CN110026072A - 一种烟气脱硫超低排放吸收塔以及烟气脱硫超低排放工艺 - Google Patents
一种烟气脱硫超低排放吸收塔以及烟气脱硫超低排放工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种烟气脱硫超低排放吸收塔以及烟气脱硫超低排放工艺；脱硫塔下直段的横截断面上，分成相同的三等分，形成吸收1段、吸收2段和吸收3段三个区域；吸收1段、吸收2段横向切面顶部封闭，吸收3段顶部为敞开，每等分角度为120度，在筒体直段的纵向方向，用等高分隔板隔开，各隔板根据各自功能开不同大小的切口；吸收1段、吸收2段和吸收3段设有文氏管喷嘴。本发明形成了吸收1段、吸收2段、吸收3段，提高了传质效率。增加一段高效洗涤段，洗涤段下面设有高效传质填料，以达到排放烟气中SO2小于35mg/Nm3，烟尘小于10mg/Nm3。本发明甩掉湿式电除尘这个投资成本高，运行成本高，维护成本高，解决掉这三个高的难题，为中小型企业解决切实可行的实际问题。
Description
技术领域
本发明适用于中小型企业的燃烧锅炉排放烟气中SO2在(1000～4000)mg/Nm3的双碱法、氧化镁法、氨法烟气脱硫超低排放(SO2小于35mg/Nm3，烟尘小于10mg/Nm3)治理领域；具体来将涉及一种烟气脱硫超低排放吸收塔以及烟气脱硫超低排放工艺。
背景技术
目前，大气污染形势严峻，以酸性气体(SO2、NOx)及可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)为特征污染的问题日益突出，损害到了人民群众的健康。为了改善大气环境质量，国家及各地政府出台一些强制治理政策。烟气脱SO2达超低或者超净的方法很多，百花齐放，百家争鸣。各环保公司及企业从自身实际情况出发，发挥各自优势，打响治理大气污染，使排放烟气达超低或者超净这一仗。目前国内成熟的烟气脱硫超低或者超净工艺在装置最末端加湿式电除尘器设备。这对小型企业来说有如下困扰：
a、项目投资成本增加，一台小型的(75吨锅炉)湿式电除雾器，投资成本少说也要200万左右。
b、湿式电除雾器运行成本很高。湿式电除雾器工作原理是通过静电控制装置和直流高压电源装置，将每小时接近100多千瓦(小型脱硫装置匹配的除雾器)的交流电，变成直流高压电送至深度净化装置，由此每小时100多千瓦的电耗必不可少。
C、湿式电除尘器相对其它脱硫设备故障率高，要求设备维护人员的业务能力也必须高。以上三点对于小型企业来说是一个不小的负担。
本专利甩掉湿式电除尘这个投资成本高，运行成本高，维护成本高，解决掉这三个高的难题，为中小型企业解决切实可行的实际难题，由此发明了一种先进的高效传质的烟气脱硫超低排放工艺装置以及先进的多功能组合的新型吸收塔。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种烟气脱硫超低排放吸收塔以及烟气脱硫超低排放工艺。本发明形成了吸收1段、吸收2段、吸收3段，提高了传质效率。增加一段高效洗涤段，洗涤段下面设有高效传质填料，以达到排放烟气中SO2小于35mg/Nm3，烟尘小于10mg/Nm3。本发明甩掉湿式电除尘这个投资成本高，运行成本高，维护成本高，解决掉这三个高的难题，为中小型企业解决切实可行的实际难题。
本发明是这样实现的，构造一种烟气脱硫超低排放吸收塔，其特征在于：脱硫塔下直段的横截断面上，分成相同的三等分，形成吸收1段、吸收2段和吸收3段三个区域；吸收1段、吸收2段横向切面顶部封闭，吸收3段顶部为敞开，在筒体直段的纵向方向用等高分隔板隔开，各隔板根据各自功能开不同大小的切口；吸收1段、吸收2段和吸收3段设有文氏管喷嘴。
根据本发明所述烟气脱硫超低排放吸收塔，其特征在于：该烟气脱硫超低排放吸收塔还外接有洗涤循环罐、NaOH溶液配制罐、石灰浆液配制罐以及地池；地池分为1#地池、2#地池、3#地池、4#地池；NaOH溶液配制罐与1#地池连通，1#地池通过吸收循环泵连通吸收1段、吸收2段、吸收3段对应的文氏管喷嘴；该烟气脱硫超低排放吸收塔的底部通过管路连通4#地池，石灰浆液配制罐连通4#地池；气流上升板连通外部的洗涤循环罐，洗涤循环罐里的循环液再通过洗涤循环泵送到对应的洗涤层。
根据本发明所述烟气脱硫超低排放吸收塔，其特征在于：吸收1段、吸收2段和吸收3段在纵向的不同高度设有4层文氏管喷嘴，每层设置2只文氏管喷嘴，每吸收段共有8个文氏管喷嘴。
根据本发明所述烟气脱硫超低排放吸收塔，其特征在于：在吸收3段敞开口上方设有多孔的气流分布板，多孔气流分布板上方设置有带冲洗装置的折流板除雾器；气流分布板能使吸收3段出来的气体能均匀的进入上方的折流除雾器。
根据本发明所述烟气脱硫超低排放吸收塔，其特征在于：带冲洗装置的折流板除雾器上方设置有带溢流堰的气流上升板，该气流上升板的作用只容许气体往上穿过，液体收集到溢流堰，经回流管流至洗涤循环罐，气流上升板上设置多个多孔冒罩。
根据本发明所述烟气脱硫超低排放吸收塔，其特征在于：气流上升板上方设置填料段；填料段上方设置有2层高效传质的洗涤层；洗涤段上方设有带折流的除雾器；塔顶部设置直排排气筒；在直排排气筒适当高度，设置一块高效旋流除雾板。
一种烟气脱硫超低排放工艺，其特征在于：按照如下方式进行；
(1)来经脉冲式布袋除尘达标(含尘量小于20mg/Nm3)后温度大约在(120～160)度的左右，SO2在(1000～4000)mg/Nm3的烟气，进入多功能脱硫塔吸收1段的下端，在吸收1段的烟道内有大约9m/s左右的烟气与来自文氏管喷嘴具有0.2MPa吸收循环液高速有效的碰撞，达到降温、除尘、传质的目的；然后经吸收1段的烟气通过隔板，从上往下进入吸收2段，气、液在吸收2段充分高效传质后，从下往上进入吸收3段，在吸收3段同样充分高效传质；吸收液经文氏管喷嘴喷成雾状，并从喷嘴四周引入气体，以使液体进一步雾化，使液滴数量大大增加，从而导致气、液接触面增加，同时使液滴与气体的相对速度也比一般喷雾增大，喷雾组合件在吸收1段、吸收2段、吸收3段呈对向配置，使雾滴与气体能进行再组合，大大提高了传质吸收率，经过吸收1段、吸收2段、吸收3段高效传质后，烟气中SO2能达到100mg/Nm3左右，烟尘能达到30～50mg/Nm3；
(2)吸收3段顶部出来的烟气，在它上方的栅格式分气板的阻挡下，使烟气在吸收塔上段比较均匀地进入带下上冲洗的折流板的除雾器，使气相中夹带的液膜被折流板拦截下来；
(3)向上流过折流除雾器的烟气，经过多孔的只容许气体通过，洗涤液被拦截入溢流堰的上升板后，进入有高效传质洗涤的填料段；填料段上方设置有2层高效喷淋层，经洗涤后烟气中SO2小于35mg/Nm3，烟尘小于10mg/Nm3，满足超低排放的环保要求；
(4)经洗涤达超低排放的烟气，气液夹带严重，经2段折流除沫器，一块高效旋除雾板后，烟气通过排气筒排入大气；排气筒高度根据各企业、各地方排放高度而定。
本发明具有如下优点：
优点1：本发明形成了吸收1段、吸收2段、吸收3段，同时将吸收1段、吸收2段、吸收3段的传质高度增加1米，文丘里喷嘴每段多增加一层(原3层喷嘴，现在为4层喷嘴)，提高了传质效率。增加一段高效洗涤段，洗涤段下面设有高效传质填料，以达到排放烟气中SO2小于35mg/Nm3，烟尘小于10mg/Nm3。本发明甩掉湿式电除尘这个投资成本高，运行成本高，维护成本高，解决掉这三个高的难题，为中小型企业解决切实可行的实际难题，由此发明了一种先进的高效传质的烟气脱硫超低排放工艺装置以及先进的多功能组合的新型吸收塔。
优点2：带直排烟筒的多功能的脱硫塔设备本体，应根据以下条件进行设备设计计算：设计压力、操作压力、设计温度、进口操作温度、塔内操作温度、停机温度、塔底操作压力、风压、平台静载荷、平台动载荷、雪载荷、地震因素、安装荷载、腐蚀裕度等进行危险断面组合弯矩优化设计，以便确定筒体各段的壁厚，在满足设备质量安全的条件下，又节约塔投资。
优点3：该多功能组合塔及先进工艺，最直接可见的效率：节省项目投资成本。长远效率：节约运行成本、维护成本。该脱硫工艺适应烟气中SO2在(1000～4000)mg/Nm3的双碱法、氧化镁法、氨法烟气SO2脱硫超低排放工艺。
附图说明
图1是本发明烟气脱硫超低排放吸收塔实施结构示意图；
图2是本发明中吸收1段、吸收2段和吸收3段顶隔板示意图；
图3是本发明中吸收1段、吸收2段和吸收3段喷嘴平面布置示意图。
其中：吸收1段 1，吸收2段 2，吸收3段 3，气流分布板 4，折流板除雾器 5，气流上升板 6，填料段 7，洗涤层 8，带折流的除雾器 9，直排排气筒 10，高效旋流除雾板 11，洗涤循环罐 12，NaOH溶液配制罐 13，石灰浆液配制罐 14。
具体实施方式
下面将结合附图1-图3对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种烟气脱硫超低排放吸收塔，按照如下方式予以实施；脱硫塔下直段的横截断面上，分成相同的三等分，形成吸收1段1、吸收2段2和吸收3段3三个区域；吸收1段、吸收2段横向切面顶部封闭，吸收3段顶部为敞开，每等分角度为120度，在筒体直段的纵向方向，用等高分隔板隔开，各隔板根据各自功能开不同大小的切口；吸收1段1、吸收2段2和吸收3段3设有文氏管喷嘴。
在本发明所述烟气脱硫超低排放吸收塔中，该烟气脱硫超低排放吸收塔还外接有洗涤循环罐12、NaOH溶液配制罐13、石灰浆液配制罐14以及地池；地池分为1#地池、2#地池、3#地池、4#地池；NaOH溶液配制罐13与1#地池连通，1#地池通过吸收循环泵连通吸收1段、吸收2段、吸收3段对应的文氏管喷嘴；该烟气脱硫超低排放吸收塔的底部通过管路连通4#地池，石灰浆液配制罐14连通4#地池；气流上升板6连通外部的洗涤循环罐12，洗涤循环罐12再通过洗涤循环泵寄管路连通对应的洗涤层8。
在本发明所述烟气脱硫超低排放吸收塔中，吸收1段1、吸收2段2和吸收3段3在纵向的不同高度设有4层文氏管喷嘴，每层设置2只文氏管喷嘴，每吸收段共有8个文氏管喷嘴。
在本发明所述烟气脱硫超低排放吸收塔中，在吸收3段敞开口上方设有多孔的气流分布板4，多孔气流分布板4上方设置有带冲洗装置的折流板除雾器5；气流分布板4能使吸收3段出来的气体能均匀的进入上方的折流除雾器5。
在本发明所述烟气脱硫超低排放吸收塔中，带冲洗装置的折流板除雾器5上方设置有带溢流堰的气流上升板6，该气流上升板6的作用只容许气体往上穿过，液体收集到溢流堰，经回流管流至洗涤循环罐12，气流上升板6上设置多个多孔冒罩。
在本发明所述烟气脱硫超低排放吸收塔中，气流上升板6上方设置填料段7；填料段7上方设置有2层高效传质的洗涤层8；洗涤段8上方设有带折流的除雾器9；塔顶部设置直排排气筒10；在直排排气筒10适当高度，设置一块高效旋流除雾板11。
该发明具有如下改进及优点，具体体现在于：
(一)形成了吸收1段、吸收2段、吸收3段，同时将吸收1段、吸收2段、吸收3段的传质高度增加1米，文丘里喷嘴每段多增加一层(原3层喷嘴，现在为4层喷嘴)，提高了传质效率。增加一段高效洗涤段，洗涤段下面设有高效传质填料，以达到排放烟气中SO2小于35mg/Nm3，烟尘小于10mg/Nm3。本发明甩掉湿式电除尘这个投资成本高，运行成本高，维护成本高，解决掉这三个高的难题，为中小型企业解决切实可行的实际难题，由此发明了一种先进的高效传质的烟气脱硫超低排放工艺装置以及先进的多功能组合的新型吸收塔。
(二)、先进的多功能组合塔结构；
(1)在脱硫塔下直段的横截断面上，分成相同的三等分，如图2所示；吸收1段、2段横向切面顶部要求封死，吸收3段顶部为敞开式，每等分角度为120度，在筒体直段的纵向方向，用等高分隔板隔开，各隔板根据各自功能开不同大小的切口。这样在脱硫塔直径一定条件下，吸收1段、2段、3段的流道内，空速会提高到3倍，如脱硫塔空速为(3～3.5)m/s,吸收1段、2段、3段的流道内的空速会增加到(9～10.5)m/s。
(2)吸收1段、2段、3段在纵向的不同高度设有4层文氏管喷嘴，每层喷嘴一定的，喷射液体相适应的角度设置2只文氏管喷嘴，每吸收段共有8个文氏管喷嘴，见图3。
(3)在3吸收段敞开口上方设有多孔的气流分布板，使第3吸收段出来的气体能均匀的进入上方的折流除雾器。
(4)多孔气流分布板上方设置有带冲洗装置的折流板除雾器。
(5)带冲洗装置的折流板除雾器上方设置有：带溢流堰的气流上升板，该上升板的作用，只容许气体往上穿过，液体收集到溢流堰，经回流管流至洗涤塔。上升板上设置多个多孔冒罩。
(6)上升板上方设置填料段。
(7)填料段上方设置有2层高效传质的洗涤层。
(8)洗涤段上方设有带折流的除雾器。
(9)塔顶部设置直排排气筒。
(10)在直排排气筒适当高度，设置一块高效旋流除雾板。
(11)带直排烟筒的多功能的脱硫塔设备本体，应根据以下条件进行设备设计计算：设计压力、操作压力、设计温度、进口操作温度、塔内操作温度、停机温度、塔底操作压力、风压、平台静载荷、平台动载荷、雪载荷、地震因素、安装荷载、腐蚀裕度等进行危险断面组合弯矩优化设计，以便确定筒体各段的壁厚，在满足设备质量安全的条件下，又节约塔投资。
本发明先进的高效传质的超低超净排放工艺，按照如下方式进行；
(1)来自经脉冲式布袋除尘达标(含尘量小于20mg/Nm3)后温度大约在(120～160)度的左右，SO2在(1000～4000)mg/Nm3的烟气，进入多功能脱硫塔吸收1段的下端，在吸收1段的烟道内有大约9m/s左右的烟气与来自文氏管喷嘴具有0.2MPa吸收循环液高速有效的碰撞，达到降温、除尘、传质的目的。经吸收1段的烟气通过隔板，从上往下进入吸收2段，气、液在吸收2段充分高效传质后，从下往上进入吸收3段，在吸收3段同样充分高效传质。
文氏管喷嘴与吸收1段、2段、3段组合成新型工艺，具有高效传质低液气比的特点。吸收液经文氏管喷嘴喷成雾状，并从喷嘴四周引入气体，以使液体进一步雾化，使液滴数量大大增加，从而导致气、液接触面增加，同时使液滴与气体的相对速度也比一般喷雾增大，喷雾组合件在吸收1段、2段、3段呈对向配置，使雾滴与气体能进行再组合，大大提高了传质吸收率，经过吸收1段、2段、3段高效传质后，烟气中SO2能达到100mg/Nm3左右，烟尘能达到(30～50)mg/Nm3。
(2)吸收3段顶部出来的烟气，在它上方的栅格式分气板的阻挡下，使烟气在吸收塔上段比较均匀地进入带下上冲洗的折流板的除雾器，使气相中夹带的液膜被折流板拦截下来。
(3)向上流过折流除雾器的烟气，经过多孔的只容许气体通过，洗涤液被拦截入溢流堰的上升板后，进入有高效传质洗涤的填料段。填料段上方设置有2层高效喷淋层，经洗涤后烟气中SO2小于35mg/Nm3，烟尘小于10mg/Nm3，满足超低排放的环保要求。
(4)经洗涤达超低排放的烟气，气液夹带严重，经2段折流除沫器，一块高效旋除雾板后，烟气通过排气筒排入大气。排气筒高度根据各企业、各地方排放高度而定。
该多功能组合塔及先进工艺，最直接可见的效率：节省项目投资成本。长远效率：节约运行成本、维护成本。该脱硫工艺适应烟气中SO2在(1000～4000)mg/Nm3的双碱法、氧化镁法、氨法烟气SO2脱硫超低排放工艺。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种烟气脱硫超低排放吸收塔，其特征在于：脱硫塔下直段的横截断面上，分成相同的三等分，形成吸收1段(1)、吸收2段(2)和吸收3段(3)三个区域；吸收1段、吸收2段横向切面顶部封闭，吸收3段顶部为敞开，在筒体直段的纵向方向用等高分隔板隔开，各隔板根据各自功能开不同大小的切口；吸收1段(1)、吸收2段(2)和吸收3段(3)设有文氏管喷嘴。
2.根据权利要求1所述烟气脱硫超低排放吸收塔，其特征在于：该烟气脱硫超低排放吸收塔还外接有洗涤循环罐(12)、NaOH溶液配制罐(13)、石灰浆液配制罐(14)以及地池；地池分为1#地池、2#地池、3#地池、4#地池；NaOH溶液配制罐(13)与1#地池连通，1#地池通过吸收循环泵连通吸收1段、吸收2段、吸收3段对应的文氏管喷嘴；该烟气脱硫超低排放吸收塔的底部通过管路连通4#地池，石灰浆液配制罐(14)连通4#地池；气流上升板(6)的收集液通过连通管道回流管流至洗涤循环罐(12)，洗涤循环罐(12)的循环液再通过洗涤循环泵送到对应的洗涤层(8)。
3.根据权利要求1所述烟气脱硫超低排放吸收塔，其特征在于：吸收1段(1)、吸收2段(2)和吸收3段(3)在纵向的不同高度设有4层文氏管喷嘴，每层设置2只文氏管喷嘴，每吸收段共有8个文氏管喷嘴。
4.根据权利要求1或3所述烟气脱硫超低排放吸收塔，其特征在于：在吸收3段敞开口上方设有多孔的气流分布板(4)，多孔气流分布板(4)上方设置有带冲洗装置的折流板除雾器(5)；气流分布板(4)能使吸收3段出来的气体能均匀的进入上方的折流除雾器(5)。
5.根据权利要求4所述烟气脱硫超低排放吸收塔，其特征在于：带冲洗装置的折流板除雾器(5)上方设置有带溢流堰的气流上升板(6)，该气流上升板(6)的作用只容许气体往上穿过，液体收集到溢流堰，经回流管流至洗涤循环罐(12)，气流上升板(6)上设置多个多孔冒罩。
6.根据权利要求5所述烟气脱硫超低排放吸收塔，其特征在于：气流上升板(6)上方设置填料段(7)；填料段(7)上方设置有2层高效传质的洗涤层(8)；洗涤段(8)上方设有带折流的除雾器(9)；塔顶部设置直排排气筒(10)；在直排排气筒(10)适当高度，设置一块高效旋流除雾板(11)。
7.一种烟气脱硫超低排放工艺，其特征在于：按照如下方式进行；
(1)来经脉冲式布袋除尘达标(含尘量小于20mg/Nm3)后温度大约在(120～160)度的左右，SO2在(1000～5000)mg/Nm3的烟气，进入多功能脱硫塔吸收1段的下端，在吸收1段的烟道内有大约9m/s左右的烟气与来自文氏管喷嘴具有0.2MPa吸收循环液高速有效的碰撞，达到降温、除尘、传质的目的；然后经吸收1段的烟气通过隔板，从上往下进入吸收2段，气、液在吸收2段充分高效传质后，从下往上进入吸收3段，在吸收3段同样充分高效传质；吸收液经文氏管喷嘴喷成雾状，并从喷嘴四周引入气体，以使液体进一步雾化，使液滴数量大大增加，从而导致气、液接触面增加，同时使液滴与气体的相对速度也比一般喷雾增大，喷雾组合件在吸收1段、吸收2段、吸收3段呈对向配置，使雾滴与气体能进行再组合，大大提高了传质吸收率，经过吸收1段、吸收2段、吸收3段高效传质后，烟气中SO2能达到100mg/Nm3左右，烟尘能达到30～50mg/Nm3；
(2)吸收3段顶部出来的烟气，在它上方的栅格式分气板的阻挡下，使烟气在吸收塔上段比较均匀地进入带下上冲洗的折流板的除雾器，使气相中夹带的液膜被折流板拦截下来；
(3)向上流过折流除雾器的烟气，经过多孔的只容许气体通过，洗涤液被拦截入溢流堰的上升板后，进入有高效传质洗涤的填料段；填料段上方设置有2层高效喷淋层，经洗涤后烟气中SO2小于35mg/Nm3，烟尘小于10mg/Nm3，满足超低排放的环保要求；
(4)经洗涤达超低排放的烟气，气液夹带严重，经2段折流除沫器，一块高效旋除雾板后，烟气通过排气筒排入大气；排气筒高度根据各企业、各地方排放高度而定。
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