烟气脱硫塔和烟气脱硫及废水处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种烟气脱硫塔和烟气脱硫及废水处理工艺。烟气脱硫塔包含烟气排放区、除雾区、塔盘区、喷淋区、急冷降温区和废水处理区；其中废水处理区中央通过一块竖直隔板I分为氧化絮凝区和循环清液区，循环清液区顶部通过隔板II将循环清液区与氧化絮凝区及喷淋区完全隔开；所述的氧化絮凝区设置搅拌装置；所述竖直隔板I设置过滤介质；本发明专利技术在一个塔内进行烟气除尘、脱硫、除盐及废水处理，利用烟气对废水进行搅拌实现氧化絮凝浓缩操作，利用竖直隔板两侧的液位差作为推动力实现了脱硫废水的过滤操作，大幅降低占地面积，显著降低装置建设、改造所需的费用及装置的操作费用。

FGD tower, FGD and wastewater treatment process

【技术实现步骤摘要】
烟气脱硫塔和烟气脱硫及废水处理工艺
本专利技术属于工业废气净化领域，涉及一种烟气脱硫塔和烟气脱硫及废水处理工艺。
技术介绍
锅炉烟气及工厂排放的烟气中含有二氧化硫及粉尘，二氧化硫及粉尘均是大气污染物的主要组成粉尘，二氧化硫是形成酸雨的主要原因，粒径较小的粉尘是形成的雾霾罪魁祸首之一。湿法脱硫具有脱硫率高、装置运行可靠、操作简单等优点，因而世界各国现有的烟气脱硫技术主要以湿法脱硫为主。传统的湿法脱硫技术主要有石灰石-石膏法、双碱法脱硫、钠碱法脱硫、氨法脱硫法等。上述烟气脱硫技术主要采用逆流喷淋，碱性浆液从脱硫塔上方进行喷淋，在重力作用下自由沉降与烟气逆流接触实现脱硫反应，但由于喷淋出的液滴直径相对较大，单个液滴与烟气的接触面积很小，为了提高脱硫效率，需要提高浆液循环喷淋的次数，使液滴多次与烟气接触以提高液滴对二氧化硫的吸收效果，因而塔底浆液循环泵的流量很大，电机功率也很大，浆液循环泵的电耗很大，操作费用较高。烟气中粉尘的粒径较小，大部分在0.1~200µm之间，目前烟气除尘技术主要是布袋式除尘技术、静电除尘技术、湿式除尘技术。由于烟气中含有水分，粉尘在布袋式除尘器的滤袋上吸湿黏结，堵塞滤袋的孔隙，因而需频繁对滤袋进行清理或更换，布袋式除尘器的应用受到极大的限制；静电除尘器的主要缺点是造价偏高，安装、维护、管理要求严格，需要高压变电及整流控制设备，电耗较高，且占地面积较大；湿式除尘技术主要通过喷淋水除去烟气中携带的粉尘，粒径较小的液滴与粉尘结合后仍然会随烟气排出烟囱。CN201110153423.3、CN201310338193.7、CN201310421183.X所公开的脱硫废水处理工艺均设置有絮凝池和氧化罐，絮凝池和氧化罐均需设置搅拌器，并且浆液需要通过机泵输送。CN201310338193.7、CN201310421183.X所公开的除尘脱硫废水处理工艺采用旋液分离器进行固液分离。上述脱硫废水处理工艺流程较长，设备较多，能耗也较大。由于国家制定的污染排放指标越来越严格，拥有锅炉的企业及拥有烟气排放的工厂需对新增烟气除尘脱硫装置或对旧装置进行改造以满足烟气达标排放。由于大部分锅炉和烟气排放装置按照以前的旧标准进行建设，在建设时未考虑到烟气需进一步深度除尘脱硫，因而在建设时没有给烟气除尘脱硫改造留出足够的建设用地，均需在现有有限的区域内新建烟气除尘脱硫装置或对旧装置进行改造。上述湿法脱硫技术包含烟气脱硫、脱硫废水氧化处理或再生单元，流程较长，设备较多，占地面积较大，严重制约着除尘脱硫装置的建设和升级改造，部分装置和锅炉因为缺乏足够的空间无法升级改造，导致烟气排放指标无法满足现行国家标准被迫停工或拆毁重建。因而，亟待开发流程短、设备少、占地面积少的烟气脱硫技术。另外，由于湿法脱硫装置采用含有大量悬浮物及可溶性盐的循环液作为烟气急冷降温、脱硫的工作介质，循环液与高温烟气接触实现烟气急冷降温过程中，水分大量汽化，可溶性盐及悬浮物随之进入烟气中，造成湿法脱硫装置出口烟气中含有较多的可溶性盐（主要为硫酸盐、亚硫酸盐），可溶性盐脱水后形成超细颗粒物，这些超细颗粒物会为雾霾的形成提供了充足的凝结核，湿法脱硫也是雾霾的成因之一。随着湿式脱硫技术在我国的大规模推广应用，湿式脱硫技术的一个明显且难以克服的缺点逐渐显露出来，该缺点就是排放烟气在烟囱口会产生“白烟”现象，甚至会形成数公里的“白烟长龙”，给人带来强烈的视觉冲击，有时地面还会出现“尘雨”现象。所以，如何能够消除“白烟”现象是目前亟待解决的一个问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种烟气脱硫塔和烟气脱硫及废水处理工艺，本专利技术的烟气脱硫塔集烟气除尘、脱硫及废水处理于一体，本专利技术工艺除尘、脱硫及除盐效果好，流程短、设备少、占地面积少，具有广阔的应用前景。本专利技术的烟气脱硫塔，由上至下依次为烟气排放区、除雾区、塔盘区、喷淋区、急冷降温区和废水处理区；所述的废水处理区中央通过一块竖直的隔板I分为氧化絮凝区和循环清液区，其中氧化絮凝区与喷淋区连通，循环清液区顶部通过隔板II将循环清液区与氧化絮凝区及喷淋区完全隔开。所述的隔板I设置至少一个开口，优选1~20个，更优选为1~4个，开口面积为隔板I面积的10%~90%，优选为50%~70%；隔板I的开口上固定过滤介质；所述的过滤介质为网状结构，网孔大小为0.1~1000µm，优选为5~100µm，过滤介质可以为天然纤维、合成纤维、玻璃丝或金属丝等。所述的隔板II两端分别与隔板I及循环清液区塔壁连接，隔板I与隔板II连接处的夹角一般为45~165°，优选为120~150°。所述的隔板I和隔板II与塔壁之间密封，避免分隔板两侧的气、液短路。所述的烟气排放区与除雾区优选通过锥体形变径相连，所述的除雾区与烟气排放区的塔径比为1.2~5；塔盘区与喷淋区优选通过倒锥体形变径相连，喷淋区下方为急冷降温区，急冷降温区下方为废水处理区；所述的塔盘区与喷淋区的塔径比为1.2~3。所述的烟气排放区一般为常规的烟气湿法脱硫工艺中的烟囱结构，所述的烟囱底部与除雾区塔体相连，优选通过锥体形变径与除雾区塔体相连，烟囱顶部设置烟气出口；优选在烟囱顶部设置外套筒，所述的外套筒为上下开口的筒状结构，可以为圆筒状或锥筒状，外套筒上沿高出烟囱顶部一定距离，一般为0.2～10m，优选为0.5～5m，外套筒的下沿低于烟囱的上沿，优选低于烟囱上沿0.5~5m；所述的外套筒与烟囱之间为环形空间，优选底部开口直径为烟囱顶部开口直径的1.01～1.2倍。所述的烟气从烟囱顶部进入外套筒，从外套筒顶部排出，烟气的气速较高，在流经外套筒时会在烟囱与外套筒之间产生负压，空气在负压的吸力作用下流经烟囱与外套筒之间的环形空间进入外套筒上部，空气在外套筒内与烟气混合后一起从外套筒顶部排放，烟气在离开外套筒顶部排放之前就已与空气充分混合，大幅降低了“白烟”生成量。所述的除雾区设置除雾设备，用于除去烟气携带的液滴，所述的除雾设备可以为旋流除雾器、湿式静电除雾器、丝网除雾器或折流式除雾器等中的一种或几种。所述的塔盘区可设置一层或多层塔盘，优选塔盘层数为2~6层；所述的塔盘可为一种类型的塔盘或多种类型组合塔盘，包括浮阀塔盘、筛孔型塔盘、导向筛孔型塔盘、固舌塔盘、浮舌塔盘或立体传质塔盘等，用于气液充分接触强化传质实现烟气的深度脱硫，将烟气中的0.1µm~5µm之间的微小粉尘颗粒捕捉下来实现烟气的深度除尘，并将烟气携带的大量微小雾滴捕捉下来降低除雾区的分离负荷。所述的塔盘区与除雾区之间设置液体分布器，液体分布器连接循环清液管线I，用于将循环清液均匀的分布到塔盘上。所述的喷淋区设置一层或多层喷淋管线，设置多层喷淋管线时，喷淋管线之间的距离为0.5~5m，优选距离为1~2.5m；所述的喷淋管线连接循环清液管线II，喷淋管线上设置有多个雾化喷嘴；所述的喷淋区用于将循环清液雾化，雾化后的小液滴与烟气逆流接触，脱除烟气中携带的粉尘和二氧化硫。所述的急冷降温区上部的轴向上设置若干个开口向上或向下的大口径雾化喷嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气脱硫塔，由上至下依次为烟气排放区、除雾区、塔盘区、喷淋区、急冷降温区和废水处理区；所述的烟气排放区为烟囱结构，烟囱底部与除雾区塔体相连，烟囱顶部设置烟气出口；在烟囱顶部设置外套筒，所述的外套筒为上下开口的筒状结构，外套筒上沿高出烟囱顶部一定距离，外套筒的下沿低于烟囱的上沿，所述的外套筒和烟囱之间为环形空间；所述的除雾区设置除雾设备；所述的塔盘区设置一层或多层塔盘；所述的废水处理区中央通过一块竖直的隔板I分为氧化絮凝区和循环清液区，其中氧化絮凝区与喷淋区连通，循环清液区顶部通过隔板II将循环清液区与氧化絮凝区及喷淋区完全隔开，循环清液区顶部塔壁上设置通气口；所述的隔板I设置至少一个开口，开口面积为隔板I面积的10%~90%；隔板I的开口上固定过滤介质；所述的氧化絮凝区底部设置搅拌装置，搅拌装置通过固定件连接于烟气脱硫塔底；所述的固定件上部为中空的圆筒状结构，底部固定于烟气脱硫塔底；所述的搅拌装置的旋转轴竖直插装于固定件的圆筒状结构内，旋转轴可绕其中心线旋转；所述的旋转轴由上至下依次固定旋转叶轮、导流板、搅拌桨；所述的旋转叶轮、导流板和搅拌桨以旋转轴为中心呈对称分布；所述的旋转叶轮由若干叶片组成，叶片在水平方向上均匀分布，叶片所在平面与水平面的夹角为15~75°，所述的导流板为倒锥形结构，倒锥形顶部为敞口结构，导流板的倒锥形底部与旋转轴之间设置缝隙，所述的搅拌桨沿轴向水平设置若干组；所述的急冷降温区上部的轴向上设置若干个开口向上或向下的大口径雾化喷嘴，各大口径雾化喷嘴与干净水支管相连，干净水支管与干净水总管相连；大口径雾化喷嘴的入口接头管径与急冷降温区的塔径比例为0.005~0.1；所述的大口径雾化喷嘴喷淋角度为60~150°。/n...

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硫塔，由上至下依次为烟气排放区、除雾区、塔盘区、喷淋区、急冷降温区和废水处理区；所述的烟气排放区为烟囱结构，烟囱底部与除雾区塔体相连，烟囱顶部设置烟气出口；在烟囱顶部设置外套筒，所述的外套筒为上下开口的筒状结构，外套筒上沿高出烟囱顶部一定距离，外套筒的下沿低于烟囱的上沿，所述的外套筒和烟囱之间为环形空间；所述的除雾区设置除雾设备；所述的塔盘区设置一层或多层塔盘；所述的废水处理区中央通过一块竖直的隔板I分为氧化絮凝区和循环清液区，其中氧化絮凝区与喷淋区连通，循环清液区顶部通过隔板II将循环清液区与氧化絮凝区及喷淋区完全隔开，循环清液区顶部塔壁上设置通气口；所述的隔板I设置至少一个开口，开口面积为隔板I面积的10%~90%；隔板I的开口上固定过滤介质；所述的氧化絮凝区底部设置搅拌装置，搅拌装置通过固定件连接于烟气脱硫塔底；所述的固定件上部为中空的圆筒状结构，底部固定于烟气脱硫塔底；所述的搅拌装置的旋转轴竖直插装于固定件的圆筒状结构内，旋转轴可绕其中心线旋转；所述的旋转轴由上至下依次固定旋转叶轮、导流板、搅拌桨；所述的旋转叶轮、导流板和搅拌桨以旋转轴为中心呈对称分布；所述的旋转叶轮由若干叶片组成，叶片在水平方向上均匀分布，叶片所在平面与水平面的夹角为15~75°，所述的导流板为倒锥形结构，倒锥形顶部为敞口结构，导流板的倒锥形底部与旋转轴之间设置缝隙，所述的搅拌桨沿轴向水平设置若干组；所述的急冷降温区上部的轴向上设置若干个开口向上或向下的大口径雾化喷嘴，各大口径雾化喷嘴与干净水支管相连，干净水支管与干净水总管相连；大口径雾化喷嘴的入口接头管径与急冷降温区的塔径比例为0.005~0.1；所述的大口径雾化喷嘴喷淋角度为60~150°。


2.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：外套筒上沿高出烟囱顶部0.2～10m；外套筒的下沿低于烟囱的上沿0.5~5m；所述的外套筒底部开口直径为烟囱顶部开口直径的1.01～1.2倍。


3.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：所述的过滤介质为网状结构，网孔大小为0.1~1000µm；过滤介质材质为天然纤维、合成纤维、玻璃丝或金属丝。


4.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：所述的隔板II两端分别与隔板I及循环清液区塔壁连接，隔板I与隔板II连接处的夹角为45~165°。


5.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：所述的烟气排放区与除雾区通过锥体形变径相连，所述的除雾区与烟气排放区的塔径比为1.2~5。


6.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：塔盘区与喷淋区通过倒锥体形变径相连；所述的塔盘区与喷淋区的塔径比为1.2~3。


7.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：所述的除雾设备为旋流除雾器、湿式静电除雾器、丝网除雾器或折流式除雾器中的一种或几种。


8.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：所述的塔盘为浮阀塔盘、筛孔型塔盘、导向筛孔型塔盘、固舌塔盘、浮舌塔盘或立体传质塔盘中的一种或多种组合。


9.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：所述的塔盘区与除雾区之间设置液体分布器，液体分布器连接循环清液管线I，用于将循环清液均匀的分布到塔盘上。


10.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：所述的喷淋区设置一层或多层喷淋管线；设置多层喷淋管线时，喷淋管线之间的距离为0.5~5m；所述的喷淋管线连接循环清液管线II，喷淋管线上设置有多个雾化喷嘴。


11.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：所述的急冷降温区至少包含一对开口相对的大口径雾化喷嘴。


12.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：所述的氧化絮凝区靠近塔壁一侧分别连接碱性溶液管线I、絮凝剂管线和液位计I；所述的碱性溶液管线I上设置流量调节阀。


13.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：所述的循环清液区靠近塔壁一侧连接有新鲜水管线、碱性溶液管线II、氧化性气体管线和液位计II；所述的新鲜水管线上设置流量调节阀；所述的碱性溶液管线II上设置有流量调节阀，用于调节向循环清液区加注的碱性溶液的流量。


14.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：所述的氧化性气体管线与风机相连，并延伸到循环清液区的隔板I一侧，与氧化性气体分布管相连；所述的氧化性气体分布管上设置有若干喷嘴，喷嘴正对着隔板I上的过滤介质。


15.按照权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于：所述的循环清液区底部连接清液引出管线，引出管线分为两路，一路管线连接外排清液管线，另一路管线连接循环清液泵，该管线上设置有pH计，循环清液泵经冷却器连接循环清液管线I和循环清液管线II；所述的pH计用于测量循环清液的pH值，并将测量信号经控制器反馈给碱性溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建华，李磊，王明星，金平，刘忠生，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11