CN204815976U - 用于湿法脱硫后烟气的深度净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于湿法脱硫后烟气的深度净化装置，其包括：隔板，所述隔板的周向边缘与湿法脱硫塔的塔壁内侧连接，所述隔板上开有多个通孔；多个分离单元，位于所述隔板下方且一一对应安装于多个所述通孔处，所述分离单元具有：排烟管、多个旋转导流叶片、水膜集水器，以及排液管，一管口与所述水膜集水器的底端连通，所述水膜集水器收集的烟气中的水雾和粉尘自所述排液管的另一管口排出。本实用新型通过上述技术方案能提高烟气中的水雾和粉尘的净化效果。

Description

用于湿法脱硫后烟气的深度净化装置

技术领域

本实用新型涉及脱硫领域，特别涉及一种用于湿法脱硫后烟气的深度净化装置，其用于对烟气进行除雾和除尘的净化处理。

背景技术

随着环境保护在全世界越来越受到高度的重视，对大气主要污染物之一的SO₂(二氧化硫)、粉尘的排放量实行了严格地排放标准。湿法脱硫是一种脱硫技术，虽然能对烟气的SO₂进行吸收，然而湿法脱硫处理后的烟气中含有水雾和粉尘，排放到大气中仍然会对大气产生污染，且同时存在感官污染，因此在脱硫以后增加净化装置，以满足粉尘的排放标准，减少对环境的污染程度。

现有技术中，净化装置为公开号为CN202893507U的中国专利提供的一种湿式烧结脱硫烟气深度净化装置，其采用电除雾形式进行净化，然而在净化时，存在着石膏容易附着在阴极线、阳极板上的问题，冲洗也存在死角，并且阳极板一旦损坏更换非常不方便，如此导致烟气中的水雾和粉尘处理效果不佳。效率低。净化装置为折板除雾器，其也存在烟气中的水雾和粉尘处理效果不佳的问题，而且在烟气变化时处理效果更差。

发明内容

为了至少解决烟气除雾和除尘效果不佳、效率低的问题，本实用新型实施例一方面提供了一种用于湿法脱硫后烟气的深度净化装置，其包括：隔板，所述隔板的周向边缘与湿法脱硫塔的塔壁内侧连接，所述隔板上开有多个通孔；多个分离单元，位于所述隔板下方且一一对应安装于多个所述通孔处，所述分离单元具有：排烟管、多个旋转导流叶片、水膜集水器，所述排烟管的顶端安装于所述通孔处以使所述排烟管与所述通孔连通，所述旋转导流叶片形成于所述排烟管的外表面上，用于使所述烟气产生旋转并向下运动，多个所述旋转导流叶片的起始端沿所述排烟管的周向分布，所述水膜集水器内形成有收纳腔，所述水膜集水器套设于所述旋转导流叶片外，所述水膜集水器的顶端为开口端，并在竖直方向上位于所述旋转导流叶片的起始端和所述旋转导流叶片的终止端之间，所述水膜集水器的底端与所述排烟管的底端之间留有空隙；以及排液管，一管口与所述水膜集水器的底端连通，所述水膜集水器收集的烟气中的水雾和粉尘自所述排液管的另一管口排出。

在如上所述的深度净化装置中，优选，所述排液管为U型液封管，所述U型液封管设置于所述湿法脱硫塔内且数量为多个，多个所述U型液封管的一管口一一对应连通于多个所述水膜集水器的底端。

在如上所述的深度净化装置中，优选，多个所述分离单元分为多组分离模块，所述排液管为集管，所述集管的数量为多个，每个所述集管的一侧形成的多个管口与每组所述分离模块中的所有水膜集水器的底端一一对应连通，每个所述集管的另一侧形成的管口伸出所述湿法脱硫塔的塔壁外。

在如上所述的深度净化装置中，优选，所述净化装置还包括：多个主管，位于所述湿法脱硫塔外且一一对应连通于多个所述集管的另一侧形成的管口，用于排出所述水膜集水器收集的烟气中的水雾和粉尘；多个主管阀门，一一对应设置于多个所述主管上；多个支管，位于所述湿法脱硫塔外且一一对应连通于多个所述集管的另一侧形成的管口，用于将液封流体引入所述集管内；以及多个支管阀门，一一对应设置于多个所述支管上。

在如上所述的深度净化装置中，优选，所述集管呈水平设置，所述液封流体为水。

在如上所述的深度净化装置中，优选，所述旋转导流叶片沿着螺旋曲线形成于所述排烟管的外表面。

在如上所述的深度净化装置中，优选，经所述旋转导流叶片的作用，自所述烟气中甩出的水雾和粉尘在所述水膜集水器的内壁上形成水膜。

在如上所述的深度净化装置中，优选，所述排烟管包括：叶片段和筒段，所述叶片段的外表面形成有所述旋转导流叶片；所述叶片段具有扩口部和直口部，在竖直向下方向上所述扩口部的内径逐渐变小，所述扩口部的底端的内径与所述直口部的顶端的内径相同。

在如上所述的深度净化装置中，优选，所述水膜集水器套接于所述扩口部。

在如上所述的深度净化装置中，优选，在所述扩口部的顶端设置有连接环，所述连接环与所述隔板的底面连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)烟气中的水雾和粉尘同时从烟气中分离，提高了烟气的净化效率。

(2)能够在由烟气变化带来的烟气流速不稳定的情况下，调节烟气在分离单元中的流速，保证了除雾除尘效果且调节简单方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种分离单元和U型液封管的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种分离单元和U型液封管透视结构示图；

图3为本实用新型实施例提供的一种含有主管、主管阀门、支管和支管阀门的净化装置(烟气流速稳定时)的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种含有主管、主管阀门、支管和支管阀门的净化装置(烟气流速变化时)的结构示意图；

其中，图中符号说明如下：

1-隔板、2-湿法脱硫塔的塔壁、3-分离单元、31-排烟管、32-旋转导流叶片、33-水膜集水器、4-排液管、41-U型液封管、42-集管、43-主管、44-主管阀门、45-支管、46-支管阀门、47-液封流体、311-连接环。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1-4，本实用新型提供的一种用于湿法脱硫后烟气的深度净化装置，其对烟气进行除雾和除尘的净化处理。该深度净化装置包括：隔板1、排液管和多个分离单元。

其中，隔板1以水平方式设置，并与湿法脱硫塔的塔壁2内侧连接，如此实现了以隔板为界将烟气空间划分为净化处理空间(即隔板下方空间)和净化后空间(即隔板上方空间)。在隔板1上开有多个贯穿隔板顶面和底面的通孔，通过通孔使得净化处理空间与净化后空间连通，当净化后空间与外界大气连通时，从而实现了净化后烟气排放到外界大气中。

每个分离单元3位于隔板1下方，且一一对应安装于每个通孔处，其具有排烟管31、水膜集水器33和多个旋转导流叶片32。排烟管31呈竖直方式设置，排烟管31的顶端安装于通孔处以使排烟管31形成的中空空间与通孔连通，进而实现与隔板上方空间连通。旋转导流叶片32用于使烟气产生旋转并向下运动，其形成于排烟管31的外表面，旋转导流叶片32在其起始端至终止端的方向上形成有旋转导流曲线，旋转导流叶片的起始端所在位置高于旋转导流叶片的其他部位所在位置，旋转导流叶片的终止端所在位置低于旋转导流叶片的其他部位所在位置。多个旋转导流叶片32的起始端沿排烟管31的周向分布。烟气中的水雾和粉尘依靠旋转导流叶片的导流作用同时从烟气中分离，无需消耗其他能源，降低了能源消耗。由于依靠分离单元产生的旋转作用使水雾和粉尘分离，因此分离单元可以称为离心式分离单元。

水膜集水器33内形成有收纳腔，水膜集水器33的顶端为开口端，底端为封闭端，即水膜集水器33呈桶形，水膜集水器33套设于旋转导流叶片32外，水膜集水器33可以与旋转导流叶片32接触(例如套接)，还可以与旋转导流叶片不接触，即水膜集水器33整体以间隔一定距离的方式套设在旋转导流叶片外。安装时，水膜集水器33可以由下至上移动使旋转导流叶片32置于收纳腔中，从而将水膜集水器33套设于旋转导流叶片32外。在竖直方向上，水膜集水器33的顶端所在位置位于旋转导流叶片32的顶端所在位置和旋转导流叶片32的底端所在位置之间。水膜集水器33的底端与排烟管31的底端之间留有空隙，以利于净化后的烟气由该空隙进入排烟管31内。优选，烟气中的水雾和粉尘在旋转导流叶片32的作用下，被甩出而在水膜集水器33的内壁上形成水膜，如此充分利用了烟气中的水雾以及烟气在分离单元内部的流向，还有水雾和粉尘混合后的重力完成水膜聚集在水膜集水器33的底部，而不必额外增加驱动力，例如由上至下流动的水源来驱动水膜从内壁上向下滑动。

排液管4用于将水膜集水器33收集的烟气中的水雾和粉尘排出，其一管口与水膜集水器33的底端连通，水膜集水器33收集的烟气中的水雾和粉尘自排液管4的另一管口排出。

净化时，来自于湿法脱硫塔的烟气在上升过程中遇到隔板1的阻挡，改变运动方向，在分离单元3的上方进入分离单元3内，在旋转导流叶片32的作用下，烟气产生旋转并向下运动，则烟气中的水雾和粉尘在由烟气旋转产生的离心力作用下，被甩到水膜集水器33的内壁上，分离出来的液体(即水雾)和粉尘附着在水膜集水器33内壁形成水膜，水膜在烟气的推动和自身重力作用下(即水膜随着烟气的气流方向及在重力作用下)向下流动，聚集在水膜集水器33的底端，由与水膜集水器33底端连通的排液管4排出；而净化后的烟气自水膜集水器的底端与排烟管的底端之间留有的空隙进入排烟管31的底端，进而进入排烟管31的中空空间，沿着排烟管31的中空空间上升，通过隔板1上的通孔进入隔板上方空间，完成净化后烟气的输送，从而实现烟气在净化后排放。

排液管可以将水膜集水器33收集的烟气中的水雾和粉尘排入湿法脱硫塔内，例如：排液管为U型液封管41，U型液封管41设置于湿法脱硫塔内，多个U型液封管41的一管口一一对应连通于多个水膜集水器33的底端，U型液封管41的另一管口作为排液管的另一管口，其所在位置低于U型液封管41的一管口所在位置，水膜集水器33收集的烟气中的水雾和粉尘靠自流由U型液封管的另一管口流出并进入湿法脱硫塔内。为了降低烟气上升对水膜进入湿法脱硫塔内产生的阻力问题，排液管还可以由U型液封管41和收集管组成，U型液封管41设置于湿法脱硫塔内，多个U型液封管41的一管口一一对应连通于多个水膜集水器33的底端，U型液封管41的另一管口所在位置低于U型液封管41的一管口所在位置，U型液封管41的另一管口与收集管的一管口连通，收集管的另一管口为排液管的另一管口，其沿着湿法脱硫塔的塔壁向下延伸至湿法脱硫塔塔底。

将多个分离单元3分为多组分离模块，排液管为集管42，其呈水平设置，数量为多个，每个集管42的一侧形成的多个管口与每组分离模块中的所有水膜集水器33的底端一一对应连通，每个集管42的另一侧形成的管口为排液管的另一管口，其伸出湿法脱硫塔的塔壁外，如此回收利用水膜集水器33的水膜(即烟气中的水雾和粉尘)。实际中，将多个分离单元3所在区域分为数个区域，每个区域中含有2个以上的分离单元，该2个以上的分离单元称为分离模块，为每个区域布置一个集管42，相应区域中的分离单元的水膜集水器33的底端都与集管42连通，同时集管42引出湿法脱硫塔外，从而将水膜集水器33收集的水雾和粉尘引出至湿法脱硫塔外，实现回收利用。

实际应用中，待净化的烟气的流速会各不相同，当实际流速小于设计流速时，则分离单元使烟气产生的离心力不够，不能达到烟气的气液固分离效果以实现将烟气中的水雾和粉尘从烟气中甩出来，当实际流速大于设计流速时，虽会增大阻力，但不影响烟气的气液固分离效果。也就是说深度净化装置对烟气流速有一定的要求，当烟气流速小于设计流速较多时(例如烟气流量变化较大时)，会严重影响深度净化装置的除雾和除尘的效果。为了降低烟气流速变化带来的不利影响，深度净化装置还包括：多个主管43、多个主管阀门44、多个支管45和多个支管阀门46。即为每个集管配置一个主管43、一个主管阀门44、一个支管45和一个支管阀门46。每个主管43位于湿法脱硫塔外且一一对应连通于每个集管42的另一侧，用于将集管42收集的来自于水膜集水器33的水膜排出，每个主管阀门44一一对应设置于主管上，用于控制主管43与集管42是否接通；每个支管45位于湿法脱硫塔外且一一对应连通于每个集管42的另一侧，用于将液封流体引入集管42内，液封流体47优选为水，每个支管阀门46一一对应设置于支管45上，用于控制支管45与集管42是否接通。集管42的另一侧、主管43和支管45形成三通。

当烟气流速为设计流速时，支管阀门46关闭，主管阀门打开，分离单元正常工作。当烟气流速变小时，关闭位于某个区域的集管的主管阀门，将对应的支管阀门打开，将水引入该集管内，再通过与集管连通的水膜集水器的底端的排出口进入水膜集水器的收纳腔，在收纳腔中的液面高于分离单元底部排烟口(即排烟管的底端)时，将排烟管液封，实现了将分离单元液封，则烟气不会通过该区域的分离单元，只通过其他区域的分离单元，保证了烟气在分离单元中的流速，达到调节效果。需要说明的是设计流速为：分离单元在某一气体流速下进行设计，在该气体流速下，要使气体产生足够的离心力，就需要对应的形状和结构的旋转导流叶片。而旋转导流叶片设计好后，不易改变，因此不适应气体流速小于设计流速的工况。以图3和图4对深度净化装置根据烟气变化调节的过程进行说明。图中粗箭头表示集管内收集的水雾和粉尘的流动方向，细箭头表示烟气运动方向，图3是正常运行状态。在该状态下左边区域的主管阀门44、右边区域的主管阀门44打开，左边区域的支管阀门46、右边区域的支管阀门46关闭，通过水膜集水器收集的水雾和粉尘正常排放。图4是烟气变化需要调节深度净化装置处理烟气量的状态。该状态下左边区域的分离单元处在正常运行状态，即左边区域的主管阀门44打开，右边区域的支管阀门46关闭，而右边区域的分离单元的主管阀门44关闭，支管阀门46打开，则支管中的水注入到水膜集水器33内，将排烟管31堵上，则烟气将不能通过右边区域的分离单元，只能通过左边区域的分离单元，达到调节作用。

为了利于烟气产生足够的离心力以使烟气中的水雾和粉尘被甩到水膜集水器的内壁上，旋转导流叶片沿着螺旋曲线形成于排烟管的外表面，即旋转导流叶片的旋转导流曲线为螺旋曲线。优选螺旋曲线的角度为45-85°，该角度指的是螺旋曲线的螺纹升角(即导程角)。螺旋曲线的圈数为1/4-3/4，也就是说螺旋曲线自其起始端至终止端形成的圈数为螺旋曲线螺旋形成圈数为一圈的长度的1/4-3/4。实际中，螺旋曲线的角度可以根据烟气流速、分离单元直径的不同而不同。例如：烟气流速越大，螺旋曲线角度越大，烟气流速范围为2-30m/s；分离单元直径(即排烟管的直径)越大，螺旋曲线角度越小，分离单元直径范围为50-800mm。以螺旋曲线的旋入方向为基准，则螺旋曲线的旋向为左旋。

在竖直向下的方向上，排烟管31依次包括叶片段和筒段，叶片段的外表面形成有旋转导流叶片32；叶片段具有扩口部和直口部，在竖直向下方向上，扩口的内径逐渐变小，扩口部的底端的内径与直口部的顶端的内径相同，如此利于遇到隔板后改变行进方向的烟气被旋转导流叶片导流进入排烟管的外表面和水膜集水器的内壁之间形成的间隙内，同时，在水平方向上，位于筒段的旋转导流叶片与水膜集水器之间形成间隔，易于甩到水膜集水器内壁上的水雾和粉尘的向下流动。为了连接方便，水膜集水器33套接于扩口部，例如粘结或焊接。为了提高排烟管的扩口部与隔板连接的密封性，防止烟气从连接处泄漏出去，在扩口部的顶端设置有连接环311，连接环311与隔板1的底面连接，例如可以为法兰连接。

综上所述，本实用新型实施例的有益效果如下：

(1)烟气中的水雾和粉尘同时从烟气中分离，提高了烟气的净化效率。

(2)能够在由烟气变化带来的烟气流速不稳定的情况下，调节烟气在分离单元中的流速，保证了除雾除尘效果且调节简单方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于湿法脱硫后烟气的深度净化装置，其特征在于，所述深度净化装置包括：

隔板，所述隔板的周向边缘与湿法脱硫塔的塔壁内侧连接，所述隔板上开有多个通孔；

多个分离单元，位于所述隔板下方且一一对应安装于多个所述通孔处，所述分离单元具有：排烟管、多个旋转导流叶片、水膜集水器，所述排烟管的顶端安装于所述通孔处以使所述排烟管与所述通孔连通，所述旋转导流叶片形成于所述排烟管的外表面上，用于使所述烟气产生旋转并向下运动，多个所述旋转导流叶片的起始端沿所述排烟管的周向分布，所述水膜集水器内形成有收纳腔，所述水膜集水器套设于所述旋转导流叶片外，所述水膜集水器的顶端为开口端，并在竖直方向上位于所述旋转导流叶片的起始端和所述旋转导流叶片的终止端之间，所述水膜集水器的底端与所述排烟管的底端之间留有空隙；以及

排液管，一管口与所述水膜集水器的底端连通，所述水膜集水器收集的烟气中的水雾和粉尘自所述排液管的另一管口排出。

2.根据权利要求1所述的深度净化装置，其特征在于，所述排液管为U型液封管，所述U型液封管设置于所述湿法脱硫塔内且数量为多个，多个所述U型液封管的一管口一一对应连通于多个所述水膜集水器的底端。

3.根据权利要求1所述的深度净化装置，其特征在于，多个所述分离单元分为多组分离模块，所述排液管为集管，所述集管的数量为多个，每个所述集管的一侧形成的多个管口与每组所述分离模块中的所有水膜集水器的底端一一对应连通，每个所述集管的另一侧形成的管口伸出所述湿法脱硫塔的塔壁外。

4.根据权利要求3所述的深度净化装置，其特征在于，所述深度净化装置还包括：

多个主管，位于所述湿法脱硫塔外且一一对应连通于多个所述集管的另一侧形成的管口，用于排出所述水膜集水器收集的烟气中的水雾和粉尘；

多个主管阀门，一一对应设置于多个所述主管上；

多个支管，位于所述湿法脱硫塔外且一一对应连通于多个所述集管的另一侧形成的管口，用于将液封流体引入所述集管内；以及

多个支管阀门，一一对应设置于多个所述支管上。

5.根据权利要求4所述的深度净化装置，其特征在于，所述集管呈水平设置，所述液封流体为水。

6.根据权利要求1所述的深度净化装置，其特征在于，所述旋转导流叶片沿着螺旋曲线形成于所述排烟管的外表面。

7.根据权利要求1所述的深度净化装置，其特征在于，经所述旋转导流叶片的作用，自所述烟气中甩出的水雾和粉尘在所述水膜集水器的内壁上形成水膜。

8.根据权利要求1所述的深度净化装置，其特征在于，所述排烟管包括：叶片段和筒段，所述叶片段的外表面形成有所述旋转导流叶片；

所述叶片段具有扩口部和直口部，在竖直向下方向上所述扩口部的内径逐渐变小，所述扩口部的底端的内径与所述直口部的顶端的内径相同。

9.根据权利要求8所述的深度净化装置，其特征在于，所述水膜集水器套接于所述扩口部。

10.根据权利要求8所述的深度净化装置，其特征在于，在所述扩口部的顶端设置有连接环，所述连接环与所述隔板的底面连接。