一種組合式煙氣凈化系統(tǒng)及其凈化方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種組合式煙氣凈化系統(tǒng)，包括噴淋洗滌塔，還包括豎向設置的逆流噴射管，其管道入口與廢煙氣排放口連通，其管道出口與所述噴淋洗滌塔連通，且所述管道出口與所述噴淋洗滌塔連通的位置位于所述噴淋洗滌塔的上部噴淋層與下部噴淋液池之間；其中，所述逆流噴射管內部設有逆流噴淋層，所述逆流噴淋層的噴淋方向與煙氣流動方向相反。本發(fā)明還提供了一種煙氣凈化方法。通過本發(fā)明能夠降低操作壓降、污水排放量和設備投資。
【專利說明】一種組合式煙氣凈化系統(tǒng)及其凈化方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煙氣處理【技術領域】，尤指一種組合式煙氣凈化系統(tǒng)及其凈化方法。

【背景技術】
[0002]環(huán)境污染已成為我國發(fā)展中的一個重大問題，二氧化硫、氮氧化物和固體粉塵是大氣污染物中影響較大的污染物，對人體、環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)有極大危害。二氧化硫和氮氧化物主要來自于煤、石油等石化燃料的燃燒過程，以及礦石的焙燒、冶煉過程的煙氣排放等。在當前的煙氣處理中，發(fā)現(xiàn)尤以各種火電廠、鍋爐和煉油廠的排煙以溶度低、煙氣量大、浮塵多等特點而難于治理。
[0003]噴淋塔堿吸收脫除煙氣中的氮氧化物、硫氧化物等酸性氣體和固體粉塵是目前世界上應用最廣泛的煙氣凈化技術。為了提高酸性氣體和固體粉塵的脫除效率，現(xiàn)有技術普遍采用低空塔氣速，并將文丘里組件置于噴淋塔內來加強傳質的方法。
[0004]但是上述結構會導致噴淋塔塔徑和體積的增加，并直接導致投資成本的加大；而且這種噴淋塔的塔壓降較高，動力消耗大，有時甚至需要增改上游的余熱鍋爐，進一步導致間接成本的增加。不僅如此，現(xiàn)有的這種噴淋塔也并未能高效地脫除酸性氣體和固體粉塵。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種組合式煙氣凈化系統(tǒng)，以降低現(xiàn)有系統(tǒng)的操作壓降和設備投資成本，并進一步高效脫除煙氣中的酸性氣體和固體粉塵。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供上述組合式煙氣凈化系統(tǒng)所使用的凈化方法。
[0007]本發(fā)明提供的技術方案如下:
[0008]一種組合式煙氣凈化系統(tǒng)，包括:
[0009]噴淋洗滌塔，其內部自上而下設置有除霧器、噴淋層、噴淋液池，所述噴淋層通過設有噴淋液循環(huán)泵的噴淋管道與所述噴淋液池連通；
[0010]還包括:
[0011 ] 豎向設置的逆流噴射管，其管道入口與廢煙氣排放口連通，其管道出口與所述噴淋洗滌塔連通，且所述管道出口與所述噴淋洗滌塔連通的位置位于所述噴淋洗滌塔的上部噴淋層與下部噴淋液池之間；
[0012]其中，所述逆流噴射管內部設有逆流噴淋層，所述逆流噴淋層的噴淋方向與煙氣流動方向相反。
[0013]較佳地，所述逆流噴淋層為多層，且相鄰層的所述逆流噴淋層之間相距一設定的距離。
[0014]較佳地，所述逆流噴淋層處的噴嘴為大口徑噴嘴，其口徑為50_350mm。
[0015]較佳地，所述逆流噴淋層通過管道與所述噴淋洗滌塔內的所述噴淋液池連通。
[0016]較佳地，在連通至所述逆流噴淋層的所述管道處設置有一吸收液循環(huán)泵。
[0017]較佳地，所述吸收液循環(huán)泵同時與一廢水排出管道相連通。
[0018]較佳地，所述的組合式煙氣凈化系統(tǒng)進一步包括:
[0019]循環(huán)液補充結構和水補充結構，且二者均連通至所述噴淋洗滌塔內部，并向所述噴淋液池補充循環(huán)液和水。
[0020]本發(fā)明還提供了一種凈化方法，其采用如前述的組合式煙氣凈化系統(tǒng)，并包括如下步驟:
[0021]廢煙氣進入所述逆流噴射管，所述逆流噴淋層對廢煙氣進行逆向噴淋，并生成泡沫區(qū)；其中，此處的噴淋液為堿性噴淋液；
[0022]經所述逆向噴淋后的煙氣進入所述噴淋洗滌塔內部，所述噴淋洗滌塔內的所述噴淋層對煙氣進行噴淋，經過此處噴淋后的煙氣流過所述除霧器后排放；其中，此處的噴淋液為堿性噴淋液；
[0023]經所述逆向噴淋后的液體流入所述噴淋洗滌塔內的所述噴淋液池。
[0024]較佳地，所述逆流噴射管處的堿性噴淋液與所述噴淋洗滌塔的噴淋層處的堿性噴淋液均來自于所述噴淋液池。
[0025]較佳地，所述噴淋液池處的液體pH值為7 ;
[0026]較佳地，噴淋池內堿液連續(xù)補充，連續(xù)外排，外排堿液由與所述吸收液循環(huán)泵連通的所述廢水排出管道排放。
[0027]通過本發(fā)明提供的一種組合式煙氣凈化系統(tǒng)及其凈化方法，能夠帶來以下至少一種有益效果:
[0028]1.縮小了體積，降低了設備投資。由于逆流噴射管內可以完成99%以上的酸性氣體吸收和95%以上的固體顆粒脫除，噴淋洗滌塔的主要作用則是通過噴淋將逆流管內破碎的液滴凝聚為大顆粒，便于分離，因而無需再塔內設置文丘里組件。而且本發(fā)明的逆流噴射管為直筒型，且內部除了噴頭并無其他構件，結構簡單。逆流噴射管設置于噴淋洗滌塔的旁側，其直徑無需設置的較大，只需滿足煙氣以一定速度均勻流過即可，例如可以為20?30m/s,同時噴淋洗漆塔內的氣速可以為10?15m/s。所以，本發(fā)明的噴淋塔塔徑遠小于傳統(tǒng)帶文丘里組件噴淋塔的塔徑，前者可以只為后者的1/2 ;同時，前者的塔高也遠小于后者，可以只為后者塔高的2/3。這樣就直接降低了設備投資，經計算可以節(jié)省30%以上。
[0029]2.凈化效率高。逆流噴射管內的逆流噴淋層為多層，噴入的堿性吸收液量較大，可使酸性氣體吸收效率達到99%，除塵效率可以到達95%。
[0030]3.減少了廢水排放量。本發(fā)明的逆流噴嘴可采用大口徑噴嘴，噴嘴不易堵塞。一般噴嘴口徑為50?150mm，對煉油廠煙氣所用的噴嘴，其直徑可在200?350mm。對處理FCC煙氣這種大流量低含酸煙氣，本發(fā)明的逆流噴嘴只需要I?3個，而現(xiàn)有的其他技術往往需要幾十個甚至上百個噴頭。由于噴嘴不易堵塞，吸收循環(huán)液的含固量可以達到20%，這樣就減少了廢水排放量。
[0031]4.系統(tǒng)壓降小。本發(fā)明的總系統(tǒng)壓降在2.0?2.5kpa，壓降可以降為帶文丘里洗漆塔壓降的一半。
[0032]5.配置靈活，使用范圍廣，對處理氣量波動的適應性強，本發(fā)明可允許50%?120%的氣量變化而不降低洗滌效率。
[0033]6、液氣比小，控制在0.5?1，吸收循環(huán)量少，系統(tǒng)運行成本低。
[0034]以下將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做詳細闡述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明:
[0036]圖1是本發(fā)明的組合式煙氣凈化系統(tǒng)的一種實施例的結構示意圖。
[0037]附圖標號說明:
[0038]1-逆流噴射管；101-逆流噴淋層；102_吸收液循環(huán)泵；2_噴淋洗滌塔；201_除霧器；202_噴淋層；203_噴淋液池；204_噴淋液循環(huán)泵；3_循環(huán)液補充結構；4_水補充結構；
5-廢水排出結構。

【具體實施方式】
[0039]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0040]本發(fā)明的組合式煙氣凈化系統(tǒng)由逆流噴射管和噴淋洗滌塔組合而成。煙氣自上而下進入直桶型的逆流噴射管中，逆流噴淋層將吸收液自下而上噴入。氣液兩相在逆流噴射管內逆向碰撞，由于氣液動量平衡原理在逆流噴射管內形成一個泡沫區(qū)。泡沫區(qū)是一個激烈湍動的、氣一液逆向碰撞的、液體表面快速更新的氣液混合區(qū)域，在這個區(qū)域里最大限度地實現(xiàn)了高效傳質和傳熱過程，吸收液的湍動膜包裹了煙氣中的粉塵，使其體積增大利于從煙氣中分離；又由于吸收液中的水分不斷蒸發(fā)，氣體被冷卻至絕熱飽和溫度，溫度的降低又減小了氣相中酸性氣體的平衡分壓，促使酸性氣體連續(xù)不斷地和吸收液反應，實現(xiàn)了急冷、酸性氣體吸收、粉塵脫除的三大功效。煙氣在逆流噴射管冷卻洗滌后進入噴淋洗滌塔，在噴淋洗滌塔內再次洗滌，除去未吸收的酸性氣體和粉塵。經噴淋洗滌后的凈化氣體通過除霧器除去氣體夾帶的細小液滴后，由塔頂排出。
[0041]在本發(fā)明的一個實施例中，參照圖1，一種組合式煙氣凈化系統(tǒng)包括噴淋洗滌塔2和豎向設置的逆流噴射管I。其中，噴淋洗滌塔內部自上而下設置有除霧器201、噴淋層202、噴淋液池203，且噴淋層202通過設有噴淋液循環(huán)泵204的噴淋管道與噴淋液池203連通。參照圖1，逆流噴射管I的管道入口與廢煙氣排放口連通(圖中逆流噴射管I入口處向下的箭頭表示廢煙氣的進入方向)，管道出口連通至噴淋洗滌塔2，且該連通位置位于噴淋層202和噴淋液池203之間，以便于經逆流噴射管I處理后煙氣繼續(xù)被噴淋層202進行進一步的噴淋處理，同時處理后得到的處理液也可進一步流入噴淋液池203進行回收利用。除了上述逆流噴射管I與噴淋洗滌塔2之間的連接關系，對于逆流噴射管I內部的結構來說，其主要設置有逆流噴淋層101，用于向廢煙氣逆向噴出堿性吸收液。堿性吸收液與廢煙氣接觸產生泡沫區(qū)，高效吸收廢煙氣中的酸性氣體和固體粉塵。
[0042]在本發(fā)明的其他實施例中，逆流噴射管在設置時可以與豎直方向有較小的偏角，輕微的側傾。
[0043]在本發(fā)明的其他實施例中，逆流噴淋層為多層，且相鄰層的逆流噴淋層之間相距一設定的距離。例如圖1中的逆流噴淋層101為兩層，噴入的堿性吸收液量較大，且煙氣在流通時可被不同層的逆流噴淋層進行多次處理，有效提高煙氣處理效果。
[0044]在本發(fā)明的其他實施例中，逆流噴淋層處所用的噴頭噴嘴為大口徑噴嘴，其口徑在50_350mm范圍內。
[0045]在本發(fā)明的其他實施例中，用于逆流噴淋層的堿性噴淋液可以是單獨設置的噴淋液池，也可以是如圖1所示的共用噴淋洗滌塔2內部的噴淋液池203，這樣可以節(jié)約成本，并循環(huán)使用噴淋液。如圖1所示，逆流噴淋層101通過管道與噴淋液池203連通，噴淋液通過設置在該管道上的吸收液循環(huán)泵102輸送至逆流噴淋層101。在使用時，當噴淋液池203內的噴淋液達到一定工藝要求時，也可通過吸收液循環(huán)泵102連通至一廢水排出管道，排放至廢水排出結構5。
[0046]在本發(fā)明的其他實施例中，組合式煙氣凈化系統(tǒng)還設置有循環(huán)液補充結構3和水補充結構4，以分別實時補充循環(huán)液和新鮮水至噴淋液池203內，滿足噴淋液池內的噴淋液的PH值要求(達到7)和液面高度要求。
[0047]在本發(fā)明的煙氣凈化方法的一個實施例中，其使用了本發(fā)明提供的如圖1所示的組合式凈化系統(tǒng)，包括如下步驟:
[0048]廢煙氣從逆流噴射管I的管道入口進入逆流噴射管1，逆流噴淋層101對廢煙氣進行逆向噴淋，并生成泡沫區(qū)；其中，此處的噴淋液為堿性噴淋液；
[0049]經逆向噴淋后的煙氣從逆流噴射管I的管道出口進入噴淋洗滌塔2內部，噴淋洗滌塔2內的噴淋層202對煙氣進行噴淋，經過此處噴淋后的煙氣流過除霧器201后排放；其中，此處的噴淋液為堿性噴淋液；
[0050]經逆向噴淋后的處理液流入噴淋洗滌塔2內的噴淋液池203。
[0051]在本發(fā)明的煙氣凈化方法的其他實施例中，逆流噴射管I處的逆流噴淋層101處的堿性噴淋液與噴淋洗滌塔2的噴淋層202處的堿性噴淋液均來自于噴淋液池203，如圖1所示。
[0052]在本發(fā)明的煙氣凈化方法的其他實施例中，新鮮堿液連續(xù)補充進噴淋液池，同時廢堿液經與吸收液循環(huán)泵連通的廢水排出管道連續(xù)排放，噴淋液池的液位維持不變。當噴淋液池處的液體達到設定的工藝要求后，經與吸收液循環(huán)泵連通的廢水排出管道排放。
[0053]在本發(fā)明的煙氣凈化方法的一個完整實施例中，參照圖1，廢煙氣由逆流噴射管I的管道入口自上向下進入逆流噴射管1，循環(huán)吸收液由吸收液循環(huán)泵102送入逆流噴淋層101，此處噴頭噴出的液相與氣流逆向膨脹形成泡沫區(qū)，泡沫區(qū)內氣液表面不斷劇烈更新，氣相中酸性氣體被吸收液含的NaOH中和吸收。循環(huán)液由逆流噴射管I的管道出口進入噴淋洗滌塔2的下部，吸收液循環(huán)進行逆流噴射管I處的吸收過程，達到工藝要求后含固廢水經吸收液循環(huán)泵102排出。水補充結構4根據(jù)噴淋洗滌塔的液面補充新鮮水，循環(huán)液補充結構3根據(jù)吸收液pH值補充NaOH，使吸收液的pH保持在7。煙氣經逆流噴射管I洗滌后進入噴淋洗滌塔2，噴淋液循環(huán)泵204將循環(huán)吸收液通過噴淋層202噴淋，煙氣二次噴淋洗滌，煙氣最后經過除霧器201除去氣體中小液滴從塔頂排出。
[0054]應當說明的是，上述實施例均可根據(jù)需要自由組合。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種組合式煙氣凈化系統(tǒng)，包括: 噴淋洗滌塔，其內部自上而下設置有除霧器、噴淋層、噴淋液池，所述噴淋層通過設有噴淋液循環(huán)泵的噴淋管道與所述噴淋液池連通； 其特征在于，還包括: 豎向設置的逆流噴射管，其管道入口與廢煙氣排放口連通，其管道出口與所述噴淋洗滌塔連通，且所述管道出口與所述噴淋洗滌塔連通的位置位于所述噴淋洗滌塔的上部噴淋層與下部噴淋液池之間； 其中，所述逆流噴射管內部設有逆流噴淋層，所述逆流噴淋層的噴淋方向與煙氣流動方向相反。
2.根據(jù)權利要求1所述的組合式煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于: 所述逆流噴淋層為多層，且相鄰層的所述逆流噴淋層之間相距一設定的距離。
3.根據(jù)權利要求1所述的組合式煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于: 所述逆流噴淋層處的噴嘴為大口徑噴嘴，其口徑為50-350mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的組合式煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于: 所述逆流噴淋層通過管道與所述噴淋洗滌塔內的所述噴淋液池連通。
5.根據(jù)權利要求4所述的組合式煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于: 在連通至所述逆流噴淋層的所述管道處設置有一吸收液循環(huán)泵。
6.根據(jù)權利要求5所述的組合式煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于: 所述吸收液循環(huán)泵同時與一廢水排出管道相連通。
7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的組合式煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，進一 步包括: 循環(huán)液補充結構和水補充結構，且二者均連通至所述噴淋洗滌塔內部，并向所述噴淋液池補充循環(huán)液和水。
8.—種凈化方法,其特征在于， 采用如權利要求1-7任一項所述的組合式煙氣凈化系統(tǒng)，并包括如下步驟: 廢煙氣進入所述逆流噴射管，所述逆流噴淋層對廢煙氣進行逆向噴淋，并生成泡沫區(qū)；其中，此處的噴淋液為堿性噴淋液； 經所述逆向噴淋后的煙氣進入所述噴淋洗滌塔內部，所述噴淋洗滌塔內的所述噴淋層對煙氣進行噴淋，經過此處噴淋后的煙氣流過所述除霧器后排放；其中，此處的噴淋液為堿性噴淋液； 經所述逆向噴淋后的液體流入所述噴淋洗滌塔內的所述噴淋液池。
9.根據(jù)權利要求8所述的凈化方法，其特征在于: 所述逆流噴射管處的堿性噴淋液與所述噴淋洗滌塔的噴淋層處的堿性噴淋液均來自于所述噴淋液池。
10.根據(jù)權利要求8所述的凈化方法，其特征在于: 所述噴淋液池處的液體PH值為7 ; 和/或； 噴淋池內堿液連續(xù)補充，連續(xù)外排，外排堿液由與所述吸收液循環(huán)泵連通的所述廢水排出管道排放。
【文檔編號】B01D53/96GK104324597SQ201410612969
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權日:2014年11月4日
【發(fā)明者】李少云, 李軍偉, 馬洪璽, 張文軍 申請人:上海藍科石化工程技術有限公司