CN207102313U - 一种用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，该复合吸收塔包括塔体，所述塔体的中部开设有烟气入口，所述塔体的顶部开设有烟气出口，所述塔体内位于烟气入口的上方从下至上依次设置有多层托盘、多层喷淋层和一层薄膜持液层，所述托盘上开设有多个通孔，所述喷淋层包括从两侧交叉进入塔体内的两个浆液管，所述浆液管包括多个支管，每个支管的两侧均设置有多个喷嘴。本实用新型能同时脱除二氧化硫、烟尘，具有极高的脱硫效率和除尘效率，用于实现高硫煤燃煤烟气的超低排放。

Description

一种用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔

技术领域

本实用新型属于环境保护技术领域，具体涉及一种用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔。

背景技术

2014年9月，国家环保部为降低燃煤发电机组污染物排放量，联合发改委、国家能源局下发了关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》的通知，文件要求到2020年，现役60万千瓦及以上燃煤机组、东部地区30万千瓦及以上公用燃煤发电机组、10万千瓦级以上自备燃煤发电机组及其他有条件的燃煤发电机组，改造后大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值，烟尘≤10mg/Nm³、SO₂≤35mg/Nm³、NO_x≤50mg/Nm³。这些严格的标准需要具有深度脱硫、高效除尘的高性能脱硫技术来实现。

针对高硫煤烟气的超低排放，为满足上述严格的标准，传统的方法一般采用串联塔或双循环喷淋塔工艺实现SO₂的超低排放，采用湿式静电除尘器实现尘的超低排放。上述这两种工艺虽然能满足性能要求，但也存在诸多问题。串联塔工艺存在以下问题：1)双塔及其相对完整的辅助系统配置致使系统流程相对复杂，控制要求高，项目初投资高，后期运行检修维护工作量大；2)由于设置两个脱硫塔，占地面积较单塔大，应用受场地制约明显；3)对负荷适应性较差，低负荷工况下能耗较高。双循环喷淋塔工艺存在以下问题：1)二级吸收仍然需要多层喷淋循环系统，塔体及内件成本较高，设备相对较多，项目初投资较高，后期运行检修维护工作量大；2)由于设置了塔外浆液箱，占地面积大，应用受场地制约；3)自身除尘效率不能满足粉尘超低排放要求，需匹配湿式电除尘器满足除尘效率，成本高，占地面积大。

由此可见，在目前严格的排放标准情况下，急需开发一种适用于高硫煤的单塔超低排放吸收塔。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，它能同时脱除二氧化硫和烟尘，具有极高的脱硫效率和除尘效率，适用于高硫煤燃煤烟气的超低排放。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，该复合吸收塔包括塔体，所述塔体的中部开设有烟气入口，所述塔体的顶部开设有烟气出口，所述塔体内位于烟气入口的上方从下至上依次设置有多层托盘、多层喷淋层和一层薄膜持液层，所述托盘上开设有多个通孔，所述喷淋层包括从两侧交叉进入塔体内的两个浆液管，所述浆液管包括多个支管，每个支管的两侧均设置有多个喷嘴。

按上述技术方案，所述塔体内设置有两层托盘。

按上述技术方案，所述托盘的开孔率为35％～40％。

按上述技术方案，所述塔体内设置有三层喷淋层。

按上述技术方案，所述喷淋层上的喷嘴为单头喷嘴或双头雾化喷嘴。

按上述技术方案，所述薄膜持液层包括从下至上依次设置的液体收集器、S型气液传质机构和液体分布器。

按上述技术方案，所述S型气液传质机构由多个截面为横向S型的长条形板体并列排布而成，相邻板体间S型端部相互交错并间隔设置，该间隔构成气流夹道。

按上述技术方案，所述板体上位于其气体出口处设有梯形、矩形或三角形的出气孔。

按上述技术方案，所述塔体的底部设置有浆池，所述浆池内设置有氧化空气管和搅拌器，所述氧化空气管位于搅拌器的上方，其外部布置有循环泵和氧化风机。

按上述技术方案，所述塔体的顶部位于烟气出口处设置有水平流除雾层，所述水平流除雾层包括三级烟道除雾器。

本实用新型，具有以下有益效果：

1、本实用新型设置多层托盘，一方面强制塔内烟气流量分布与喷淋浆液分布匹配，能减少两层喷淋层降低液气比，同时二氧化硫去除效率可提高0～10％百分点，另一方面，烟气通过托盘上浆液激起大量气泡，气泡液膜能有效的捕集烟气中的烟尘颗粒物，尤其是微小颗粒的捕集效率可达到80％以上；

2、本实用新型设置多层喷淋层，喷淋层采用交叉对称布置方式，即每层喷淋层浆液管采用多管方式从两侧对称进入吸收塔，作用在于每层交叉喷淋层的浆液量为常规喷淋层的两倍，有效降低吸收塔高度，同时能增大喷淋管下游的浆液覆盖率，使塔内各区喷淋密度均匀，浆液与烟气充分接触反应，当负荷降低时，可关停1到2层喷淋层，以节省能耗；

3、本实用新型设置一层薄膜持液层，浆液在薄膜持液层上形成一层吸收剂浆液液膜，上升烟气与浆液充分混合，形成稳定的喷射态并与浆液发生反应，因该复合吸收塔具有收集浆液单独循环的功能，因此可以实现分段吸收，采用纯石灰石浆液作为吸收剂，气液在高pH值条件下的充分接触，显著提高脱硫效率，浆液与烟气的充分混合，增加了粉尘与液体的接触机会，粉尘得到进一步脱除，由于没有喷淋层喷嘴利用压力喷射出的大量细颗粒雾滴，减少了除雾器的入口雾滴负荷，对提高后续除雾器的除雾效果也有良好的帮助，雾滴中悬浮石膏对粉尘的贡献也随雾滴浓度的降低而减少。

本实用新型在不安装湿式静电除尘器的情况下，二氧化硫的去除效率高达99.8％以上，入口二氧化硫浓度超过8300mg/Nm³情况下，出口二氧化硫低于20mg/Nm³，协同烟尘捕集效率高达90％以上，入口烟尘浓度超过30mg/Nm³情况下，出口烟尘浓度低于3mg/Nm³。本实用新型能够深度脱硫高效除尘，并且占地面积小，结构紧凑，负荷适应性强，投资低，运行费用低。

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是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中托盘的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中喷淋层的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中液体收集器的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中S型气液传质机构的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中液体分布器的结构示意图。

图中：1-烟道除雾器，2-液体分布器，3-S型气液传质机构，4-液体收集器，5-喷淋层，6-托盘，7-氧化空气管，8-搅拌器，9-塔体，10-烟气入口，11-烟气出口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的较佳实施例中，如图1所示，一种用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，该复合吸收塔包括塔体9，塔体9的中部开设有烟气入口10，塔体9的顶部开设有烟气出口11，塔体9内位于烟气入口10的上方从下至上按烟气逆流方向依次设置有多层托盘6、多层喷淋层5和一层薄膜持液层，如图2所示，托盘6上开设有多个通孔，如图3所示，喷淋层5包括从两侧交叉进入塔体内的两个浆液管，每个浆液管包括多个支管，每个支管的两侧均设置有多个喷嘴。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，塔体内设置有两层托盘，如图2所示，托盘的开孔率为35％～40％。具体的，托盘由有圆形开孔的合金平板组成。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，塔体内设置有三层喷淋层，如图3所示，喷淋层上的喷嘴为单头喷嘴或双头雾化喷嘴，若采用双头雾化喷嘴，其两个出口喷出来的喷雾方向可以相同，也可以相反。

在本实用新型的优选实施例中，如图1、图4-图6所示，薄膜持液层包括从下至上依次设置的液体收集器4、S型气液传质机构5和液体分布器2，液体分布器分布的浆液在S型气液传质机构上形成一层吸收剂浆液液膜，上升烟气与浆液充分混合，形成稳定的喷射态并与浆液发生反应。其中，S型气液传质机构由多个截面为横向S型的长条形板体并列排布而成，相邻板体间S型端部相互交错并间隔设置，该间隔构成气流夹道。为均布烟气，提高对气体负荷波动的适应性，板体上位于其气体出口处设有梯形、矩形或三角形的出气孔。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，塔体9的底部设置有浆池，浆池内设置有氧化空气管7和搅拌器8，氧化空气管位于搅拌器的上方。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，塔体9的顶部位于烟气出口11处设置有水平流除雾层，水平流除雾层包括三级烟道除雾器1。烟道除雾器为水平流除雾器，相对垂直流除雾器能适应更高的烟气流速，因此具有更高的二次携带速率，更小的液滴极限粒径和更高的除雾效率。

本实用新型在工作时，包括以下步骤：

S1、烟气经烟气入口进入塔内，先在托盘的阻碍下，沿着托盘(托盘为多孔板结构)向四周扩散，使得塔体截面上较大流速烟气和较小流速烟气的流速进行再混合，达到流量再分配的作用，使通过液均布混合装置后的烟气在塔体截面上分配均匀，起到均布烟气的作用，可以解决烟气偏流的问题，提高脱硫和除尘效率，同时烟气和浆液在该装置上充分混合接触，实现初步脱硫除尘；

S2、然后在喷淋层的作用下进一步脱硫除尘，每层喷淋层两侧各设有独立的循环泵及循环管路系统；

S3、接着烟气通过S型气液传质机构，再进一步提高传质效果，使整塔具有极高的脱硫效率和除尘性能，脱硫塔的总脱硫效率可以实现99.8％以上，在脱硫塔入口SO₂含量为8300mg/Nm³，脱硫塔出口SO₂含量可以降低到20mg/Nm³以下，在脱硫塔入口SO₂含量为5000mg/Nm³时，脱硫塔出口SO₂含量可以降低到10mg/Nm³以下，实现了脱硫塔的深度脱硫；同时，含SO₂和烟尘气体通过S型气液传质机构进入石灰石薄膜浆液层，激起大量的气泡形成泡沫层，SO₂在泡沫层被浆液吸收，而烟尘在惯性、扩散作用的同时又不断地受到泡沫的扰动，不断改变方向，增加了烟尘与液体的接触机率，烟气得到净化，鼓泡式除尘器的除尘效果比喷雾塔除尘器具有更高的除尘效率，尤其是脱除微小烟尘的性能很高，远高于喷淋层的除尘效率；

S4、最后烟气通过塔体出口处设置的三级烟道除雾器，可以进一步降低液滴携带固体的量。

本实用新型的除尘效率从普通脱硫塔的50％提高到90％以上，脱硫塔出口烟尘含量可以降低到3mg/Nm³以下，在深度脱硫的同时实现了脱硫塔的高效除尘。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，该复合吸收塔包括塔体，所述塔体的中部开设有烟气入口，所述塔体的顶部开设有烟气出口，其特征在于，所述塔体内位于烟气入口的上方从下至上依次设置有多层托盘、多层喷淋层和一层薄膜持液层，所述托盘上开设有多个通孔，所述喷淋层包括从两侧交叉进入塔体内的两个浆液管，所述浆液管包括多个支管，每个支管的两侧均设置有多个喷嘴。

2.根据权利要求1所述的用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，其特征在于，所述塔体内设置有两层托盘。

3.根据权利要求1所述的用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，其特征在于，所述托盘的开孔率为35％～40％。

4.根据权利要求1所述的用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，其特征在于，所述塔体内设置有三层喷淋层。

5.根据权利要求1或4所述的用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，其特征在于，所述喷淋层上的喷嘴为单头喷嘴或双头雾化喷嘴。

6.根据权利要求1所述的用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，其特征在于，所述薄膜持液层包括从下至上依次设置的液体收集器、S型气液传质机构和液体分布器。

7.根据权利要求6所述的用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，其特征在于，所述S型气液传质机构由多个截面为横向S型的长条形板体并列排布而成，相邻板体间S型端部相互交错并间隔设置，该间隔构成气流夹道。

8.根据权利要求7所述的用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，其特征在于，所述板体上位于其气体出口处设有梯形、矩形或三角形的出气孔。

9.根据权利要求1所述的用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，其特征在于，所述塔体的底部设置有浆池，所述浆池内设置有氧化空气管和搅拌器，所述氧化空气管位于搅拌器的上方。

10.根据权利要求1所述的用于高硫煤燃煤烟气超低排放的复合吸收塔，其特征在于，所述塔体的顶部位于烟气出口处设置有水平流除雾层，所述水平流除雾层包括三级烟道除雾器。