烟气除尘脱硫塔及除尘脱硫方法技术

本发明专利技术公开了一种烟气除尘脱硫塔及除尘脱硫方法。本发明专利技术的烟气除尘脱硫塔，包括预处理单元、深度处理单元及塔底持液槽，所述的预处理单元与深度处理单元通过烟气管道连通。所述的预处理单元由上至下依次为急冷喷淋区、一级喷淋区、文丘里格栅洗涤区；所述的深度处理单元由下至上依次为中部持液槽区、二级喷淋区、除雾区和烟气排放区。本发明专利技术在一个塔内实现了烟气除尘、脱硫及除雾的三重功能，各功能区域协同配合，相互促进，大幅降低了设备的占地面积，显著减少了装置建设、改造所需的费用。

Flue gas dust removal desulfurization tower and dust removal and desulfurization method

The invention discloses a flue gas dust removal desulfurization tower and a dust removal and desulfurization method. The flue gas dedusting and desulfurization tower of the invention comprises a pretreatment unit, a depth treatment unit and a liquid holding tank at the bottom of the tower. The pretreatment unit is connected with the depth treatment unit through a flue gas pipeline. The pretreatment unit is in turn a quench spray area, a primary spray area and a Venturi grille washing area from top to bottom, and the advanced treatment unit is in turn a central holding tank area, a secondary spray area, a demister area and a flue gas discharge area from bottom to top. The invention realizes the triple functions of flue gas dust removal, desulfurization and mist removal in a tower, and each functional area cooperates with each other, promotes each other, greatly reduces the floor area of the equipment, and significantly reduces the cost of the installation construction and transformation.

【技术实现步骤摘要】
烟气除尘脱硫塔及除尘脱硫方法
本专利技术属于工业废气净化领域，涉及烟气除尘脱硫塔及除尘脱硫方法。
技术介绍
锅炉烟气及工厂排放的烟气中含有二氧化硫及粉尘，二氧化硫及粉尘均是大气污染物的主要组成粉尘，二氧化硫是形成酸雨的主要原因，粒径较小的粉尘是形成的雾霾罪魁祸首之一。湿法脱硫具有脱硫率高、装置运行可靠、操作简单等优点，因而世界各国现有的烟气脱硫技术主要以湿法脱硫为主。传统的湿法脱硫技术主要有石灰石-石膏法、双碱法脱硫、钠碱法脱硫、氨法脱硫法等。上述烟气脱硫技术主要采用逆流喷淋，碱性浆液从脱硫塔上方进行喷淋，在重力作用下自由沉降与烟气逆流接触实现脱硫反应。烟气中粉尘的粒径较小，大部分在0.1~200µm之间，目前烟气除尘技术主要是布袋式除尘技术、静电除尘技术、湿式除尘技术。由于烟气中含有水分，粉尘在布袋式除尘器的滤袋上吸湿黏结，堵塞滤袋的孔隙，因而需频繁对滤袋进行清理或更换，布袋式除尘器的应用受到极大的限制；静电除尘器的主要缺点是造价偏高，安装、维护、管理要求严格，需要高压变电及整流控制设备，电耗较高，且占地面积较大；湿式除尘技术主要通过喷淋水除去烟气中携带的粉尘，粒径较小的液滴与粉尘结合后仍然会随烟气排出烟囱。2015年12月11日环境保护部、国家发展改革委员会、国家能源局联合发布《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》（环发[2015]164号），方案中规定到2020年全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超洁净排放，即在基准氧含量6%条件下，烟气粉尘≯10mg/Nm3，SO2≯35mg/Nm3。现有的湿法脱硫装置难以满足排放标准的要求。专利技术内容针对现有技术的不足，本专利技术提供一种烟气除尘脱硫塔及除尘脱硫方法，本专利技术的烟气脱硫塔在预处理单元实现烟气的急冷、脱硫及除尘，在深度处理单元实现烟气的深度脱硫、除尘和除雾，满足国家超洁净排放的要求，本专利技术方法流程短、设备少、占地面积少，具有广阔的应用前景。本专利技术的烟气除尘脱硫塔，包括预处理单元、深度处理单元及塔底持液槽，预处理单元与深度处理单元通过烟气管道连通，三者构成“丩形”双塔结构；预处理单元由上至下依次为急冷喷淋区、一级喷淋区、文丘里格栅洗涤区；深度处理单元由下至上依次为中部持液槽区、二级喷淋区、除雾区和烟气排放区。本专利技术的烟气除尘脱硫塔，所述的预处理单元与深度处理单元塔径比为0.2~1，优选为0.4~1。所述的急冷喷淋区顶部与烟气管线相连；急冷喷淋区轴向上设置若干个开口向上或向下的大口径雾化喷嘴，各大口径雾化喷嘴与喷淋管线I相连，大口径雾化喷嘴的入口接头管径与急冷喷淋区的塔径比例为0.005~0.1，优选为0.01~0.06；所述的大口径雾化喷嘴喷淋角度为60~150°，优选角度为120~150°；喷淋的水雾呈实心圆锥形，圆锥形底面直径大于急冷喷淋区的塔径；优选至少包含一对开口相对（一个开口向下，另一个开口向上）的大口径雾化喷嘴，更优选为2~3对；每对开口相对的大口径雾化喷嘴喷淋出的两个圆锥形面互相撞击形成覆盖整个塔径的平面，该平面对烟气进行全面的有效拦截，实现烟气的急冷降温，并脱除烟气中携带的粉尘和二氧化硫。每根喷淋管线I可以连接1个大口径雾化喷嘴或开口方向相反的2个大口径雾化喷嘴；所述的大口径雾化喷嘴的入口接头管径一般可以为DN50~200。所述的一级喷淋区设置一层或多层喷淋管线II，设置多层喷淋管线II时，喷淋管线II之间的距离为0.5~5m，优选距离为1~2.5m；所述的喷淋管线II连接循环浆液管线II，喷淋管线II上设置有多个雾化喷嘴；所述的一级喷淋区用于将循环浆液雾化，雾化后的小液滴与烟气并流接触，脱除烟气中携带的粉尘和二氧化硫。所述的文丘里格栅洗涤区设置有一层或多层文丘里格栅，采用多层文丘里格栅时上下相邻的两层文丘里格栅交错设置；所述的文丘里格栅用以增强循环浆液对粉尘和SO2的洗涤效果，增加对烟气中粉尘和SO2的脱除率。所述的塔底持液槽区靠近塔壁一侧分别连接碱性溶液管线I、塔底溢流管线和液位计；所述的碱性溶液管线I上设置流量调节阀，用于向塔底浆液中加注碱性溶液调节其pH值；所述的塔底溢流管线用于在塔底浆液的液位超过设定值时自动排放塔底浆液，避免塔底浆液堵塞烟气管道；所述的塔底持液槽区底部连接塔底浆液抽出管线，塔底浆液抽出管线与塔底循环泵相连，实现了塔底浆液在急冷喷淋区与一级喷淋区的循环喷淋。所述的中部持液槽区设置若干升气筒，来自预处理单元的烟气经烟气管道进入深度处理单元，通过升气筒进入二级喷淋区；所述的中部持液槽区设置一个或多个溢流管，溢流管高度低于升气筒高度，中部持液槽内的循环液通过溢流管进入塔底持液槽；所述的中部持液槽底部连接有中部循环液抽出管线，中部循环液抽出管线与中部循环泵相连，实现了中部循环液在二级喷淋区的循环喷淋。所述的中部持液槽区靠近塔壁一侧连接有新鲜水管线和碱性溶液管线II；所述的新鲜水管线上设置流量调节阀，根据塔底液位计反馈的信号调节新鲜水的流量，用于控制塔底持液槽区的液位；所述的碱性溶液管线II上设置有流量调节阀，根据中部循环液抽出管线上设置的pH计反馈的信号调节向中部持液槽区加注的碱性溶液的流量。所述的二级喷淋区设置一层或多层喷淋管线III，设置多层喷淋管线III时，喷淋管线III之间的距离为0.5~5m，优选距离为1~2.5m；所述的喷淋管线III连接中部循环液管线，喷淋管线III上设置有多个雾化喷嘴；所述的二级喷淋区用于将循环液雾化，雾化后的小液滴与烟气逆流接触，对烟气中进行深度除尘和脱硫。所述的二级喷淋区与除雾区优选通过倒锥体形变径相连，所述的除雾区与二级喷淋区的塔径比为1.2~3。所述的除雾区设置有除雾器，除雾器包括若干个并列的除雾组件，每个除雾组件均包括升气管和外筒，外筒设置在升气管的外侧，优选与升气管在同一轴线上；升气管固定在除雾区塔盘上，升气管的顶部设置封盖板；升气管的圆周上均匀设置若干整流通道，整流通道沿升气管外壁的切线方向水平嵌入，整流通道靠近外筒一侧的侧壁I与升气管管壁相切，另一侧壁II与升气管管壁相交，各整流通道旋转方向相同；整流通道顶部与封盖板齐平，底部与升气管管壁相交。所述的除雾器中，整流通道一般设置1~12个，优选4-8个。整流通道的壁厚优选与升气管的壁厚相同。所述的除雾器中，整流通道的长度l为侧壁II的长度，宽度w为整流通道两侧壁间的最大水平距离，高度h为整流通道顶部和底部间的最大垂直距离；其中长度l为宽度w的2~5倍，优选为3~4倍；整流通道的截面形状为矩形、椭圆形、圆形、梯形或半圆形等中的一种或几种组合，优选为矩形、椭圆形或圆形中的一种或几种组合。整流通道的尺寸根据实际的工况或设计需求，由本领域技术人员予以确定，如所述整流通道的高度h一般为20～600mm，优选为100～300mm；整流通道的宽度w一般为10～200mm，优选为20～100mm。整流通道的总截面积为升气管横截面积的0.2~0.9倍，优选为升气管横截面积的0.3~0.6倍。所述的除雾器中，整流通道的侧壁II末端可以与升气管内壁齐平或伸入到升气管内部一定距离m，m为长度l的0.1~0.9倍，优选为0.3~0.6倍。当整流通道的侧壁II末端与升气管内壁齐平时，整流通道底部末端也与升气管内壁齐平；当整流通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气除尘脱硫塔，其特征在于：包括预处理单元、深度处理单元及塔底持液槽，预处理单元与深度处理单元通过烟气管道连通，三者构成”丩形”双塔结构；预处理单元由上至下依次为急冷喷淋区、一级喷淋区、文丘里格栅洗涤区；深度处理单元由下至上依次为中部持液槽区、二级喷淋区、除雾区和烟气排放区；所述的急冷喷淋区顶部与烟气管线相连；急冷喷淋区轴向上设置若干个开口向上或向下的大口径雾化喷嘴，各大口径雾化喷嘴与喷淋管线I相连，大口径雾化喷嘴的入口接头管径与急冷喷淋区的塔径比例为0.005~0.1，大口径雾化喷嘴喷淋角度为60~150°。

【技术特征摘要】
1.一种烟气除尘脱硫塔，其特征在于：包括预处理单元、深度处理单元及塔底持液槽，预处理单元与深度处理单元通过烟气管道连通，三者构成”丩形”双塔结构；预处理单元由上至下依次为急冷喷淋区、一级喷淋区、文丘里格栅洗涤区；深度处理单元由下至上依次为中部持液槽区、二级喷淋区、除雾区和烟气排放区；所述的急冷喷淋区顶部与烟气管线相连；急冷喷淋区轴向上设置若干个开口向上或向下的大口径雾化喷嘴，各大口径雾化喷嘴与喷淋管线I相连，大口径雾化喷嘴的入口接头管径与急冷喷淋区的塔径比例为0.005~0.1，大口径雾化喷嘴喷淋角度为60~150°。2.按照权利要求1所述的烟气除尘脱硫塔，其特征在于：所述的预处理单元与深度处理单元塔径比为0.2~1。3.按照权利要求1所述的烟气除尘脱硫塔，其特征在于：急冷喷淋区轴向上设置的大口径雾化喷嘴中，至少包含一对开口相对的大口径雾化喷嘴。4.按照权利要求1所述的烟气除尘脱硫塔，其特征在于：所述的一级喷淋区设置一层或多层喷淋管线II，设置多层喷淋管线II时，喷淋管线II之间的距离为0.5~5m；所述的喷淋管线II连接循环浆液管线II，喷淋管线II上设置有多个雾化喷嘴。5.按照权利要求1所述的烟气除尘脱硫塔，其特征在于：所述的文丘里格栅洗涤区设置有一层或多层文丘里格栅；采用多层文丘里格栅时上下相邻的两层文丘里格栅交错设置。6.按照权利要求1所述的烟气除尘脱硫塔，其特征在于：所述的塔底持液槽区靠近塔壁一侧分别连接碱性溶液管线I、塔底溢流管线和液位计I；所述的碱性溶液管线I上设置流量调节阀，用于向塔底浆液中加注碱性溶液调节其pH值；所述的塔底持液槽区底部连接塔底浆液抽出管线，塔底浆液抽出管线与塔底循环泵相连。7.按照权利要求1所述的烟气除尘脱硫塔，其特征在于：所述的中部持液槽区设置若干升气筒，来自预处理单元的烟气经烟气管道进入深度处理单元，通过升气筒进入二级喷淋区；所述的中部持液槽区设置一个或多个溢流管，溢流管高度低于升气筒高度，中部持液槽内的循环液通过溢流管进入塔底持液槽；所述的中部持液槽底部连接有中部循环液抽出管线，中部循环液抽出管线与中部循环泵相连。8.按照权利要求1所述的烟气除尘脱硫塔，其特征在于：所述的中部持液槽区靠近塔壁一侧连接有新鲜水管线和碱性溶液管线II；所述的新鲜水管线上设置流量调节阀，根据塔底液位计反馈的信号调节新鲜水的流量，用于控制塔底持液槽区的液位；所述的碱性溶液管线II上设置有流量调节阀，根据中部循环液抽出管线上设置的pH计反馈的信号调节向中部持液槽区加注的碱性溶液的流量。9.按照权利要求1所述的烟气除尘脱硫塔，其特征在于：所述的二级喷淋区设置一层或多层喷淋管线III；设置多层喷淋管线III时，喷淋管线III之间的距离为0.5~5m；所述的喷淋管线III连接中部循环液管线，喷淋管线III上设置有多个雾化喷嘴。10.按照权利要求1所述的烟气除尘脱硫塔，其特征在于：所述的除雾区设置有除雾器，除雾器包括若干个并列的除雾组件，每个除雾组件均包括升气管和外筒，外筒设置在升气管的外侧；升气管固定在除雾区塔盘上，升气管的顶部设置封盖板；升气管的圆周上均匀设置若干整流通道，整流通道沿升气管外壁的切线方向水平嵌入，整流通道靠近外筒一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，李欣，方向晨，刘忠生，刘淑鹤，韩天竹，王海波，王昊辰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11