最终确保出口浆液雾滴20～30mg/Nm3，粉尘颗粒物浓度3～5mg/Nm3。
与现有技术相比，本发明能够真正实现湿法脱硫后的粉尘超低排放，入口粉尘浓度≤200mg/m3，出口粉尘浓度≤10mg/m3；入口粉尘浓度≤50mg/m3，出口粉尘浓度≤5mg/m3。
附图说明
此处所说明的附图用来公开对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供一种脱硫后高效除尘除雾脱白装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供一种脱硫后高效除尘除雾脱白装置中高效气液分离器的结构示意图；
图3为本发明实施例提供一种脱硫后高效除尘除雾脱白装置中高效除尘除雾器的结构示意图；
图4为本发明实施例提供一种脱硫后高效除尘除雾脱白装置中超净除尘除雾器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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发明和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
本发明实施例提供一种脱硫后高效除尘除雾脱白装置，如图1所示，该装置包括吸收塔1、双气旋湍流增效器2、喷淋层3、高效气液分离器4、高效除尘除雾器5、超净除尘除雾器6，所述吸收塔1内部自下而上依次是双气旋湍流增效器2、喷淋层3、高效气液分离器4、高效除尘除雾器5、超净除尘除雾器6，所述喷淋层3与吸收塔1内的底部通过第一循环组件31连通。
烟气经过双气旋湍流增效器2，与喷淋层3喷淋的脱硫浆液进行充分接触，完成二氧化硫的高效脱除。
脱硫后的烟气继续上升，依次通过高效气液分离器4、高效除尘除雾器5、超净除尘除雾器6对烟气中的粉尘、雾滴、白烟以及其他重金属的协同超净治理，获得净化后的烟气，实现对粉尘、雾滴、白烟以及其他重金属的协同超净治理。
所述喷淋层3包括若干个喷淋器，每个喷淋器沿水平方向从下到上依次设置在吸收塔1内。
所述第一循环组件31包括第一管路311、喷淋泵312，所述每个喷淋器均通过对应的第一管路311与吸收塔1内的底部联通，每个第一管路311上设置喷淋泵312。
所述高效气液分离器4的上侧设置有水幕除尘器42，所述高效气液分离器4的底部设置第一底板41用于收集水幕除尘器42喷淋后的水，所述第一底板41通过第二循环组件43与水幕除尘器42连通。
所述第二循环组件43包括第二管路431、循环水箱432、第一循环水泵433，所述第二管路431的一端与第一底板41的底部连接，另一端与水幕除尘器42连通，所述第二管路431沿循环流向依次设置循环水箱432、第一循环水泵433。
所述高效除尘除雾器5的上侧设置有脱白喷淋层52，所述高效除尘除雾器5的底部设置第二底板51用于收集脱白喷淋层52喷淋后的水，所述第二底板51通过第三循环组件53与脱白喷淋层52连通。
所述第三循环组件53包括第三管路531、冷却塔532、第二循环水泵533，所述第三管路531的一端与第二底板51的底部连接，另一端与脱白喷淋层52连通，所述第三管路531沿循环流向依次设置冷却塔532、第二循环水泵533。
所述高效气液分离器4内部冲洗用水返回到塔底浆液池，水幕除尘器42所用的水通过第一底板41收集和循环管道回到循环水箱432，烟气经过高效除尘除雾器5、脱白喷淋层52，冷却降温及析出的冷凝水，通过第二底板51收集回收至冷却塔532循环降温利用，可大幅度回收烟气中的水分，整个水系统始终保持水量动态平衡。
如图2-4所示，所述高效气液分离器4、高效除尘除雾器5、超净除尘除雾器6均包括分离罐44、旋流叶片45，所述旋流叶片45位于分离罐44的底部，用于向分离罐44引入湿烟气并且在分离罐44内形成旋转气流；所述分离罐44的内壁设置集水槽组件46，用于对湿烟气进行气液分离,在所述分离罐44的内壁位于最上层集水槽组的上侧设置有挡水环441,在所述分离罐44的内壁位于最上层集水槽组的上侧设置有挡水环441。
所述集水槽组件46包括至少两层集水槽组，所述至少两层集水槽组从下到上沿分离罐44的内壁的内壁设置，每层集水槽组由多个集水槽461沿分离罐44的内壁的圆周方向布置组成，这样，在保证装置强度的前提下，通过设置至少两层集水槽组，提高了含湿烟气与集水槽的接触面积，提高其脱水能力。
每个所述集水槽461的开槽方向与湿烟气旋转向上的气流方向相反，所述湿烟气的气流方向与集水槽461的开槽方向相对设置，能够有效增加湿烟气与集水槽461的接触概率，同时有效降低烟气中的水分进入集水槽461时所受的阻力。
每个所述集水槽461包括水平槽4611和斜槽4612，所述水平槽4611沿水平方向设置在分离罐44的内壁，所述斜槽4612的开槽方向与湿烟气旋转向上的气流方向相反，并且上端与水平槽4611一端连接。
在所述分离罐44的内壁位于最上层集水槽组的上侧设置有挡水环441，所述斜槽4612能够减少分离罐1上部的挡水环4412形成水膜的几率，进一步提高本装置的气液分离效果。
所述至少两层集水槽组同时平行于挡水环441，可有效减小烟气中的水分进入集水槽461时的阻力，有效收集碰撞在夹层中的水分，使脱水效果得到显著提升。
如图2所示，在高效气液分离器4中，还包括内部冲洗管47，所述内部冲洗管47的一端延伸到分离罐44内，另一端连通脱硫系统中的工艺水系统。
如图3所示，在高效除尘除雾器5中，包括分离罐44、旋流叶片45，所述旋流叶片45位于分离罐44的底部，用于向分离罐44引入湿烟气并且在分离罐44内形成旋转气流；所述分离罐44的内壁设置集水槽组件46，用于对湿烟气进行气液分离，捕集烟气中分离出来的水,在所述分离罐44的内壁位于最上层集水槽组的上侧设置有挡水环441。
如图4所示，在超净除尘除雾器6中，在分离罐44内从下到上设置至少两个旋流叶片45，每个旋流叶片45上方设置集水槽组件46。
本发明实施例还提供一种用于所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置的处理方法，该处理方法通过以下步骤实现：
步骤1：烟气进入吸收塔1后，气流自下而上，通过双气旋湍流增效器2、喷淋层3的脱硫浆液进行充分接触，完成二氧化硫的高效脱除，获得脱硫后的烟气；
步骤2：所述脱硫后的烟气继续上升，依次通过高效气液分离器4、高效除尘除雾器5、超净除尘除雾器6对烟气中的粉尘、雾滴、白烟以及其他重金属的协同超净治理，获得净化后的烟气；
具体地，通过第二循环组件43抽取内循环水送至水幕除尘器42，水幕除尘器42喷嘴喷出的雾化液滴在高效气液分离器4上部形成一层水幕，与烟气发生二次接触，烟气中的颗粒物被水雾捕集，在喷淋区域，烟气中至少70％颗粒物被捕捉；
当烟气继续上升进入高效除尘除雾器5后，改变气流的运动方向，产生离心力，烟气流经集水槽461时，烟气中浆液、水滴、雾滴等物质与气体高效分离；
经分离、除雾后的烟气继续上升进入超净除尘除雾器6，在超净除尘除雾器6内将烟气以最小的阻力条件提升烟气流速，由于离心力的作用，烟气中的微小雾滴和粉尘再次分离。
步骤3：所述净化后的烟气从吸收塔1的出口直接排出。
具体地，最终确保出口浆液雾滴20～30mg/Nm3，粉尘颗粒物浓度3～5mg/Nm3。
本发明与传统湿法脱硫技术性能对比，如表1所示：
表1
Figure BDA0003317598480000091
可以看出，在满足排放要求、减少污染物的同时，本发明具有节能、经济、高效的特点，减少了烟气拖尾、液滴携带等二次污染问题，可以对以往低效的湿法脱硫项目进行升级改造，满足最新的超低排放深度治理要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种脱硫后高效除尘除雾脱白装置，其特征在于，该装置包括吸收塔、双气旋湍流增效器、喷淋层、高效气液分离器、高效除尘除雾器、超净除尘除雾器,所述吸收塔内部自下而上依次是双气旋湍流增效器、喷淋层、高效气液分离器、高效除尘除雾器、超净除尘除雾器，所述喷淋层与吸收塔内的底部通过第一循环组件连通。
2.根据权利要求1所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置，其特征在于，所述喷淋层包括若干个喷淋器，每个喷淋器沿水平方向从下到上依次设置在吸收塔内。
3.根据权利要求2所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置，其特征在于，所述第一循环组件包括第一管路、喷淋泵，所述每个喷淋器均通过对应的第一管路与吸收塔内的底部联通，每个第一管路上设置喷淋泵。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置，其特征在于，所述高效气液分离器的上侧设置有水幕除尘器，所述高效气液分离器的底部设置第一底板用于收集水幕除尘器喷淋后的水，所述第一底板通过第二循环组件与水幕除尘器连通。
5.根据权利要求4所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置，其特征在于，所述第二循环组件包括第二管路、循环水箱、第一循环水泵，所述第二管路的一端与第一底板的底部连接，另一端与水幕除尘器连通，所述第二管路沿循环流向依次设置循环水箱、第一循环水泵。
6.根据权利要求5所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置，其特征在于，所述高效除尘除雾器的上侧设置有脱白喷淋层，所述高效除尘除雾器的底部设置第二底板用于收集脱白喷淋层喷淋后的水，所述第二底板通过第三循环组件与脱白喷淋层连通。
7.根据权利要求6所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置，其特征在于，所述第三循环组件包括第三管路、冷却塔、第二循环水泵，所述第三管路的一端与第二底板的底部连接，另一端与脱白喷淋层连通，所述第三管路沿循环流向依次设置冷却塔、第二循环水泵。
8.根据权利要求7所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置，其特征在于，所述高效气液分离器、高效除尘除雾器、超净除尘除雾器均包括分离罐、旋流叶片，所述旋流叶片位于分离罐的底部，用于向分离罐引入湿烟气并且在分离罐内形成旋转气流；所述分离罐的内壁设置集水槽组件，用于对湿烟气进行气液分离,在所述分离罐的内壁位于最上层集水槽组的上侧设置有挡水环,在所述分离罐的内壁位于最上层集水槽组的上侧设置有挡水环。
9.根据权利要求8所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置，其特征在于，所述集水槽组件包括至少两层集水槽组，所述至少两层集水槽组从下到上沿分离罐的内壁的内壁设置，每层集水槽组由多个集水槽沿分离罐的内壁的圆周方向布置组成。
10.根据权利要求9所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置，其特征在于，每个所述集水槽的开槽方向与湿烟气旋转向上的气流方向相反。
11.根据权利要求10所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置，其特征在于，每个所述集水槽包括水平槽和斜槽，所述水平槽沿水平方向设置在分离罐的内壁，所述斜槽的开槽方向与湿烟气旋转向上的气流方向相反，并且上端与水平槽一端连接。
12.一种用于如权利要求1-11任意一项所述的脱硫后高效除尘除雾脱白装置的处理方法，其特征在于，该处理方法通过以下步骤实现：
烟气进入吸收塔后，气流自下而上，通过双气旋湍流增效器、喷淋层的脱硫浆液进行充分接触，完成二氧化硫的高效脱除，获得脱硫后的烟气；
所述脱硫后的烟气继续上升，依次通过高效气液分离器、高效除尘除雾器、超净除尘除雾器对烟气中的粉尘、雾滴、白烟以及其他重金属的协同超净治理，获得净化后的烟气；
所述净化后的烟气从吸收塔的出口直接排出。
13.根据权利要求12所述的处理方法，其特征在于，所述所述脱硫后的烟气继续上升，依次通过高效气液分离器、高效除尘除雾器、超净除尘除雾器对烟气中的粉尘、雾滴、白烟以及其他重金属的协同超净治理，获得净化后的烟气，具体为：通过第二循环组件抽取内循环水送至水幕除尘器，水幕除尘器喷嘴喷出的雾化液滴在高效气液分离器上部形成一层水幕，与烟气发生二次接触，烟气中的颗粒物被水雾捕集，在喷淋区域，烟气中至少70％颗粒物被捕捉；
当烟气继续上升进入高效除尘除雾器后，改变气流的运动方向，产生离心力，烟气流经集水槽时，烟气中浆液、水滴、雾滴等物质与气体高效分离；
经分离、除雾后的烟气继续上升进入超净除尘除雾器，在超净除尘除雾器内将烟气以最小的阻力条件提升烟气流速，由于离心力的作用，烟气中的微小雾滴和粉尘再次分离，最终确保出口浆液雾滴20～30mg/Nm3，粉尘颗粒物浓度3～5mg/Nm3。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114870993A (zh) * 2022-03-17 2022-08-09 西安西矿环保科技有限公司 一种用于转炉煤气一次电除尘后的净化装置及其净化方法

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