CN205435294U - 一种实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统，水洗系统包括：吸收段，吸收段内设有与烟气接触的吸收剂；自动循环吸收液池，自动循环吸收液池与吸收段相配合；特殊板组除雾器，特殊板组除雾器与吸收段相配合；降膜水洗段，降膜水洗段与特殊板组除雾器相配合。本实用新型充分利用现有脱硫塔顶部空间及现场空间，提高分离效率及精度，将湿法脱硫尾气中的颗粒物含量降低至超低排放水平。

Description

一种实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统

技术领域

本实用新型涉及汽液固分离领域，具体涉及一种实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统。

背景技术

目前脱硫装置一般设计除雾器出口烟气中液滴含量75mg/m³，这意味着净烟气中一部分溶解性的颗粒物是湿法脱硫装置增加的，是无法避免的，同时实际运行时，吸收剂浓度过高或者吸收塔内烟气流速偏高或者除雾器效果不好，都会造成携带液滴含量高于75mg/m³，此时烟气中颗粒物浓度将达到20mg/m³甚至更高，这个浓度已经达到了GB13223-2011标准中重点地区的20mg/m³烟尘排放浓度限值，接近了GB13223-2011标准中一般地区的30mg/m³烟尘排放浓度限值。再考虑到脱硫装置入口烟气含尘浓度为40～60mg/Nm³，所以烟气经过湿法脱硫后很难满足新的环保标准要求。

目前，在湿法脱硫尾气除雾除尘应用中，主要采用湿式静电除尘器、平板式除雾器和屋脊式除雾器三种。

湿式静电除尘器：湿式静电除尘器主要由阳极系统(沉淀极)、阴极系统(电晕线)、高压直流供电电源组成，工作时利用高压静电装置对架设在湿式静电除尘器内的电晕线施加高压电，在阴、阳两级之间形成了高压静电场，在电场力的作用下，整个沉淀极管内都形成电晕区。当含尘、液滴、气溶胶、酸雾及其他污染物的烟气进入足以使气体电离的静电场时，产生大量的正负离子和电子并使尘、酸雾、液滴等荷电，荷电后的粒子在电场力的作用下向沉淀极移动并在沉淀极上沉积，在沉积过程中沉淀极管内壁形成含尘液膜，含尘液膜在重力作用下流到湿式静电除尘器下部的集液槽中，从而达到捕集烟气中尘、液滴、气溶胶、酸雾和其他污染物的目的。

平板式除雾器：除雾器模块采用水平结构形式的除雾器装置。平板式除雾器可安装吸收塔内，烟气为垂直流向，称为水平式板式除雾器或简称平板式除雾器；平板式除雾器也可垂直安装于吸收塔出口水平烟道上，称为垂直式板式除雾器或烟道式除雾器。一般采用双层梁支撑或固定。

屋脊式除雾器：除雾器模块采用屋脊结构形式的除雾器装置。按外形分为“人”字型、菱形和圆形。屋脊型除雾器的优点是烟气通过叶片法线的流速要小于塔内水平截面的平均流速，这样即使塔内烟气流速偏高，在通过除雾器时，由于流通面积增大而使得烟气流速减小。

平板式和屋脊式除雾器都采用叶片结构，此结构除雾效率低，分离精度低，固体颗粒容易在叶片上沉积，清洗过程中容易存在死角，安装拆解不方便困难，投资大。同时湿式静电除尘器应用条件较苛刻，结构较复杂，电量消耗大，对现有设备如进行改造，无法满足湿式静电除尘器空间需求。

实用新型内容

针对上述湿法脱硫尾气除雾除尘技术所存在的问题，，本发明的主要目的在于提供一种能够实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统，所述水洗系统包括：

吸收段，所述吸收段内设有与烟气接触的吸收剂；

自动循环吸收液池，所述自动循环吸收液池与吸收段相配合；

特殊板组除雾器，所述特殊板组除雾器与吸收段相配合；

降膜水洗段，所述降膜水洗段与特殊板组除雾器相配合。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述自动循环吸收液池包括曝气区、曝气管、隔板、溢流板、斜板沉降区、导流板、氧化区、清液区、混合区和分隔板。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述特殊板组除雾器包括依次设置的除雾器、一级冲洗水层、一级特殊板组除雾器、二级冲洗水层、三级冲洗水层和二级特殊板组除雾器。

在本实用新型的一个优选实施例中，一级冲洗水层、二级冲洗水层和三级冲洗水层上分别设有冲洗管。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述降膜水洗段包括洗水收集器、疏松纤维床、淋洗水管、淋洗水槽、进水口、废水排出管、水洗循环管、鲜水补水管、水洗循环泵和水洗循环槽。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述疏松纤维床包括疏松纤维湿区、内外骨架、疏松纤维干区、疏松纤维干区支撑层、上盖板和淋洗水孔。

本实用新型提供的降膜水洗系统充分利用现有脱硫塔顶部空间及现场空间，提高分离效率及精度，将湿法脱硫尾气中的颗粒物含量降低至超低排放水平，有效解决现有技术所存在的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的系统流程图；

图2为自动循环吸收液池的结构示意图；

图3为图2的横向截面图；

图4为图2的纵向截面图；

图5为疏松纤维床的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1，本实用新型提供的实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统，其包括吸收段1、自动循环吸收液池2、特殊板组除雾器和降膜水洗段。

吸收段1，其在内部设有与烟气接触的吸收剂，烟气进入到吸收段1内后，会与吸收剂接触，并与烟气一起落入到自动循环吸收液池2内。

自动循环吸收液池2，其吸收段1相配合，其是用于将烟气中大部分粒径较大液滴及烟尘去除。

参见图2至图4，自动循环吸收液池2包括曝气区01、曝气管02、隔板03、溢流板04、斜板沉降区05、导流板06、氧化区07、清液区08、混合区09和分隔板010。

原烟气经吸收段1后，与吸收剂实现汽液接触，吸收剂落入循环吸收液池2，循环吸收液在曝气区01通过曝气管02鼓入的空气液位得到提升，经溢流板04后进入氧化区07，氧化后的吸收液在导流板06的作用下进入斜板沉降区05，实验固体颗粒快速分离，吸收液清液溢流进入清液区08，浆液进入吸收液混合区09与新鲜浆液混合后，经导流板06及挡板03后进入曝气区01以实现自循环，烟气中会携带液滴及尘等物质上升至异形管除雾器3后，其中大部分粒径较大的液滴及颗粒物被捕集。

曝气管铺设在曝气区底部，吸收液进入曝气区后，因气体提升作用液面提升，经溢流板后进入氧化区，在氧化区鼓入大量空气将吸收液氧化，同时氧化后的吸收液在导流板作用下，进入斜板沉降区，使氧化后形成的固体颗粒与吸收液快速分离，形成下层浓度较高的吸收液，上层浓度较低的吸收液的浓度梯度，从斜板沉降区排出高浓度吸收液，低浓度吸收液进入清液区并进入脱硫塔吸收段，高浓度吸收液与新鲜吸收液在混合区混合后，再次进入循环。

循环吸收液通过鼓入的氧化空气实现自循环，氧化空气通过曝气管02提升循环吸收液形成液位差，同时在曝气区01及氧化区使吸收液的氧化作用更均匀，循环吸收液池中浓度及pH值更易稳定。

参见图1，特殊板组除雾器，其与吸收段1相配合，其是用于将烟气中10微米以上的液滴去除。

特殊板组除雾器包括异形管除雾器3、一级冲洗水层4、冲洗水管5、一级特殊板组除雾器6、二级冲洗水层7、三级冲洗水层8和二级特殊板组除雾器9。

异形管除雾器3紧跟脱硫塔吸收段设置，一级特殊板组除雾器6紧跟一级冲洗水层4设置，二级特殊板组除雾器9紧跟三级冲洗水层8设置，异形管具有自清洗功能，特殊板组采用高效折流板。烟气在除雾器中的流速为2～5m/s。

异形管除雾器3主要去除经脱硫段的烟气中大粒径的液滴及颗粒物，降低下游特殊板组除雾器负荷。

特殊板组除雾器3采用高效折流板，处理10微米以上液滴及颗粒物。

一级冲洗水层4、二级冲洗水层7和三级冲洗水层8分别连接有冲洗水管5。

一级冲洗水层4用于对一级特殊板组除雾器6下部进行冲洗，二级冲洗水层7用于对一级特殊板组除雾器6上部进行冲洗，三级冲洗水层8用于对二级特殊板组除雾器9进行冲洗，以保证除雾器的性能。

据此构成的特殊板组除雾器能够有效去除烟气中10微米以上的液滴，其过程如下：

烟气中会携带液滴及尘等物质上升至异形管除雾器3后，其中大部分粒径较大的液滴及颗粒物被捕集，异形管具有自清洗能力，无需设置冲洗水层，烟气再经过一级特殊板组除雾器6及二级特殊板组除雾器9，其中10微米以上的液滴被除去，使烟气中液滴含量降低至50mg/m³，尘含量降低至10mg/m³。

参见图1和图5，降膜水洗段与特殊板组除雾器相配合，其是用于将烟气中1微米以上液滴去除，保证烟气中液滴含量小于30mg/m3，尘含量小于5mg/m3。

降膜水洗段包括淋洗水收集器10、疏松纤维床11、淋洗水管12、淋洗水槽13、进水口14、废水排出管15、水洗循环管16、鲜水补水管17、水洗循环泵18和水洗循环槽19。

淋洗水收集器10紧随二级特殊板组除雾器9设置，其作用收集淋洗水。采用斜板式结构。

疏松纤维床11紧随淋洗水收集器10设置，是降膜水洗段实现汽液接触的主要部分，微小液滴及细微颗粒物与纤维表面发生碰撞并反弹，因疏松纤维床具有大的比表面积，可增加烟气中微小液滴及细微颗粒物的碰撞机率，同时与淋洗水的接触机率增加，烟气中的尘及气溶胶会增大被疏松纤维床11捕集。

疏松纤维床采用模块化结构，纤维床表面气速0.5～2.5m/s。水洗段液气比不小于0.05L/m³。

疏松纤维床11具体包括疏松纤维湿区001，内外骨架002，疏松纤维干区003，疏松纤维干区支撑层004，上盖板005和淋洗水孔006。

纤维床上盖板005设有淋洗水槽13，水槽顶部设有进水口14，与脱硫塔上淋洗水管12相连，上盖板005上设有冲洗水孔006，开孔率10～50％，水孔直径3～15mm。

水洗循环罐19为淋洗水储罐，在水洗过程中，水的PH不断降低，水洗罐应采用耐腐蚀材质，可用钢衬里材质(衬胶、衬PO等)，或全塑料材质。水洗循环罐容积保证在水洗循环泵18流量下5～15min的停留时间。

水洗循环泵18需采用耐腐蚀材质，流量根据淋洗系统液气比而定，扬程需保证淋洗系统2～3barg压力。

淋洗水在水洗循环罐19中贮存，淋洗水通过淋洗水管12、淋洗水槽13、进水口14、疏松纤维床11、淋洗水收集器10、水洗循环管16、水洗循环泵18和水洗循环槽19形成闭合回路，废水通过废水排出管13排出，新鲜水通过新鲜水补水管17补入，产生的废水进入废水处理或脱硫系统使用。

据此构成的降膜水洗段，其与特殊板组除雾器相配合，能够有效去除烟气中1微米以上液滴，具体过程如下：

烟气经过淋洗水收集器进入疏松纤维床湿区001，淋洗水在纤维的引流作用下，在纤维表面形成一层水膜，疏松纤维床11具有大的比表面积，大大增加了汽液接触面积，烟气中的微小液滴及细微颗粒物更容易被捕集并增大，增大后的液滴及细微颗粒物穿过降膜水洗段后，进入疏松纤维床干区003，液滴及细微颗粒物更容易被超疏水纤维发生碰撞并反弹，与烟气中其他液滴及细微颗粒物碰撞后增大，经过疏松纤维床11的聚结作用后，尾气中1微米以上液滴去除效率可达95％以上，保证出口烟气中液滴含量小于30mg/m³，尘含量小于5mg/m³。

基于上述方案构成的降膜水洗系统，可实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放，具体的过程如下(参见图1至图5)：

原烟气经吸收段1后，与吸收剂实现汽液接触，吸收剂落入循环吸收液池2，循环吸收液在曝气区01通过曝气管02鼓入的空气液位得到提升，经溢流板04后进入氧化区07，氧化后的吸收液在导流板06的作用下进入斜板沉降区05，实验固体颗粒快速分离，吸收液清液溢流进入清液区08，浆液进入吸收液混合区09与新鲜浆液混合后，经导流板06及挡板03后进入曝气区01以实现自循环；

烟气中会携带液滴及尘等物质上升至异形管除雾器3后，其中大部分粒径较大的液滴及颗粒物被捕集，异形管具有自清洗能力，无需设置冲洗水层，烟气再经过一级特殊板组除雾器6及二级特殊板组除雾器9，其中10微米以上的液滴被除去，使烟气中液滴含量降低至50mg/m3，尘含量降低至10mg/m3；

初级净化后的烟气经过淋洗水收集器10后，进入疏松纤维床湿区001，淋洗水在纤维的引流作用下，在纤维表面形成一层水膜，疏松纤维床11具有大的比表面积，大大增加了汽液接触面积，烟气中的微小液滴及细微颗粒物更容易被捕集并增大，增大后的液滴及细微颗粒物穿过降膜水洗段后，进入疏松纤维床干区003，液滴及细微颗粒物更容易被超疏水纤维发生碰撞并反弹，与烟气中其他液滴及细微颗粒物碰撞后增大，经过疏松纤维床11的聚结作用后，尾气中1微米以上液滴去除效率可达95％以上，保证出口烟气中液滴含量小于30mg/m³，尘含量小于5mg/m³。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统，其特征在于，所述水洗系统包括：

吸收段，所述吸收段内设有与烟气接触的吸收剂；

自动循环吸收液池，所述自动循环吸收液池与吸收段相配合；

特殊板组除雾器，所述特殊板组除雾器与吸收段相配合；

降膜水洗段，所述降膜水洗段与特殊板组除雾器相配合。

2.根据权利要求1所述的一种实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统，其特征在于，所述自动循环吸收液池包括曝气区、曝气管、隔板、溢流板、斜板沉降区、导流板、氧化区、清液区、混合区和分隔板。

3.根据权利要求1所述的一种实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统，其特征在于，所述特殊板组除雾器包括依次设置的异形管除雾器、一级冲洗水层、一级特殊板组除雾器、二级冲洗水层、三级冲洗水层和二级特殊板组除雾器。

4.根据权利要求3所述的种实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统，其特征在于，一级冲洗水层、二级冲洗水层和三级冲洗水层上分别设有冲洗管。

5.根据权利要求1所述的一种实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统，其特征在于，所述降膜水洗段包括洗水收集器、疏松纤维床、淋洗水管、淋洗水槽、进水口、废水排出管、水洗循环管、鲜水补水管、水洗循环泵和水洗循环槽。

6.根据权利要求5所述的一种实现燃煤电厂脱硫尾气超低排放降膜水洗系统，其特征在于，所述疏松纤维床包括疏松纤维湿区、内外骨架、疏松纤维干区、疏松纤维干区支撑层、上盖板和淋洗水孔。