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CN105935548A - 高效脱硫除尘一体化装置 - Google Patents

高效脱硫除尘一体化装置 Download PDF

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CN105935548A
CN105935548A CN201610391277.0A CN201610391277A CN105935548A CN 105935548 A CN105935548 A CN 105935548A CN 201610391277 A CN201610391277 A CN 201610391277A CN 105935548 A CN105935548 A CN 105935548A
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徐增强
邓松林
刘晓敏
张金新
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Beijing ZHTD Environmental Protection Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种高效脱硫除尘一体化装置，其由下至上依次包括：浆液池段、喷淋段、吸收段、深度净化段和烟囱段；浆液池段位于脱硫吸收塔底部，用于储存石灰浆液，浆液池段和喷淋段之间设置有烟气入口；喷淋段用于喷淋石灰浆液以降低含硫烟气温度和完成初级脱硫；吸收段用于终极脱硫，经喷淋段处理后的含硫烟气在吸收段内高速旋转以与含硫烟气中的石灰浆液充分混合，实现终极脱硫；深度净化段用于净化经吸收段处理后的烟气中的尘粒；烟囱段用于排出经深度净化段净化后的烟气，烟囱段的烟囱为玻璃钢烟囱；其中，终极脱硫处理的含硫量大于初级脱硫处理的含硫量。本发明具有结构紧凑，节约空间，造价低的优点。

Description

高效脱硫除尘一体化装置
技术领域
本发明属于脱硫技术领域，特别涉及一种高效脱硫除尘一体化装置。
背景技术
随着环境保护在全世界越来越受到高度的重视，对大气中的SO2(二氧化硫)的排放量和颗粒物的含量实行了严格地排放标准，例如自2016年1月1日起开始施行的GB 3095－2012《环境空气质量标准》。为了使烟气中的二氧化硫含量和含尘量满足排放标准，现有技术中通常先将烟气输送至喷淋吸收塔，在塔内对烟气采用湿法脱硫，脱硫后的烟气经烟道输送至除尘器，在除尘器内经净化除尘，然后经烟囱排至大气中。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术存在以下问题：
喷淋吸收塔、除尘器和烟囱分散设置，占地面积大，造价高。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种高效脱硫除尘一体化装置，其由下至上依次包括：浆液池段、喷淋段、吸收段、深度净化段和烟囱段；所述浆液池段用于储存石灰浆液，所述浆液池段和所述喷淋段之间设置有烟气入口；所述喷淋段用于喷淋石灰浆液以降低含硫烟气温度和完成初级脱硫；所述吸收段用于终极脱硫，经所述喷淋段处理后的含硫烟气在所述吸收段内高速旋转以与含硫烟气中的石灰浆液充分混合，实现终极脱硫；所述深度净化段用于净化经所述吸收段处理后的烟气中的尘粒；所述烟囱段用于排出经所述深度净化段净化后的烟气，所述烟囱段的烟囱为玻璃钢烟囱；其中，所述终极脱硫的脱硫量大于所述初级脱硫的脱硫量。
在如上所述的高效脱硫除尘一体化装置中，优选，所述玻璃钢烟囱由上至下依次包括：直口段和扩口段，所述扩口段的底端内径大于所述扩口段的顶端内径。
在如上所述的高效脱硫除尘一体化装置中，优选，所述烟囱段还包括：烟囱支架和止晃装置；所述烟囱支架设置于所述玻璃钢烟囱的周向外侧，且固定在所述深度净化段上；所述止晃装置位于所述烟囱支架和所述玻璃钢烟囱之间，用于将所述玻璃钢烟囱固定在所述烟囱支架上。
在如上所述的高效脱硫除尘一体化装置中，优选，在所述深度净化段的顶端布置环形梁，所述烟囱支架的底端固定在所述环形梁上。
在如上所述的高效脱硫除尘一体化装置中，优选，所述深度净化段由下至上依次包括：均风层、除尘层和排风通道；所述均风层用于降低经所述吸收段处理后的烟气的风速和均布所述经所述吸收段处理后的烟气形成的气流；所述除尘层为利用高压电场除尘的高压电场除尘层；所述排风通道的末端与所述玻璃钢烟囱的底端通过粘结密封连通。
在如上所述的高效脱硫除尘一体化装置中，优选，所述除尘层包括：壳体、多个放电极、多个集尘极和冲洗水管网；多个所述放电极和多个所述集尘极竖直布置，所述放电极呈条状，与高压直流电网连接，所述集尘极呈蜂窝状，与大地连接，每个所述放电极周向外侧套设有所述集尘极；所述冲洗水管网位于所述放电极和所述集尘极的上方，且所述冲洗水管网的喷嘴对准所述放电极和所述集尘极的表面；所述壳体内容纳有多个放电极、多个集尘极、冲洗水管网，所述壳体的底端与所述吸收段连通。
在如上所述的高效脱硫除尘一体化装置中，优选，所述排风通道由上至下依次分为：总排风通道和多条支排风通道；多条支排风通道沿竖直方向依次分布，每条所述支排风通道的中空空间与每个所述集尘极的中空空间对应连通；所述总排风通道的中空空间与多条所述支排风通道的中空空间连通。
在如上所述的高效脱硫除尘一体化装置中，优选，所述均风层的塔壁呈锥体状，所述均风层的塔壁的顶端内径大于所述均风层的底端内径，所述均风层的底端与所述吸收段连接。
在如上所述的高效脱硫除尘一体化装置中，优选，所述吸收段包括：旋流子层和除雾层；多个旋流子布置于所述吸收段的整个横断面上以形成所述旋流子层，用于使经所述喷淋段处理后的含硫烟气高速旋转和使含硫烟气与含硫烟气中的石灰石浆液充分反应；所述除雾层置于所述旋流子层上方。
在如上所述的高效脱硫除尘一体化装置中，优选，所述吸收段的塔壁材 质为碳钢。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
经济效益高：
1、工程造价大幅降低。由于采用集成设计理念，本装置合并了吸收塔(即浆液池段、喷淋段和吸收段的统称)、净化装置(即深度净化段)、烟气排放装置(即烟囱段)，使得本装置结构紧凑，可节省土地，用节省的土地可以扩大绿化面积，改善环境，同时土建工程、烟气管道等也相应减少。
2、烟气排放装置的烟囱采用玻璃钢制作。玻璃钢密度介于1.5～1.8g/cm3之间，钢材密度7.8g/cm3，制作同一产品，使用玻璃钢制作的产品，在材料重量上大大低于钢材重量。同时，玻璃钢烟囱承重件(深度净化段顶端)也可相应减小。钢结构等相应减小，降低工程造价。
3、脱硫后的产物，可以生产石膏等建材产品，产生一定的经济效益。
社会效益好：
本装置处理后的烟气达到达标排放，保护环境，造福社会。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种高效脱硫除尘一体化装置的结构示意图；
其中，图中符号说明如下：
1浆液池段、2喷淋段、3吸收段、31旋流子层、32除雾层、42均风层、43除尘层、44排风通道、431放电极、432集尘极、433冲洗水管网、441支排风通道、442总排风通道、5烟囱段、51玻璃钢烟囱、511直口段、512扩口段、52烟囱支架、53环形梁、54止晃装置、10烟气入口、11高压直流电网。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1，本发明实施例提供了高效脱硫除尘一体化装置，其由下至上依次包括：浆液池段1、喷淋段2、吸收段3、深度净化段和烟囱段5，即烟 气上升时依次流经喷淋段2、吸收段3、深度净化段和烟囱段5。烟气入口10位于浆液池段1与喷淋段2交界处的塔壁上，是含硫烟气进入本高效脱硫一体化装置的入口。浆液池段1位于本装置的底部，用于储存石灰浆液。喷淋段2用于喷淋石灰浆液，其内布置有喷淋管道，通过喷淋管道上的喷嘴喷出石灰浆液，自烟气入口10进入的含硫烟气遇到设置在浆液池段1与喷淋段2之间的导流板后改变流动方向，向上流动，与喷淋段2喷出的石灰浆液接触、反应，由于此时含硫烟气温度较高，接触时会带走石灰浆液中的水蒸气，使得喷淋段1喷淋出的石灰浆液组成成分发生变化，因此吸收含硫烟气中的二氧化硫、三氧化硫效果较差，只能吸收烟气中的小部分硫，完成初级脱硫，同时还降低了含硫烟气的温度。吸收段3使进入其内的含硫烟气高速旋转，高速旋转后的含硫烟气能与含硫烟气中的石灰浆液充分混合以实现充分反应，进而能吸收大量的二氧化硫、三氧化硫，从而实现终极脱硫，终极脱硫的脱硫量大于初级脱硫的脱硫量。深度净化段用于净化经吸收段3处理后的烟气中的尘粒以降低排放烟气中尘粒的含量。烟囱段5将经深度净化段净化后的烟气排至大气中，其进气口与深度净化段的排风通道连通，烟囱段5的烟囱为玻璃钢烟囱51，即烟囱的材质为玻璃钢。由于玻璃钢密度介于1.5～1.8g/cm3之间，而钢材密度为7.8g/cm3，因此使用玻璃钢制作的烟囱的重量大大低于使用钢材制作的烟囱的重量，易于实现将烟囱置于深度净化段之上。
本发明实施例通过将浆液池段1、喷淋段2、吸收段3、深度净化段和烟囱段5整合在一起形成高效脱硫一体化装置，即为吸收、净化、排放的一体化装置，使得结构紧凑，节约了空间，土地需求得以节省，同时对土建工程、烟气管道的需求等也相应减少，降低了成本。
玻璃钢烟囱51的底端通过粘结的方式置于深度净化段的顶端且与深度净化段的排风通道的末端连通，从而实现固定和密封。玻璃钢烟囱51由上至下依次包括直口段511和扩口段512。扩口段512呈锥体状，其底端的内径大于其顶端的内径，放置时，扩口段512罩住深度净化段的顶端的排风通道，如此利于玻璃钢烟囱51的固定和烟气的排出。
为了牢靠固定玻璃钢烟囱51，在玻璃钢烟囱的周向外侧设置有烟囱支架52，其底端固定在深度净化段的顶端上。由于玻璃钢烟囱51的重量大大低于钢质烟囱，可使玻璃钢烟囱支架相应减小，降低了工程造价。为了进一步提 高牢靠性，烟囱段还包括：止晃装置54，其位于烟囱支架52和玻璃钢烟囱51之间，用于将玻璃钢烟囱51固定在烟囱支架52上。实际中，止晃装置54可以包括耳环和引出片。在玻璃钢烟囱51内埋设耳环，在烟囱支架52上设置引出片，通过螺栓将耳环和引出片固定，从而实现玻璃钢烟囱51和烟囱支架52的固定。止晃装置54的数量为多个，多个止晃装置54沿玻璃钢烟囱51的周向均匀分布。在深度净化段的顶端布置环形梁53，烟囱支架52的底端固定在环形梁上，使得深度净化段受力均匀且利于后续的检修工作。
吸收段3的塔壁的材质为碳钢，深度净化段的材质为碳钢，两者之间焊接连接以提高连接强度。
吸收段3包括旋流子层31和除雾层32；旋流子用于使经喷淋段2处理后的含硫烟气高速旋转，其数量为多个，多个旋流子布置于吸收段3的整个横断面上以形成旋流子层31，从而利于含硫烟气与其内的石灰浆液充分混合；除雾层32置于旋流子层31上方，用于干燥经旋流子层31处理后的烟气。
深度净化段由上至下依次包括：排风通道44、除尘层42和均风层43，即经吸收段3处理后的烟气依次流经均风层42、除尘层43和排风通道44。均风层42用于降低经吸收段3处理后的烟气的风速和均布该烟气形成的气流，其设置于吸收段3上方，均风层42的均风单元可以为平板，在平板上均布有多个通风孔。为了利于降低烟气的风速，均风层42的塔壁呈锥体状，均风层42的塔壁的顶端内径大于均风层42的底端内径，均风层42的底端与吸收段3连通，即均风层42的塔壁为自吸收段3向上延伸的扩口壁。除尘层43为利用高压静电电场除尘的高压电场除尘层。具体地，除尘层43包括壳体、放电极431、集尘极432和冲洗水管网433。放电极431呈条状，与高压直流电网11连接；集尘极432呈蜂窝状，与大地连接，在垂直于烟气流向上竖直分布有多个集尘极432和多个放电极431，每个放电极431周向外侧套设有集尘极432，烟气穿过集尘极432和放电极431之间的间隔流向烟囱段5，在间隔内烟气在电场的作用下实现净化；冲洗水管网433位于放电极431和集尘极432的上方且对准放电极431和集尘极432的表面。壳体内容纳有多个放电极431、多个集尘极432和冲洗水管网433。壳体的顶端与排风通道44的底端连接，壳体的底端与吸收段3连通。应用前，启动冲洗水管网433，使放电极431和集尘极432处于湿润状态，应用时，启动高压直流电网，使 进入除尘层43内的烟气中粉尘粒子(湿气团)荷电，荷电后的尘粒(湿气团)在电场力的作用下，聚集到阳极表面，以此完成烟气净化过程，净化后的烟气由玻璃钢烟囱51排出。
排风通道444由上至下依次分为：总排风通道442和多条支排风通道441；多条支排风通道441沿竖直方向依次分布，每条支排风通道441的中空空间与每个集尘极432的中空空间对应连通；总排风通道442的中空空间与多条支排风通道441的中空空间连通，使得经支排风通道441排出的烟气在总排风通道442内缓冲后，再由玻璃钢烟囱51排出。下面对本装置的使用过程进行说明：
高效脱硫除尘一体化装置投入使用前，浆液池段1的浆液池内注入石灰浆液，到规定高度。含硫烟气在增压风机的推动下，经过烟气入口10，进入装置内，喷淋段2的喷嘴均匀喷出石灰浆液，对含硫烟气进行冷却；同时石灰浆液中的石灰与含硫烟气中的二氧化硫、三氧化硫等发生化学反应，生成硫化钙，完成初级脱硫。
经初级脱硫后的含硫烟气进入吸收段3，吸收段3布置旋流子，旋流子布置在整个横截面上。含硫烟气在旋流子内高速旋转，与含硫烟气中的石灰浆液充分混合，石灰浆液中的石灰与含硫烟气中的二氧化硫、三氧化硫等发生化学反应，生成硫化钙，完成最后脱硫。反应生成物随冲洗水流入底部的浆液池。反应后的烟气，经过除雾层32脱水后，进入深度净化段。
深度净化段为一个高压电场，其阳极(或称集尘极432)接地，阴极(或称放电极431)带高压直流电，其冲洗水管网433使电场内阳极、阴极处于湿润状态。当烟气通过时，阴极放电，使烟气中的尘粒、气团荷电，在电场力作用下，尘粒、气团向电极移动，完成净化过程。冲洗水管网433启动，水流冲洗阳极和阴极表面，污水流入底部的浆液池里。浆液池段1内的生成物由排浆泵输出至脱硫吸收塔装置外处理。经使用，本装置的进口烟气SO2浓度(mg/Nm3)为9000(干基)，本装置的出口(排放)烟气SO2浓度(mg/Nm3)为100(干基)，脱硫效率达到99％以上。
综上所述，本发明提供的实施例带来的有益效果如下：
经济效益高：
1、工程造价大幅降低。由于采用集成设计理念，本装置合并了吸收塔(即 浆液池段、喷淋段和吸收段的统称)、净化装置(即深度净化段)、烟气排放装置(即烟囱段)，使得本装置结构紧凑，可节省土地，用节省的土地可以扩大绿化面积，改善环境，同时土建工程、烟气管道等也相应减少。
2、烟气排放装置(即烟囱段)：采用玻璃钢制作。玻璃钢密度介于1.5～1.8g/cm3之间，钢材密度7.8g/cm3，制作同一产品，使用玻璃钢制作，在材料重量上大大低于钢材重量。同时，玻璃钢烟囱承重件也可相应减小。钢结构等相应减小，降低工程造价。
3、脱硫后的产物，可以生产石膏等建材产品，产生一定的经济效益。
社会效益好：
本装置处理后的烟气达到达标排放，保护环境，造福社会。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种高效脱硫除尘一体化装置，其特征在于，所述高效脱硫除尘一体化装置由下至上依次包括：浆液池段、喷淋段、吸收段、深度净化段和烟囱段；
所述浆液池段用于储存石灰浆液，所述浆液池段和所述喷淋段之间设置有烟气入口；
所述喷淋段用于喷淋石灰浆液以降低含硫烟气温度和完成初级脱硫；
所述吸收段用于终极脱硫，经所述喷淋段处理后的含硫烟气在所述吸收段内高速旋转以与含硫烟气中的石灰浆液充分混合，实现终极脱硫；
所述深度净化段用于净化经所述吸收段处理后的烟气中的尘粒；
所述烟囱段用于排出经所述深度净化段净化后的烟气，所述烟囱段的烟囱为玻璃钢烟囱；
其中，所述终极脱硫的脱硫量大于所述初级脱硫的脱硫量。
2.根据权利要求1所述的高效脱硫除尘一体化装置，其特征在于，所述玻璃钢烟囱由上至下依次包括：直口段和扩口段，所述扩口段的底端内径大于所述扩口段的顶端内径。
3.根据权利要求2所述的高效脱硫除尘一体化装置，其特征在于，所述烟囱段还包括：烟囱支架和止晃装置；
所述烟囱支架设置于所述玻璃钢烟囱的周向外侧，且固定在所述深度净化段上；
所述止晃装置位于所述烟囱支架和所述玻璃钢烟囱之间，用于将所述玻璃钢烟囱固定在所述烟囱支架上。
4.根据权利要求3所述的高效脱硫除尘一体化装置，其特征在于，在所述深度净化段的顶端布置环形梁，所述烟囱支架的底端固定在所述环形梁上。
5.根据权利要求1所述的高效脱硫除尘一体化装置，其特征在于，所述深度净化段由下至上依次包括：均风层、除尘层和排风通道；
所述均风层用于降低经所述吸收段处理后的烟气的风速和均布所述经所述吸收段处理后的烟气形成的气流；
所述除尘层为利用高压电场除尘的高压电场除尘层；
所述排风通道的末端与所述玻璃钢烟囱的底端通过粘结密封连通。
6.根据权利要求5所述的高效脱硫除尘一体化装置，其特征在于，所述除尘层包括：壳体、多个放电极、多个集尘极和冲洗水管网；
多个所述放电极和多个所述集尘极竖直布置，所述放电极呈条状，与高压直流电网连接，所述集尘极呈蜂窝状，与大地连接，每个所述放电极周向外侧套设有所述集尘极；
所述冲洗水管网位于所述放电极和所述集尘极的上方，且所述冲洗水管网的喷嘴对准所述放电极和所述集尘极的表面；
所述壳体内容纳有多个放电极、多个集尘极、冲洗水管网，所述壳体的底端与所述吸收段连通。
7.根据权利要求6所述的高效脱硫除尘一体化装置，其特征在于，所述排风通道由上至下依次分为：总排风通道和多条支排风通道；
多条支排风通道沿竖直方向依次分布，每条所述支排风通道的中空空间与每个所述集尘极的中空空间对应连通；
所述总排风通道的中空空间与多条所述支排风通道的中空空间连通。
8.根据权利要求5所述的脱硫吸收塔装置，其特征在于，所述均风层的塔壁呈锥体状，所述均风层的塔壁的顶端内径大于所述均风层的底端内径，所述均风层的底端与所述吸收段连接。
9.根据权利要求1所述的高效脱硫除尘一体化装置，其特征在于，所述吸收段包括：旋流子层和除雾层；
多个旋流子布置于所述吸收段的整个横断面上以形成所述旋流子层，用于使经所述喷淋段处理后的含硫烟气高速旋转和使含硫烟气与含硫烟气中的石灰石浆液充分反应；
所述除雾层置于所述旋流子层上方。
10.根据权利要求1所述的高效脱硫除尘一体化装置，其特征在于，所述吸收段的塔壁材质为碳钢。
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