本发明专利技术公开了一种脱硫深度提效与烟气冷凝一体化装置，包括独立循环喷淋装置；该独立循环喷淋装置包括由上至下依次设于脱硫塔内的循环喷淋层、导流帽层、喷淋水收集层；循环喷淋层包括若干呈中心对称、平面排布的喷嘴；导流帽层包括若干梯形导流帽，各梯形导流帽与所述循环喷淋层的喷嘴一一对应，且梯形导流帽位于对应喷嘴的正下方；所述喷淋水收集层位于梯形导流帽正下方，且喷淋水收集层处设有供烟气流通的通道；独立循环喷淋装置还包括设于脱硫塔外部的喷淋水冷却循环装置。本发明专利技术通过喷淋/冷凝的协同作用，使喷淋水温度降低，更有利于超细粉尘、气溶胶的凝并，提高了粉尘、可溶性盐、三氧化硫和硫酸雾的脱除效率。
【技术实现步骤摘要】
一种脱硫深度提效与烟气冷凝一体化装置
本专利技术涉及脱硫深度提效改造及烟气冷凝领域。
技术介绍
石灰石/石膏湿法烟气脱硫是燃煤电站锅炉、工业锅炉最常用的脱硫工艺，应用比例超过90%。其基本流程是让烟气通过脱硫塔，脱硫塔内通过多个喷淋层对烟气进行喷淋，捕集烟气中的二氧化硫、粉尘、可溶性盐、三氧化硫和硫酸雾等。脱硫装置设计处理能力取决于装置入口的二氧化硫浓度以及脱硫排放的限值标准，前者由燃煤成分和热值决定，后者取决于当地环保部门执行的排放标准。当这两个因素会发生变化时，即电厂根据经营需求拟采用更高硫分的燃煤，或环保部门对排放标准限值要求进一步提升时，需要对脱硫装置设计处理能力进行提升，即提效改造。在脱硫装置入口二氧化硫浓度提升不太明显，现有装置裕量稍有不足时，或排放要求小幅提高，即改造所需处理能力提升较小时，一般采用增加一个喷淋层，或增加塔内托盘等改进方式。进入脱硫塔的烟气为高温烟气，烟温一般在110℃~130℃之间，低温可到约90℃，高温可到约160℃。烟气在脱硫塔内与喷淋下来的循环浆液接触，烟气被降温至约50℃，同时因烟气和浆液换热充分，浆液温度被升至约50℃，大量的水分蒸发后随烟气带走，形成脱硫后的饱和净烟气。饱和净烟气中烟气湿度约11%，由于该烟气中携带了喷淋液滴，所以烟气中携带了粉尘、可溶性盐、三氧化硫和硫酸雾等污染物。饱和烟气在烟囱中不断降温，形成新的冷凝水，部分冷凝水随烟气带走，部分随烟囱内壁流下，但烟气始终保持饱和状态。饱和烟气在排出烟囱（约210m高）后，环境温度更低，大量的烟气在空气中冷凝，形成“白色烟羽”。部分地区为消除烟羽视觉上的污染，同时收集烟气中携带的粉尘、可溶性盐、三氧化硫和硫酸雾等污染物，要求电厂采取消除烟羽措施。消除烟羽一般采取冷凝-再热措施，再热目的是提高烟气抬升高度，增强扩散能力，同时烟气被加热后形成水蒸气的不饱和状态，避免冷凝形成烟羽；冷凝目的是在脱硫喷淋后降低烟气温度，使得饱和烟气凝结出水分，同时收集烟气中的粉尘、可溶性盐、三氧化硫和硫酸雾等污染物，冷凝后的烟气通过再热到较高温度即可实现视觉上的烟羽消除，冷凝过程的同时也降低了再热所需能耗。以上方式将脱硫与消除烟羽分步进行，能耗均较大，且需要在脱硫塔外增设额外的换热装置进行烟气处理，在较大的增加了成本的同时还增加了其余所需设备的占地面积。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种充分利用脱硫塔原有空间、且能同步实现脱硫提效和烟气冷凝作用的一体化装置。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种脱硫深度提效与烟气冷凝一体化装置，包括独立循环喷淋装置；该独立循环喷淋装置包括由上至下依次设于脱硫塔内的循环喷淋层、导流帽层、喷淋水收集层；循环喷淋层、梯形导流帽层、喷淋水收集层均位于脱硫塔内、除雾器上方；循环喷淋层包括若干呈中心对称、平面排布的喷嘴；导流帽层包括若干梯形导流帽，各梯形导流帽与所述循环喷淋层的喷嘴一一对应，且梯形导流帽位于对应喷嘴的正下方；所述喷淋水收集层位于梯形导流帽正下方，且喷淋水收集层处设有供烟气流通的通道；独立循环喷淋装置还包括设于脱硫塔外部的喷淋水冷却循环装置，循环喷淋层的喷嘴喷出的喷淋水依次经梯形导流帽、喷淋水收集层、喷淋水冷却循环装置重新回到喷嘴，形成喷淋水循环。本专利技术通过独立于脱硫塔原喷淋循环系统的循环喷淋装置，利用喷淋/冷凝协调作用，同步实现脱硫提效和烟气冷凝的效果，同时主要部件包括循环喷淋层、导流帽层与喷淋水收集层，其均设于现有脱硫塔内空间，节约空间，减少了投资成本；独立的喷淋水循环，不直接进入原有的脱硫浆液系统，不影响脱硫系统水平衡。同时喷淋水收集层处通过供烟气流通的通道设置，不影响烟气由下至上流通，又能够有效收集与烟气直接换热后的喷淋水。进一步的，喷淋水收集层包括若干收集槽、环形汇集槽；所述环形汇集槽呈环状、沿脱硫塔内壁一圈固定设于脱硫塔内；收集槽呈“∧”型，平行分布于脱硫塔同一水平截面内，各收集槽的两端位于环形汇集槽的正上方或直接与环形汇集槽相连；相邻收集槽之间的间隙形成上述供烟气流通的通道。进一步的，收集槽通过水平钢架支撑杆固定设于脱硫塔内；导流帽通过金属连接杆与收集槽连接，固定设于脱硫塔内。进一步的，收集槽的“∧”型的两端与水平面的夹角为5°±1°。收集槽的设置，能够更加有效的收集喷淋水。进一步的，收集槽之间的间隙的总面积大于收集槽所处脱硫塔内水平截面面积的50%，以便更加有效的通过烟气。进一步的，循环喷淋层的喷嘴覆盖面在30%～35%之间，可满足此脱硫塔截面内与烟气的充分混合。进一步的，喷淋水冷却循环装置包括集水箱、喷淋循环泵、换热器、加药箱、加药箱输送泵；环形汇集槽内的喷淋水通过连接管路依次通过集水箱、喷淋循环泵、换热器后进入循环喷淋层；加药箱通过加药箱输送泵与集水箱相连。换热器可采用板式换热器，采用热泵做冷源，实现低品质热量的回收。进一步的，集水箱呈中上部细长、下部粗矮的“L”型。通过“L”型的设置，可以节省喷淋循环泵的出力，减少能耗。同时集水箱的设置高度位于脱硫塔中部位置处，可以进一步节省喷淋循环泵的出力。进一步的，集水箱的底部、进水端的正下方设有斗型收集碗，斗型收集碗底部设有集水箱排污口，斗型收集碗近喷淋循环泵一侧的集水箱底部设有阻泥隔板。利用斗型收集碗对喷淋水中含有的固体进行收集，并可通过集水箱排污口将底部含有固体的喷淋水部分排至原脱硫塔浆液系统，而无需增设排污处理设施。并利用阻泥隔板，防止含有固体的喷淋水渗漏。进一步的，斗型收集碗为多个，各斗型收集碗底部均设有一个集水箱排污口，以便实现更加有效的固体收集。进一步的，加药箱上方设有加药口。进一步的，集水箱底部与喷淋循环泵相连，集水箱顶部与加药箱输送泵相连。本专利技术相比现有技术具有以下优点：1、本专利技术脱硫深度提效改造与烟气冷凝一体化装置可直接在现有脱硫塔内空间加装，同步实现脱硫提效和烟气冷凝，节约空间，减少投资成本。2、采用本专利技术一体化装置能有效提高二氧化硫脱除效率：通过单独的喷淋系统及配套的加药装置，可灵活适应二氧化硫脱除能力提升的各种需求，如：脱硫装置入口二氧化硫浓度短时间内大幅升高；雾霾天气时，环保部门对二氧化硫的排放浓度有进一步要求；电厂自身对脱硫装置的出力有更高要求。3、本专利技术采用喷淋冷却方式对烟气进行冷凝，使喷淋冷却水和烟气进行混合式直接换热，可以提高换热效率，减少投资成本。4、通过喷淋/冷凝的协同作用，使喷淋水温度降低，更有利于超细粉尘、气溶胶的凝并，提高了粉尘、可溶性盐、三氧化硫和硫酸雾的脱除效率。5、提高“L”型集水箱的布置高度，同时中上部采用细长型布置，可以节省喷淋循环泵的出力，减少能耗。6、“L”型集水箱下方的斗型收集碗便于含固液体的收集，通过斗型收集碗下方的排污口将含固液体排至脱硫塔浆液系统，无需增设排污处理设施。7、在喷淋循环水泵的出口安装板式换热器，采用热泵做冷源，可实现低品质热量的回收。8、冷凝回收的水不直本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种脱硫深度提效与烟气冷凝一体化装置，其特征在于，所述脱硫深度提效与烟气冷凝一体化装置包括独立循环喷淋装置；所述独立循环喷淋装置包括由上至下依次设于脱硫塔内的循环喷淋层、导流帽层、喷淋水收集层；所述循环喷淋层、梯形导流帽层、喷淋水收集层均位于脱硫塔内、除雾器上方；所述循环喷淋层包括若干呈中心对称、平面排布的喷嘴；所述导流帽层包括若干梯形导流帽，各梯形导流帽与所述循环喷淋层的喷嘴一一对应，且所述梯形导流帽位于对应喷嘴的正下方；所述喷淋水收集层位于所述梯形导流帽正下方，且喷淋水收集层处设有供烟气流通的通道；所述独立循环喷淋装置还包括设于脱硫塔外部的喷淋水冷却循环装置，所述循环喷淋层的喷嘴喷出的喷淋水依次经梯形导流帽、喷淋水收集层、喷淋水冷却循环装置重新回到喷嘴，形成喷淋水循环。/n
【技术特征摘要】
1.一种脱硫深度提效与烟气冷凝一体化装置，其特征在于，所述脱硫深度提效与烟气冷凝一体化装置包括独立循环喷淋装置；所述独立循环喷淋装置包括由上至下依次设于脱硫塔内的循环喷淋层、导流帽层、喷淋水收集层；所述循环喷淋层、梯形导流帽层、喷淋水收集层均位于脱硫塔内、除雾器上方；所述循环喷淋层包括若干呈中心对称、平面排布的喷嘴；所述导流帽层包括若干梯形导流帽，各梯形导流帽与所述循环喷淋层的喷嘴一一对应，且所述梯形导流帽位于对应喷嘴的正下方；所述喷淋水收集层位于所述梯形导流帽正下方，且喷淋水收集层处设有供烟气流通的通道；所述独立循环喷淋装置还包括设于脱硫塔外部的喷淋水冷却循环装置，所述循环喷淋层的喷嘴喷出的喷淋水依次经梯形导流帽、喷淋水收集层、喷淋水冷却循环装置重新回到喷嘴，形成喷淋水循环。
2.根据权利要求1所述的脱硫深度提效与烟气冷凝一体化装置，其特征在于，所述喷淋水收集层包括若干收集槽、环形汇集槽；所述环形汇集槽呈环状、沿脱硫塔内壁一圈固定设于所述脱硫塔内；所述收集槽呈“∧”型，平行分布于脱硫塔同一水平截面内，各收集槽的两端位于所述环形汇集槽的正上方或直接与环形汇集槽相连；相邻收集槽之间的间隙形成所述供烟气流通的通道。
3.根据权利要求2所述的脱硫深度提效与烟气冷凝一体化装置，其特征在于，所述收集槽通过水平钢架支撑杆固定设于所述脱硫塔内；所述导流帽通过金属连接杆与收集槽连接，固定设于脱硫塔内。
4.根据权利要求3所述的脱硫深度提效与烟气冷凝一体化装置，其特征在于，所述收集槽的“∧”型的两端与水平面的夹角为5°±1°。
【专利技术属性】
技术研发人员：游秦，张志强，邹斯诣，闫绍帅，
申请(专利权)人：国家能源集团科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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