CN106377967A - 一种湿法脱硫吸收塔及其自洁净烟气除尘系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于烟气净化的自洁净烟气除尘系统。所述自洁净烟气除尘系统包括：—自洁净区，其用于对烟气携带的石膏液滴进行置换稀释和对细小粉尘进行捕捉；以及—液滴捕集器，其至少由第一级液滴捕集器和第二级液滴捕集器组成，用于去除烟气中的液滴；所述自洁净区设置在喷淋区和第一级液滴捕集器之间和/或设置在第一级液滴捕集器与第二级液滴捕集器之间；所述喷淋区、第一级液滴捕集器和第二级液滴捕集器用于自下而上设置在吸收塔内。本发明满足除尘效率的同时，布置紧凑，减少占地，节约投资，运行维修方便，降低系统能耗。

Description

一种湿法脱硫吸收塔及其自洁净烟气除尘系统

技术领域

本发明涉及一种湿法脱硫吸收塔及其自洁净烟气除尘系统，尤其涉及一种能高效去除烟气中固体颗粒物的吸收塔设备。

背景技术

2014年9月，国家发改委、环境保护部、国家能源局联合出台了《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》要求重点区域燃煤电厂烟气污染物排放限值达到燃气轮机组的要求，二氧化硫排放不超过35mg/Nm³、固体颗粒物浓度不超过10mg/Nm³，达到“超洁净排放”的要求。经济发达地区提出了固体颗粒物浓度不超过5mg/Nm³的“近零排放”要求。

目前，国内的电厂燃煤锅炉有95 %以上采用湿法脱硫技术进行脱硫， 脱硫吸收塔中的喷淋液、除雾器等部件对粉尘有一定的脱除效果，因此现有采用湿法脱硫锅炉的除尘超低排放技术主要有：

1）干式除尘+吸收塔+湿式电除尘工艺线路；

2）干式电除尘+普通吸收塔协同除尘工艺线路。但此两种工艺均存在一定的缺陷。

干式除尘+吸收塔+湿式电除尘工艺线路，湿式除尘器通常布置在脱硫吸收塔后，可以有效去除烟气中的烟尘，除尘效率高，但是占地面积大、投资成本高、运行成本高。湿式电除尘设备庞大，特别对改造项目无足够多的空间安装湿式电除尘，而且湿式电除尘电气设备多，运行成本高、维修成本高。

干式除尘+普通吸收塔协同工艺线路，要达到“近零”排放的要求，此工艺线路存在运行不稳定的问题，主要是此法吸收塔无特殊的除尘设备，主要依靠喷淋区喷嘴雾化液滴对粉尘捕捉和除雾器对烟气液滴的脱除来脱除粉尘，但是通过干式除尘后，进入吸收塔的粉尘粒径小，吸收塔喷淋区对于细小粒径的粉尘捕捉效率有限，同时除雾器对烟气液滴粒径＜15um的液滴无法脱除，因此当入口粉尘波动时，出口粉尘难以达到＜5 mg/Nm³的要求。

因此开发一种用来提高吸收塔对细小粉尘的脱除率和降低出口烟气石膏携带量的自洁净烟气除尘系统是非常必要的。

发明内容

本发明旨在提供一种湿法脱硫吸收塔及其自洁净烟气除尘系统，该烟气除尘系统为设置在脱硫吸收塔的特殊内部件，可以有效地增强吸收塔的除尘效果、加强吸收塔除尘的能力。进一步地，本发明在保证除尘效果的同时，降低初次投资，缩短施工工期、降低运行成本。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种自洁净烟气除尘系统，其结构特点是，包括：

—自洁净区，用于对烟气携带的石膏液滴进行置换稀释和对细小粉尘进行捕捉；以及

—液滴捕集器，其至少由第一级液滴捕集器和第二级液滴捕集器组成，用于去除烟气中的液滴；

所述自洁净区设置在喷淋区和第一级液滴捕集器之间和/或设置在第一级液滴捕集器与第二级液滴捕集器之间；所述喷淋区、第一级液滴捕集器和第二级液滴捕集器自下而上设置在吸收塔内；

所述自洁净区和液滴捕集器均设置在位于塔体下部的烟气入口和位于塔体上部的烟气出口之间。

优选所述自洁净区的沿着塔体高度方向的长度小于10米，更优选小于8米。

由此，本发明的自洁净烟气除尘系统布置在现有的吸收塔的除雾区，替代原吸收塔除雾器。工作时，烟气经过喷淋区洗涤后、进入第一级液滴捕集器脱除大粒径液滴，再进入自洁净区、最后经过二级液滴捕集器，或烟气经过喷淋区洗涤后、直接进入自洁净区、再经过第一级液滴捕集器与第二级液滴捕集器。在喷淋区、自洁净区、液滴捕集器的协同作用下，使得烟气出口的粉尘浓度达到“近零”排放的要求，同时该系统脱硫和除尘都在吸收塔内进行减少设备占地面积、减少施工周期，只是增加塔内部件、而且无转动设备和电气设备使得系统运行和维护成本低。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，所述自洁净区包括：

—溢流式筛板，用于在溢流式筛板上表面形成一层清水层而对烟气携带的石膏液滴进行置换稀释和对细小粉尘进行捕捉；

—喷雾装置，用于对溢流式筛板进行冲洗；以及

—排水管网，用于将溢流式筛板溢流出来的水循环利用或者部分排入吸收塔内；

优选所述自洁净区还包括冲洗装置，用于对溢流式筛板进行冲洗；优选所述排水管网固定在溢流式筛板的支撑梁上。

本发明利用管道将溢流式筛板的集液口与排水管网进行连接，可以将溢流式筛板溢流出来的水循环利用或者部分排入吸收塔，可以很好的保证吸收塔的水平衡。

为了使喷嘴产生的水滴可以和细小的粉尘进行凝并团聚成大颗粒，所述喷雾装置包括供水管网和设置在供水管网的各出水口处的喷嘴；优选所述喷嘴产生的水滴粒径为30μm~100μ。由此，可以有利于后续液滴捕集器脱除。

优选地，所述溢流式筛板上的筛孔直径为Ф5~Ф12；优选所述溢流式筛板的开孔率为20%~45%。可以保证机组在30%~100%BMCR工况下不会漏液。

优选地，所述溢流式筛板包括多个同形模块和多个异形模块；所述同形模块位于溢流式筛板的中部位置。进一步地，所述同形模块包括筛板和多个集液口；所述异形模块包括筛板和至少一个集液口，所述集液口四周设置围堰，筛板上开有多个筛孔。

所述液滴捕集器为除雾器。优选地，所述除雾器布置2-3层，除雾器全部布置在自洁净区之后或在自洁净区前布置一层、在自洁净区后布置二层。

由此，所述的溢流式筛板，设置在第一级液滴捕集器与第二级液滴捕集器之间，所述的溢流式筛板包括多个同形模块和多个异形模块，所述同形模块位于溢流式筛板的中部位置，该同形模块包括两个集液口、筛板、加强筋其中集液口四周设置围堰、筛板上开有圆孔，该异形模块包括至少一个集液口、筛板、加强筋，其中集液口四周设置围堰、筛板上开有圆孔。

供水管网挂在第二层（或者第一层）液滴捕集器支撑梁的下方，管网上均匀布置喷嘴、喷淋水可覆盖整个溢流式筛板，可以在溢流式筛板上方形成一层清水层用于对烟气携带的石膏液滴进行置换稀释和对细小粉尘进行捕捉。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种湿法脱硫吸收塔，其包括塔体，设置在塔体下部的烟气入口和设置在塔体上部的烟气出口；所述塔体内自下而上设置有喷淋区和所述的自洁净烟气除尘系统，且自洁净烟气除尘系统位于烟气出口下方。

由此，本发明的自洁净烟气除尘系统设置在湿法脱硫吸收塔内，所述的湿法脱硫吸收塔为常规的吸收塔，一般包括烟气入口、穿流式筛板（也可能没有）、喷淋区、除雾区和烟气出口。

所述喷淋区与烟气入口之间设有穿流式筛板。

工作时，烟气从吸收塔烟气入口进入穿流式筛板，穿过穿流式筛板“腰子”孔时，气流速度加快，将喷淋区落下的浆液吹上，在穿流式筛板上形成一层泡沫层，进而对烟气进行净化，之后烟气经过喷淋区洗涤、进入第一级液滴捕集器脱除大粒径液滴，再进入自洁净区、最后经过二级液滴捕集器。在穿流式筛板、喷淋区区、自洁净区、液滴捕集器的协同作用下，使得烟气出口的粉尘浓度达到“近零”排放的要求，同时该系统脱硫和除尘都在吸收塔内进行减少设备占地面积、减少施工周期，只是增加塔内部件、而且无转动设备和电气设备使得系统运行和维护成本低。

所述的溢流式筛板下方设置冲洗水管网，冲洗水管网布置在溢流式筛板支撑梁下方，冲洗水管网上方设置喷嘴，对溢流式筛板定期进行冲洗，防止石膏浆液在溢流式筛板底部结垢。

所述自洁净烟气除尘系统自下至上依次设置的第一级液滴捕集器、溢流式筛板装置、第二级液滴捕集器和第三级液滴捕集器。这种结构可有效的提高吸收系统的除尘效率。溢流式筛板上方形成一层清水层用于对烟气携带的石膏液滴进行置换稀释和对细小粉尘进行捕捉。同时部分没有被捕捉的细小颗粒与供水喷嘴喷出的小粒径颗粒进行碰撞凝并，变成大粒径的液滴，大液滴再通过第二、三层液滴捕集器除去，从而达到高效除尘除雾的效果。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明的自洁净烟气除尘系统，穿流式筛板装置、溢流式筛板装置、喷淋区、自洁净烟气除尘系统都布置在一个吸收塔内部，自洁净烟气除尘系统结构高度控制在8米之内。无需在塔外布置其他除尘设备就可以保证系统出口烟气含尘浓度达到5mg/Nm³以下。自洁净烟气除尘系统阻力控制在350Pa之内，使得运行阻力小，降低运行成本，同时自洁净烟气除尘系统无新增转动设备，因此系统的维修成本低。

本发明的自洁净烟气除尘系统，占地面积小、施工工期短、投资成本比、运行成本低、维修成本低，特别适合现有锅炉脱硫除尘超低排放改造。

附图说明

图1是本发明一种实施例的结构示意图；

图2是本发明所述自洁净区示意图；

图3是本发明所述溢流式筛板示意图；

图4是本发明所述溢流式筛板的同形模块示意图。

在图中：

1-吸收塔；2-烟气入口；3-穿流式筛板区；4-喷淋区；5-自洁净烟气除尘系统；6-烟气出口；7-自洁净区；8-液滴捕集器；9-喷雾装置；10-溢流式筛板；11-排水管网；12-冲洗装置；13-同形模块；14-集液口；15-筛板；16-加强筋；17-围堰；18-筛孔；19-供水管网；20-供水喷嘴；21-冲洗水管网；22-冲洗水喷嘴； 23-异形模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用来限定本发明的范围。

一种湿法脱硫吸收塔，如图1所示，自洁净烟气除尘系统5布置在吸收塔1内部，所述的吸收塔1下部设有烟气入口2，上部设有烟气出口6，所述的吸收塔1内的烟气入口2与烟气出口6之间从下至上依次设置穿流式筛板3、喷淋区4、自洁净烟气除尘系统5。自洁净烟气除尘系统5布置在最上层喷淋区上方和烟气出口6之间。烟气从吸收塔烟气入口进入穿流式筛板3，之后烟气经过喷淋区4洗涤、进入自洁净烟气除尘系统5。在穿流式筛板3、喷淋区4、自洁净烟气除尘系统5的协同作用下，使得烟气出口的粉尘浓度达到“近零”排放的要求。

如图2-4所示，所述的自洁净烟气除尘系统5包括：

—自洁净区7，其设置在喷淋区和第一级液滴捕集器之间或第一级液滴捕集器与第二级液滴捕集器之间，用于对烟气携带的石膏液滴进行置换稀释和对细小粉尘进行捕捉，

—液滴捕集器8，用于去除烟气中的液滴，因经过自洁净区7后烟气携带的石膏液滴固含量下降，因此可以采用普通除雾器进行液滴捕集。

所述的自洁净区7，如图2所示，设有喷雾装置9、溢流式筛板10、排水管网11、冲洗装置12。

工作时，烟气从喷淋区4淋洗后，经过第一级液滴捕集器脱除大直径液滴，小直径液滴随烟气进入自洁净区7，小直径液滴和细小粉尘在自清洁装置的溢流式筛板上与板上清水一起激烈湍动而被清水吸附进入水中。未被吸附的液滴和粉尘将和喷雾装置9喷出的雾滴相互凝并长大而被后面液滴捕集器去除。所述的喷雾装置9包括冲洗水管网19和喷嘴20，所述喷嘴20产生雾化粒子粒径为30μm~100μm可以和细小的粉尘进行凝并团聚成大颗粒，进而有利于后续二级液滴捕集器脱除，同时，此喷雾水也可以为自洁净区7中的每个溢流式筛板10提供水源。当溢流式筛板上水层高于溢流堰时，水将从溢流孔中流出，进入排水管网。所述的排水管网11挂在溢流式筛板的支撑梁下方，利用管道将溢流式筛板的集液口与排水管网进行连接，可以将溢流式筛板溢流出来的水循环利用或者部分排入吸收塔，可以很好的保证吸收塔的水平衡。

为防止溢流式筛板底部结垢堵塞筛孔，在溢流式筛板下设置了冲洗装置12。所述的冲洗装置12包括冲洗水管网21和喷嘴22，冲洗水管网21布置在溢流式筛板10支撑梁下方，冲洗水管网上方设置喷嘴22，对溢流式筛板10定期进行冲洗，防止石膏浆液在溢流式筛板10底部结垢。

如图3为溢流式筛板示意图，所述的溢流式筛板10其结构由多个同形模块13和异形模块23拼装而成。同形模块13布置于溢流式筛板10的中间位置，溢流式筛板10同形模块见图4，它包括两个集液口14、筛板15、加强筋16其中集液口14四周设置围堰17、筛板上开有圆孔18。烟气通过溢流式筛板10上的圆孔18，因流通面积减少，烟气加速进入筛板，与喷雾装置9产生雾化水以及液滴捕集器8的冲洗水逆向冲击进而在溢流式筛板10上形成一层清水层，携带石膏液滴的烟气进入清水层后，石膏液滴被清水稀释或者溶解在清水层里面，进而减少出口烟气中石膏固体颗粒物的含量，同时烟气的细小颗粒物经过清水层时被脱除，可以很好的保证出口烟气中固体颗粒物的含量＜5mg/Nm³，溢流式筛板采用合适的开孔率和开孔大小，使得液滴不能从筛孔中下落，而是通过溢流式筛板10的集液口14排出，进入排水管网11，集液口14四周设置围堰17，可以使得溢流式筛板10上的清水层保持一定的高度。

本发明中，在吸收塔内增设自洁净烟气除尘系统，在吸收塔喷淋区、自洁净区、液滴捕集器共同作用下，使烟气的脱硫除尘在吸收塔内共同完成，既保证了较高的脱硫除尘效率，并且单塔整体布置减少占地，节约投资；特别适合场地有限、改造工期短的电厂。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自洁净烟气除尘系统，其特征在于，包括：

—自洁净区（7），用于对烟气携带的石膏液滴进行置换稀释和对细小粉尘进行捕捉；以及

—液滴捕集器（8），其至少由第一级液滴捕集器和第二级液滴捕集器组成，用于去除烟气中的液滴；

所述自洁净区（7）设置在喷淋区和第一级液滴捕集器之间和/或设置在第一级液滴捕集器与第二级液滴捕集器之间；所述喷淋区、第一级液滴捕集器和第二级液滴捕集器自下而上设置在吸收塔（1）内；

所述自洁净区（7）和液滴捕集器（8）均设置在位于塔体下部的烟气入口（2）和位于塔体上部的烟气出口（6）之间。

2.根据权利要求1所述的自洁净烟气除尘系统，其特征在于，所述自洁净区（7）包括：

—溢流式筛板（10），用于在溢流式筛板（10）上表面形成一层清水层而对烟气携带的石膏液滴进行置换稀释和对细小粉尘进行捕捉；

—喷雾装置（9），用于对溢流式筛板（10）进行冲洗；以及

—排水管网（11），用于将溢流式筛板溢流出来的水循环利用或者部分排入吸收塔内；

优选所述自洁净区（7）还包括冲洗装置（12），用于对溢流式筛板（10）进行冲洗；优选所述排水管网（11）固定在溢流式筛板（10）的支撑梁上。

3.根据权利要求2所述的自洁净烟气除尘系统，其特征在于，所述喷雾装置（9）包括供水管网（19）和设置在供水管网（19）的各出水口处的喷嘴（20）；优选所述喷嘴（20）产生的水滴粒径为30μm~100μ。

4.根据权利要求2所述的自洁净烟气除尘系统，其特征在于，所述溢流式筛板（10）上的筛孔（18）直径为Ф5~Ф12；优选所述溢流式筛板的开孔率为20%~45%。

5.根据权利要求2所述的自洁净烟气除尘系统，其特征在于，所述溢流式筛板（10）包括多个同形模块（13）和多个异形模块（23）；所述同形模块位于溢流式筛板的中部位置。

6.根据权利要求5所述的自洁净烟气除尘系统，其特征在于，所述同形模块包括筛板（15）和多个集液口（14）；所述异形模块包括筛板（15）和至少一个集液口（14），所述集液口（14）四周设置围堰（17），筛板（15）上开有多个筛孔（18）。

7.根据权利要求1-6之一所述的自洁净烟气除尘系统，其特征在于，所述液滴捕集器（8）为除雾器。

8.根据权利要求7所述的自洁净烟气除尘系统，其特征在于，所述除雾器布置2-3层，除雾器全部布置在自洁净区之后或在自洁净区（7）前布置一层、在自洁净区（7）后布置二层。

9.一种湿法脱硫吸收塔，包括塔体，设置在塔体下部的烟气入口（2）和设置在塔体上部的烟气出口（6）；其特征在于，所述塔体内自下而上设置有喷淋区（4）和如权利要求1-8之一所述的自洁净烟气除尘系统（5），且自洁净烟气除尘系统（5）位于烟气出口（6）下方。

10.根据权利要求9所述的湿法脱硫吸收塔，其特征在于，所述喷淋区（4）与烟气入口（2）之间设有穿流式筛板（3）。