【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及烟气排放控制，特别涉及一种烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置及方法。
技术介绍
1、在能源、石化、冶金、化工等领域的生产过程中会产生大量的烟气，这些烟气中含有大量的so2、nox和粉尘(颗粒物)等有害物质，这些有害物质引起了一系列的环境问题，如雾霾、酸雨、温室效应等，对生态环境造成严重污染。目前，环保领域在烟气脱硫和尾气除尘的工艺过程中，普遍采用湿法工艺，如湿法脱硫工艺，即在脱硫吸收塔中通过喷淋碱液洗去或吸收烟气中的so2及粉尘(颗粒物)，湿法处理后排放的湿烟气中还含有由硫酸、硫酸盐、液态水、可溶性盐、烟尘等物质组成的微小的液滴和颗粒物，不仅对工艺设备造成严重的腐蚀和积垢，同时对大气造成污染，严重危害生态环境。湿法脱硫工艺普遍在吸收塔顶部设置除雾器，现有的除雾器只能脱除20μm以上的液滴(jb/t 10989-2010)，无法脱除烟气中的粒径更小的液滴和粉尘(颗粒物)。
2、现有技术中存在通过向烟气中喷入冷却介质对烟气进行直接喷淋冷却的技术方案：通过对烟气进行冷却，实现烟气中cpm(可凝结颗粒物)的冷凝形成微细颗粒物(即比细颗粒物pm2.5粒径更小的颗粒物)，烟气冷却后水蒸气以cpm形成的微细颗粒物及烟气中粉尘、so3气溶胶(硫酸雾)等其他微细颗粒物为凝结核冷凝析出，微细颗粒物的粒径增大，进而被脱除。但这类方案往往需要单独设置冷凝塔及配套的冷凝系统、除雾器等，需要较多的占地面积，或者大幅增加脱硫塔体高度，投资较高难以满足布置紧凑的脱硫系统改造。
3、例如，中国专利申请cn108014578a
4、因此，亟需一种在无需额外占地面积和大幅增加塔体高度的脱硫塔，可有效脱除烟气中的雾滴及可凝结颗粒物。
5、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置及方法，该装置设置在脱硫塔内，无需使用额外的除雾设备且无需增加塔体高度，且可有效脱除烟气中的雾滴及微细颗粒物。
2、为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，该装置设置在脱硫塔内，包括：雾化喷嘴，其数量为多个且固定在脱硫塔内的冷凝水管线上，用于将冷凝水雾化喷淋形成覆盖脱硫塔横截面的冷凝水雾；气液分离组件，其数量为多个且固定在塔盘上，该气液分离组件为筒状结构，烟气入口设于塔盘下方且与筒壁横向相切；经雾化喷淋的烟气进入烟气入口后螺旋上升，微细颗粒物之间碰撞后产生聚并，聚并后的颗粒物被冷凝水雾滴捕集并在离心撞击筒壁后与烟气分离；烟气出口设于塔盘上方且对称倾斜向下设置，相邻气液分离组件流出的烟气形成对撞，脱除雾滴及微细颗粒物。
3、进一步，上述技术方案中，气液分离组件可包括：直筒段，其外壁与塔盘密封连接，烟气入口设于直筒段下部，烟气出口设于直筒段上部，直筒段顶部设有上顶板；锥筒段，其位于直筒段下方且与直筒段一体成型，用于接收来自直筒段筒壁的夹带微细颗粒物的雾滴，并将集液排放至塔盘下方。
4、进一步，上述技术方案中，气液分离组件的筒状结构可设有双层壁面，其中内壁面为镂空壁面，内、外壁面之间形成中空结构。
5、进一步，上述技术方案中，上顶板的下方可设有倒锥形的下顶板，下顶板的锥尖处设有引液管，该引液管贯穿直筒段和所述锥筒段；下顶板上均匀布设通孔，部分来自直筒段的螺旋上升烟气从所述通孔进入上顶板和下顶板围合的空间中并形成对撞。
6、进一步，上述技术方案中，通孔外沿可设有朝向上顶板延伸的导流片。
7、进一步，上述技术方案中，该装置还可包括：聚结脱除组件，其设置在气液分离组件的上方并接收来自气液分离组件烟气出口流出且对撞后的烟气，用于聚结烟气中的雾滴及微细颗粒物、并在粒径增大后在离心力的作用下将雾滴及微细颗粒物甩向脱硫塔壁面。
8、进一步，上述技术方案中，聚结脱除组件可包括：聚结元件，其可设置为毛刷状结构且数量为多个，每个聚结元件一端固定在中心轴上，多个聚结元件沿中心轴的轴向和径向均匀间隔分布。
9、进一步，上述技术方案中，聚结脱除组件还可包括叶轮和/或驱动电机；叶轮可设置在聚结元件下方且固定在中心轴上，在上升烟气的作用下，叶轮驱动中心轴并带动聚结元件旋转；驱动电机与中心轴连接，用于驱动中心轴并带动聚结元件旋转。
10、根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的方法，应用前述的装置，包括如下步骤：a、经冷凝雾化喷淋后的烟气从气液分离组件位于塔盘下部的烟气进口切向进入气液分离组件的直筒段；b、进入所述直筒段的烟气螺旋上升，微细颗粒物之间碰撞后产生聚并，聚并后的颗粒物被冷凝水雾滴捕集并在离心撞击筒壁后与烟气分离；c、烟气在气液分离组件的出口处倾斜向下流出，相邻气液分离组件流出的烟气形成对撞，脱除雾滴及微细颗粒物。
11、进一步，上述技术方案中，步骤b中的筒壁可以为双层结构，夹带微细颗粒物的雾滴透过内壁的镂空孔后沿内、外壁之间的中空部分流向气液分离组件的锥筒段并通过排液管排出。
12、进一步，上述技术方案中，步骤b和步骤c之间可包括如下步骤：螺旋上升的烟气撞击上顶板，将烟气中的雾滴及微细颗粒物脱除。
13、进一步，上述技术方案中，步骤b和步骤c之间可包括如下步骤：螺旋上升的烟气在上顶板和下顶板围合的空间中形成对撞，将烟气中的雾滴及微细颗粒物脱除。
14、进一步，上述技术方案中，该方法还可包括如下步骤：d、对撞后的烟气继续上升进入聚结脱除组件所在的空间，在聚结元件上聚结后的雾滴及微细颗粒物粒径增大，在离心力的作用下所述雾滴及微细颗粒物被甩向脱硫塔壁面。
15、进一步，上述技术方案中，在离心力的作用下雾滴及微细颗粒物被甩向脱硫塔壁面具体为：在上升烟气的作用下，通过位于聚结元件下方的叶轮驱动中心轴并带动聚结元件旋转，形成离心力；和/或，通过驱动电机驱动中心轴并带动聚结元件旋转，形成离心力。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
17、1)与现有湿法脱硫系统的除雾器相比，本专利技术在脱除雾滴的同时，还能够实现可凝结颗粒物的有效脱除，具有良好的环境效益；
18、2)本专利技术可实现现有除雾器的原位更换，更换后塔体高度不变，占地面积不变，塔体的重量变化不大，因而塔体基础无需加固，可大幅降低改造成本；
19、3)本专利技术的气液分离组件的烟气进口的流通面积之和远小于塔体的横本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，设置在脱硫塔内，包括：
2.根据权利要求1所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述气液分离组件包括：
3.根据权利要求1所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述气液分离组件的筒状结构设有双层壁面，其中内壁面为镂空壁面，内、外壁面之间形成中空结构。
4.根据权利要求2所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述上顶板的下方设有倒锥形的下顶板，下顶板的锥尖处设有引液管，该引液管贯穿所述直筒段和所述锥筒段；所述下顶板上均匀布设通孔，部分来自所述直筒段的螺旋上升烟气从所述通孔进入所述上顶板和下顶板围合的空间中并形成对撞。
5.根据权利要求4所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述通孔外沿设有朝向所述上顶板延伸的导流片。
6.根据权利要求1所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述装置还包括：
7.根据权利要求6所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述聚结脱除组件
8.根据权利要求7所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述聚结脱除组件还包括叶轮和/或驱动电机；
9.一种烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的方法，其特征在于，应用如权利要求1至8中任意一项所述的装置，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的方法，其特征在于，所述步骤B中的筒壁为双层结构，夹带微细颗粒物的雾滴透过内壁的镂空孔后沿内、外壁之间的中空部分流向气液分离组件的锥筒段并通过排液管排出。
11.根据权利要求9所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的方法，其特征在于，所述步骤B和步骤C之间包括如下步骤：螺旋上升的烟气撞击上顶板，将烟气中的雾滴及微细颗粒物脱除。
12.根据权利要求9所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的方法，其特征在于，所述步骤B和步骤C之间包括如下步骤：螺旋上升的烟气在上顶板和下顶板围合的空间中形成对撞，将烟气中的雾滴及微细颗粒物脱除。
13.根据权利要求9所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
14.根据权利要求13所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的方法，其特征在于，所述在离心力的作用下所述雾滴及微细颗粒物被甩向脱硫塔壁面具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，设置在脱硫塔内，包括：
2.根据权利要求1所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述气液分离组件包括：
3.根据权利要求1所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述气液分离组件的筒状结构设有双层壁面，其中内壁面为镂空壁面，内、外壁面之间形成中空结构。
4.根据权利要求2所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述上顶板的下方设有倒锥形的下顶板，下顶板的锥尖处设有引液管，该引液管贯穿所述直筒段和所述锥筒段；所述下顶板上均匀布设通孔，部分来自所述直筒段的螺旋上升烟气从所述通孔进入所述上顶板和下顶板围合的空间中并形成对撞。
5.根据权利要求4所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述通孔外沿设有朝向所述上顶板延伸的导流片。
6.根据权利要求1所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述装置还包括：
7.根据权利要求6所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物的装置，其特征在于，所述聚结脱除组件包括：
8.根据权利要求7所述的烟气协同脱除雾滴及微细颗粒物...
【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，金平，李欣，陈益民，韩天竹，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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