湿法烟气脱硫塔的深度除雾除尘装置及方法与流程

本发明属于环保脱硫领域，尤其涉及一种湿法烟气脱硫塔的深度除雾除尘装置及方法。

背景技术：

在工业生产中，烟气中的水分不容易排除干净，其工业污染物随着烟气中的水分散发到大气中，造成了严重的工业污染，恶化了当地及周边地区的生产及生活环境，影响了厂房工人及周边居民的身体健康。

为此，有人想到在烟囱上加装脱水装置，例如，公开号CN101829456A的中国发明专利申请公开了一种烟囱脱水装置，包括一侧部设有进烟口的主塔体，所述主塔体上部的排烟筒内设有旋流器，所述旋流器上方的筒壁上开设有捕液纵向缝口，所述捕液纵向缝口的外周壁上色还有用于收集液体的断面呈槽形的密封罩，所述断面呈槽形的密封罩底侧设有排液通口。虽然，该烟囱脱水装置实现了去除烟气中的水分，有利于提高烟气排放质量、防止环境污染。但是，在实际应用中发现存在如下缺陷：

1、在筒壁没有补液纵向缝口的位置，雾滴无法被收集，雾滴去除量少；

2、纵向缝口上下贯通并且为达到比较好的收集效果，纵向缝口的宽度也比较大，这就导致会有部分被捕捉的雾滴从上部逃逸，影响了最终了雾滴去除效果。

3、纵向缝口对烟气流畅有比较大的影响，一方面，使得烟气在流动过程中，不够均匀，会导致烟气中雾滴的反弹、携带，影响了除雾滴效果，另一方面，使得烟气流经时的压降比较大，烟气流动的能量损失比较大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种湿法烟气脱硫塔的深度除雾除尘装置，以克服现有技术存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种湿法烟气脱硫塔的深度除雾除尘装置，包括主塔体，所述主塔体上的排烟筒内设有旋流器和设于所述旋流器上方的捕滴器，所述捕滴器由位于所述旋流器上方的捕滴筒壁和环绕所述筒壁外围的集水箱构成，其特征在于：所述捕滴筒壁上均匀密布有捕滴孔。

在本发明的优选实施方式中，所述捕滴孔为圆形，孔径为50-70mm，所述捕滴孔在捕滴筒壁上交错排布；所有捕滴孔的总面积占捕滴筒壁的面积30-60％。

在所述集水箱底部具有集水凹槽，所述集水凹槽具有排水口。

在发明的进一步改进中，所述排烟筒位于所述捕滴器的上方的内壁上还设有螺旋延伸至少2圈以上的阻集水槽，所述阻集水槽的下端出水口连通至所述集水箱中。采用该结构的阻集水槽，阻集水槽的下表面可以阻挡内壁上的水滴向上运动并流入到下方阻集水槽的槽内被收集，最终流入捕滴器的集水箱中。

所述阻集水槽从排烟筒顶部的排烟口一直螺旋延伸至捕滴器的积水箱。

在本发明的进一步改进中，所述主塔体至旋流器之间的烟筒段至少长10米以形成冷凝段。通过增加主塔体至旋流器之间的烟筒段的长度以形成冷凝段，这样就使得烟筒内的含水汽的烟气在到达旋流器之前与外部冷空气之间的热交换时间更长，使得烟筒内的烟气更多地被冷凝成雾滴，从而能够将更多的烟尘凝结在雾滴中，这样更多的雾滴去除的同时也去除了更多的烟尘。

在优选实施方式中，所述冷凝段为10-30米。

另外，本发明还提供了一种湿法烟气脱硫塔的深度除雾除尘方法，其特征在于：

先在主塔体内用喷淋吸收液对烟气进行喷淋吸收,并由主塔体内的除雾器对喷淋后烟气进行除雾,使主塔体的出口烟气雾滴含量为75mg/Nm³；

然后通过冷凝段对含有水汽的饱和烟气进行冷凝以形成更多雾滴；

再然后通过旋流器将含有雾滴烟气进行旋流，使得雾滴甩向所述捕滴器的捕滴筒壁并被捕滴筒壁上的捕滴孔捕捉后进入集水箱，在集水箱底部的集水凹槽聚集后从排水口排出。

其它未进入捕滴器的其它雾滴和末端的冷凝液沿着排烟筒内壁向上爬升，在爬升过程中被阻集水槽的下表面阻挡然后落入下方的阻集水槽被收集，最终也流入到捕滴器的集水箱中。

采用上述技术方案，本发明具有如下优点：

1、捕滴筒壁上均匀密布有捕滴孔，对烟气流场影响弱于纵向缝口的捕滴器，这使得烟气在流动过程中，更加均匀稳定，减少了烟气中水滴的反弹、携带，相应的提高了捕滴器的效率。经数值模拟计算，在同样的入口尺寸捕滴器中，采用均匀密布捕滴孔的捕滴器的捕集效率比槽型捕滴器要高10％。

2，均匀密布捕滴孔的捕滴器对烟气流动影响小，使得烟气流经捕滴器的过程中压降也小于纵向缝口的捕滴器(降低10-30％)，减少了烟气流动的能量损失。

3、捕滴筒壁上均匀密布有捕滴孔并增加了冷凝段的长度使得更多含有水汽的烟气能够被冷凝成雾滴并且也使得更多的雾滴能够被捕滴器捕捉去除。

因此，本发明具有更多烟气被冷凝成雾滴以及更多雾滴被去除、对烟气流畅影响小以能够提高捕滴器效率和减小烟气流动能量损失的优点，有利于提高烟气排放质量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为捕滴器的结构示意图；

图3为阻集水槽的结构示意图；

图4为模拟实验的烟气流速分布图；

图5为模拟实验的烟气压力分布云图；

图6为模拟实验的烟气流动轨迹示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的湿法烟气脱硫塔的深度除雾除尘装置，包括主塔体100，主塔体100上方连接有排烟筒200。排烟筒200内设有旋流器300和设于旋流器300上方的捕滴器400。

旋流器300由圆周阵列在排烟筒200内的多个导流叶片组成，当含有雾滴的烟气上升时，经导流叶片的导流就会形成旋流。

结合图2所示，捕滴器400由位于旋流器300上方的捕滴筒壁410和环绕捕滴筒壁410外围的集水箱420构成。

捕滴筒壁410上均匀密布有捕滴孔411。该捕滴孔411可以是圆形、三角形、方形或者其它形状。在本实施例中，捕滴孔411为圆形。

捕滴孔411在捕滴筒壁410上交错排布。捕滴孔411的孔径为50-70mm，捕滴孔411的总面积占捕滴筒壁的面积(布孔率)30-60％。

在集水箱420底部具有集水凹槽421，集水凹槽421的底部具有排水口422。

再如图1所示，排烟筒200位于捕滴器300的上方的内壁上还设有螺旋延伸至少2圈以上的阻集水槽500。在本实施中，阻集水槽500从排烟筒200顶部的排烟口一直螺旋延伸至捕滴器300的积水箱420。如图3所示，阻集水槽500由螺旋焊接在排烟筒200内壁的角钢制成。阻集水槽500下端出水口连通至集水箱420中，这样，阻集水槽500收集到的水可以流入集水箱420排出。采用这样的结构，阻集水槽500的下表面可以阻挡排烟筒200内壁上的水滴向上运动并流入到下方阻集水槽的槽内被收集，最终流入捕滴器的集水箱中。

排烟筒200由碳钢圆筒和内衬于碳钢圆筒内壁的玻璃鳞片构成。

另外，主塔体100至旋流器300之间的烟筒段至少长10米以形成冷凝段210。在本实施例中，冷凝段210为12米。通过增加主塔体100至旋流器300之间的烟筒段的长度以形成冷凝段，这样就使得烟筒内的含水汽的烟气在到达旋流器之前与外部冷空气之间的热交换时间更长，使得烟筒内的烟气更多地被冷凝成雾滴，从而能够将更多的烟尘凝结在雾滴中，这样更多的雾滴去除的同时也去除了更多的烟尘。

以上就是本发明的湿法烟气脱硫塔的深度除雾装置，其工作方式如下：

先在主塔体内用喷淋吸收液对烟气进行喷淋吸收,并由主塔体内的除雾器对喷淋后烟气进行除雾,使主塔体的出口烟气雾滴含量为75mg/Nm³；

然后通过冷凝段对含有水汽的饱和烟气进行冷凝以形成更多雾滴；

再然后通过旋流器将含有雾滴的烟气进行旋流，使得雾滴甩向所述捕滴器的捕滴筒壁并被捕滴筒壁上的捕滴孔捕捉后进入集水箱，在集水箱底部的集水凹槽聚集后从排水口排出；

其它未进入捕滴器的其它雾滴和末端的冷凝液沿着排烟筒内壁向上爬升，在爬升过程中被阻集水槽的下表面阻挡然后落入下方的阻集水槽被收集，最终也流入到捕滴器的集水箱中。

模拟实验

本发明采用DPM模型(离散项运动模型)和k-e模型(流体湍流运动模型)做模拟实验。

本实验模拟雾滴粒径60um下的除雾效果，并对结果进行计算分析。

本模拟实验采用的捕滴器的捕滴筒壁直径为2800mm，高度为2000mm；捕滴器的捕滴孔直径60mm，布孔率为35％；捕滴器内的烟气流速设定为15m/s。

烟气进口：采用空气近似代替；

进口雾化水滴粒径：60um；

进口水滴质量流量：5.8kg/s。

计算结果

1、流速分布

如图4所示，深度除雾除尘装置中的烟气流速分布均匀，经过旋流板后，雾滴被旋流进捕滴器进行捕集。

2、压力分布

如图5所示，深度除雾除尘装置的进出口压差基本小于150Pa，压力损失小。

3、流动轨迹

如图6所示，烟气中的液滴颗粒经旋流板除雾器,均匀稳定地进入捕滴器,并大部分被捕滴器捕集。

结论

该深度除雾除尘装置在60um雾滴工况下，整体压降约150Pa，捕集效率约80.3％。