本實(shí)用新型屬于燃煤工業(yè)過程煙氣凈化排放控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)脫硫式煙氣污染物一體化脫除裝置。
背景技術(shù)：
近年來，燃煤工業(yè)鍋爐煙氣排放對(duì)大氣造成的污染越來越受到社會(huì)公眾的關(guān)注。我國目前常規(guī)的煙氣凈化治理過程主要分為脫硫、脫硝和除塵三個(gè)階段，各階段分別通過不同的工藝及設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)單一污染物的脫除過程，三者之間相互獨(dú)立、互不干擾。脫硫工藝主要分為干法、半干法及濕法，其中應(yīng)用最為廣泛的是石灰石-石膏濕法脫硫。脫硝技術(shù)主要分為兩類：燃燒過程N(yùn)Ox生成控制技術(shù)及煙氣脫硝技術(shù)，前者主要包括空氣分級(jí)燃燒、燃料分級(jí)燃燒、濃淡偏差燃燒以及煙氣再循環(huán)等技術(shù)，后者主要包括濕法脫硝和干法脫硝兩類，其中應(yīng)用最為廣泛的是干法脫硝，主要采用SNCR技術(shù)和SCR技術(shù)。煙氣除塵技術(shù)主要包括電除塵技術(shù)和布袋除塵技術(shù)。
目前，上述所提及的工業(yè)鍋爐煙氣污染物(NOx、煙塵和SO2)治理過程基本都是將各設(shè)備依次在煙道進(jìn)行串聯(lián)，分別脫除NOx、煙塵和SO2，然后達(dá)標(biāo)排放。上述設(shè)計(jì)導(dǎo)致整個(gè)過程較為繁雜，而且占地面積極其龐大。而目前，土地資源的日趨緊張也是眾多企業(yè)不得不面對(duì)和亟待解決的問題之一。尤其是在石化廠、焦油廠、化肥廠等工業(yè)鍋爐應(yīng)用領(lǐng)域，廠用地緊俏的情況在環(huán)保改造項(xiàng)目中顯得尤為突出。因此，上述三種污染物分體式脫除方法的應(yīng)用，對(duì)于土地資源原本就短缺的廠區(qū)來說更是顯得捉襟見肘。除此之外，目前脫硫塔作為脫硫過程的核心部件之一，其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的煙氣流動(dòng)壓力損失過大也是目前燃煤工業(yè)鍋爐運(yùn)行過程中所面臨的主要問題之一，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題或缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種預(yù)脫硫使煙氣污染物一體化脫硫裝置，其將脫硫、脫硝和除塵過程集成于一體，簡(jiǎn)化了煙氣凈化過程，同時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣污染物高效安全一體化脫除。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
一種預(yù)脫硫式煙氣污染物一體化脫除裝置，包括脫除塔體，所述脫除塔體底部設(shè)置有脫硫劑儲(chǔ)罐，脫硫劑儲(chǔ)罐與所述脫除塔體之間形成環(huán)形夾層，脫硫劑儲(chǔ)罐內(nèi)裝有脫硫劑，環(huán)形夾層內(nèi)裝有脫硝劑；所述脫除塔體內(nèi)還設(shè)置有脫硝噴淋裝置、預(yù)脫硫裝置和脫硫噴淋裝置，其中，脫硝噴淋裝置與環(huán)形夾層連通，預(yù)脫硫裝置與脫硫劑儲(chǔ)罐內(nèi)部連通，脫硫噴淋裝置與脫硫劑儲(chǔ)罐內(nèi)部連通；所述脫除裝置在使用時(shí)，煙氣進(jìn)入脫除塔體內(nèi)部后，脫硝劑經(jīng)由脫硝噴淋裝置對(duì)煙氣進(jìn)行噴淋實(shí)現(xiàn)煙氣的脫硝處理，脫硝后的煙氣經(jīng)由預(yù)脫硫裝置實(shí)現(xiàn)煙氣的預(yù)脫硫處理，脫硫劑經(jīng)由脫硫噴淋裝置對(duì)預(yù)脫硫處理后的煙氣進(jìn)行噴淋實(shí)現(xiàn)煙氣的脫硫處理。
具體地，所述脫硝噴淋裝置包括多個(gè)噴淋組件，多個(gè)噴淋組件由上至下依次設(shè)置在所述環(huán)形夾層的上部空間；噴淋組件通過設(shè)置在所述脫除塔體外部的脫硝劑管道與所述環(huán)形夾層連通。
具體地，所述噴淋組件包括多個(gè)直徑不同的環(huán)形噴淋管，環(huán)形噴淋管套裝在所述脫硫劑儲(chǔ)罐上；環(huán)形噴淋管上安裝有多個(gè)霧化噴頭。
具體地，所述預(yù)脫硫裝置包括多根預(yù)脫硫管，多根預(yù)脫硫管沿周向均布形成管束；預(yù)脫硫管的兩端封閉，預(yù)脫硫管的下端伸入所述脫硫劑儲(chǔ)罐內(nèi)部，多根預(yù)脫硫管的下端通過管束分配環(huán)管連通，多根預(yù)脫硫管的上端通過管束匯集環(huán)管連通；管束分配環(huán)管上設(shè)置有管束循環(huán)液入口；預(yù)脫硫管表面設(shè)置為光面、粗糙面或者加有翅片的擴(kuò)展表面。
具體地，所述脫硫噴淋裝置包括多個(gè)脫硫噴淋層，多個(gè)脫硫噴淋層由上至下依次設(shè)置在所述預(yù)脫硫裝置的上方，脫硫噴淋層通過設(shè)置在所述脫除塔體外部的脫硫劑管道與所述脫硫劑儲(chǔ)罐連通。
具體地，所述脫硫噴淋裝置還包括多個(gè)液相隔離單元，多個(gè)液相隔離單元設(shè)置在所述多個(gè)脫硫噴淋層的下方；液相隔離單元設(shè)置在所述脫除塔體的內(nèi)壁上，多個(gè)液相隔離單元在脫除塔體內(nèi)呈螺旋式布置，能夠?qū)⑺霏h(huán)形夾層的橫截面積完全覆蓋。
具體地，所述液相隔離單元的投影面為扇形，所述多個(gè)液相隔離單元中相鄰的兩個(gè)液相隔離單元之間部分重疊。
具體地，所述多個(gè)液相隔離單元的末端均向所述的脫硫劑儲(chǔ)罐的罐口中心位置傾斜。
具體地，在所述多個(gè)液相隔離單元中，相鄰的兩個(gè)液相隔離單元中位于上層的液相隔離單元向位于下層的液相隔離單元側(cè)向傾斜；所述多個(gè)液相隔離單元中位于最下方的液相隔離單元的末端向所述的脫硫劑儲(chǔ)罐的罐口中心位置傾斜。
具體地，所述脫硫噴淋裝置的上方設(shè)置有除霧器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果：
1、本實(shí)用新型將工業(yè)鍋爐燃煤煙氣的脫硫、脫硝和除塵過程集成在一個(gè)裝置內(nèi)，并通過該裝置實(shí)現(xiàn)了煙氣污染物的一體化脫除，大大簡(jiǎn)化了煙氣凈化過程，極大地減少了廠區(qū)占地面積，節(jié)約了土地資源。
2、本實(shí)用新型設(shè)置預(yù)脫硫裝置，能夠?qū)煔庵械腟O2進(jìn)行部分預(yù)脫除，能夠降低后續(xù)脫硫部分的負(fù)荷。
3、本實(shí)用新型設(shè)置脫硫噴淋裝置，設(shè)置多個(gè)螺旋式布置的液相隔離單元，使得煙氣在每一個(gè)流動(dòng)橫截面上都只有小不部分被遮擋，使得氣體流通面積加大，流動(dòng)阻力進(jìn)一步減??；同時(shí)保證脫硝劑和脫硫劑互不干涉，獨(dú)立流動(dòng)。
4、本實(shí)用新型的裝置利用預(yù)脫硫裝置和除霧器，大大減小煙氣含濕量，降低煙氣水露點(diǎn)，在保護(hù)下游煙道和煙囪的同時(shí)，杜絕了外排煙氣因過多水汽冷凝而產(chǎn)生的“冒白煙”現(xiàn)象，真正實(shí)現(xiàn)了煙氣污染物高效安全一體化脫除。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中各個(gè)標(biāo)號(hào)含義：1—脫除塔體，2—脫硫劑儲(chǔ)罐，3—環(huán)形夾層，4—脫硝噴淋裝置，401—噴淋組件，5—預(yù)脫硫裝置，501—預(yù)脫硫管，502—管束分配環(huán)管，503—管束匯集環(huán)管，504—管束循環(huán)液入口，505—管束循環(huán)液出口，6—脫硫噴淋裝置，601—脫硫噴淋層，602—液相隔離單元，7—除霧器，8—煙氣進(jìn)口，9—煙氣出口，10—脫硝劑管道，11—脫硫劑管道。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的方案作進(jìn)一步詳細(xì)地解釋和說明。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的預(yù)脫硫式煙氣污染物一體化脫除裝置，參見圖1，包括脫除塔體1，脫除塔體1的側(cè)壁上設(shè)置有煙氣進(jìn)口8和煙氣出口9；所述脫除塔體1底部設(shè)置有脫硫劑儲(chǔ)罐2，脫硫劑儲(chǔ)罐2與所述脫除塔體1之間形成環(huán)形夾層3，脫硫劑儲(chǔ)罐2內(nèi)裝有脫硫劑，環(huán)形夾層3內(nèi)裝有脫硝劑；所述脫除塔體1內(nèi)還設(shè)置有脫硝噴淋裝置4、預(yù)脫硫裝置5和脫硫噴淋裝置6，其中，脫硝噴淋裝置4與環(huán)形夾層3連通，預(yù)脫硫裝置5與脫硫劑儲(chǔ)罐2內(nèi)部連通，脫硫噴淋裝置6與脫硫劑儲(chǔ)罐2內(nèi)部連通。
所述脫除裝置在使用時(shí)，煙氣由煙氣進(jìn)口8進(jìn)入脫除塔體1內(nèi)部后，脫硝劑進(jìn)入脫硝噴淋裝置4內(nèi)，脫硝噴淋裝置4利用脫硝劑對(duì)煙氣進(jìn)行噴淋，以實(shí)現(xiàn)煙氣的脫硝處理；脫硝后的煙氣經(jīng)由預(yù)脫硫裝置5實(shí)現(xiàn)煙氣的預(yù)脫硫處理，脫硫劑進(jìn)入脫硫噴淋裝置6內(nèi)，脫硫噴淋裝置6利用脫硫劑對(duì)預(yù)脫硫處理后的煙氣進(jìn)行噴淋實(shí)現(xiàn)煙氣的脫硫處理；上述多級(jí)噴淋同時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣的除塵處理。經(jīng)過上述處理后的煙氣經(jīng)由所述煙氣出口9排出。
本實(shí)用新型將脫硫、脫硝和除塵過程集成于一體，實(shí)現(xiàn)了煙氣污染物的一體化脫除，大大簡(jiǎn)化了煙氣凈化過程，極大地較少了廠區(qū)占地面積，節(jié)約了土地資源；且具備預(yù)脫硫功能，能夠多煙氣中的SO2進(jìn)行部分預(yù)脫除，能夠降低后續(xù)脫硫處理的負(fù)荷。
下面具體介紹脫硝噴淋裝置4的具體結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的脫硝噴淋裝置4包括多個(gè)噴淋組件401，多個(gè)噴淋組件401由上至下依次設(shè)置在所述環(huán)形夾層3的上部空間；噴淋組件401通過設(shè)置在所述脫除塔體1外部的脫硝劑管道10與所述環(huán)形夾層3連通。所述的煙氣進(jìn)口8設(shè)置在脫除塔體1的側(cè)壁的下部，進(jìn)入脫除塔體1內(nèi)的煙氣首先進(jìn)入環(huán)形夾層3內(nèi)，環(huán)形夾層3內(nèi)的脫硝劑經(jīng)由脫硝劑管道10進(jìn)入多個(gè)噴淋組件401內(nèi)，通過噴淋組件401向環(huán)形夾層3內(nèi)的煙氣噴淋，實(shí)現(xiàn)煙氣的脫硝處理。
噴淋組件401的具體結(jié)構(gòu)包括多個(gè)直徑不同的環(huán)形噴淋管，環(huán)形噴淋管套裝在所述脫硫劑儲(chǔ)罐2上；環(huán)形噴淋管上安裝有多個(gè)霧化噴頭。不同直徑的環(huán)形噴淋管采用嵌套結(jié)構(gòu)的排布形式，使得由霧化噴頭噴出的脫硝劑均勻噴淋在環(huán)形夾層3的煙氣上。
經(jīng)過脫硝處理的煙氣在脫除塔體1內(nèi)繼續(xù)向上流動(dòng)，與預(yù)脫硫裝置5接觸；預(yù)脫硫裝置5包括多個(gè)預(yù)脫硫管501，多根預(yù)脫硫管501沿周向均布形成管束；預(yù)脫硫管501的兩端封閉，預(yù)脫硫管501的下端伸入所述脫硫劑儲(chǔ)罐2內(nèi)部，多根預(yù)脫硫管501的下端通過管束分配環(huán)管502連通，多根預(yù)脫硫管501的上端通過管束匯集環(huán)管503連通；管束分配環(huán)管502上設(shè)置有管束循環(huán)液入口504。預(yù)脫硫管501上根據(jù)冷凝量要求設(shè)置為光面、粗糙面或者加有翅片的擴(kuò)展表面。
循環(huán)液由管束循環(huán)液入口504流入到管束分配環(huán)管502內(nèi)，再分配到各個(gè)預(yù)脫硫管501內(nèi)，并在管束匯集環(huán)管503內(nèi)匯集。經(jīng)過脫硝處理的煙氣在向上流動(dòng)的過程中接觸到管束，由于管束內(nèi)部循環(huán)液的溫度較低，煙氣在管束上發(fā)生冷凝，形成冷凝水，從而降低煙氣含濕量，同時(shí)煙氣中的SO2溶解于冷凝水中，并沿著各個(gè)預(yù)脫硫管501流入到脫硫劑儲(chǔ)罐2內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)煙氣的預(yù)脫硫處理。
經(jīng)過于脫硫處理的煙氣繼續(xù)向上流動(dòng)，并與脫硫噴淋裝置6接觸。脫硫噴淋裝置6包括多個(gè)脫硫噴淋層602，多個(gè)脫硫噴淋層601由上至下依次設(shè)置在所述預(yù)脫硫裝置5的上方，脫硫噴淋層602通過設(shè)置在所述脫除塔體1外部的脫硫劑管道11與所述脫硫劑儲(chǔ)罐2連通。脫硫噴淋層602可采用多個(gè)環(huán)形噴淋管嵌套結(jié)構(gòu)或者多個(gè)條形噴淋管平行設(shè)置的結(jié)構(gòu)，環(huán)形噴淋管或者條形噴淋管上設(shè)置有多個(gè)霧化噴嘴。脫硫劑儲(chǔ)罐2內(nèi)的脫硫劑通過脫硫劑管道11進(jìn)入脫硫噴淋層602內(nèi)，經(jīng)霧化噴嘴噴淋到煙氣上，實(shí)現(xiàn)煙氣的脫硫處理。
為了保證脫硫噴淋裝置6的脫硫效果，所述脫硫噴淋裝置6還包括多個(gè)液相隔離單元602，多個(gè)液相隔離單元602設(shè)置在所述多個(gè)脫硫噴淋層601的下方；液相隔離單元602設(shè)置在所述脫除塔體1的內(nèi)壁上，多個(gè)液相隔離單元602在脫除塔體1內(nèi)呈螺旋式布置，能夠?qū)⑺霏h(huán)形夾層3的橫截面積完全覆蓋。經(jīng)過與脫硫處理的煙氣在向上流動(dòng)時(shí)，脫硫噴淋層601向下方噴淋脫硫劑，煙氣能夠由下至上繞過多個(gè)液相隔離單元602并與脫硫劑充分接觸；脫硫劑由于重力作用降落到液相隔離單元602上，并最終落入脫硫劑儲(chǔ)罐2內(nèi)。多個(gè)液相隔離單元602采用螺旋式布置的方式，使得煙氣在每一個(gè)流動(dòng)橫截面上都只有小不部分被遮擋，使得氣體流通面積加大，流動(dòng)阻力進(jìn)一步減小。
所述液相隔離單元602的投影面為扇形，可選地，所述液相隔離單元602采用平板式結(jié)構(gòu)或者帶有弧度的結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)液相隔離單元602中相鄰的兩個(gè)液相隔離單元602之間部分重疊，能夠保證環(huán)形夾層3的橫截面積能夠被完全覆蓋，從而保證所有的脫硫劑流經(jīng)液相隔離單元602后再落入脫硫劑儲(chǔ)罐2內(nèi)。
為了保證脫硝劑和脫硫劑互不干涉，脫硫劑能夠完全落入脫硫劑儲(chǔ)罐2內(nèi)，所述多個(gè)液相隔離單元602的末端均向所述的脫硫劑儲(chǔ)罐2的罐口中心位置傾斜；其中，液相隔離單元602的末端指的是不與脫除塔體1內(nèi)壁接觸的一端；采用此種設(shè)計(jì)方式，當(dāng)脫硫劑落到多個(gè)液相隔離單元602上時(shí)，每個(gè)液相隔離單元602上的脫硫劑經(jīng)由液相隔離單元602的末端單獨(dú)流入脫硫劑儲(chǔ)罐2內(nèi)。
保證噴脫硫劑能夠完全落入脫硫劑儲(chǔ)罐2內(nèi)的另外一種設(shè)計(jì)方式是：在所述多個(gè)液相隔離單元602中，相鄰的兩個(gè)液相隔離單元602中位于上層的液相隔離單元602向位于下層的液相隔離單元602側(cè)向傾斜；所述多個(gè)液相隔離單元602中位于最下方的液相隔離單元602的末端向所述的脫硫劑儲(chǔ)罐2的罐口中心位置傾斜。采用此種設(shè)計(jì)方式，脫硫劑可由上層的液相隔離單元602的側(cè)面落入其下層的液相隔離單元602上，采用逐級(jí)匯集的方式，最終匯集到最下方的液相隔離單元602，經(jīng)由最下方的液相隔離單元602的末端落入脫硫劑儲(chǔ)罐2內(nèi)。
本實(shí)用新型采用獨(dú)特的液相隔離單元布置方式，使得在每一個(gè)氣體流動(dòng)橫截面上都只有小部分面積被遮擋，具有較大的氣體流通面積，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)采用2個(gè)液相隔離單元602時(shí)，氣體流通面積達(dá)到50％，當(dāng)采用3個(gè)液相隔離單元602時(shí)，氣體流通面積達(dá)到66％，當(dāng)采用4個(gè)液相隔離單元602時(shí)，氣體流通面積達(dá)到75％，當(dāng)采用6個(gè)液相隔離單元602時(shí)，氣體流通面積達(dá)到87.5％，因此本實(shí)用新型的脫硫噴灑裝置能夠有效降低裝置的煙氣流動(dòng)阻力。
所述脫硫噴淋裝置6的上方設(shè)置有除霧器7，在除霧器7的作用下對(duì)煙氣中霧滴進(jìn)行脫除以繼續(xù)降低含濕量，之后通過上部的煙氣出口排出。裝置可大大減小煙氣含濕量，降低煙氣水露點(diǎn)，在保護(hù)下游煙道和煙囪的同時(shí)，杜絕了外排煙氣因過多水汽冷凝而產(chǎn)生的“冒白煙”現(xiàn)象，真正實(shí)現(xiàn)了煙氣污染物高效安全一體化脫除。