CN114534481A - 一种适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，包括有脱酸塔、清水供给装置和碱液供给装置，脱酸塔的底部、顶部相应设置有烟气进口、烟气出口，脱酸塔的内腔分为位于上方的除雾区域和位于下方的脱硫除尘区域，脱硫除尘区域沿竖向设置有脱硫喷淋层、双向导流圆环层，脱硫喷淋层与碱液供给装置相连接，除雾区域沿竖向设置有除雾器层、喷淋清洗层，喷淋清洗层与清水供给装置相连接。本发明将烟气脱硫与除尘工艺进行有机整合，降低碱液对塔壁腐蚀的影响，保证系统脱硫达标的稳定性和可控性。
Description
技术领域
本发明涉及生活垃圾焚烧烟气脱硫、除尘领域，尤其涉及一种适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统。
背景技术
生活垃圾处理是城市管理和环境保护的重要内容，也是社会文明程度的重要标志，关系着人民群众的切身利益。近十多年来，由于城镇化快速发展，生活垃圾激增，“十四五”城镇生活垃圾分类和处置设施发展规划指出加快推进生活垃圾分类和处理设施建设，开展既有焚烧设施提标改造，同时鼓励优化焚烧处理技术，提升全社会生活垃圾分类和处理水平。
生活垃圾焚烧可最大程度实现垃圾减量化和无害化，同时减少垃圾填埋造成的土地资源浪费，然而生活垃圾焚烧过程产生的烟气含有粉尘、酸性气体、重金属等污染物，如烟气中酸性气体不经处理排放，增加酸雨风险。目前，酸性气体净化以碱性吸收剂为原料，采用干法、半干法和湿法工艺进行脱酸，湿法脱酸因其污染物净化效率最高、结构形式简单、操作强度低、洗涤水经过循环处理可以重复使用等优势而被广泛应用于脱酸系统。
针对生活垃圾焚烧的烟气脱硫、除尘工艺已进行了大量的工艺改进和技术研发，然而因其脱硫工段的喷淋层设置不合理，易造成脱硫不彻底和烟气中含有细颗粒易堵塞喷嘴的问题，未考虑烟气波动引起的雾化效果调控，影响系统脱硫达标的稳定性和可控性等，同时还存在脱硫工段上行烟气爬壁短路以及脱硫浆液对塔壁腐蚀问题。另外，由于浆液池内置塔内，增加设备高程且易造成塔壁结垢。
因此，亟需设计研发一种适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，将烟气脱硫与除尘工艺进行有机整合，降低碱液对塔壁腐蚀的影响，保证系统脱硫达标的稳定性和运行的可控性。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
一种适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，包括有脱酸塔、清水供给装置和碱液供给装置，脱酸塔的底部、顶部相应设置有烟气进口、烟气出口，所述脱酸塔的内腔分为位于上方的除雾区域和位于下方的脱硫除尘区域，所述脱硫除尘区域沿竖向设置有脱硫喷淋层、双向导流圆环层，脱硫喷淋层与所述碱液供给装置相连接，所述除雾区域沿竖向设置有除雾器层、喷淋清洗层，喷淋清洗层与所述清水供给装置相连接。
更进一步地，所述脱硫除尘区域间隔设置有三层脱硫喷淋层、三层双向导流圆环层，脱硫喷淋层位于双向导流圆环层的上方。
更进一步地，所述三层脱硫喷淋层均包括有朝向所述双向导流圆环层的喷嘴，三层脱硫喷淋层上的喷嘴构造由下至上依次设置为实心喷嘴、空心喷嘴、空心喷嘴。
更进一步地，所述碱液供给装置包括碱液供给管路、碱液循环泵、pH检测仪、搅拌机构和碱度调节仪，碱液供给管路的进口端连接至碱液池，碱液供给管路的出口端分别与所述三层脱硫喷淋层上的喷嘴相连接，脱酸塔的底部与碱液池相连接。
更进一步地，所述双向导流圆环层包括位于上方的碱液导流圆环和位于下方的烟气导流圆环，喷淋的碱液沿碱液导流圆环改向并逐渐背离所述脱酸塔的内壁，烟气沿烟气导流圆环改向并逐渐背离所述脱酸塔的内壁。
更进一步地，所述碱液导流圆环的壁厚由上而下递增，所述烟气导流圆环的壁厚由下而上递增。
更进一步地，所述碱液导流圆环的内壁为球面状，所述烟气导流圆环的内壁为球面状。
更进一步地，所述除雾区域间隔设置有两层除雾器层、两层喷淋清洗层，喷淋清洗层位于除雾器层的上方。
更进一步地，所述两层喷淋清洗层均包括朝向所述除雾器层喷淋清水的喷头，喷头与所述清水供给装置相连接，所述除雾器层包括用于拦截烟气中夹带液滴的折流板。
更进一步地，所述脱酸塔底部的烟气进口连接有水平设置的烟气进口导向分布系统。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1.本发明的三层脱硫喷淋层上的喷嘴构造由下至上依次设置为实心喷嘴、空心喷嘴、空心喷嘴，上行的烟气首先与最低层的脱硫喷淋层上的实心喷嘴喷出的循环碱液接触，烟气中大部分的大颗粒物被脱出，烟气继续上行被上方两层的脱硫喷淋层上的空心喷嘴喷出的循环碱液洗涤，实现烟气中小颗粒物、二氧化硫和少量的大颗粒物脱出，空心喷嘴被堵塞的风险大大降低，保证系统脱硫达标的稳定性和运行的可控性。
2.本发明的三层脱硫喷淋层与碱液供给装置相连接以满足碱液供应的要求，碱液供给装置通过碱液供给管路连接脱酸塔的底部、三层脱硫喷淋层、碱液循环泵、pH检测仪、搅拌机构和碱度调节仪，且碱液供给管路采用压缩空气的压力调节方式，增加雾化效果，提升循环碱液的传输效率。
3.本发明的双向导流圆环层包括位于上方的碱液导流圆环和位于下方的烟气导流圆环，循环碱液在喷淋液导流圆环的作用下向中间位置改向，从而进入吸收区提升脱酸效率，同时减少循环碱液沿塔壁顺流而腐蚀的可能性，烟气沿塔底上升，通过烟气导流圆环向中间位置改向，避免爬壁短路以造成部分烟气未经脱硫而直接进入后续的处理系统。
附图说明
图1是实施例中烟气脱硫除尘系统的结构示意图。
图2是实施例中三层脱硫喷淋层的布置示意图。
图3是实施例中空心喷嘴的喷淋状态图。
图4是实施例中实心喷嘴的喷淋状态图。
图5是实施例中双向导流圆环层的结构示意图。
其中，图中的附图标记为：1、脱酸塔；2、烟气进口导向分布系统；3、烟气进口；4、脱硫除尘区域；5、除雾区域；6、清水供给装置；7、碱液供给装置；8、脱硫喷淋层；9、双向导流圆环层；10、除雾器层；11、喷淋清洗层；12、实心喷嘴；13、空心喷嘴；14、喷头；15、碱液导流圆环；16、烟气导流圆环。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
本实施例公开了一种适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，参照图1，该烟气脱硫除尘系统包括有脱酸塔1、清水供给装置6和碱液供给装置7，脱酸塔1的底部、顶部相应设置有烟气进口3、烟气出口，脱酸塔1底部的烟气进口3连接有水平设置的烟气进口3导向分布系统2，烟气出口垂直设置于脱酸塔1的顶部。脱酸塔1的内腔分为位于上方的除雾区域5和位于下方的脱硫除尘区域4。
参照图1，脱硫除尘区域4沿竖向间隔设置有三层脱硫喷淋层8、三层双向导流圆环层9，脱硫喷淋层8位于双向导流圆环层9的上方。三层脱硫喷淋层8均包括有朝向双向导流圆环层9的喷嘴，三层脱硫喷淋层8上的喷嘴构造由下至上依次设置为实心喷嘴12、空心喷嘴13、空心喷嘴13。三层脱硫喷淋层8分别与碱液供给装置7相连接以满足碱液供应的要求，碱液供给装置7包括碱液供给管路、碱液循环泵、pH检测仪、搅拌机构和碱度调节仪，碱液供给管路的进口端连接至碱液池，碱液供给管路的出口端分别与三层脱硫喷淋层8上的喷嘴相连接，脱酸塔1的底部与碱液池相连接。
参照图2～4，最低位置的脱硫喷淋层8上的实心喷嘴12与生活垃圾焚烧产生的烟气首次接触后，脱出烟气中大颗粒粉尘，继续上行的烟气中携带的大颗粒粉尘大大变少，上方两层的脱硫喷淋层8上的空心喷嘴13被堵塞的风险明显降低，保证了系统脱硫达标的稳定性和可控性。
参照图5，双向导流圆环层9包括位于上方的碱液导流圆环15和位于下方的烟气导流圆环16，喷淋的碱液沿碱液导流圆环15改向并逐渐背离脱酸塔1的内壁，烟气沿烟气导流圆环16改向并逐渐背离脱酸塔1的内壁。碱液导流圆环15的壁厚由上而下递增，烟气导流圆环16的壁厚由下而上递增，本实施例中的碱液导流圆环15的内壁为球面状，烟气导流圆环16的内壁为球面状。循环碱液在喷淋液导流圆环的作用下改向进入吸收区，提升脱酸效率，同时减少碱液沿塔壁顺流而腐蚀的可能性，烟气沿塔底上升，通过烟气导流圆环16改向避免爬壁短路发生。
参照图1，除雾区域5沿竖向间隔设置有两层除雾器层10、两层喷淋清洗层11，喷淋清洗层11与清水供给装置6相连接，喷淋清洗层11位于除雾器层10的上方。两层喷淋清洗层11均包括朝向除雾器层10喷淋清水的喷头14，喷头14与清水供给装置6相连接，对除雾器层10进行喷淋清洗工作，除雾器层10包括用于拦截烟气中夹带液滴的折流板，烟气中的液滴与折流板撞击后脱出。
本实施例公开的烟气脱硫除尘系统的工作原理为：
生活垃圾焚烧产生的烟气经布袋除尘处理后，从脱酸塔1的烟气进口3进入塔内，与三层脱硫喷淋层8向下喷出的循环碱液进行逆流接触，对烟气中二氧化硫和颗粒物等进行洗涤。具体工艺流程为：上行的烟气首先与最低层的脱硫喷淋层8上的实心喷嘴12喷出的循环碱液接触，烟气中大部分的大颗粒物被脱出，烟气继续上行被上方两层的脱硫喷淋层8上的空心喷嘴13喷出的循环碱液洗涤，实现烟气中小颗粒物、二氧化硫和少量的大颗粒物脱出，空心喷嘴13被堵塞的风险大大降低；循环碱液在喷淋液导流圆环的作用下向中间位置改向，从而进入吸收区提升脱酸效率，同时减少循环碱液沿塔壁顺流而腐蚀的可能性，烟气沿塔底上升，通过烟气导流圆环16向中间位置改向，避免爬壁短路的现象，造成部分烟气未经脱硫而直接进入后续的处理系统。
脱酸处理后的烟气上行过程中由于重力作用，烟气夹带的部分大颗粒液体落入脱酸塔1底部，烟气中夹带的液滴在惯性力的作用下与进入除雾器层10的折流板相撞击而脱出，除雾后的烟气最后经烟气出口进入后续的处理系统，喷淋清洗层11喷出的清水对除雾器层10喷淋清洗，清洗液则随下落的循环碱液进入脱酸塔1底部，并通过碱液供给装置7形成闭环的循环碱液供给系统。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，包括有脱酸塔(1)、清水供给装置(6)和碱液供给装置(7)，脱酸塔(1)的底部、顶部相应设置有烟气进口(3)、烟气出口，其特征在于，所述脱酸塔(1)的内腔分为位于上方的除雾区域(5)和位于下方的脱硫除尘区域(4)，所述脱硫除尘区域(4)沿竖向设置有脱硫喷淋层(8)、双向导流圆环层(9)，脱硫喷淋层(8)与所述碱液供给装置(7)相连接，所述除雾区域(5)沿竖向设置有除雾器层(10)、喷淋清洗层(11)，喷淋清洗层(11)与所述清水供给装置(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，其特征在于，所述脱硫除尘区域(4)间隔设置有三层脱硫喷淋层(8)、三层双向导流圆环层(9)，脱硫喷淋层(8)位于双向导流圆环层(9)的上方。
3.根据权利要求2所述的适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，其特征在于，所述三层脱硫喷淋层(8)均包括有朝向所述双向导流圆环层(9)的喷嘴，三层脱硫喷淋层(8)上的喷嘴构造由下至上依次设置为实心喷嘴(12)、空心喷嘴(13)、空心喷嘴(13)。
4.根据权利要求3所述的适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，其特征在于，所述碱液供给装置(7)包括碱液供给管路、碱液循环泵、pH检测仪、搅拌机构和碱度调节仪，碱液供给管路的进口端连接至碱液池，碱液供给管路的出口端分别与所述三层脱硫喷淋层(8)上的喷嘴相连接，脱酸塔(1)的底部与碱液池相连接。
5.根据权利要求2所述的适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，其特征在于，所述双向导流圆环层(9)包括位于上方的碱液导流圆环(15)和位于下方的烟气导流圆环(16)，喷淋的碱液沿碱液导流圆环(15)改向并逐渐背离所述脱酸塔(1)的内壁，烟气沿烟气导流圆环(16)改向并逐渐背离所述脱酸塔(1)的内壁。
6.根据权利要求5所述的适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，其特征在于，所述碱液导流圆环(15)的壁厚由上而下递增，所述烟气导流圆环(16)的壁厚由下而上递增。
7.根据权利要求6所述的适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，其特征在于，所述碱液导流圆环(15)的内壁为球面状，所述烟气导流圆环(16)的内壁为球面状。
8.根据权利要求1所述的适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，其特征在于，所述除雾区域(5)间隔设置有两层除雾器层(10)、两层喷淋清洗层(11)，喷淋清洗层(11)位于除雾器层(10)的上方。
9.根据权利要求8所述的适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，其特征在于，所述两层喷淋清洗层(11)均包括朝向所述除雾器层(10)喷淋清水的喷头(14)，喷头(14)与所述清水供给装置(6)相连接，所述除雾器层(10)包括用于拦截烟气中夹带液滴的折流板。
10.根据权利要求1～9任一项所述的适用中小型生活垃圾焚烧的烟气脱硫除尘系统，其特征在于，所述脱酸塔(1)底部的烟气进口(3)连接有水平设置的烟气进口(3)导向分布系统(2)。
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