CN208372797U - 一种湿法脱酸系统 - Google Patents

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胡利华
钱琨
郭无双
王丽霞
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Abstract

本实用新型提供一种湿法脱酸系统，包括：烟气降温装置，所述烟气降温装置对高温烟气进行降温处理形成降温烟气；湿法脱酸装置，所述湿法脱酸装置包括从下到上依次设置的烟气入口、洗涤段、脱酸段和烟气出口，其中所述洗涤段提供洗涤剂对由所述烟气入口输入的降温烟气进行洗涤，形成洗涤烟气；所述脱酸段提供碱性溶液对所述洗涤烟气进行脱酸处理，形成脱酸烟气，所述脱酸烟气由所述烟气出口排出。根据本实用新型的湿法脱酸系统，通过在使高温烟气降温后进入湿法脱酸装置，在湿法脱酸装置中先采用洗涤剂对降温烟气进行洗涤以脱除烟气中的HCl，再采用碱性溶液对洗涤后的烟气进行进一步脱酸处理以脱除烟气中的SO2，保证烟气中酸性气体(HCl和SO2)的去除效率的同时，减少了碱性溶液的用量。

Description

一种湿法脱酸系统
技术领域
本实用新型涉及垃圾焚烧处理领域，具体而言涉及一种湿法脱酸系统。
背景技术
随着城市数量和规模的不断扩大，对城市垃圾处理的要求越来越高。垃圾焚烧作为经济、高效的垃圾处置方案，具有无害化、减量化、资源化等特点，近年来在中国得到了广泛的发展。垃圾焚烧后污染物主要集中于烟气排放，其中含有粉尘、SO2、HCl、NOx、重金属、二噁英等污染物，会对环境造成很大的污染，必须净化达标后排放。
针对烟气中的SO2、HCl等酸性气体，目前垃圾电厂多采用半干法脱酸，其特点是效率较高，基本可满足现有排放标准(SO250mg/Nm3；HCl10mg/Nm3)，干式出渣，无需水处理系统。但随着环保要求日益严格，半干法效率无法满足更严格的排放标准，同时半干法产生的大量飞灰作为危废，增加了处理难度，因此部分项目需采用效率更高的湿法工艺。
不同于火电厂，垃圾电厂烟气中HCl含量很高，若采用常规石灰石石膏法，HCl的存在使得浆液中CaCl2含量上升，抑制了CaCO3的溶解吸收效果，造成湿法效率降低，堵塞风险增大。因此，目前垃圾焚烧行业主要采用NaOH脱酸，其反应产生的盐均为可溶物，效率高，无堵塞等问题，但NaOH成本远高于Ca(OH)2或CaCO3，增加企业运行负担。
为此，有必要提出一种新的湿法脱酸系统，用以解决现有技术中的问题。
实用新型内容
在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本实用新型提供了一种湿法脱酸系统，包括：
烟气降温装置，所述烟气降温装置对高温烟气进行降温处理形成降温烟气；
湿法脱酸装置，所述湿法脱酸装置包括从下到上依次设置的烟气入口、洗涤段、脱酸段和烟气出口，其中，
所述洗涤段提供洗涤剂对由所述烟气入口输入的所述降温烟气进行洗涤，形成洗涤烟气；
所述脱酸段提供碱性溶液对所述洗涤烟气进行脱酸处理，形成脱酸烟气，所述脱酸烟气由所述烟气出口排出。
示例性的，所述洗涤段包括从下到上依次设置的第一填料层和洗涤剂喷淋装置。
示例性的，所述脱酸段包括从下到上依次设置的第二填料层和碱液喷淋装置。
示例性的，所述洗涤段和所述脱酸段之间设置有气液分离器。
示例性的，还包括与所述洗涤段相连的洗涤剂循环系统，用以使洗涤剂喷淋装置中的洗涤剂循环使用。
示例性的，还包括与所述脱酸段相连的碱性溶液循环系统，用以使碱液喷淋装置中的碱性溶液循环使用。
示例性的，还包括与所述洗涤剂循环系统和/或所述碱性溶液循环系统相连的调节池，用以将所述洗涤剂循环系统中的废液和/或所述碱性溶液循环系统中回收的废液进行碱中和。
示例性的，所述烟气降温装置为烟气换热器，所述烟气换热器包括第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，所述高温烟气由所述第一入口进入所述烟气换热器，经过换热形成所述降温烟气经所述第一出口排出，所述第一出口与所述湿法脱酸装置的所述烟气入口相连，所述第二入口与所述烟气出口相连，所述脱酸烟气与所述高温烟气在所述烟气换热器中换热后经所述第二出口排出。
示例性的，所述降温烟气的温度为95-105℃。
示例性的，所述碱性溶液为NaOH溶液。
根据本实用新型的湿法脱酸系统，通过在使高温烟气降温后进入湿法脱酸装置，在湿法脱酸装置中先采用洗涤剂对降温烟气进行洗涤以脱除烟气中的HCl，再采用碱性溶液对洗涤后的烟气进行进一步脱酸处理以脱除烟气中的SO2，保证烟气中酸性气体(HCl和SO2)的去除效率的同时，减少了碱性溶液的用量。
附图说明
本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。
附图中：
图1为根据本实用新型的一个实施例的一种湿法脱酸系统的结构示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本实用新型所述垃圾湿法脱酸系统。显然，本实用新型的施行并不限于垃圾焚烧处理领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
现在，将参照附图更详细地描述根据本实用新型的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本实用新型的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。
目前，在烟气处理领域，针对烟气中的SO2、HCl等酸性气体，目前垃圾电厂多采用半干法脱酸，其特点是效率较高，基本可满足现有排放标准(SO250mg/Nm3；HCl10mg/Nm3)；干式出渣，无需水处理系统。但随着环保要求日益严格，半干法效率无法满足更严格的排放标准，同时半干法产生的大量飞灰作为危废，增加了处理难度，因此部分项目需采用效率更高的湿法工艺。
不同于火电厂，垃圾电厂烟气中HCl含量很高，若采用常规石灰石石膏法，HCl的存在使得浆液中CaCl2含量上升，抑制了CaCO3的溶解吸收效果，造成湿法效率降低，堵塞风险增大。因此，目前垃圾焚烧行业主要采用NaOH脱酸，其反应产生的盐均为可溶物，效率高，无堵塞等问题，但NaOH成本远高于Ca(OH)2或CaCO3，增加企业运行负担。
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种湿法脱酸系统，包括：
烟气降温装置，所述烟气降温装置对高温烟气进行降温处理形成降温烟气；
湿法脱酸装置，所述湿法脱酸装置包括从下到上依次设置的烟气入口、洗涤段、脱酸段和烟气出口，其中
所述洗涤段提供洗涤剂对由所述烟气入口输入的降温烟气进行洗涤，形成洗涤烟气；
所述脱酸段提供碱性溶液对所述洗涤烟气进行脱酸处理，形成脱酸烟气，所述脱酸烟气由所述烟气出口排出。
下面参考图1对本实用新型的垃圾湿法脱酸系统进行示意性说明，其中图1为根据本实用新型的一个实施例的一种湿法脱酸系统的结构示意图。
垃圾焚烧产生的烟气一般先经过布袋除尘等装置进行除尘后进入脱酸系统，经过除尘的烟气温度仍然较高，示例性的在100-200℃之间，而被称之为高温烟气。高温烟气在经过湿法脱酸系统进行脱酸。
如图1所示，本实用新型提供的湿法脱酸系统包括烟气降温装置1和湿法脱酸装置2，所述烟气降温装置1对高温烟气进行降温形成降温烟气，所述湿法脱酸装置包括从下到上依次设置的烟气入口201、洗涤段203、脱酸段204和烟气出口202；高温烟气经过降温后由烟气入口201进入所述湿法脱酸装置，所述洗涤段203提供洗涤剂对由所述烟气入口201输入的降温烟气进行洗涤，形成洗涤烟气，所述脱酸段204提供碱性溶液对所洗涤烟气进行脱酸处理，形成脱酸烟气由所述烟气出口202排出。示例性的，所述洗涤剂为水。垃圾焚烧后产生的高温烟气中的HCl往往较SO2的含量高，由于HCl极易溶于水，将烟气首先经过降温形成降温烟气后，采用喷射水的形式对烟气进行水洗处理，可以将烟气中大量的HCl洗出，在此过程中少量的SO2被洗出，为了进一步减少SO2的排放，在将经过水洗出去HCl而形成的第一烟气进一步采用脱酸段提供的碱性溶液进行脱酸处理，从而保证SO2的脱除效率。这样的设置形式大大减少了烟气脱酸处理过程中所消耗的碱性溶液。从而降低了系统运行的成本。示例性的，所述碱性溶液为NaOH溶液。采用NaOH溶液可以防止脱酸装置的堵塞，同时在经由洗涤段洗涤后的烟气温度进一步降低的情况下，采用NaOH溶液可以进一步提升SO2的脱除效率。需要理解的是，本实施例采用洗涤剂为水，碱性溶液为NaOH溶液仅仅是示例性的，任何可以用以吸收HCl的洗涤剂，与可以脱除SO2等酸性气体的碱性溶液均适用于本发明。
由于在湿法脱酸装置之前设置了烟气降温装置，使得湿法入口温度控制较低，从而可以在所述湿法脱酸装置内部采用玻璃树脂进行防腐，进一步减少系统运行成本的同时使寿命延长。
示例性的，所述烟气降温装置1为烟气换热器(GGH)，所述烟气换热器包括第一入口101，第一出口102、第二入口103和第二出口104，所述高温烟气由所述第一入口101进入所述烟气换热器换热，形成降温烟气，经过所述第一出口102排出。示例性的，所述降温烟气的温度为95-105℃。所述第一出口102与所述烟气入口201相连，降温烟气直接输入脱酸装置进行脱酸。在脱酸装置中的洗涤段，降温烟气在洗涤过程中进行进一步冷却降温，并经过洗涤和脱酸后形成脱酸烟气由烟气出口202输出。烟气出口202与第二入口103相连，脱酸烟气经第二入口103输入烟气换热器与高温烟气换热后排入大气，从而避免产生白雾。同时，采用烟气换热器对烟气进行降温处理，可以降低系统能量，损耗降低冷却需要的耗水，进一步减少系统运行的成本。示例性的，所述烟气换热器采用耐腐蚀氟塑料，从而保证系统长期稳定的运行。
示例性的，如图1所示，洗涤段203包括从下到上依次设置的第一填料层2031和洗涤剂喷淋装置2032。降温烟气由烟气入口201输入湿法脱酸装置，其中烟气的流向为从下到上，在洗涤段203中从下到上设置第一填料层2031和洗涤剂喷淋装置2032，从而使作为洗涤剂的水的喷淋方向与烟气的流向相反，加强烟气与水的混合以及传质传热效果，从而进一步增强洗涤效果，进一步增强脱除HCl的效果。第一填料层的作用为增加液滴与烟气的反应时间以及烟气整流，使得烟气沿流动方向(从下到上)分布更加均匀。
示例性的，如图1所示，所述脱酸段204包括从下到上依次设置的第二填料层2041和碱液喷淋装置2042。与上述洗涤段中从下到上设置第一填料层2031和洗涤剂喷淋装置2032一样，第二填料层对由洗涤段提供的洗涤烟气进行整流，碱液喷淋装置喷射的碱性溶液与洗涤烟气的流动方向相反，加强烟气与碱性溶液的混合以及传质传热效果，从而进一步增强脱除SO2的效果。示例性的，所述脱酸段204还包括除雾层2043，所述除雾层2043用以吸收所述脱酸烟气中的水蒸气。
示例性的，如图1所示，所述洗涤段203和所述脱酸段204之间设置有气液分离器205。所述气液分离器205用以避免脱酸段204中反应后的碱性溶液流入洗涤段203，起到将脱酸段204和洗涤段203的反应后的溶液有效隔离的效果，在脱酸段204和洗涤段203隔离的情况下，其中的洗涤剂和碱性溶液可以回收重复利用。
示例性的，如图1所示，所述湿法脱酸系统还包括与所述洗涤段203相连的洗涤剂循环系统，用以提供洗涤剂喷淋装置中的循环用洗涤剂，所述洗涤剂循环系统包括洗涤剂供给装置3和设置在所述洗涤剂供给装置与所述洗涤段203之间的洗涤剂供给循环泵301。在洗涤段工作的初期，洗涤剂(如水)对烟气进行洗涤后形成的溶液中HCl的含量较低，其可以进一步被利用，设置洗涤剂循环系统使洗涤剂被循环利用，进一步降低了系统运行的成本。当洗涤剂循环系统运行一段时间之后其中的洗涤剂的PH达到3-4可以将其作为废液进行进一步处理。
示例性的，如图1所示，所述湿法脱酸系统还包括与所述脱酸段204相连的碱性溶液循环系统，用以提供碱液喷淋装置中的循环用碱性溶液。所述碱性溶液循环系统包括碱液罐4、设置在碱液罐4与脱酸段204之间的碱液供给泵401、废液罐5以及设置在废液罐5和脱酸段204之间的废液泵501，所述废液罐5与气液分离器205相连，使得碱性溶液经过喷淋和反应后直接经过气液分离器流入废液罐5。在脱酸段204对洗涤烟气进行脱酸处理的初期，碱性溶液与洗涤烟气反应后的脱酸废液中还包括大量未反应的碱性溶液，将包含这些未反应的碱性溶液的脱酸废液进行回收循环，使其进一步被利用，从而进一步降低了系统运行的成本。所述碱液罐4中包含的碱性溶液为NaOH溶液，当进行一段时间的循环后，其形成的反应后的溶液PH在5-6之间时将其转入废液罐，以进行废液处理。
当脱酸段反应一段时间后，以及当洗涤剂循环系统中HCl的浓度达到一定程度后，其中的脱酸废液和洗涤剂无法再继续循环利用，可以将脱酸废液和洗涤剂废液输入调节池，使得含有HCl的废液和脱除SO2后形成的脱酸废液在调节池中进行碱性中和。示例性的，如图1所示，所述湿法脱酸系统还包括与所述洗涤剂循环系统中的洗涤剂供给装置3和/或所述碱性溶液循环系统中的废液罐5连通的调节池6，调节池6连接碱液罐7，碱液罐7中包含Ca(OH)2或CaCO3的溶液，通过碱液泵701泵送至调节池。将烟气中的HCl经过洗涤剂(如水)洗涤后再与包含Ca(OH)2或CaCO3的碱性溶液中和，相比于直接采用石灰石石膏法脱酸，省去浆液循环环节，解决了系统堵塞的问题。
综上所述，根据本实用新型的湿法脱酸系统，通过在使高温烟气降温后进入湿法脱酸装置，在湿法脱酸装置中先采用洗涤剂对降温烟气进行洗涤以脱除烟气中的HCl，再采用碱性溶液对洗涤后的烟气进行进一步脱酸处理以脱除烟气中的SO2，保证烟气中酸性气体(HCl和SO2)的去除效率的同时，减少了碱性溶液的用量。
本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种湿法脱酸系统，其特征在于，包括：
烟气降温装置，所述烟气降温装置对高温烟气进行降温处理形成降温烟气；
湿法脱酸装置，所述湿法脱酸装置包括从下到上依次设置的烟气入口、洗涤段、脱酸段和烟气出口，其中，
所述洗涤段提供洗涤剂对由所述烟气入口输入的所述降温烟气进行洗涤，形成洗涤烟气；
所述脱酸段提供碱性溶液对所述洗涤烟气进行脱酸处理，形成脱酸烟气，所述脱酸烟气由所述烟气出口排出。
2.如权利要求1所述的湿法脱酸系统，其特征在于，所述洗涤段包括从下到上依次设置的第一填料层和洗涤剂喷淋装置。
3.如权利要求1所述的湿法脱酸系统，其特征在于，所述脱酸段包括从下到上依次设置的第二填料层和碱液喷淋装置。
4.如权利要求1所述的湿法脱酸系统，其特征在于，所述洗涤段和所述脱酸段之间设置有气液分离器。
5.如权利要求4所述的湿法脱酸系统，其特征在于，还包括与所述洗涤段相连的洗涤剂循环系统，用以使洗涤剂喷淋装置中的洗涤剂循环使用。
6.如权利要求5所述的湿法脱酸系统，其特征在于，还包括与所述脱酸段相连的碱性溶液循环系统，用以使碱液喷淋装置中的碱性溶液循环使用。
7.如权利要求6所述的湿法脱酸系统，其特征在于，还包括与所述洗涤剂循环系统和/或所述碱性溶液循环系统相连的调节池，用以将所述洗涤剂循环系统中的废液和/或所述碱性溶液循环系统中回收的废液进行碱中和。
8.如权利要求1所述的湿法脱酸系统，其特征在于，所述烟气降温装置为烟气换热器，所述烟气换热器包括第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，所述高温烟气由所述第一入口进入所述烟气换热器，经过换热形成所述降温烟气经所述第一出口排出，所述第一出口与所述湿法脱酸装置的所述烟气入口相连，所述第二入口与所述烟气出口相连，所述脱酸烟气与所述高温烟气在所述烟气换热器中换热后经所述第二出口排出。
9.如权利要求1所述的湿法脱酸系统，其特征在于，所述降温烟气的温度为95-105℃。
10.如权利要求1所述的湿法脱酸系统，其特征在于，所述碱性溶液为NaOH溶液。
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