CN209221858U - 脱硫烟气u型双塔粉尘相聚变深度净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及脱硫烟气U型双塔粉尘相聚变深度净化装置，包括下行塔、上行塔和引风机，下行塔顶部设有烟气进口，上行塔顶部设有烟气出口，引风机入风口与下行塔出风口连通，引风机出风口与上行塔入风口连通，下行塔中于下行塔出风口的上方设有下行塔相聚变填料层，下行塔相聚变填料层上方设有喷淋装置，下行塔底部设有与脱硫池连通的喷淋液流出口，上行塔中于上行塔入风口上方设有旋流板，旋流板上方设有上行塔相聚变填料层，上行塔相聚变填料层上方设有除雾器。该装置适应于钢铁、水泥、焦化、燃煤电厂、矿石煅烧窑炉、砖瓦窑厂烟气的深度净化等行业，经过烟气深度治理后，烟囱排出的烟气中颗粒物设计含量≤20mg/Nm3。

Description

脱硫烟气U型双塔粉尘相聚变深度净化装置

技术领域

本实用新型属于脱硫烟气净化设备领域，具体涉及一种脱硫烟气U型双塔相聚变粉尘深度净化装置。

背景技术

钢铁厂烧结机、水泥、玻璃、燃煤电厂、燃煤锅炉、棕刚玉煅烧等在生产运行过程中，产生的烟气污染物浓度较高，且粉尘量很大，是造成大气污染的主要污染源。一般来讲，烟气污染来自于烟囱冒的气体，烟气污染严重的时候，烟气呈黄烟、黑烟、红烟、褐色烟等颜色，感官很差。按照环保要求，截止目前这些企业全部都投资资金上马了烟气脱硫脱硝治理工程，经过治理后的烟气从感官上基本消除了黄烟、黑烟、红烟、褐色烟等颜色，烟囱冒的烟气变成了白色——烟气尾羽，形成此感官现象的原因是，脱硫脱硝后的排放烟气中，水蒸气裹挟着没有完全发生反应的脱硫脱硝剂微粒、粉尘微细粒、硫酸盐和硝酸盐微细粒等污染物质颗粒，而这些微粒正是形成大气雾霾污染的主要成分——PM2.5。

从感官上，人们普遍认为烟囱冒的白烟是干净的，主要是水蒸气，但事实上是含有一定浓度粉尘微细粒、硫酸盐和硝酸盐微细粒、脱硫脱销剂微细粒等其它污染微细颗粒物的水蒸气，是形成大气雾霾PM2.5的主要污染物质，因而，脱硫湿烟气的深度净化是净化大气污染物、治理雾霾的最佳途径，即消除PM2.5是大气环境保护的必由之路。

形成雾霾的主因有三方面：过饱和水蒸气、一定浓度的微细粒污染物、较低的环境温度（与水雾形成的环境温度基本一致）。由此可知，烟气消白的目的是进一步去除烟气中的微细粒状污染物颗粒，而不是水蒸气。

根据分析，烧结气脱硫脱硝后排放的白烟中，除水蒸气外，还含有硫酸盐、脱硫剂、氯离子、硝酸盐等微细颗粒状污染物。

1、湿式电除尘深度净化技术

湿式电除尘器与干式电除尘器工作原理相同，都是向电场空间输送直流负高压，通过空间气体电离，烟气中粉尘颗粒和雾滴颗粒荷电后在电场力的作用下，移动到收尘极板（集电极），从而被收集在收尘极表面。干式电除尘器利用振打清灰方式将收集到的粉尘震落到灰斗中，而湿式电除尘器则是通过收集烟气中的雾滴颗粒，在收尘极表面形成溢流而将粉尘冲洗到灰斗（水灰斗）中。

此工艺优点：运行管理方便，自动化程度高；

此工艺缺点：治理投资大、能耗高，设备维护费用高。

2、喷淋冷凝+高效汽水分离+蒸汽再加热深度处理技术

目前，在国内电厂锅炉烟气脱硫脱硝实行超低排放治理中，为确保实现超低排放的环保要求，脱硫脱硝工艺后面，增加湿电除尘或喷淋水洗工艺单元，进一步去除烟气中的粉尘颗粒物，就是采用的本工艺处理系统，此工艺对消白有一定的作用，但不能确保实现烟气消白的目的。

此工艺优点：投资较高，自动化程度高；

此工艺缺点：工艺流程长，工艺水消耗量大，设备维护费用高，尤其是热交换和后烟气加热维护工作量大。

3、喷淋+离心分离深度处理技术

此技术方案是东北一所大学的教授研发的烟气消白技术工艺，通过喷淋将烟气中的微细颗粒形成水包尘粒，通过引风机将过饱和的烟气引入离心机，将烟气中的水包尘粒进行分离去除，从而实现烟气消白的目的。

此工艺优点：分离出的废水中污染物颗粒物浓度高，能够实现深度净化目的；

此工艺缺点：技术处于试验阶段，治理投资大、能耗高，操作管理要求高，分离出的高浓度废水需要专门处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种脱硫烟气U型双塔相聚变粉尘深度净化装置，该装置运行管理方便、投资少、运行费用低、不产生二次污染物。

为实现上述目的，本实用新型的脱硫烟气U型双塔相聚变粉尘深度净化装置采用以下的技术方案：脱硫烟气U型双塔相聚变粉尘深度净化装置包括下行塔、上行塔和引风机，下行塔顶部设有烟气进口，上行塔顶部设有烟气出口，引风机入风口与下行塔出风口连通，引风机出风口与上行塔入风口连通，下行塔中于下行塔出风口的上方设有下行塔相聚变填料层，下行塔相聚变填料层上方设有喷淋装置，下行塔底部设有与脱硫池连通的喷淋液流出口，上行塔中于上行塔入风口上方设有旋流板，旋流板上方设有上行塔相聚变填料层，上行塔相聚变填料层上方设有除雾器。

有益效果：脱硫塔排出的烟气从下行塔顶部的烟气进口进入下行塔，烟气在下行烟道中受相聚变填料的作用，相聚变填料为填料的一种，烟气旋转汇合提高了气液固三相传质速率，同时下行烟道中采用高效喷淋技术，实现SO2的深度脱除及粉尘的二次脱除；喷淋液在下行烟道底部被收集，自流到脱硫池或循环利用。

分离的烟气经引风机进入上行塔，再进入旋流板，实现气流均布，均布后的烟气再次进入上行塔中相聚变填料层中，雾滴和粉尘最终在相聚变填料中形成水包尘而被吸附，实现粉尘和雾滴的深度脱除。经过相聚变填料层后的烟气，上升流动到高效除雾器，进一步强化消除烟气中的水蒸气、微细颗粒物，从而实现烟气的深度净化治理目的。

工作原理是：过饱和水蒸气、一定浓度的微细粒污染物、较低的环境温度条件下，接触到相聚变填料介质后，通过调料介质表面的水膜吸附、凝聚，形成小液滴，汇聚成大液滴，依靠重力脱落分离，总而实现脱硫烟气深度净化的目的。

该装置适应于钢铁、水泥、焦化、燃煤电厂、矿石煅烧窑炉、砖瓦窑厂烟气的深度净化等行业，经过烟气深度治理后，烟囱排出的烟气中颗粒物设计含量≤20mg/Nm3；如果原脱硫除尘设计效率合格的情况下，烟囱排出的烟气中颗粒物含量可以实现10mg/Nm3左右的最佳效果。

进一步的，下行塔相聚变填料层有两层以上，各下行塔相聚变填料层上下间隔设置。

进一步的，上行塔相聚变填料层有两层以上，各上行塔相聚变填料层上下间隔设置。

进一步的，除雾器至少包括管式除雾器、屋脊除雾器和水冷除雾器中的两种。

进一步的，管式除雾器设在水冷除雾器下方，管式除雾器和水冷除雾器之间设有一屋脊除雾器，水冷除雾器上方设有一屋脊除雾器。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图；

图1是本实用新型的脱硫烟气U型双塔相聚变粉尘深度净化装置的具体实施例的结构示意图。

图中：1-脱硫塔、2-下行塔、3-引风机、4-上行塔、5-下行塔烟气进口、6-烟气出口、7-下行塔相聚变填料层、8-喷淋装置、9-旋流板、10-上行塔相聚变填料层、11-除雾器。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作出进一步的说明。

脱硫烟气U型双塔相聚变粉尘深度净化装置的具体实施例，如图1所示，包括下行塔2、上行塔4和引风机3，下行塔2顶部设有下行塔烟气进口5，上行塔4顶部设有烟气出口6，引风机3入风口与下行塔出风口连通，引风机3出风口与上行塔入风口连通，下行塔2中于下行塔出风口上方设有下行塔相聚变填料层7，相聚变填料是烟气深度净化装置中的核心部件之一，烟气中水蒸气、微细粒污染物吸附截留的载体，也是塔中气、水、固体三相物变的载体，在运行中发挥着不可替代的作用。下行塔相聚变填料层7有两层以上，各层上下间隔设置，下行塔相聚变填料层7上方设有喷淋装置8，下行塔2底部设有与脱硫池连通的喷淋液流出口。

上行塔4中于上行塔入风口上方设有旋流板9，旋流板9上方设有上行塔相聚变填料层10，上行塔相聚变填料层10有两层以上，各层上下间隔设置，上行塔相聚变填料层10上方设有除雾器11，除雾器11包括管式除雾器、屋脊除雾器和水冷除雾器，管式除雾器设在水冷除雾器下方，管式除雾器和水冷除雾器之间设有一屋脊除雾器，水冷除雾器上方设有一屋脊除雾器，各种除雾器均为现有技术。

工作原理是：过饱和水蒸气、一定浓度的微细粒污染物、较低的环境温度条件下，接触到相聚变填料介质后，通过调料介质表面的水膜吸附、凝聚，形成小液滴，汇聚成大液滴，依靠重力脱落分离，总而实现脱硫烟气深度净化的目的。

工作时从脱硫塔1排出的烟气从下行塔顶烟气进口5进入下行塔，烟气在下行烟道中受下行塔相聚变填料层7的作用，相聚变填料为填料的一种，烟气旋转汇合提高了气液固三相传质速率，同时下行烟道中采用高效喷淋技术，实现SO2的深度脱除及粉尘的二次脱除；喷淋液在下行塔2底部被收集，自流到脱硫池。

分离的烟气经引风机3进入上行4塔，再进入旋流板9，实现气流均布，均布后的烟气再次进入上行塔相聚变填料层10中，雾滴和粉尘最终在上行塔相聚变填料层10中形成水包尘而被吸附，实现粉尘和雾滴的深度脱除。经过相聚变填料层后的烟气，上升流动到高效除雾器11，进一步强化消除烟气中的水蒸气、微细颗粒物，从而实现烟气的深度净化治理目的。

该装置适应于钢铁、水泥、焦化、燃煤电厂、矿石煅烧窑炉、砖瓦窑厂烟气的深度净化等行业，经过烟气深度治理后，烟囱排出的烟气中颗粒物设计含量≤20mg/Nm3；如果原脱硫除尘设计效率合格的情况下，烟囱排出的烟气中颗粒物含量可以实现10mg/Nm3左右的最佳效果。

相比于现有技术：1、投资低、运行费用低，在同样达到排放指标要求的情况下，运用该技术时若原来脱硫塔无需改造，增加此设备，投资约为湿电除尘技术的30-50%。且该设备耗电量、每小时仅需少量清洗水。运行费用是湿电除尘器的10%—20%。

2、除尘效率高，脱除率达99%以上。优化运行时几乎达到湿电除尘的效果。

3、改造工程无需改变原有塔身结构，安装、维护方便，施工周期短。

4、适用于各种湿法脱硫工艺的颗粒物设计含量≤20mg/Nm3排放改造，提高脱硫效率到99%以上、深度除尘同步进行。

5、颗粒物深度净化装置系统运行稳定，无需单独维护，运行能耗低，烟气出口指标稳定。

6、系统在相对恶劣工况下，运行稳定可靠，烟气流速在2-6m/s完全可以正常运行。

7、当脱硫塔出口烟尘浓度不超过50mg/m³时，完全可达到排放≤20mg/m³标准。

8、系统具有自洁功能，完全解决堵塞问题。

9、系统运行稳定，可靠性高，对烟气污染物含量和负荷波动适应性强，系统运行稳定，操作简单，可靠性高。

10、彻底消除“石膏雨”。

11、解决场地空间不足的影响。

该装置具有以下技术特点：

1、气体通过均匀、提高除尘和除雾效率；一般吸收塔内气体分布不均匀，是造成塔内除雾除尘效率低和运行成本高的重要原因。安装了颗粒物深度净化装置烟气经过多次分散、聚集，促使气液接触更加充分和均匀，均气效果比一般空塔提高200%~300%，使得装置能在十分经济、稳定的状态下运行，从而使除尘和除雾效率维持在一个高效率的水平稳定运行。

2、实现二次高效脱硫；颗粒物深度净化装置利用相聚变介质吸附随烟气携带上来的浆液雾滴，其表面形成液膜并不断更新，同时对烟气通过时会产生分散和重新规整气场分布的作用，极大的增加了气液接触面积和时间，通过清水喷淋作用，达到二次高效脱硫（脱硫塔喷淋视为一次脱硫）的效果。

3、实现二次高效除尘；由于上升烟气夹带有部分液滴，在上行塔中同样受到数层相聚变介质的作用，介质表面不断更新液膜，如此反复除尘，可保证二次高效除尘效果（进脱硫装置前除尘视为一次除尘）。

4、实现高效除雾；除尘后烟气经过四级高效除雾器后，可保证高效除雾效果。

5、传质效率高；根据颗粒物深度净化装置反应机理，通过特别设计的系统产生气液旋转翻腾的湍流空间，气液固三相充分接触，大大降低了气液膜传质阻力，提高了传质速率，迅速完成传质过程，从而达到提高除尘、除雾效率的目的。

在其他实施例中，上行塔相聚变填料层和/或上行塔相聚变填料层也可以设置单层或者设置三层以上；另外除雾器也可以根据脱硫烟气的特性选择净化效果更好的除雾器/多种除雾器组合等。

最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案，任何对本实用新型进行的等同替换及不脱离本实用新型精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型权利要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.脱硫烟气U型双塔粉尘相聚变深度净化装置，其特征在于：包括下行塔、上行塔和引风机，下行塔顶部设有烟气进口，上行塔顶部设有烟气出口，引风机入风口与下行塔出风口连通，引风机出风口与上行塔入风口连通，下行塔中于下行塔出风口的上方设有下行塔相聚变填料层，下行塔相聚变填料层上方设有喷淋装置，下行塔底部设有与脱硫池连通的喷淋液流出口，上行塔中于上行塔入风口上方设有旋流板，旋流板上方设有上行塔相聚变填料层，上行塔相聚变填料层上方设有除雾器。

2.根据权利要求1所述的脱硫烟气U型双塔粉尘相聚变深度净化装置，其特征在于：下行塔相聚变填料层有两层以上，各下行塔相聚变填料层上下间隔设置。

3.根据权利要求1所述的脱硫烟气U型双塔粉尘相聚变深度净化装置，其特征在于：上行塔相聚变填料层有两层以上，各上行塔相聚变填料层上下间隔设置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的脱硫烟气U型双塔粉尘相聚变深度净化装置，其特征在于：除雾器至少包括管式除雾器、屋脊除雾器和水冷除雾器中的两种。

5.根据权利要求4所述的脱硫烟气U型双塔粉尘相聚变深度净化装置，其特征在于：管式除雾器设在水冷除雾器下方，管式除雾器和水冷除雾器之间设有一屋脊除雾器，水冷除雾器上方设有一屋脊除雾器。