CN206965484U - 一种烟气脱硫装置及烟气脱硫除尘系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种烟气脱硫装置及烟气脱硫除尘系统，该烟气脱硫装置包括脱硫塔，脱硫塔内在烟气进口与烟气出口之间自下而上依次设有一级脱硫喷淋装置和二级脱硫填料结构，所述一级脱硫喷淋装置用于向脱硫塔内喷入湿法脱硫的脱硫剂进行一级脱硫；所述二级脱硫填料结构包括脱硫填料层和二级脱硫喷射装置，所述二级脱硫喷射装置用于向脱硫填料层连续喷射钠基或钾基脱硫剂使填料表面形成脱硫剂液膜进行二级脱硫。该烟气脱硫装置，结构紧凑；脱硫填料层作为二级脱硫专门的反应区域，脱硫剂与烟气的接触时间长、接触面积大，脱硫剂的利用率高，深度脱除硫氧化物的总效率高；且二级脱硫不需要专门的脱硫剂循环回收系统，前期投资小，运行成本低。
Description
技术领域
本实用新型属于烟气处理技术领域，具体涉及一种烟气脱硫装置，同时还涉及一种烟气脱硫除尘系统。
背景技术
烟气脱硫(Flue Gas Desulfuration，FGD)是指从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化合物(主要是SO2和SO3)的过程。烟气中的硫氧化物实质上是酸性的，可以通过与适当的碱性物质反应，生成亚硫酸盐与硫酸盐的混合物，从而从烟气中脱除。常用的湿法脱硫工艺包括石灰石-石膏法、氨法、海水法、氧化镁法等；其中，石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术成熟、经济性好，应用最为广泛。
硫氧化物排放国家标准中，目前只控制二氧化硫排放浓度，没有包括三氧化硫排放浓度。烟气中不可避免具有一定的三氧化硫浓度，而三氧化硫一般需要深度脱硫工艺才能脱除。现有的湿法脱硫工艺在深度脱除硫氧化物方面，通常需要提高气液比等手段实现，改建新建成本高，运行维护成本高，调节控制出口硫氧化物浓度性能不好，适应变工况运行能力较差。湿法脱硫工艺中有一种喷淋填料塔，其具有气-液传质面积大、传质效率高等特点，但是因为在填料层易结垢堵塞，没有得到广泛应用。因此，总体上现有的湿法脱硫工艺对于二氧化硫的脱除效果较好，但是对于三氧化硫脱除效率普遍不高。
如现有技术中，CN103861438A公开了一种深度脱除燃煤烟气硫氧化物的系统，该系统包括依次相连通的湿法单塔高效脱硫系统、吸收剂喷射系统和湿式静电烟气净化系统，湿法单塔高效脱硫系统包括脱硫塔，脱硫塔的浆液池上方由下而上设有2-5层喷淋层、1-2层除雾器；燃煤烟气经过湿法单塔高效脱硫系统进行初步脱硫后，再进入吸收剂喷射系统，碱液氢氧化钠或氨水通过喷射装置与燃煤烟气混合，实现对SO2的进一步脱除，部分SO3形成硫酸盐颗粒；烟气夹带部分多余的碱液进入湿式静电烟气净化系统，多余的碱液由湿式静电烟气净化系统脱除，且湿式电除尘器对烟气中所形成的硫酸气溶胶进行脱除，实现深度脱除硫氧化物。但是，其吸收剂喷射系统整体布置在脱硫塔之后，一方面增大设备体积和占地面积；另一方面吸收剂喷射装置布置在烟道中，没有专门的反应区域，烟气流速快，吸收剂与烟气的接触时间短、接触面积小，吸收剂利用率不高，深度脱除硫氧化物的总效率不高；同时，烟道中吸收剂集液较严重，吸收剂回收利用困难，需要专门的循环回收系统配套使用，前期投资较大，运行成本高。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种烟气脱硫装置，深度脱除硫氧化物的效率高，且结构紧凑，成本低。
本实用新型的第二个目的是提供一种烟气脱硫除尘系统。
为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种烟气脱硫装置，包括脱硫塔，所述脱硫塔下方设有烟气进口、上方设有烟气出口，脱硫塔内在烟气进口与烟气出口之间自下而上依次设有一级脱硫喷淋装置和二级脱硫填料结构，所述一级脱硫喷淋装置用于向脱硫塔内喷入湿法脱硫的脱硫剂进行一级脱硫；所述二级脱硫填料结构包括脱硫填料层和二级脱硫喷射装置，所述二级脱硫喷射装置用于向脱硫填料层连续喷射钠基或钾基脱硫剂使填料表面形成脱硫剂液膜进行二级脱硫。
所述二级脱硫填料结构包括自下而上依次设置的至少两层相互独立的脱硫填料层，相邻两层脱硫填料层之间设置二级脱硫喷射装置。
所述二级脱硫喷射装置包括供液管和连接在供液管上的向上的雾化喷嘴和向下的雾化喷嘴；所述供液管远离雾化喷嘴的一端伸出脱硫塔外用于连接二级脱硫供液装置。
所述脱硫填料层的填料为板片型的规整填料。
所述二级脱硫填料结构中，上方脱硫填料层的填料板间距不大于下方脱硫填料层的填料板间距。优选的，最上方脱硫填料层的填料板间距为20-25mm，能更有效的捕集烟气中的雾化液滴。
所述脱硫塔上还设有用于检测脱硫填料层压差的压力检测装置。
所述脱硫塔底部设有循环浆液池，所述循环浆液池通过循环管道与一级脱硫喷淋装置相连通，用于将循环浆液池中的浆液循环喷入脱硫塔进行一级脱硫。
本实用新型的烟气脱硫装置使用时，待处理烟气从烟气进口进入脱硫塔内，自下而上流动，先与一级脱硫喷淋装置喷入的湿法脱硫的脱硫剂进行反应，脱硫剂反应后落入脱硫塔底部的循环浆液池；一级脱硫后的烟气进入二级脱硫填料结构的脱硫填料层，与二级脱硫喷射装置喷射的二级脱硫剂雾化液滴或雾化液滴在填料表面形成的脱硫剂液膜反应进行二次脱硫，反应的雾化液滴被填料捕集，在填料表面聚集，保持填料表面浸润，填料表面液膜因重力向下流动直至脱离填料，落入脱硫塔底部的循环浆液池；二级脱硫后的烟气从烟气出口排出。对于一级脱硫而言，二级脱硫的脱硫剂的使用量相对较少，不致对于一级脱硫浆液成分造成较大影响。
本实用新型例的烟气脱硫装置，将一级脱硫喷淋装置和二级脱硫填料结构耦合进同一个脱硫塔内，结构紧凑；一级脱硫采用常规的湿法脱硫工艺，承担绝大部分的脱硫任务；采用钠基或钾基脱硫剂和脱硫填料层进行二级脱硫，承担深度脱硫任务，实现两级深度脱硫。脱硫填料层作为二级脱硫专门的反应区域，脱硫剂与烟气的接触时间长、接触面积大，脱硫剂的利用率高，提高二级脱硫效率，深度脱除硫氧化物的总效率高；且二级脱硫的脱硫剂最终落入循环浆液池，循环用于一级脱硫，二级脱硫不需要专门的脱硫剂循环回收系统，前期投资小，利用现有设备的改造成本低，运行成本低。
同时，二级脱硫喷射装置向脱硫填料层连续喷射钠基或钾基脱硫剂，在填料表面形成流动的液膜，保持填料表面的润湿状态，能对脱硫填料层保持良好的冲洗作用，不易发生填料层结垢堵塞问题。
进一步的，每层脱硫填料层均对应设置有用于检测脱硫填料层压差的压力检测装置。本实施例的烟气脱硫装置在运行过程中，二级脱硫的脱硫剂的喷入流量依据脱硫塔出口硫氧化物的浓度和设定的排放控制目标浓度的差值调整，使排放浓度满足排放控制目标；同时二级脱硫的脱硫剂的喷入流量依据脱硫填料层的压差调整，当压差增大时，短时增大流量清洗对应的脱硫填料层。
一种烟气脱硫除尘系统，包括上述的烟气脱硫装置，还包括与脱硫塔的烟气出口连接的出口烟道，所述出口烟道内设有湿式电除尘器。
沿烟气流动方向，所述出口烟道内在湿式电除尘器的上游设有对应的湿式电除尘器冲洗装置。
所述的烟气脱硫除尘系统，还包括冲洗液循环装置，所述冲洗液循环装置包括过滤器和用于收集湿式电除尘器底部液体的集液池，所述集液池通过集液泵与所述过滤器相连接，所述过滤器的清液出口与湿式电除尘器冲洗装置相连接，浊液出口用于与二级脱硫供液装置相连接。
本实用新型的烟气脱硫除尘系统，在脱硫塔下游的水平烟道设置湿式电除尘器，湿式电除尘器一方面去除烟气中的粉尘颗粒物，另一方面兼做除雾装置，捕集脱硫塔排出烟气夹带的液滴。湿式电除尘器捕集的液滴被收集后进入集液池，通过集液泵送至过滤器进行过滤分离，过滤器产生的清液送至湿式电除尘器冲洗装置，用于冲洗湿式电除尘器，过滤器产生的浊液直接补入二级脱硫供液池，用于配制二级脱硫的脱硫剂，更进一步提高了脱硫剂的利用率，降低成本。
附图说明
图1为实施例1的烟气脱硫装置的结构示意图；
图2为实施例2的烟气脱硫除尘系统的结构示意图；
图3为实施例3的烟气脱硫除尘系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
实施例1
本实施例的烟气脱硫装置，如图1所示，包括脱硫塔1，所述脱硫塔1下方设有烟气进口2、上方设有烟气出口3，脱硫塔1底部在所述烟气进口2的下方设有循环浆液池4；
所述脱硫塔1内在烟气进口2与烟气出口3之间自下而上依次设有一级脱硫喷淋装置和二级脱硫填料结构，一级脱硫喷淋装置用于向脱硫塔内向下喷入湿法脱硫的脱硫剂进行一级脱硫；本实施例一级脱硫所用的湿法脱硫工艺为石灰石-石膏法，一级脱硫的脱硫剂为碳酸钙浆液；所述一级脱硫喷淋装置包括自下而上依次设置的三层喷淋层，分别为第一喷淋层5-1、第二喷淋层5-2、第三喷淋层5-3，所述喷淋层均通过循环管道11与循环浆液池4相连通，所述循环浆液池4通过一级供液泵连接有一级供液池10；所述一级供液池10用于配制一级脱硫的脱硫剂(碳酸钙浆液)，通过一级供液泵输送至循环浆液池4；所述循环管道11上设有循环泵，用于将循环浆液池4中的浆液输送至一级脱硫喷淋装置的三层喷淋层并喷入脱硫塔内进行一级脱硫；
所述二级脱硫填料结构包括自下而上依次设置的三层相互独立的脱硫填料层，分别为第一填料层6-1、第二填料层6-2、第三填料层6-3，相邻两层脱硫填料层之间设置二级脱硫喷射装置7，每个二级脱硫喷射装置7均包括供液管12和连接在供液管12上的向上的雾化喷嘴和向下的雾化喷嘴(所用雾化喷嘴均为双流体雾化喷嘴)；所述供液管12远离雾化喷嘴的一端伸出脱硫塔1外连接二级脱硫供液池8和压缩空气储气罐9，所述二级脱硫供液池8用于配制二级脱硫的脱硫剂，本实施例采用质量浓度为5％的碳酸钠溶液(钠基脱硫剂)作为二级脱硫的脱硫剂，脱硫剂经压缩空气和雾化喷嘴雾化形成粒径较小的雾化液滴(雾化粒径控制在10-200微米之间)；为控制脱硫塔下游烟气含水量，最上方的二级脱硫喷射装置的脱硫剂喷入流量相对下方少一些，液滴的雾化粒径相对大一些。
所述脱硫填料层的填料为板片型的规整填料，第一填料层6-1、第二填料层6-2、第三填料层6-3的填料板间距逐渐减小，最上方的脱硫填料层(第三填料层6-3)的填料板间距为20-25mm；所述二级脱硫喷射装置用于向脱硫填料层连续雾化喷射二级脱硫的脱硫剂(碳酸钠溶液)雾化液滴使填料表面形成脱硫剂液膜进行二级脱硫。
本实施例的烟气脱硫装置使用时，待处理烟气从烟气进口进入脱硫塔内，自下而上流动，先与一级脱硫喷淋装置喷入的脱硫剂(碳酸钙浆液)进行反应，脱硫剂反应后落入脱硫塔底部的循环浆液池。一级脱硫后的烟气进入脱硫填料层，与二级脱硫喷射装置连续喷射的二级脱硫剂雾化液滴或雾化液滴在填料表面形成的脱硫剂液膜反应进行二次脱硫，反应的雾化液滴被填料捕集，在填料表面聚集，保持填料表面浸润，填料表面液膜因重力向下流动直至脱离填料，落入脱硫塔底部的循环浆液池；二级脱硫后的烟气从烟气出口排出。
每层脱硫填料层均对应设置有用于检测脱硫填料层压差的压力检测装置。本实施例的烟气脱硫装置在运行过程中，二级脱硫的脱硫剂的喷入流量依据脱硫塔出口硫氧化物的浓度和设定的排放控制目标浓度的差值调整，使排放浓度满足排放控制目标；同时二级脱硫的脱硫剂的喷入流量依据脱硫填料层的压差调整，当压差增大时，短时增大流量清洗对应的脱硫填料层。
二级脱硫喷射装置连续喷入脱硫剂，避免烟气含水量的较大幅度波动，排放烟气含水量更稳定；同时，也避免了脱硫塔底部的循环浆液池液位的答复变化，液位控制更容易和稳定；循环浆液池中浆液的密度也不会发生大幅变化，浆液密度及pH值控制更稳定，一级脱硫是依据常规的湿法脱硫工艺通过控制循环浆液池中浆液的pH值范围来控制脱硫剂的喷入流量，控制更容易。
本实施例的烟气脱硫装置，将一级脱硫喷淋装置和二级脱硫填料结构耦合进同一个脱硫塔内，实质上是常规湿法脱硫装置和填料型湿法脱硫装置的串联组合，结构紧凑；一级脱硫采用常规的湿法脱硫工艺，脱硫剂成本低，承担绝大部分的脱硫任务(约占总硫氧化物脱除量的99％)；采用相对高成本的、易溶于水的钠基或钾基脱硫剂和脱硫填料层进行二级脱硫，承担深度脱硫任务，实现两级深度脱硫。脱硫填料层作为二级脱硫专门的反应区域，脱硫剂与烟气的接触时间长、接触面积大，脱硫剂的利用率高，提高二级脱硫效率，深度脱除硫氧化物的总效率高；且二级脱硫的脱硫剂最终落入循环浆液池，循环用于一级脱硫，二级脱硫不需要专门的脱硫剂循环回收系统，前期投资小，利用现有设备的改造成本低，运行成本低。
采用本实施例的烟气脱硫装置，能保持相对较低的硫氧化物排放浓度，一级脱硫可以达到比较低的出口二氧化硫浓度，如二氧化硫浓度保持在30mg/Nm3；二级脱硫通过雾化喷射脱硫剂，可以在填料表面形成很大的脱硫剂表面积，有利于硫氧化物溶解吸收，二级脱硫能够实现深度脱除硫氧化物，如二氧化硫浓度保持在10mg/Nm3以内。二级脱硫除了对二氧化硫气体、硫酸雾能够起到良好的深度脱除作用，对于烟气中的细颗粒物、氟化氢、氯化氢等也有一定的脱除效果。
实施例2
本实施例的烟气脱硫装置，如图2所示，与实施例1不同之处在于：一级供液池10通过供液泵与第二喷淋层5-2和第三喷淋层5-3对应的循环管道11相连接，一级脱硫新补充的脱硫剂(碳酸钙浆液)直接通过第二喷淋层5-2和第三喷淋层5-3喷入脱硫塔中；脱硫填料层仅为两层，自下而上依次为第一填料层6-1、第二填料层6-2，第二填料层6-2的填料板间距为30-35mm。
本实施例的烟气脱硫除尘系统，如图2所示，包括上述的烟气脱硫装置，还包括与脱硫塔1的烟气出口连接的水平烟道13，所述水平烟道13内设有湿式电除尘器14；沿烟气流动方向，所述水平烟道13内在湿式电除尘器14的上游设有对应的湿式电除尘器冲洗装置15；所述的烟气脱硫除尘系统，还包括冲洗液循环装置，所述冲洗液循环装置包括过滤器17和集液池16，所述集液池16与湿式电除尘器14底部的集液斗19相连接，用于收集湿式电除尘器14底部液体；所述集液池16通过集液泵18与所述过滤器17相连接，所述过滤器17的清液出口与湿式电除尘器冲洗装置15相连接，浊液出口与二级脱硫供液池8相连接。
本实施例的烟气脱硫除尘系统中，在脱硫塔下游的水平烟道设置湿式电除尘器，湿式电除尘器一方面去除烟气中的粉尘颗粒物，另一方面兼做除雾装置，捕集脱硫塔排出烟气夹带的液滴，对脱硫塔未能脱除的硫酸雾实现更进一步的深度脱除。在下游设置湿式电除尘器的情况下，脱硫塔内的脱硫填料层数可减至两层，最上方脱硫填料层的填料板间距可以适当放大。
湿式电除尘器收尘极捕集的液滴及冲洗液体被底部的集液斗收集后进入集液池，通过集液泵送至过滤器进行过滤分离，过滤器产生的清液送至湿式电除尘器冲洗装置，用于冲洗湿式电除尘器，过滤器产生的浊液直接补入二级脱硫供液池，用于配制二级脱硫的脱硫剂，更进一步提高了脱硫剂的利用率，降低成本。
在深度脱除硫氧化物的情况下，在烟囱内壁、水平烟道内壁上的液滴的pH值将显著提升，在脱硫深度足够的情况下，湿烟囱内液滴的pH值可以接近中性，这对于烟囱和水平烟道防腐、延寿能够起到非常显著的作用。
实施例3
本实施例的烟气脱硫除尘系统，如图3所示，与实施例2的烟气脱硫除尘系统不同之处在于：脱硫塔1的烟气出口连接有下降烟道20，湿式电除尘器14设置在所述下降烟道20内，下降烟道20下部末端设置用于收集湿式电除尘器14底部液体的集液斗19、侧壁设有用于排出烟气的烟道出口21；集液斗19直接与二级脱硫供液池8相连通，直接将收集的湿式电除尘器14底部液体用于配制二级脱硫的脱硫剂。
本实施例的烟气脱硫除尘系统，将湿式电除尘器设置在于脱硫塔的烟气出口连接的下降烟道中，湿式电除尘器能够持续收集到较多液滴，利用收集的脱硫剂液滴和烟气中的水雾实现自洁净清洗，不需设置额外的收尘极清洗装置。
在本实用新型的其他实施例中，一级脱硫喷淋装置喷入的湿法脱硫的脱硫剂还可以采用现有常规的湿法脱硫工艺如氨法、海水法、氧化镁法等对应的脱硫剂。二级脱硫填料结构的二级脱硫喷射装置喷入的二级脱硫的钠基或钾基脱硫剂，其中钠基脱硫剂还可以为碳酸氢钠、氢氧化钠、天然碱等，钾基脱硫剂可以为碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾等，加水配制成溶液或浆液使用。
Claims (9)
1.一种烟气脱硫装置，包括脱硫塔，所述脱硫塔下方设有烟气进口、上方设有烟气出口，其特征在于：脱硫塔内在烟气进口与烟气出口之间自下而上依次设有一级脱硫喷淋装置和二级脱硫填料结构，所述一级脱硫喷淋装置用于向脱硫塔内喷入湿法脱硫的脱硫剂进行一级脱硫；所述二级脱硫填料结构包括脱硫填料层和二级脱硫喷射装置，所述二级脱硫喷射装置用于向脱硫填料层连续喷射钠基或钾基脱硫剂使填料表面形成脱硫剂液膜进行二级脱硫。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫装置，其特征在于：所述二级脱硫填料结构包括自下而上依次设置的至少两层相互独立的脱硫填料层，相邻两层脱硫填料层之间设置二级脱硫喷射装置。
3.根据权利要求2所述的烟气脱硫装置，其特征在于：所述二级脱硫喷射装置包括供液管和连接在供液管上的向上的雾化喷嘴和向下的雾化喷嘴；所述供液管远离雾化喷嘴的一端伸出脱硫塔外用于连接二级脱硫供液装置。
4.根据权利要求2所述的烟气脱硫装置，其特征在于：所述脱硫填料层的填料为板片型的规整填料。
5.根据权利要求4所述的烟气脱硫装置，其特征在于：所述二级脱硫填料结构中，上方脱硫填料层的填料板间距不大于下方脱硫填料层的填料板间距。
6.根据权利要求1所述的烟气脱硫装置，其特征在于：所述脱硫塔上还设有用于检测脱硫填料层压差的压力检测装置。
7.根据权利要求1所述的烟气脱硫装置，其特征在于：所述脱硫塔底部设有循环浆液池，所述循环浆液池通过循环管道与一级脱硫喷淋装置相连通，用于将循环浆液池中的浆液循环喷入脱硫塔进行一级脱硫。
8.一种烟气脱硫除尘系统，其特征在于：包括如权利要求1-7中任一项所述的烟气脱硫装置，还包括与脱硫塔的烟气出口连接的出口烟道，所述出口烟道内设有湿式电除尘器；
沿烟气流动方向，所述出口烟道内在湿式电除尘器的上游设有对应的湿式电除尘器冲洗装置。
9.根据权利要求8所述的烟气脱硫除尘系统，其特征在于：还包括冲洗液循环装置，所述冲洗液循环装置包括过滤器和用于收集湿式电除尘器底部液体的集液池，所述集液池通过集液泵与所述过滤器相连接，所述过滤器的清液出口与湿式电除尘器冲洗装置相连接，浊液出口用于与二级脱硫供液装置相连接。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180206 Termination date: 20200221 |
|
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