CN213433745U - 烟气硫酸雾脱除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于烟气脱硫技术领域，具体涉及一种烟气硫酸雾脱除装置，其包括塔体，所述塔体底部设置有烟气入口，所述塔体顶部设置有烟气出口；所述塔体内部由下至上依次布置有气液分流器、硫酸雾吸收器、吸收液喷淋装置和除雾器，所述塔体外部设置有吸收液循环装置。本装置可以在已有湿法脱硫装置上加装改造而成，可以在较少的设备投资和较低的运行成本下，有效提高脱除硫酸雾效率，降低运行电耗，无需冷却水，简化系统结构并易于维护，保证排放烟气中三氧化硫浓度达到5mg/m³以下的排放指标。

Description

烟气硫酸雾脱除装置

技术领域

本实用新型属于烟气脱硫技术领域，具体涉及一种采用吸收法脱除烟气中硫酸雾的装置。

背景技术

众所周知，燃煤过程排放的烟气中的SO₂、NO_X会对环境造成危害，国家已要求对烟气进行脱硫、脱硝处理，并已达到超低排放的要求。但同样会对环境造成危害SO₃，目前排放指标没有严控，处理方法缺少主流技术，特别是对高含硫煤，在燃烧过程中炉内三氧化硫的转化率为0.5％-1.5％，烟气经钒催化剂SCR脱硝处理后，又约有二氧化硫转化为三氧化硫，三氧化硫的转化率为0.8％-1.3％。最终脱硫前的烟气中三氧化硫浓度可过200mg/m³以上。

2010GB26132-2010《硫酸工业污染物排放排放标准》中硫酸雾排放限值为30mg/m³。上海市DB 31/933-2015《大气污染综合排放标准》中硫酸雾排放限值为5mg/m³。重庆DB50/418-2016《大气污染物综合排放标准》中硫酸雾排放限值为45mg/m³。杭州市对三氧化硫的排放提出了具体要求，自2022年7月1日起新建燃煤热电锅炉及65吨以上燃煤锅炉执行颗粒物5mg/m³、二氧化硫35mg/m³、三氧化硫5mg/m³。

喷淋空塔的湿法脱硫装置虽能吸收一部分三氧化硫、硫酸雾，但吸收率较低，通常效率在30-40％左右。对高硫煤的锅炉烟气，虽经湿法脱硫，颗粒物、二氧化硫能满排放要求，但三氧化硫达不排放指标。

目前针对三氧化硫脱硫技术主要有：

(1)低低温协同脱除SO₃技术，低低温技术主要是在空气预热器出口(电除尘器前端)增设换热器，使进入除尘器的烟气温度降低，改善烟气处理性能。烟气温度从120～130℃降到90℃左右，烟气中的SO₃与水蒸气结合，生成硫酸雾，此时由于未采取除尘措施，且烟气处于干烟气状态，硫酸雾被飞灰颗粒吸附，然后被电除尘器捕捉后随飞灰排出，增设低低温技术通常要求灰硫比不低于100。

(2)湿式除尘器协同脱除SO₃技术，湿式除尘器主要是通过电晕放电，粉尘、SO₃等组成气溶胶荷电后被阳极板收集，通过冲洗极板进行清除，由于进入湿式除尘器烟气温度降低至饱和温度以下，SO₃等污染物主要以气溶胶形式存在，而湿式除尘器收尘性能与粉尘特性无关，因此，可以实现SO₃较高的脱除效率，目前，湿式除尘器应用业绩较多，但湿式除尘器会有废水产生，对脱硫系统水平衡有一定影响，同时投资成本较高。湿式除尘器对SO₃脱除效率基本能够达到70％以上，并达到排放要求。

(3)中温吸收剂喷射脱除SO₃技术，在SCR装置上游或者下游高灰段，采用吸收剂喷射技术，向烟道内喷射消石灰、氢氧化镁、亚硫酸氢钠、倍半碳酸钠等碱性物质从而脱除SO₃，脱除SO₃主要来自两个反应机理：快速的液相反应以及高比表面积的固体微粒与SO₃发生快速的气固反应。该技术对SO₃的脱除较为彻底，脱除效率可达90％以上。

(4)半干法协同脱除SO₃技术，半干法脱硫技术主要是烟气从底部进入吸收塔，加入的吸附剂消石灰、生石灰等碱性物质以及文丘里的出口扩管段设喷入雾化水形成Ca(OH)₂，与高温烟气反应，同时物料在循环流化床里，气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，激烈湍动高密度的颗粒所形成巨大吸附表面积，从而脱除其中SO₂、SO₃等酸性物质，可以实现较高SO₃脱除效率。

以上几种方法虽能达到三氧化硫的排放要求，但对现已经采用湿法脱硫装置来说，改造工程量大，投资大，工艺复杂，不适用现有装置的三氧化硫脱除。

(5)冷凝式除硫酸雾技术，冷凝式除尘除硫酸雾装置是基于大气中“雾”的形成原理，通过喷淋层后的饱和湿烟气进入冷凝凝并装置，烟气冷却降温，析出冷凝水汽，水汽以细微粉尘、气溶胶和残余雾滴为凝结核，细微粉尘、气溶胶和残余雾滴长大；长大的颗粒和雾滴撞击在冷凝器后的多级高效除雾器上，被拦截。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种能够有效提高脱除硫酸雾效率且改造成本低的烟气硫酸雾脱除装置。

为实现上述技术目的，本实用新型采用以下的技术方案：烟气硫酸雾脱除装置，包括塔体，所述塔体底部设置有烟气入口，所述塔体顶部设置有烟气出口；所述塔体内部由下至上依次布置有气液分流器、硫酸雾吸收器、吸收液喷淋装置和除雾器，所述塔体外部设置有吸收液循环装置；

未脱硫酸雾的烟气通过气液分流器进入硫酸雾吸收器，与吸收液喷淋装置喷出的吸收液混和接触，烟气中三氧化硫、硫酸雾被吸收，脱除三氧化硫、硫酸雾后的烟气再经除雾器去除烟气中夹带的水雾后排放，吸收了三氧化硫、硫酸雾的吸收液经气液分流器与烟气分离，并流入所述吸收液循环装置，所述吸收液循环装置将吸收液循环打入到所述吸收液喷淋装置。

作为优选的技术方案，所述吸收液喷淋装置包括水平安装于所述塔体内的吸收液喷淋管，所述吸收液喷淋管的底部安装有若干喷嘴。

作为优选的技术方案，所述吸收液循环装置包括吸收液循环槽和吸收液循环泵，所述吸收液循环泵的入口与所述吸收液循环槽连接，所述吸收液循环泵的出口与所述吸收液喷淋管连接。

作为优选的技术方案，所述吸收液循环槽内安装有搅拌器。

作为优选的技术方案，所述吸收液循环槽设置有吸收剂加料管。

作为优选的技术方案，所述吸收液循环泵的出口还连接有硫酸盐排放管。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有至少以下有益效果：未脱硫酸雾的烟气通过气液分流器进入硫酸雾吸收器，与吸收液喷淋装置喷出的吸收液混和接触，烟气中三氧化硫、硫酸雾被吸收，脱除三氧化硫、硫酸雾后的烟气再经除雾器去除烟气中夹带的水雾后排放，吸收了三氧化硫、硫酸雾的吸收液经气液分流器与烟气分离，并流入所述吸收液循环装置，所述吸收液循环装置将吸收液循环打入到所述吸收液喷淋装置。本装置可以在已有湿法脱硫装置上加装改造而成，可以在较少的设备投资和较低的运行成本下，有效提高脱除硫酸雾效率，降低运行电耗，无需冷却水，简化系统结构并易于维护，保证排放烟气中三氧化硫浓度达到5mg/m³以下的排放指标。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

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烟气及吸收剂等物质的流向示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

实施例

如图1所示，烟气硫酸雾脱除装置，包括塔体1，所述塔体1底部设置有烟气入口，所述塔体1顶部设置有烟气出口，烟气入口和烟气出口为塔体常规设置，图中并未示出；所述塔体1内部由下至上依次布置有气液分流器2、硫酸雾吸收器3、吸收液喷淋装置4和多级高效除雾器5，所述塔体1外部设置有吸收液循环装置6；其中，所述吸收液喷淋装置4包括水平安装于所述塔体1内的吸收液喷淋管41，所述吸收液喷淋管41的底部安装有若干喷嘴42；所述吸收液循环装置6包括吸收液循环槽61和吸收液循环泵62，所述吸收液循环槽61设置有吸收剂加料管63，所述吸收液循环泵62的入口与所述吸收液循环槽61连接，所述吸收液循环泵62的出口与所述吸收液喷淋管41连接；

参考图2，未脱硫酸雾的烟气通过气液分流器2进入硫酸雾吸收器3，与安装在上部的吸收液喷淋装置4喷出的吸收液混和接触，烟气中三氧化硫、硫酸雾被吸收，脱除三氧化硫、硫酸雾后的烟气再经除雾器5去除烟气中夹带的水雾后排放，吸收了三氧化硫、硫酸雾的吸收液经气液分流器2与烟气分离，并流入吸收液循环槽61，新鲜吸收剂加入到吸收液循环槽61中，保持吸收液循环槽61中的pH值稳定，吸收液循环泵62将吸收液由吸收液循环槽61打入到吸收液喷淋管41及喷嘴42；吸收液循环槽61内安装有搅拌器64，防止硫酸盐沉淀。所述吸收液循环泵62的出口连接有硫酸盐排放管65，需要时可以将形成的硫酸盐外排。

具体应用时，主要控制指标如下：

烟气在硫酸雾吸收器3内气速为5～30m/s；

硫酸雾吸收器3表面液相高度控制在50～200mm之间；

喷淋管及喷嘴喷出的吸收液均布覆盖整个截面，喷嘴覆盖率为200-300％；

净烟气出口安装多级高效除雾器5，水雾含量控制在10--50mg/m³；

吸收液与烟气的液气比(L/G)为0.1～4.0；吸收剂浓度为0～10％；

吸收剂可以是水、或其它可溶解三氧化硫、硫酸雾的液体或浆液，如氨水、钠碱、钾碱、钙碱、镁碱的溶液或浆液等等；

吸收剂加入到吸收液循环槽中，保持吸收液循环槽6中的pH值在7～12之间。

主要排放指标：

硫酸雾：<5mg/m³，烟尘：<5mg/m³。

应用例1：

某发电有限公司2×660MW超临界机组，脱硝反应器入口烟气参数如下：

机组烟气脱硝采用中温选择性催化还原法(SCR)脱硝装置，SCR反应器内催化剂按照三层设计(两层运行，一层备用)。按二氧化硫转化率1.0％计，则烟气经SCR脱硝反应器、石灰石石膏湿法脱硫后烟气污染物成份如下:

三氧化硫浓度由20.07mg/Nm³增加到56.1969mg/Nm³，经石灰石-石膏湿法脱硫，湿法脱硫去除三氧化硫的效率按40％计，则最终净烟气中三氧化硫浓度为33.68mg/Nm³，折算成硫酸雾浓度为41.26mg/Nm³，高于硫酸行业、上海市、杭州市标准。

采用本吸收法脱除硫酸雾技术，硫酸雾、烟尘、二氧化硫浓度可以达到<5mg/Nm³，设备配置如下：

应用例2：

某发电有限公司2×330MW超临界机组，湿法脱硫入口烟气参数如下：

序号	项目	单位	数据
				1	烟气量	Nm<sup>3</sup>/h	1267606(标态，干基实际含氧量)
		Nm<sup>3</sup>/h	1335166(标态，湿基实际含氧量)
						Nm<sup>3</sup>/h	1200000(标态，干基6％O2)
2	排烟温度	℃	144
				3	烟尘	mg/Nm<sup>3</sup>	25
4	CO<sub>2</sub>	Vol％	12.92(干基)
				5	O<sub>2</sub>	Vol％	6.8(干基)
6	N<sub>2</sub>	Vol％	79.824(干基)
				7	SO<sub>2</sub>	Vol％	0.456(干基)
8	H<sub>2</sub>O	Vol％	5.06
				9	SO<sub>2</sub>	mg/Nm<sup>3</sup>	13333(标态，干基，6％O<sub>2</sub>)
10	SO<sub>3</sub>	mg/Nm<sup>3</sup>	227(标态，干基，6％O<sub>2</sub>)
				11	Cl(HCl)	mg/Nm<sup>3</sup>	45.4(标态，干基，6％O<sub>2</sub>)
12	F(HF)	mg/Nm<sup>3</sup>	20(标态，干基，6％O<sub>2</sub>)
				13	NO<sub>X</sub>	mg/Nm<sup>3</sup>	50(标态，干基，6％O<sub>2</sub>)

经石灰石-石膏湿法脱硫，湿法脱硫去除三氧化硫的效率按45％计，湿法脱硫后烟气污染物成份如下，最终净烟气中三氧化硫浓度为124mg/Nm³，高于硫酸行业、上海市、杭州市、重庆市标准很多。

序号	项目	单位	数据
				1	SO<sub>2</sub>	mg/Nm<sup>3</sup>	34(标态，干基，6％O<sub>2</sub>)
2	SO<sub>3</sub>	mg/Nm<sup>3</sup>	124(标态，干基，6％O<sub>2</sub>)
				3	NO<sub>X</sub>	mg/Nm<sup>3</sup>	48(标态，干基，6％O<sub>2</sub>)
4	烟尘	mg/Nm<sup>3</sup>	5(标态，干基，6％O<sub>2</sub>)

采用本吸收法脱除硫酸雾技术，硫酸雾、烟尘、二氧化硫浓度可以达到<5mg/Nm³，设备配置如下：

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域内的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.烟气硫酸雾脱除装置，包括塔体，所述塔体底部设置有烟气入口，所述塔体顶部设置有烟气出口；其特征在于：所述塔体内部由下至上依次布置有气液分流器、硫酸雾吸收器、吸收液喷淋装置和除雾器，所述塔体外部设置有吸收液循环装置；

未脱硫酸雾的烟气通过气液分流器进入硫酸雾吸收器，与吸收液喷淋装置喷出的吸收液混和接触，烟气中三氧化硫、硫酸雾被吸收，脱除三氧化硫、硫酸雾后的烟气再经除雾器去除烟气中夹带的水雾后排放，吸收了三氧化硫、硫酸雾的吸收液经气液分流器与烟气分离，并流入所述吸收液循环装置，所述吸收液循环装置将吸收液循环打入到所述吸收液喷淋装置。

2.如权利要求1所述的烟气硫酸雾脱除装置，其特征在于：所述吸收液喷淋装置包括水平安装于所述塔体内的吸收液喷淋管，所述吸收液喷淋管的底部安装有若干喷嘴。

3.如权利要求2所述的烟气硫酸雾脱除装置，其特征在于：所述吸收液循环装置包括吸收液循环槽和吸收液循环泵，所述吸收液循环泵的入口与所述吸收液循环槽连接，所述吸收液循环泵的出口与所述吸收液喷淋管连接。

4.如权利要求3所述的烟气硫酸雾脱除装置，其特征在于：所述吸收液循环槽内安装有搅拌器。

5.如权利要求3所述的烟气硫酸雾脱除装置，其特征在于：所述吸收液循环槽设置有吸收剂加料管。

6.如权利要求3所述的烟气硫酸雾脱除装置，其特征在于：所述吸收液循环泵的出口还连接有硫酸盐排放管。

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