一種高效率脫除氣溶膠的氨法煙氣脫硫裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高效率脫除氣溶膠的氨法煙氣脫硫裝置，所述氨法煙氣脫硫裝置自下至上依次包括預處理裝置、脫硫塔裝置、電除霧裝置、煙氣排放裝置，所述脫硫塔裝置出口和電除霧裝置之間設有預除霧裝置，所述預除霧裝置由填料層和水洗裝置組成，所述水洗裝置的沖洗噴淋噴嘴位于填料層與脫硫塔裝置出口的橫梁之間。本發(fā)明還在脫硫塔裝置出口和預除霧裝置之間安裝一套水洗塔盤。本發(fā)明還提供一種氨法煙氣脫硫方法，改造后原脫硫裝置除霧后顆粒物排放濃度45.7mg/Nm3降至改造后9.8mg/Nm3，滿足超低排放的要求。
【專利說明】
一種高效率脫除氣溶膠的氨法煙氣脫硫裝置及方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于化工領域，具體涉及一種高效率脫除氣溶膠的氨法煙氣脫硫裝置及方 法。
【背景技術】
[0002] 氨法脫硫技術作為一種符合循環(huán)經(jīng)濟要求的綠色環(huán)保脫硫技術，越來越受到業(yè)界 的重視。氨法煙氣脫硫的副產(chǎn)品是硫酸銨，是含氮含硫的肥料，有著廣闊的市場需求。越來 越多的化工行業(yè)自備熱電廠采用氨法脫硫技術處理鍋爐煙氣，特別是生產(chǎn)合成氨的工廠， 其生產(chǎn)過程有廢氨水的產(chǎn)生，將廢氨水作為脫硫劑，副產(chǎn)硫銨化肥，實現(xiàn)以廢治廢，變廢為 寶。
[0003] 目前常規(guī)投入運行的絕大部分氨法脫硫后段，只有折板式除霧器，雖然so2依賴氨 的強制加入達到標準，但煙囪檢測口的霧滴和顆粒物檢測濃度很難達到真正意義上的達標 排放，大都仍處于濃煙滾滾的狀態(tài)。常見的問題是：
[0004] (1)煙囪飄雨、PM2.5氣溶膠煙羽拖尾明顯，持續(xù)時間長，污染環(huán)境；
[0005] (2)硫銨隨酸霧夾帶飄落、腐蝕生產(chǎn)生活設施，影響廠區(qū)和附近居民生活；
[0006] (3)氨逃逸嚴重，銨鹽損失大，影響脫硫系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。
[0007] 隨著環(huán)保要求的不斷提高，對現(xiàn)有脫硫裝置需要考慮后續(xù)環(huán)保標準的提升對裝置 帶來的新的要求和裕量保障，逐步提升至要求新建機組大氣污染物排放原則上接近或達到 燃氣輪機組排放限值(即在基準氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別 不高于l〇、35、50mg/Nm 3)。
[0008] 由于脫硫吸收劑氨的揮發(fā)性，氨法脫硫尾氣會形成氨氣溶膠，且不易被捕獲，這些 氣溶膠的粒級分布范圍約為0.01~1M1。而濕式電除塵(霧)器對顆粒物粒徑范圍有其適應 性，對大于1微米的粒子有很高的脫除效率，粒徑越細，脫除效率越低，即不同粒徑粒子在靜 電收集理論中有不同的分級去除效率。
[0009] CN 201969475 U公開了用于氨法煙氣脫硫的吸收塔，包括吸收主塔，吸收主塔包 括氧化結晶段和脫硫吸收段，其特征在于，設置了除塵激冷塔，按照煙氣的流動方向，除塵 激冷塔設置在吸收主塔之前，除塵激冷塔內(nèi)設置逆噴噴嘴，氧化結晶段設置在吸收塔主塔 下部，氧化結晶段內(nèi)設置攪拌器并且連通壓縮空氣源，脫硫吸收段設置在吸收塔主塔的上 部，脫硫吸收段中設置氣體分配器、至少一層填料層及噴淋裝置，氣體分布器設置在脫硫吸 收段的下部，填料層設置在氣體分布器之上，噴淋裝置設置在填料層之上。該技術雖然公開 了使用填料層，但是這里的填料層只是作為普通過濾裝置，并沒有針對電除霧裝置的技術 改進，且設置位置也沒有為除塵帶來有益效果。
[0010] CN 201454393 U公開一種新型的氨法煙氣脫硫裝置，凈化煙氣從脫硫塔頂部排 出，包括三個獨立的吸收液循環(huán)系統(tǒng)，下層和中層循環(huán)管線上設置有原料氨加入口，使得脫 硫塔內(nèi)始終具有回收中氨的脫氨段。煙氣進口流通截面是矩形，矩形長邊長度與塔體直徑 比例為0.55-0.95，煙氣進口面積是塔體面積的0.20-0.40;煙氣出口流通截面是矩形或圓 形，且煙氣出口面積是塔體面積的0.15-0.40。該技術還公開了在脫硫塔中設置有噴淋管、 填料層和空氣鼓泡管，在技術雖然可以在一定程度上穩(wěn)定氣流，但煙氣處理的效果仍然不 夠理想。
[0011] CN103920371A公開了一種吸收塔，包括吸收裝置，其特征在于:在吸收裝置的頂部 聯(lián)接冷卻增濕裝置，在冷卻增濕裝置的頂部聯(lián)接電除霧裝置;所述吸收裝置與冷卻增濕裝 置之間設置第一聯(lián)接口，所述冷卻增濕裝置與電除霧裝置之間設置第二聯(lián)接口；所述第一、 第二聯(lián)接口采用法蘭連接方式或者焊接方式;所述吸收裝置由上至下依次包括分液裝置、 脫硫吸收段和儲液段，所述分液裝置上設有循環(huán)吸收液進口，儲液段處設有循環(huán)吸收液出 口，所述脫硫吸收段的下部設有煙氣進口；所述吸收裝置還包括除沫層和填料層;所述冷卻 增濕裝置包括上氣液分隔板、下氣液分隔板，臨近上氣液分隔板處設置冷卻液出口，臨近下 氣液分隔板處設置冷卻液進口，在上、下氣液分隔板之間設置多根管道，所述管道的上部設 置增濕液進口，外接增濕液;所述電除霧裝置頂部設置煙氣出口。該技術中雖然包括了電除 霧裝置和填料層，但填料層設置在吸收塔內(nèi)，且沒有對煙氣的氣流做調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 為解決上述問題，本發(fā)明在原有脫硫系統(tǒng)基礎上的新增水洗裝置和填料層，提高 脫硫能力，減少氣溶膠的產(chǎn)生，強化對細微氣溶膠的捕集和洗滌，增大粒徑，提升濕式電除 塵器對氣溶膠的脫除效率。在不改變電除霧器設備情況下，通過對煙氣的預處理措施，提高 電除霧器處理能力。保證脫硫出口的顆粒物指標降到超低排放標準要求。
[0013] 本發(fā)明提供一種高效率脫除氣溶膠的氨法煙氣脫硫裝置，所述氨法煙氣脫硫裝置 自下至上依次設置預處理裝置、脫硫塔裝置、電除霧裝置、煙氣排放裝置，其特征在于，所述 脫硫塔裝置出口和電除霧裝置之間設有預除霧裝置，所述預除霧裝置由填料層和水洗裝置 組成，所述水洗裝置包括沖洗噴淋噴嘴，所述沖洗噴淋噴嘴位于填料層與脫硫塔裝置出口 的橫梁之間。
[0014] 本方案在脫硫塔出口與電除霧裝置濕式電除塵器前新增填料層及水洗裝置，進入 電除霧器的煙氣由下而上，先經(jīng)噴淋水洗，使得脫硫塔出口煙氣在進入電除霧器前得到進 一步的洗滌，通過霧化液滴的作用，進一步增加氣溶膠微粒間互相碰撞頻率發(fā)生凝聚，提高 氣溶膠微粒在水溶液里的溶解和吸收，預除霧裝置中水洗裝置用水為新鮮干凈水，與脫硫 塔中的循環(huán)水不同，循環(huán)水中含有較多雜質(zhì)，對煙氣的洗滌效果不佳，因此經(jīng)過預除霧裝置 中的水洗裝置被水洗噴淋后，煙氣能夠得到進一步洗滌。
[0015] 洗滌煙氣經(jīng)填料層攔截過濾大顆粒的液滴，同時在填料表面進一步增加氣液傳 質(zhì)，減少煙氣中細微顆粒物含量的攜帶。
[0016] 經(jīng)過噴淋洗滌和填料過濾后，煙氣再進入電除霧器，去除殘余水霧及顆粒物，提高 電除霧器對顆粒物的綜合脫除效率。
[0017]優(yōu)選的，所述水洗裝置包括5~500個沖洗噴淋噴嘴，所述沖洗噴淋噴嘴均勻分布 在煙道截面。
[0018]優(yōu)選的，在脫硫塔裝置出口和預除霧裝置之間安裝一套水洗塔盤塔，水洗塔盤塔 自下至上依次包括水洗塔盤、水洗填料層、水洗噴淋層，所述水洗塔盤內(nèi)均布設置旋流氣 帽，所述旋流氣帽包括旋流子件和旋流板，所述旋流子件位于旋流板下端，旋流氣帽下面還 設有托盤。
[0019] 本發(fā)明還提供一種氨法煙氣脫硫方法，煙氣經(jīng)過預處理裝置除塵后經(jīng)過脫硫塔除 去二氧化硫;從脫硫塔出口出來的煙氣由預除霧裝置中的水洗裝置進行噴淋洗滌，經(jīng)水洗 裝置噴淋水洗后的洗滌煙氣再進入填料層過濾;經(jīng)過噴淋洗滌和填料過濾后，煙氣再進入 電除霧裝置濕式電除塵器，凈化后尾氣由煙氣排放裝置排放。
[0020] 本發(fā)明還提供一種氨法煙氣脫硫方法，其特征在于，煙氣經(jīng)過預處理裝置除塵后 經(jīng)過脫硫塔除去二氧化硫;從脫硫塔出口出來的煙氣再經(jīng)過水洗塔盤塔洗滌脫塵;從水洗 塔盤塔出來后的煙氣再由預除霧裝置中的水洗裝置進行噴淋洗滌，經(jīng)水洗裝置噴淋水洗后 的洗滌煙氣再進入填料層過濾;經(jīng)過噴淋洗滌和填料過濾后，煙氣再進入電除霧裝置濕式 電除塵器，凈化后尾氣由煙氣排放裝置排放。
[0021] 優(yōu)選的，在脫硫塔裝置出口和預除霧裝置之間安裝一套水洗塔盤塔，水洗塔盤塔 自下至上依次包括水洗塔盤、水洗填料層、水洗噴淋層，所述水洗塔盤內(nèi)均布設置旋流氣 帽，所述旋流氣帽包括旋流子件和旋流板，所述旋流子件位于旋流板下端，旋流氣帽下面還 設有托盤。
[0022] 水洗塔盤塔內(nèi)分3大部分:水洗噴淋層，噴淋水源使用新鮮工藝水，由地面水洗罐 提供，優(yōu)選的，水洗噴淋層為1~5層;水洗塔盤，水洗塔盤的集水系統(tǒng)采用多個旋流氣帽均 布結構，煙氣從單個氣帽中間由下而上進入氣帽，經(jīng)旋流板除霧后煙氣從氣帽上部出氣，托 盤底部收集噴淋洗滌水回流至水洗罐，使水洗罐系統(tǒng)水量平衡。整個氣帽在塔體內(nèi)均布，布 局合理，氣流均勻通過，不會產(chǎn)生偏流;水洗填料層，在噴淋層與水洗塔盤之間設置填料層， 作為氣液傳質(zhì)和整流，煙氣經(jīng)過水洗塔盤塔后氣流均勻，經(jīng)過預除霧裝置時能穩(wěn)定更高效 的被二次洗滌并過濾大顆粒物質(zhì)。
[0023] 優(yōu)選的，所述填料層的填充物為異鞍環(huán)陶瓷，所述填料層的填料堆積高度為250~ 350mm〇
[0024] 優(yōu)選的，所述填料層的孔隙率為0.8~0.9m3/m3。
[0025] 優(yōu)選的，所述電除霧裝置為濕式電除塵器，采用脈沖高壓電源，脈沖電壓幅度穩(wěn) 定，上沖下落急陡，可有效提高峰值電壓和平均電壓乘積，增加驅(qū)進速度，提高除塵效率;所 述濕式電除塵器的電級線采用2205/鈦剛性電極。
[0026] 濕式電除塵器工作原理:通過靜電控制裝置和直流高壓發(fā)生裝置，以高壓直流電 送至濕式電除塵裝置中，在電暈線（陰極)和捕集極板（陽極)之間形成強大的電場，放電極 產(chǎn)生電暈放電，使空氣分子被電離，瞬間產(chǎn)生大量的電子和正、負離子。煙氣中的微粒通過 該空間時，被強制荷電，粒子間產(chǎn)生凝并，在電場力的作用下作定向運動，達到捕集目的。濕 式電除塵器能夠高效除去〇.〇1-1〇〇μπι的氣溶膠細微顆粒物，實現(xiàn)對煙氣中液態(tài)或固態(tài)顆粒 物、氣溶膠、S〇 3等的高效去除。
[0027]優(yōu)選的，所述填料層的填充物為異鞍環(huán)陶瓷，所述填料層的填料堆積高度為 300mm〇
[0028] 優(yōu)選的，所述濕式電除塵器的二次電壓大于70kV，二次電流大于500mA。濕式電除 塵器對顆粒物的脫除效果與供電參數(shù)相關，二次電壓越高，二次電流越大，對顆粒物去除越 顯著。出口顆粒物濃度也越低。
[0029]本發(fā)明的有益效果；
[0030] 通過對吸收塔出口電除霧器前新增水洗填料洗滌除霧裝置，在脫硫塔裝置出口和 預除霧裝置之間安裝一套水洗塔盤的改造后，對煙氣夾帶的氨氣和硫酸銨進行洗滌，降低 煙氣夾帶量。煙氣中顆粒物排放濃度有了明顯的降低，氣溶膠脫除效率明顯提升，由原脫硫 裝置除霧后顆粒物排放濃度45.7mg/Nm 3降至改造后9.8mg/Nm3，滿足超低排放的要求，有效 地解決了煙氣顆粒物達標甚至超低排放的技術難題，大幅降低了投資成本，節(jié)約用地。
【附圖說明】
[0031] 圖1為增加了預除霧裝置的氨法煙氣脫硫裝置圖，其中1表示脫硫塔，2表示預除霧 裝置，3表示電除霧裝置；
[0032]圖2為預除霧裝置的放大圖，其中21表示填料層，22表示水洗裝置，221表示沖洗噴 淋噴嘴，11表示脫離塔出口的橫梁；
[0033] 圖3為水洗裝置的布局圖，其中22表示水洗裝置，213表示支撐格柵板；
[0034] 圖4為增加了水洗塔盤塔的氨法煙氣脫硫裝置圖，其中4表示水洗塔盤塔，41表示 水洗塔盤，42表示水洗填料層，43表示水洗噴淋層；
[0035] 圖5為水洗塔盤的布局圖，其中414為旋流氣帽；
[0036] 圖6為圖5中水洗塔盤的A-A剖面圖，其中411為托盤，412為旋流子件，413為旋流 板。
【具體實施方式】
[0037] 下面對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明：
[0038] 實施例
[0039] 氨法煙氣脫硫裝置自下至上依次包括預處理裝置、脫硫塔裝置、電除霧裝置、煙氣 排放裝置。
[0040] -次改造后:在脫硫塔裝置1和電除霧裝置3之間設有預除霧裝置2,預除霧裝置2 由填料層21和水洗裝置22組成，水洗裝置的沖洗噴淋噴嘴221位于填料層與脫硫塔裝置出 口的橫梁11之間。
[0041 ]填料層裝置設計參數(shù)如表1所示：
[0042]表1填料層裝置設計參數(shù)
[0043]
[0044]
[0045] 煙氣經(jīng)過預處理裝置除塵后經(jīng)過脫硫塔除去二氧化硫;從脫硫塔出口出來的煙氣 由預除霧裝置中的水洗裝置進行噴淋洗滌，經(jīng)水洗裝置噴淋水洗后的洗滌煙氣再進入填料 層過濾;經(jīng)過噴淋洗滌和填料過濾后，煙氣再進入電除霧裝置濕式電除塵器，捕集殘余霧粒 子及氣溶膠煙霧，凈化后尾氣由煙氣排放裝置排放。
[0046] 二次改造后:在脫硫塔裝置出口和預除霧裝置之間安裝一套水洗塔盤塔4,水洗塔 盤塔自下至上依次包括水洗塔盤41、水洗填料層42、水洗噴淋層43,所述水洗塔盤內(nèi)均布設 置旋流氣帽414,所述旋流氣帽414包括旋流子件412和旋流板413,所述旋流子件位于旋流 板下端，旋流氣帽414下面還設有托盤411。
[0047] 水洗塔盤工藝參數(shù)如表2所示：
[0048] 表2水洗塔盤工藝參數(shù)
[0049]
[0050] 煙氣經(jīng)過預處理裝置除塵后經(jīng)過脫硫塔循環(huán)水除去二氧化硫;然后煙氣經(jīng)過水洗 塔盤塔，進行洗滌，并經(jīng)過水洗塔盤，水洗塔盤的集水系統(tǒng)采用多個旋流氣帽均布結構，煙 氣從單個氣帽中間由下而上進入氣帽，經(jīng)旋流板除霧后煙氣從氣帽上部出氣，托盤底部收 集噴淋洗滌水回流至水洗罐，使水洗罐系統(tǒng)水量平衡。整個氣帽在塔體內(nèi)均布，布局合理， 氣流均勻通過，不會產(chǎn)生偏流;水洗填料層，在噴淋層與水洗塔盤之間設置填料層，作為氣 液傳質(zhì)和整流，煙氣經(jīng)過水洗塔盤塔后脫除煙氣中的氣溶膠，且氣流均勻，經(jīng)過預除霧裝置 時能穩(wěn)定更高效的被二次洗滌并過濾大顆粒物質(zhì);經(jīng)過水洗塔盤塔出來的煙氣再次被預除 霧裝置中的水洗裝置進行噴淋洗滌，經(jīng)水洗裝置噴淋水洗后的洗滌煙氣再進入填料層過 濾;經(jīng)過噴淋洗滌和填料過濾后，煙氣再進入電除霧裝置濕式電除塵器，捕集殘余霧粒子及 氣溶膠煙霧，凈化后尾氣由煙氣排放裝置排放。
[0051] 兩次改前后的效果對比，具體數(shù)據(jù)件表3:
[0052] 表3氨法煙氣脫硫裝置改造前后效果對比
[0053]
[0054] 從上述結果可以看出，爐脫硫后煙氣中固體顆粒物排放濃度< 10mg/Nm3，S02排放 濃度<35mg/Nm3,本發(fā)明改造煙氣中顆粒物排放濃度有了明顯的降低，氣溶膠脫除效率明 顯提升，由原脫硫裝置除霧后顆粒物排放濃度45.7mg/Nm 3降至改造后9.8mg/Nm3，滿足超低 排放的要求，有效地解決了煙氣顆粒物達標甚至超低排放的技術難題，大幅降低了投資成 本，節(jié)約用地。
[0055] 根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方 式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對發(fā)明的一 些修改和變更也應當落入本發(fā)明的權利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了 一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構成任何限制。
【主權項】
1. 一種高效率脫除氣溶膠的氨法煙氣脫硫裝置，所述氨法煙氣脫硫裝置自下至上依次 設置預處理裝置、脫硫塔裝置、電除霧裝置、煙氣排放裝置，其特征在于，所述脫硫塔裝置出 口和電除霧裝置之間設有預除霧裝置，所述預除霧裝置由填料層和水洗裝置組成，所述水 洗裝置包括沖洗噴淋噴嘴，所述沖洗噴淋噴嘴位于填料層與脫硫塔裝置出口的橫梁之間。2. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述水洗裝置包括5~500個沖洗噴淋噴 嘴，所述沖洗噴淋噴嘴均勻分布在煙道截面。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，在脫硫塔裝置出口和預除霧裝置之間 安裝一套水洗塔盤塔，水洗塔盤塔自下至上依次包括水洗塔盤、水洗填料層、水洗噴淋層， 所述水洗塔盤內(nèi)均布設置旋流氣帽，所述旋流氣帽包括旋流子件和旋流板，所述旋流子件 位于旋流板下端，旋流氣帽下面還設有托盤。4. 一種根據(jù)權利要求1或2所述裝置的氨法煙氣脫硫方法，其特征在于，煙氣經(jīng)過預處 理裝置除塵后經(jīng)過脫硫塔除去二氧化硫;從脫硫塔出口出來的煙氣由預除霧裝置中的水洗 裝置進行噴淋洗滌，經(jīng)水洗裝置噴淋水洗后的洗滌煙氣再進入填料層過濾;經(jīng)過噴淋洗滌 和填料過濾后，煙氣再進入電除霧裝置濕式電除塵器，凈化后尾氣由煙氣排放裝置排放。5. -種根據(jù)權利要求3所述裝置的氨法煙氣脫硫方法，其特征在于，煙氣經(jīng)過預處理裝 置除塵后經(jīng)過脫硫塔除去二氧化硫;從脫硫塔出口出來的煙氣再經(jīng)過水洗塔盤塔洗滌脫 塵;從水洗塔盤塔出來后的煙氣再由預除霧裝置中的水洗裝置進行噴淋洗滌，經(jīng)水洗裝置 噴淋水洗后的洗滌煙氣再進入填料層過濾;經(jīng)過噴淋洗滌和填料過濾后，煙氣再進入電除 霧裝置濕式電除塵器，凈化后尾氣由煙氣排放裝置排放。
【文檔編號】B01D50/00GK105854479SQ201610230942
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】胡小吐, 劉勇, 鐘璐
【申請人】廣東佳德環(huán)?？萍加邢薰?br>