協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括濕式脫硫塔以及置于濕式脫硫塔外部的冷卻器，濕式脫硫塔底部設(shè)有吸收劑漿液池，濕式脫硫塔上部由下而上設(shè)置多層噴淋機(jī)構(gòu)，噴淋機(jī)構(gòu)的上方設(shè)有除霧器，冷卻器的進(jìn)口與吸收劑漿液池連通，冷卻器的出口與噴淋機(jī)構(gòu)相連，在吸收劑漿液池上方噴淋機(jī)構(gòu)下方的濕式脫硫塔的塔壁上設(shè)有連接煙氣進(jìn)管的進(jìn)口，濕式脫硫塔的最頂端連接煙氣出管，在除霧器下方、煙氣進(jìn)管上方的濕式脫硫塔內(nèi)部區(qū)域?yàn)橄嘧兡Y(jié)除塵層。本發(fā)明通過對(duì)濕式脫硫塔循環(huán)所用吸收劑漿液進(jìn)行塔外冷卻，使?jié)袷矫摿蛩?nèi)煙氣達(dá)到飽和，并且以微細(xì)粉塵為凝結(jié)核凝聚，微細(xì)粉塵變大后降落或被除霧器和除塵器除去。
【專利說明】協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煙氣中煙塵脫除技術(shù)，特別是涉及一種協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)越來越重視，微細(xì)顆粒物、SO3酸霧、重金屬(如汞)等以氣溶膠形式存在的污染物的減排已被提到了議事日程，國(guó)家新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)原有排放標(biāo)準(zhǔn)要求大幅提高，同時(shí)將汞、PM2.5納入環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2013年I月28日，中國(guó)氣象局首次將反映空氣質(zhì)量的PM2.5濃度與大氣能見度、相對(duì)濕度等氣象要素并列為預(yù)警分級(jí)的重要指標(biāo)。
[0003]目前，燃煤電廠的煙氣脫硫技術(shù)絕大部分采用濕法煙氣脫硫技術(shù)，如何有效地減輕微細(xì)顆粒物、氣溶膠，以及有效地減輕濕法脫硫凈化所不能避免的石膏細(xì)顆粒(即“石膏雨”)及SO3對(duì)環(huán)境的影響，有效地降低PM2.5細(xì)微顆粒物、重金屬離子對(duì)人體健康帶來的危害，已成為當(dāng)今大氣污染物治理行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
[0004]燃煤是引起我國(guó)大氣環(huán)境中煙塵含量增加的主要原因。因此控制燃煤煙塵排放是迫切需要解決的關(guān)鍵問題。新的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后，傳統(tǒng)的煙氣治理設(shè)備不能達(dá)到理想的治理效果。
[0005]1976年，美國(guó)Colorado礦業(yè)學(xué)校的斯考溫格德和布朗在一份研宄報(bào)告中提出，采用微細(xì)的水霧捕塵能解決呼吸性煤塵的除塵問題。文章指出，人們?cè)缇驼J(rèn)識(shí)到，一般的噴霧對(duì)除呼吸性粉塵效果不佳是因?yàn)樗F的粒徑太大(粒徑200-600 μ m)。從空氣動(dòng)力學(xué)原理來說，更細(xì)的、與塵粒徑相近的水霧更能有效地從氣流中除去粉塵。因此，人們不斷在改進(jìn)噴霧器的結(jié)構(gòu)，使水霧噴得更細(xì)。但是，隨著水霧越來越細(xì)，擔(dān)心水霧在捕捉到粉塵之前就會(huì)在相對(duì)濕度不到10%的空間迅速蒸發(fā)掉，從而阻止了人們對(duì)噴霧器的進(jìn)一步研宄。斯考溫格德和布朗經(jīng)過研宄后提出了新見解，認(rèn)為當(dāng)水霧蒸發(fā)為蒸汽后就進(jìn)入了云物理學(xué)范疇，這時(shí)另一種機(jī)理一冷凝核化的機(jī)理將起重要的作用，這就是當(dāng)水霧不斷大量蒸發(fā)，空氣中濕度會(huì)迅速飽和，飽和后的水汽會(huì)直接在塵粒上凝聚，使粒徑不斷增大。雖然增大的速度與塵的親水性溫度、電荷等等因素有關(guān)，但是，這種增大不需要太多，只要到10?20μπι就會(huì)落下或輕易地被一般水霧除去，顯現(xiàn)出對(duì)控制微細(xì)的呼吸性粉塵的良好效果。
[0006]目前，煙氣濕法脫硫技術(shù)已越來越成熟和普及，在脫硫塔內(nèi)高溫?zé)煔馀c脫硫液相接觸，發(fā)生強(qiáng)烈的傳熱傳質(zhì)過程，高溫?zé)煔馐共糠置摿蛭找浩?，煙氣相?duì)濕度增大，煙溫降低并可接近飽和狀態(tài)，但是現(xiàn)有煙氣濕法脫硫技術(shù)中，達(dá)不到飽和，因此沒有水汽在塵粒上的凝聚，所以現(xiàn)有濕法煙氣脫硫技術(shù)雖可有效脫除SO2和粗粉塵，但對(duì)呼吸性粉塵的捕集效率很低，造成大量呼吸性粉塵排入大氣環(huán)境。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無法在脫硫過程中去除煙氣中的呼吸性粉塵的問題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)，其包括濕式脫硫塔以及置于濕式脫硫塔外部的冷卻器，所述濕式脫硫塔底部設(shè)有吸收劑漿液池，濕式脫硫塔上部由下而上設(shè)置多層噴淋機(jī)構(gòu)，噴淋機(jī)構(gòu)的上方設(shè)有除霧器，其中頂部的至少一層噴淋機(jī)構(gòu)構(gòu)成相變凝結(jié)除塵區(qū)，所述冷卻器的進(jìn)口與所述吸收劑漿液池連通，冷卻器的出口與所述噴淋機(jī)構(gòu)相連，在吸收劑漿液池上方噴淋機(jī)構(gòu)下方的濕式脫硫塔的塔壁上設(shè)有連接煙氣進(jìn)管的進(jìn)口，濕式脫硫塔的最頂端連接煙氣出管，在除霧器下方、煙氣進(jìn)管上方的濕式脫硫塔內(nèi)部區(qū)域?yàn)橄嘧兡Y(jié)除塵層。
[0009]優(yōu)選的，還包括置于所述濕式脫硫塔外部的吸收劑制備系統(tǒng)，所述吸收劑制備系統(tǒng)與所述吸收劑漿液池相連。
[0010]優(yōu)選的，還包括置于所述濕式脫硫塔外部的吸收劑制備系統(tǒng)，所述吸收劑制備系統(tǒng)與位于下方的一層或多層所述噴淋機(jī)構(gòu)相連。
[0011]優(yōu)選的，還包括設(shè)在所述煙氣進(jìn)管和所述煙氣出管上的煙氣換熱器或者煙氣再熱器。
[0012]本發(fā)明還提供一種能脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫方法，其包括以下步驟:
[0013]I)噴淋增濕脫硫過程:吸收劑漿液經(jīng)過濕式脫硫塔外的冷卻器降溫變?yōu)榈蜏貪{液，然后經(jīng)由多層噴淋機(jī)構(gòu)噴出；煙氣經(jīng)煙氣進(jìn)管進(jìn)入濕式脫硫塔，煙氣上升過程中與由噴淋機(jī)構(gòu)噴出的低溫漿液接觸，實(shí)現(xiàn)噴淋脫硫，煙氣濕度迅速增大，而且煙溫降低；
[0014]2)飽和過程:煙氣繼續(xù)上升進(jìn)一步吸水，煙氣濕度進(jìn)一步增大，煙溫進(jìn)一步降低，并且達(dá)到相應(yīng)溫度下的飽和狀態(tài)；
[0015]3)煙塵脫除過程:煙氣達(dá)到飽和后成為飽和煙氣，繼續(xù)與所述噴淋機(jī)構(gòu)噴出的低溫吸收劑漿液發(fā)生熱交換降溫，飽和煙氣因溫度下降導(dǎo)致含濕量降低，使水蒸氣以微細(xì)顆粒為凝結(jié)核析出，微細(xì)顆粒凝長(zhǎng)大后隨水滴濕沉降落，或者隨著煙氣被除霧器或后面的除塵器除去。
[0016]如上所述，本發(fā)明的協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)及其方法，具有以下有益效果:通過對(duì)濕式脫硫塔循環(huán)所用吸收劑漿液進(jìn)行塔外冷卻，使?jié)袷矫摿蛩?nèi)煙氣達(dá)到飽和，并且以微細(xì)粉塵為凝結(jié)核凝聚，微細(xì)粉塵變大后降落或被除霧器和除塵器除去。同時(shí)使?jié)袷矫摿蛩?nèi)反應(yīng)溫度降低，可以降低出口煙氣濕度，達(dá)到降低水耗和提升煙氣抬升高度的作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1顯示為本發(fā)明的協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)第一實(shí)施例示意圖。
[0018]圖2顯示為本發(fā)明的協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)第二實(shí)施例示意圖。
[0019]元件標(biāo)號(hào)說明
[0020]I冷卻器
[0021]2噴淋機(jī)構(gòu)
[0022]21相變凝結(jié)除塵區(qū)
[0023]3吸收劑制備系統(tǒng)
[0024]4除霧器
[0025]5濕式脫硫塔
[0026]51吸收劑漿液池
[0027]6煙氣出管
[0028]7煙氣換熱器
[0029]8煙氣進(jìn)管
[0030]9脫硫產(chǎn)物處理機(jī)構(gòu)
[0031]10漿液攪拌裝置

【具體實(shí)施方式】
[0032]以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0033]請(qǐng)參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0034]如圖1所示，本發(fā)明提供一種協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)，其包括濕式脫硫塔5以及置于濕式脫硫塔5外部的冷卻器I，濕式脫硫塔底部設(shè)有吸收劑漿液池51，濕式脫硫塔上部由下而上設(shè)置多層噴淋機(jī)構(gòu)2，噴淋機(jī)構(gòu)的上方設(shè)有除霧器4，其中頂部的至少一層噴淋機(jī)構(gòu)構(gòu)成為相變凝結(jié)除塵區(qū)21，水蒸氣在該區(qū)達(dá)到飽和后以微細(xì)顆粒為凝結(jié)核析出，微細(xì)顆粒凝長(zhǎng)大后隨水滴濕沉降落，或者被后續(xù)設(shè)備除去；冷卻器I的進(jìn)口與吸收劑漿液池51連通，冷卻器I的出口與噴淋機(jī)構(gòu)2相連，本實(shí)施例中冷卻器I與所有噴淋機(jī)構(gòu)2相連，其也可以只連接部分噴淋機(jī)構(gòu)2，若只連接部分噴淋機(jī)構(gòu)則只冷卻部分循環(huán)液，在吸收劑漿液池51上方噴淋機(jī)構(gòu)2下方的濕式脫硫塔5的塔壁上設(shè)有連接煙氣進(jìn)管8的進(jìn)口，濕式脫硫塔5的最頂端連接煙氣出管6，在除霧器4下方、煙氣進(jìn)管8上方的濕式脫硫塔內(nèi)部區(qū)域?yàn)橄嘧兡Y(jié)除塵層。
[0035]本發(fā)明在濕式脫硫塔5的外部加裝一冷卻器I，通過冷卻器I對(duì)循環(huán)利用的吸收劑漿液進(jìn)行冷卻，降溫后的吸收劑漿液與煙氣發(fā)生強(qiáng)烈的傳熱傳質(zhì)，使煙氣達(dá)到飽和，飽和后的煙氣繼續(xù)與冷卻后的吸收劑漿液換熱降溫，飽和煙氣因溫度下降導(dǎo)致含濕量降低，因而水蒸氣在相變凝結(jié)除塵區(qū)析出，煙塵在水蒸氣析出過程中凝并且長(zhǎng)大隨水滴濕沉降落，或被除霧器和后面的除塵器除去，提高了煙氣的凈化效率。本發(fā)明可以使煙氣達(dá)到飽和狀態(tài)，進(jìn)而再降溫即會(huì)出現(xiàn)水凝，將污染物析出，實(shí)現(xiàn)除塵。濕式脫硫塔內(nèi)反應(yīng)溫度降低，可以降低出口煙氣濕度，達(dá)到降低水耗和提升煙氣抬升高度的作用，同時(shí)低的反應(yīng)溫度有利于脫硫效率的提尚。
[0036]本實(shí)施例還包括置于濕式脫硫塔5外部的吸收劑制備系統(tǒng)3，吸收劑制備系統(tǒng)3與吸收劑漿液池51相連，為其提供吸收劑漿液。吸收劑漿液池51內(nèi)設(shè)有漿液攪拌裝置10，吸收劑漿液經(jīng)過外部的冷卻器I冷卻后進(jìn)入噴淋機(jī)構(gòu)2，然后由噴淋機(jī)構(gòu)2在濕式脫硫塔5內(nèi)噴淋出與煙氣脫硫降溫，最終再落入吸收劑漿液池51內(nèi)，該吸收劑漿液池51的底部還連通有脫硫產(chǎn)物處理機(jī)構(gòu)9。
[0037]為便于更好的進(jìn)行熱交換，上述噴淋機(jī)構(gòu)2優(yōu)選噴霧器，使噴出的吸收劑漿液霧化。
[0038]為確保排出的煙氣溫度符合要求，本實(shí)施例還包括設(shè)在煙氣進(jìn)管6和煙氣出管8上的煙氣換熱器7或者煙氣再熱器。
[0039]如圖2所示為本發(fā)明的第二實(shí)施例，其與上述實(shí)施例基本相同，不同之處在于:上述吸收劑制備系統(tǒng)3不與吸收劑漿液池相連，而是與位于下方的一層或多層噴淋機(jī)構(gòu)2相連。
[0040]本發(fā)明還提供一種能脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫方法，其采用上述冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)，主要包括以下步驟:
[0041]I)噴淋增濕脫硫過程:吸收劑漿液經(jīng)過濕式脫硫塔5外的冷卻器I降溫變?yōu)榈蜏貪{液，然后經(jīng)由多層噴淋機(jī)構(gòu)2噴出；煙氣經(jīng)煙氣進(jìn)管8進(jìn)入濕式脫硫塔5，煙氣上升過程中與由噴淋機(jī)構(gòu)2噴出的低溫漿液接觸，實(shí)現(xiàn)噴淋脫硫，煙氣濕度迅速增大，而且煙溫降低；
[0042]2)飽和過程:煙氣繼續(xù)上升(即進(jìn)入濕式脫硫塔5的相變凝結(jié)除塵區(qū)21)進(jìn)一步吸水，煙氣濕度進(jìn)一步增大，煙溫進(jìn)一步降低，并且達(dá)到相應(yīng)溫度下的飽和狀態(tài)；
[0043]3)煙塵脫除過程:煙氣達(dá)到飽和后成為飽和煙氣，繼續(xù)與所述噴淋機(jī)構(gòu)噴出的低溫吸收劑漿液發(fā)生熱交換降溫，飽和煙氣因溫度下降導(dǎo)致含濕量降低，使水蒸氣以微細(xì)顆粒為凝結(jié)核析出，微細(xì)顆粒凝長(zhǎng)大后隨水滴濕沉降落，或者隨著煙氣被除霧器或后面的除塵器除去。
[0044]本發(fā)明適用于石灰石-石膏濕法脫硫和氨法脫硫系統(tǒng)。
[0045]綜上所述，本發(fā)明協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)及其方法，其工藝簡(jiǎn)單，只需在現(xiàn)有的煙氣濕法脫硫裝置中增設(shè)塔外冷卻器，即可使?jié)穹摿蜓b置具有同時(shí)促進(jìn)煙塵粒度增大并脫除的功效，可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)有電廠煙氣濕法脫硫裝置。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0046]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，包括濕式脫硫塔(5)以及置于濕式脫硫塔(5)外部的冷卻器(I)，所述濕式脫硫塔底部設(shè)有吸收劑漿液池(51)，濕式脫硫塔上部由下而上設(shè)置多層噴淋機(jī)構(gòu)(2)，在所述噴淋機(jī)構(gòu)(2)的上方還設(shè)有除霧器(4)，所述冷卻器⑴的進(jìn)口與所述吸收劑漿液池(51)連通，冷卻器⑴的出口與所述噴淋機(jī)構(gòu)(2)相連，在吸收劑漿液池(51)上方噴淋機(jī)構(gòu)(2)下方的濕式脫硫塔(5)的塔壁上設(shè)有連接煙氣進(jìn)管(8)的進(jìn)口，濕式脫硫塔(5)的最頂端連接煙氣出管￠)，在所述除霧器(4)下方、煙氣進(jìn)管(8)上方的濕式脫硫塔內(nèi)部區(qū)域?yàn)橄嘧兡Y(jié)除塵層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)，其特征在于:還包括設(shè)在所述煙氣進(jìn)管(8)和所述煙氣出管(6)上的煙氣換熱器(7)或者煙氣再熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)，其特征在于:還包括置于所述濕式脫硫塔外部的吸收劑制備系統(tǒng)(3)，所述吸收劑制備系統(tǒng)(3)與所述吸收劑漿液池(51)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫系統(tǒng)，其特征在于:還包括置于所述濕式脫硫塔外部的吸收劑制備系統(tǒng)(3)，所述吸收劑制備系統(tǒng)(3)與位于下方的一層或多層所述噴淋機(jī)構(gòu)(2)相連。
5.一種能脫除煙氣煙塵的冷凝相變型濕法脫硫方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)噴淋增濕脫硫過程:吸收劑漿液經(jīng)過濕式脫硫塔(5)外的冷卻器⑴降溫變?yōu)榈蜏貪{液，然后經(jīng)由多層噴淋機(jī)構(gòu)(2)噴出；煙氣經(jīng)煙氣進(jìn)管(8)進(jìn)入濕式脫硫塔(1)，煙氣上升過程中與由噴淋機(jī)構(gòu)(2)噴出的低溫漿液接觸，實(shí)現(xiàn)噴淋脫硫，煙氣濕度迅速增大，而且煙溫降低； 2)飽和過程:煙氣繼續(xù)上升進(jìn)一步吸水，煙氣濕度進(jìn)一步增大，煙溫進(jìn)一步降低，并且達(dá)到相應(yīng)溫度下的飽和狀態(tài)； 3)煙塵脫除過程:煙氣達(dá)到飽和后成為飽和煙氣，繼續(xù)與所述噴淋機(jī)構(gòu)(2)噴出的低溫吸收劑漿液發(fā)生熱交換降溫，飽和煙氣因溫度下降導(dǎo)致含濕量降低，使水蒸氣以微細(xì)顆粒為凝結(jié)核析出，微細(xì)顆粒凝長(zhǎng)大后隨水滴濕沉降落，或者隨著煙氣被除霧器或后面的除塵器除去。
【文檔編號(hào)】B01D50/00GK104437066SQ201410605084
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】錢學(xué)略, 劉茂玲 申請(qǐng)人:上海伏波環(huán)保設(shè)備有限公司