CN221045717U - 一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，包括吸收塔、冷却塔、冷凝循环泵和冷凝水箱，吸收塔内设有升气盘、脱硫段和冷凝除尘段，脱硫段位于冷凝除尘段的下方，升气盘设置在脱硫段和冷凝除尘段之间，吸收塔的顶部设有烟气出口，吸收塔的侧壁上设有烟气入口，烟气入口位于脱硫段下方；冷却塔的进口通过第一循环管路与冷凝水箱的出口连通，冷却塔的出口通过第二循环管路与冷凝除尘段连通，冷凝水箱的进口通过第三循环管路与升气盘连通，第一循环管路上设有冷凝循环泵。本实用新型通过设置塔外循环冷凝系统，能对循环水进行冷却降温，并将经过冷却降温的循环水喷入吸收塔内，对脱硫后的烟气进行喷淋降温，实现细颗粒物的高效拦截。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种湿法脱硫系统，具体涉及一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统。
背景技术
目前燃煤锅炉、非电行业工业炉窑均安装了烟气脱硫系统，其中湿法脱硫工艺在整个烟气脱硫工艺中占比达到95％以上，湿法脱硫系统中的喷淋层，以及除尘除雾设备可以出去绝大多数的颗粒物及浆液滴。但是烟气中夹杂着超细干尘，和脱硫喷淋层喷出的部分超细浆液滴难以被普通除尘除雾设备捕集。这些干尘及浆液滴由于粒径小(PM2.5以下)，质量轻，受到惯性力的作用很小，很难被传统的脱硫净烟气除雾器、湿式电除尘等净化设备脱除。总量控制下，虽然烟气颗粒物总含量达到了国家要求，但是仍有大量会造成雾霾形成的超细颗粒物及液滴被排放到大气环境中。
颗粒物粒径是一种决定其脱除难度的重要参数，特别是在钢铁烧结颗粒物净化、石化FCC烟气颗粒物深度净化中。以钢铁烧结颗粒物为例，研究表明，烧结机产生的颗粒物中PM2.5在PM10中的占比大于99％。经过除尘器和湿法脱硫后，烧结烟气逃逸的颗粒物粒径较燃煤火电逃逸的颗粒物粒径更细，其中PM1占84.17％，PM2.5占85.08％，PM10占85.74％。粒径更细的颗粒物由于其单体质量轻，受惯性力的作用小，在烟气净化过程中，其极易随着烟气的流场进行流动，难以被机械除尘、静电除尘原理的常规颗粒物深度净化设备所捕集。
因此，亟需研究一种针对超细粒径颗粒物的深度净化工艺，作为工业烟气颗粒物排放提标的应对手段。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种，提供了一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，包括吸收塔、冷却塔、冷凝循环泵和冷凝水箱，所述吸收塔内设有升气盘、脱硫段和冷凝除尘段，所述脱硫段位于所述冷凝除尘段的下方，所述升气盘设置在所述脱硫段和冷凝除尘段之间，所述吸收塔的顶部设有烟气出口，所述吸收塔的侧壁上设有烟气入口，所述烟气入口位于所述脱硫段下方；所述冷却塔的进口通过第一循环管路与所述冷凝水箱的出口连通，所述冷却塔的出口通过第二循环管路与所述冷凝除尘段连通，所述冷凝水箱的进口通过第三循环管路与所述升气盘连通，所述第一循环管路上设有冷凝循环泵。
本实用新型的有益效果是：本实用新型具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，通过设置冷却塔、冷凝循环泵和冷凝水箱作为塔外循环冷凝系统，能够对循环水进行冷却降温，并通过冷凝除尘段将经过冷却降温的循环水喷入吸收塔内，对脱硫后的烟气进行喷淋降温，使烟气中的部分饱和水蒸气凝结成液滴，在这个过程中，细小的颗粒物正好成为了水蒸气冷凝过程中的晶核，从而增加了细颗粒物的粒径，变为直径、单体质量更大的液滴，进而被喷淋或者被除雾器所拦截捕集，实现细颗粒物的高效拦截。而且本实用新型在湿法脱硫后对烟气进行了喷淋降温处理，随着烟气温度的降低，烟气中裹挟的饱和水蒸气将会大量冷凝，冷凝回收的水可以作为湿法脱硫的工艺水使用，节约大量的脱硫水耗。进一步的，本实用新型中，经过湿法脱硫的烟气进入冷凝除尘段，在冷凝除尘段再次进行喷淋洗涤，且在冷凝除尘段接受的冷凝喷淋液绝大多数为冷凝回收的洁净水，经过调质后的洁净水的喷淋，能够对脱硫后烟气夹在的微量SO2、含硫气溶胶、含氨气溶胶、CPM等污染物进行二次洗涤、二次脱除，能够有效的降低脱硫系统出口的烟气污染物含量。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述冷凝除尘段包括冷凝除雾器和冷凝喷淋层，所述冷凝除雾器位于所述冷凝喷淋层的上方，所述冷却塔的出口通过第二循环管路与所述冷凝喷淋层连通。
进一步，所述冷凝喷淋层设置为多层结构。
进一步，所述冷凝水箱上还设有自动加药设备和搅拌器。
采用上述进一步方案的有益效果是：可以对冷凝水箱中的水进行调质处理，满足使用需求。
进一步，所述冷凝水箱上设有排水口，所述排水口通过排水管路与过滤器连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：可将经过过滤的水用于工艺用水。
进一步，所述排水管路上设有冷凝水排放泵。
进一步，所述冷却塔为机力通风冷却塔。
进一步，所述脱硫段包括脱硫除雾器和脱硫喷淋层，所述脱硫除雾器位于所述脱硫喷淋层的上方，所述脱硫除雾器位于所述升气盘的下方，所述烟气入口位于所述脱硫喷淋层的下方。
进一步，所述脱硫喷淋层设置为多层结构。
进一步，所述冷凝水箱在系统启动前注满清水。
附图说明
图1为本实用新型具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、吸收塔；2、脱硫段；3、冷凝除尘段；4、冷却塔；5、冷凝水箱；6、冷凝循环泵；7、自动加药设备；8、冷凝水排放泵；9、过滤器；10、浆液池；11、烟气入口；12、脱硫喷淋层；13、脱硫除雾器；14、升气盘；15、冷凝喷淋层；16、冷凝除雾器；17、烟气出口；18、自流排水口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，本实施例的一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，包括吸收塔1、冷却塔4、冷凝循环泵6和冷凝水箱5，所述吸收塔1内设有升气盘14、脱硫段2和冷凝除尘段3，所述脱硫段2位于所述冷凝除尘段3的下方，所述升气盘14设置在所述脱硫段2和冷凝除尘段3之间，所述吸收塔1的顶部设有烟气出口17，所述吸收塔1的侧壁上设有烟气入口11，所述烟气入口11位于所述脱硫段2下方；所述冷却塔4的进口通过第一循环管路与所述冷凝水箱5的出口连通，所述冷却塔4的出口通过第二循环管路与所述冷凝除尘段3连通，所述冷凝水箱5的进口通过第三循环管路与所述升气盘14连通，所述第一循环管路上设有冷凝循环泵6。所述吸收塔1内部下方设有浆液池10，用于收集脱硫段2喷淋下来的浆液。
如图1所示，本实施例的所述冷凝除尘段3包括冷凝除雾器16和冷凝喷淋层15，所述冷凝除雾器16位于所述冷凝喷淋层15的上方，所述冷却塔4的出口通过第二循环管路与所述冷凝喷淋层15连通。
如图1所示，本实施例的吸收塔1的侧壁上还设有自动排水口，所述冷凝水箱5的进口通过第三循环管路与自流排水口18连通，所述自流排水口与所述升气盘14连通。
如图1所示，本实施例的一个优选方案为，所述冷凝喷淋层15设置为多层结构，例如可以为3层结构、4层结构、5层结构等。
如图1所示，本实施例的一个优选方案为，所述冷凝水箱5上还设有自动加药设备7和搅拌器。可以对冷凝水箱中的水进行调质处理，满足使用需求。具体可将自动加药设备7设置在所述冷凝水箱5的顶部，通过监控冷凝水箱5中循环液的pH值，对其进行自动加碱操作。
如图1所示，本实施例的一个可选方案为，所述冷凝水箱5上设有排水口，所述排水口通过排水管路与过滤器9连接。可将经过过滤的水用于工艺用水。
如图1所示，本实施例的一个具体方案为，所述排水管路上设有冷凝水排放泵8。
具体的，所述冷却塔4为机力通风冷却塔。
在一些实施例中，机力通风冷却塔为变频设备，通过调节其运行频率，可以调节冷凝喷淋层15中喷淋循环液的温度，从而调节冷凝除尘段3入口、出口烟气的温差，从而实现调节冷凝除尘段3除尘效率的效果，通过监测烟气出口17颗粒物浓度，按照排放要求控制机力通风冷却塔运行负荷，以达到节能运行的作用。
在另一些实施例中，冷凝循环泵6采用泵组的形式或者变频的形式，可以调节冷凝喷淋层15喷淋量，从而调节冷凝除尘段3入口、出口烟气的温差，从而实现调节冷凝除尘段3除尘效率的效果，通过监测烟气出口17颗粒物浓度，按照排放要求控制冷凝循环泵6运行负荷，以达到节能运行的作用。
如图1所示，本实施例的一个具体方案为，所述脱硫段2包括脱硫除雾器13和脱硫喷淋层12，所述脱硫除雾器13位于所述脱硫喷淋层12的上方，所述脱硫除雾器13位于所述升气盘14的下方，所述烟气入口11位于所述脱硫喷淋层12的下方。
如图1所示，本实施例的一个优选方案为，所述脱硫喷淋层12设置为多层结构，例如可以为3层结构、4层结构、5层结构等。
进一步的，所述冷凝水箱5在系统启动前注满清水。
其中，升气盘14能够保证上行的烟气正常通道，同时拦截冷凝喷淋层喷出的冷凝循环液不进入到脱硫段2，而是通过自流排水口18进入到塔外循环冷却系统。
在一些实施例中，烧结机头烟气经过电除尘器后，由烟气入口11进入本系统吸收塔1中，烟气中夹杂着经过电除尘器逃逸出的细小烧结颗粒物。烟气在进入脱硫吸收塔1后，首先经过脱硫喷淋层12的洗涤，其中大量的SO2被吸收拦截进入浆液池10中，少量粒径较大的颗粒物被洗涤拦截进入浆液池10中，但是大量的细粒径颗粒物仍然被烟气裹挟上行。进一步的烟气经过脱硫除雾器13，脱硫喷淋层12产生的小液滴被脱硫除雾器13拦截。烟气在经过脱硫段2后，温度大约为50℃左右，穿过升气盘14进入到冷凝除尘段3中。进入冷凝除尘段3的烟气经过冷凝喷淋层15的洗涤，烟气温度降低(温度大约为25℃左右)，烟气中的饱和水蒸气析出，析出过程中烟气中的细小颗粒物成为冷凝水的晶核，被冷凝水包裹，成为一颗大直径且包裹细小颗粒物的滴液，随烟气进一步上行，进入到冷凝除雾器16中，被拦截落入升气盘14上，随冷凝喷淋层15喷出的降温冷凝水一起，经由自流排水口18流入冷凝水箱5中。由于冷凝喷淋层15在喷淋过程中会吸收部分SO2，导致冷凝循环水酸性富集、pH下降，此时自动加药设备7会根据对冷凝水箱5中冷凝水的pH监控，对冷凝水箱5进行加碱操作，调节pH至7。冷凝循环泵6抽取冷凝水箱5中的循环冷却水，泵送至机力通风冷却塔4中，机力通风冷却塔4对冷凝循环水进行降温，使送至冷凝除尘段3的冷凝喷淋层15的循环水温度低于由自流排水口18回至冷凝水箱5的水温。上述过程中，随着冷凝除尘段3对烟气温度的降低，冷凝水箱5从自流排水口18接收到的回水量，会大于冷凝循环泵6泵送至冷凝除尘段3的水量，是由于冷凝除尘段3的出口烟气温度低于冷凝除尘段3的入口温度，且其入口出口烟气中水蒸气均为饱和状态，降温导致冷凝水的析出。最终导致冷凝水箱5液位不断增加。当冷凝水箱5液位过高时，通过冷凝水排放泵8将冷凝水箱5中水泵送至过滤器9，过滤掉冷凝除尘段3拦截下来的细小颗粒物，最终进入脱硫系统中，作为脱硫工艺水储存使用。
在一些特殊行业中(例如烧结烟气湿法脱硫、FCC烟气湿法脱硫)，湿法脱硫系统无法满足颗粒物的深度净化要求，从而导致脱硫系统出口颗粒物超标。其原因主要在于行业中，从除尘器中逃逸的颗粒物粒径极细，以FCC为例，常规FCC烟气湿法脱硫前颗粒物粒径小于PM2.5的部分占比超过80％。这部分的颗粒物粒径过细，导致其质量轻，易随烟气自由流动，同时过细的粒径会导致其难以突破液膜表现张力，而无法被喷淋捕集，使得脱硫内常规除尘手段难以实现颗粒物深度净化。本实用新型具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，通过设置冷却塔、冷凝循环泵和冷凝水箱作为塔外循环冷凝系统，能够对循环水进行冷却降温，并通过冷凝除尘段将经过冷却降温的循环水喷入吸收塔内，对脱硫后的烟气进行喷淋降温，使烟气中的部分饱和水蒸气凝结成液滴，在这个过程中，细小的颗粒物正好成为了水蒸气冷凝过程中的晶核，从而增加了细颗粒物的粒径，变为直径、单体质量更大的液滴，进而被喷淋或者被除雾器所拦截捕集，实现细颗粒物的高效拦截。
而且过高的水耗是湿法脱硫的一大弊端之一。高温烟气在经过湿法脱硫系统的过程中，不可避免的对喷淋浆液中的水分进行蒸发，直至烟气水蒸气浓度饱和，随后大量的水分被烟气裹挟随烟囱排除，进入大气被浪费掉。本实用新型在湿法脱硫后对烟气进行了喷淋降温处理，随着烟气温度的降低，烟气中裹挟的饱和水蒸气将会大量冷凝，冷凝回收的水可以作为湿法脱硫的工艺水使用，节约大量的脱硫水耗。
进一步的，本实用新型中，经过湿法脱硫的烟气进入冷凝除尘段，在冷凝除尘段再次进行喷淋洗涤，且在冷凝除尘段接受的冷凝喷淋液绝大多数为冷凝回收的洁净水，经过调质后的洁净水的喷淋，能够对脱硫后烟气夹在的微量SO2、含硫气溶胶、含氨气溶胶、CPM等污染物进行二次洗涤、二次脱除，能够有效的降低脱硫系统出口的烟气污染物含量。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，其特征在于，包括吸收塔、冷却塔、冷凝循环泵和冷凝水箱，所述吸收塔内设有升气盘、脱硫段和冷凝除尘段，所述脱硫段位于所述冷凝除尘段的下方，所述升气盘设置在所述脱硫段和冷凝除尘段之间，所述吸收塔的顶部设有烟气出口，所述吸收塔的侧壁上设有烟气入口，所述烟气入口位于所述脱硫段下方；所述冷却塔的进口通过第一循环管路与所述冷凝水箱的出口连通，所述冷却塔的出口通过第二循环管路与所述冷凝除尘段连通，所述冷凝水箱的进口通过第三循环管路与所述升气盘连通，所述第一循环管路上设有冷凝循环泵。
2.根据权利要求1所述一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，其特征在于，所述冷凝除尘段包括冷凝除雾器和冷凝喷淋层，所述冷凝除雾器位于所述冷凝喷淋层的上方，所述冷却塔的出口通过第二循环管路与所述冷凝喷淋层连通。
3.根据权利要求2所述一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，其特征在于，所述冷凝喷淋层设置为多层结构。
4.根据权利要求1所述一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，其特征在于，所述冷凝水箱上还设有自动加药设备和搅拌器。
5.根据权利要求1所述一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，其特征在于，所述冷凝水箱上设有排水口，所述排水口通过排水管路与过滤器连接。
6.根据权利要求5所述一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，其特征在于，所述排水管路上设有冷凝水排放泵。
7.根据权利要求1所述一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，其特征在于，所述冷却塔为机力通风冷却塔。
8.根据权利要求1所述一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，其特征在于，所述脱硫段包括脱硫除雾器和脱硫喷淋层，所述脱硫除雾器位于所述脱硫喷淋层的上方，所述脱硫除雾器位于所述升气盘的下方，所述烟气入口位于所述脱硫喷淋层的下方。
9.根据权利要求8所述一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，其特征在于，所述脱硫喷淋层设置为多层结构。
10.根据权利要求1所述一种具备冷凝团聚除尘功能的湿法脱硫系统，其特征在于，所述冷凝水箱在系统启动前注满清水。
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