CN204582953U - 一种可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置，包括塔体，所述塔体从下至上依次为氧化浆池(2)、塔体入口段(3)、气液均布器(4)、喷淋层(5)、除雾器(6)、塔体出口段(7)，所述塔体入口段(3)设有连接烟道，连接烟道内设有预冷却器(1)，所述预冷却器(1)包括位于前段的高温段换热组件(11)和位于后段的低温段换热组件(12)，所述高温段换热组件(11)为换热管，所述低温段换热组件(12)包括错列布置的密集的小管。本实用新型可实现同时脱除SO2、SO3和粉尘的功能，SO3和超细颗粒物去除效率可到达90％。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置。
背景技术
近年，我国雾霾气象灾害频发，严重危害我们的健康与生存。雾霾主要由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳、水蒸气等组成，其中灰尘和硫酸盐气溶胶对雾霾的贡献分别占35％和15％。
火力发电是煤炭燃烧的使用大户，每年的燃煤量达十几亿吨，产生大量的SO2、烟尘、NOx，及少量的SO3、重金属等大气污染物。目前国内电厂主要对SO2、烟尘、NOx污染物进行了治理，常规的烟气治理技术路线为：锅炉+SCR脱硝反应器+空预器+除尘器+引风机+湿式脱硫塔+烟囱。其中，湿式脱硫塔是治理的最后控制环节，其主要功能为脱除SO2，兼具除尘和脱除SO3等酸性污染物功能。湿法脱硫技术主要有氨法、钙法、海水脱硫等，其SO2的脱除效率可以达到95％以上，但常规脱硫塔SO3的脱除效率只能达到20-30％，除尘效率一般只有50％左右。提高脱硫塔对SO3和粉尘的脱除效率，真正达到超净排放，对缓解雾霾现象，改善大气环境质量，具有积极作用。
常规脱硫塔均为逆流形式的喷淋塔，烟气从吸收塔入口进入吸收塔，在塔内依次经过气液均布器(如有)、喷淋层和除雾器后排出吸收塔。气液均布器通常为格栅或多孔板方式，作用主要是通过均布烟气在吸收塔截面内的分布，与均布器中的浆液充分接触；喷淋层主要由浆液管道和喷嘴组成，作用是通过大量浆液的喷洒，将吸收塔截面均匀覆盖，与向上流动的烟气逆流接触；除雾器通常有板式、屋脊式和烟道式三种，前两种均布置在吸收塔内，最后一种布置在吸收塔出口烟道中，其作用均是为了将烟气中带出的浆液冲洗回收，净化烟气。脱硫塔的脱硫原理：通过烟气与浆液的充分接触，使烟气中的酸性气体(主要是SO2)迁移至浆液中，并与浆液中的碱性物质反应生成稳定的化合物，从而达到脱除的目的。
SO3本身是极易容于水或碱性溶液的气体，但是，由于烟气在进入吸收塔后，被塔内大量的浆液迅速冷却到酸露点以下，且冷却的速率比被浆液吸收的速率还要快得多，因此在酸露点拐点处形成了亚微米级的SO3气溶胶，其在气流中的跟随性好，不与液滴相融合，要想捕集，需要很高的系统压降，正常的脱硫系统无法满足。所以一般湿法脱硫塔对SO3的脱除率<30％。无法脱除的SO3沿烟道进入烟囱，将对烟道和烟囱造成腐蚀，排出烟囱的SO3气溶胶增加了烟囱排放的烟羽浊度，形成酸雨，并在一定条件下产生雾霾等更加严重的大气污染。
按照火力发电厂国家排放标准(GB13223-2011)：非重点地区粉尘的排放限制30mg/DNm3(6％O2)，重点地区粉尘的排放限制20mg/DNm3(6％O2)。火电厂烟气粉尘的治理通常采用静电除尘和布袋除尘方式，其出口粉尘浓度均可达到此排放要求，但其排出的粉尘均为难脱除或二次扬尘的小粒径粉尘，除尘后的烟气还需要经过吸收塔脱硫后再排放，此部分粉尘在吸收塔内的脱除效率较低，只有50％左右效率，同时，在脱硫塔中，还将有一部分的石膏浆液被烟气携带而出(含粉尘约6mg/Nm3)。因此最终的粉尘排放达到排放的限制，甚至10mg/Nm3或5mg/Nm3的超净要求，常规脱硫塔将无法实现。
目前，针对湿法脱硫电厂的SO3或粉尘超净治理方法主要有两种：
1.在静电除尘器入口加湿烟气湿度或者降低入口烟气温度，使得SO3在除尘器内被粉尘捕捉，随着粉尘排出烟气系统，同时改变粉尘的比电阻，提高静电除尘的脱除效率。此种方法，由于入口烟气湿度加大，温度降低，除尘器本体及后续风机、烟道均存在腐蚀的风险，采用防腐措施将大大增加改造工作量和投资成本，同时该方法不适用于布袋除尘系统；
2.在吸收塔出口增设湿式静电除尘器，捕捉烟气中的微小粉尘和液滴、SO3，达到减排的目的。该方法需要增设湿式除尘器设备，该设备腐蚀问题严重，设备造价成本高，运行维护成本高，非常不经济，同时需要很大的场地布置。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置，可同时脱除烟气中的SO2、SO3和粉尘。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置，包括塔体，所述塔体从下至上依次为氧化浆池、塔体入口段、气液均布器、喷淋层、除雾器、塔体出口段，所述塔体入口段设有连接烟道，连接烟道内设有预冷却器，所述预冷却器包括位于前段的高温段换热组件和位于后段的低温段换热组件，所述高温段换热组件为换热管，所述低温段换热组件包括错列布置的密集的小管。
上述方案中，所述高温段换热组件还包括支撑所述换热管的支撑件，所述换热管上还设有翅片。
上述方案中，所述高温段换热组件的换热管为由碳钢或ND钢制成的钢管。
上述方案中，所述低温段换热组件的小管为由聚四氟乙烯材料制成的管。
上述方案中，所述气液均布器设置1-2层，喷淋层设置3-6层。
上述方案中，所述喷淋层的喷嘴采用单头或双头雾化喷嘴。
上述方案中，所述氧化浆池内设有搅拌设备和氧化设备。
上述方案中，所述除雾器为屋脊式除雾器或平板式除雾器。
实施本实用新型的可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置，具有以下有益效果：
在预冷却器中，烟气温度逐步降低，直至酸露点以下，SO3有足够的时间与凝结出的水蒸气结合，形成硫酸雾，超细颗粒物也随着水蒸气的冷凝实现核化凝结。由密集的小管组成的低温段换热组件，兼具管式除雾器的机械除雾效果。部分SO3和超细颗粒物在预冷却器中捕集排出；部分SO3和超细颗粒物在预冷却器中撞击成长后在塔体内被捕捉、吸收；余下小部分随烟气排出脱硫塔外。本实用新型可实现同时脱除SO2、SO3和粉尘的功能，SO3和超细颗粒物去除效率可到达90％。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置的结构示意图；
图2是预冷却器的结构示意图；
图3是图2的A向视图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1-图3所示，本实用新型的可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置包括塔体，塔体从下至上依次为氧化浆池2、塔体入口段3、气液均布器4、喷淋层5、除雾器6、塔体出口段7。
塔体入口段3设有连接烟道，连接烟道内设有预冷却器1。预冷却器1包括位于前段的高温段换热组件11和位于后段的低温段换热组件12，高温段换热组件11为换热管，低温段换热组件12包括错列布置的密集的小管。热源和冷源逆流布置，烟气从高温段向低温段流动，冷却水源则从低温段向高温段流动，冷却水依次流经接口：a-b-c-d，换热管道与烟气流向垂直。烟气经过高温段换热组件11换热后温度降低至酸露点上10℃，烟气经过低温段换热组件12换热后烟气温度降低至70℃左右。
高温段换热组件11还包括支撑换热管的支撑件，换热管上还设有翅片。高温段换热组件11的换热管为由普通碳钢(Q135、Q345)或ND钢(09CrCuSb)制成的钢管。低温段换热组件12的小管为由聚四氟乙烯材料制成的管。
预冷却器1采用高温段和低温段两段换热，不同温度段采用不同的材料制作，并在高温段设置旁路，降低预热器的整体成本，低温段氟塑料PTFE(聚四氟乙烯)材料具有自清洁特性，防沾黏、易清洗，抗垢能力强、耐酸碱腐蚀，可以在酸露点温度以下长期运行，冷却水源的温度不受限制，有效提高换热效率，保证热回收最大效益，可降低煤耗3.6-6％。
在预冷却器1中，烟气温度逐步降低，直至酸露点以下，SO3有足够的时间与凝结出的水蒸气结合，形成硫酸雾，超细颗粒物也随着水蒸气的冷凝实现核化凝结。由密集的小管组成的低温段换热组件12，兼具管式除雾器6的机械除雾效果。部分SO3和超细颗粒物在预冷却器1中捕集排出；部分SO3和超细颗粒物在预冷却器1中撞击成长后在塔体内被捕捉、吸收；余下小部分随烟气排出脱硫塔外。本实用新型可实现同时脱除SO2、SO3和粉尘的功能，SO3和超细颗粒物去除效率可到达90％。
进一步的，气液均布器4设置1-2层，喷淋层5设置3-6层。
进一步的，喷淋层5的喷嘴采用单头或双头雾化喷嘴。
进一步的，氧化浆池2内设有搅拌设备8和氧化设备9。
进一步的，除雾器6为屋脊式除雾器6或平板式除雾器6。
本实用新型脱硫装置布置在除尘器和引风机的下游，烟气的温降不会对除尘器、引风机及连接烟道造成影响，脱硫装置本身设计了防腐功能，不存在腐蚀风险，可以有效降低系统整体的造价和运行维护工作量。随着SO3排放量的减少，尾部烟气酸露点相应提高，脱硫装置后的烟道和烟囱的腐蚀情况将得到很大的改善。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (8)
1.一种可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置，包括塔体，所述塔体从下至上依次为氧化浆池(2)、塔体入口段(3)、气液均布器(4)、喷淋层(5)、除雾器(6)、塔体出口段(7)，其特征在于，所述塔体入口段(3)设有连接烟道，连接烟道内设有预冷却器(1)，所述预冷却器(1)包括位于前段的高温段换热组件(11)和位于后段的低温段换热组件(12)，所述高温段换热组件(11)为换热管，所述低温段换热组件(12)包括错列布置的密集的小管。
2.根据权利要求1所述的可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置，其特征在于，所述高温段换热组件(11)还包括支撑所述换热管的支撑件，所述换热管上还设有翅片。
3.根据权利要求1所述的可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置，其特征在于，所述高温段换热组件(11)的换热管为由碳钢或ND钢制成的钢管。
4.根据权利要求1所述的可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置，其特征在于，所述低温段换热组件(12)的小管为由聚四氟乙烯材料制成的管。
5.根据权利要求1所述的可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置，其特征在于，所述气液均布器(4)设置1-2层，喷淋层(5)设置3-6层。
6.根据权利要求1所述的可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置，其特征在于，所述喷淋层(5)的喷嘴采用单头或双头雾化喷嘴。
7.根据权利要求1所述的可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置，其特征在于，所述氧化浆池(2)内设有搅拌设备(8)和氧化设备(9)。
8.根据权利要求1所述的可以同时脱除多种污染物的节能脱硫装置，其特征在于，所述除雾器(6)为屋脊式除雾器(6)或平板式除雾器(6)。
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