本发明涉及烟气脱硫除尘工艺设计领域，尤其涉及一种双循环脱硫除尘装置及烟气的脱硫除尘方法。
背景技术：
随着新环保法规的颁布执行，对烟气污染物排放的控制指标越来越严，一般要求SO2排放浓度小于100mg/m3，重点地区低于50mg/m3，颗粒物排放浓度低于50mg/m3，重点地区小于20mg/m3。甚至部分地区燃煤电厂开始执行“超洁净排放”(二氧化硫、颗粒物排放浓度分别不高于35mg/m3、10mg/m3)。这就要求烟气脱硫除尘系统具有非常高的脱硫与除尘效率。传统脱硫工艺为了达到上述的脱硫效率，需要配置较多的喷淋层，脱硫塔高度会非常高，能耗也比较大，而为了更高的除尘效率，在脱硫设备后增加湿电除尘装置，占地面积大、设备投资高。
中国发明专利CN201510315376.6，主题名称为一种除尘脱硫协同处理装置，该发明公开了一塔体内按烟气流动方向依次设有一级烟气除尘脱硫区、二级烟气除尘脱硫区和除雾装置，但是二级烟气除尘脱硫区的储存反应浆液的设备设置于装置的外部，占地面积较大，该发明的脱硫效率为99％，除尘效率为75％，所以对硫含量较高的烟气处理效果较差，不能达到环保标准。
因此，本申请人致力于提供一种双循环脱硫除尘装置及烟气的脱硫除尘方法。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种双循环脱硫除尘装置及烟气的脱硫除尘方法，其对含硫量较高的烟气的处理效果较好，可以满足现有的环保要求，且装置的集成度较高，体积小，占地面积小。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种单塔双循环脱硫除尘装置，包括：塔体，包括设置于所述塔体的下方的烟气入口和设置于所述塔体的顶部的烟气出口；一级喷淋层，设置在所述塔体中，且位于所述烟气入口的上方；一级储液斗，设置在所述塔体中，且位于所述一级喷淋层的下方，用于收集一级喷淋循环液；一级喷淋泵，其进液口伸入至所述一级储液斗的上方，其出液口与所述一级喷淋层连接；二级喷淋层，设置在所述塔体中，且位于所述一级喷淋层的上方；二级储液斗，设置在所述塔体中，且位于所述一级喷淋层的上方，用于收集二级喷淋循环液；二级喷淋泵，其进液口伸入至所述二级储液斗的底部，其出液口与所述二级喷淋层连接；文丘里管组，包括多个文丘里管，穿设在所述二级储液斗中，所述文丘里管的入口位于所述二级储液斗靠近所述一级喷淋层的一侧，所述文丘里管的出口位于所述二级储液斗远离所述一级喷淋层的一侧；除雾器，位于所述二级喷淋层与所述塔体的烟气出口之间。
优选地，所述二级喷淋层包括多个二级子喷淋层上、下喷淋层上层喷淋层和下层喷淋层；其中一个所述二级子下所述下层喷淋层位于所述二级储液斗靠近所述一级喷淋层的一侧，此二级子下且所述下层喷淋层的喷头数目与所述文丘里层中文丘里管的数目相同且一一对应，且其喷头朝向所述文丘里管的入口，用于使其喷出的二级喷淋循环液喷淋液与烟气共同进入文丘里管内；其余所述二级子上所述上层喷淋层位于所述二级储液斗远离所述一级喷淋层的一侧，且所述上层喷淋层的喷头在所述文丘里管的出口正上方，朝下设置，且所述上层喷淋层喷淋的二级喷淋循环液不进入所述文丘里管内，喷淋液形成水帘将文丘里管罩住，且保证喷淋液不进入文丘里管内。
优选地，所述双循环脱硫除尘装置还包括：急冷喷淋层，设置在所述塔体的烟气入口处，且其进液口与所述一级喷淋泵的出液口连通。
优选地，所述双循环脱硫除尘装置还包括：溢流管，设置在所述塔体内，其第一端位于所述二级储液斗的上方，第二端位于所述二级储液斗的下方，且其第一端低于所述文丘里层的出口端，所述溢流管用于将二级储液斗中多余的二级喷淋循环液体导入至所述一级储液斗中。
优选地，所述一级储液斗和二级储液斗均包括一补充口，所述补充口用于补充循环液和水，且补充的循环液均选自NaOH溶液、氨水、石灰水或者CaO溶液；和/或；所述一级喷淋层包括2～6层一级子喷淋层。
为解决上述技术问题，本发明提供一种烟气的脱硫除尘方法，包括下列步骤：烟气从下至上依次经过一级喷淋层和二级喷淋层，所述一级喷淋层对烟气进行一级喷淋处理，所述二级喷淋层对烟气进行二级喷淋处理，且经过所述一级喷淋处理后的烟气经过文丘里管后再进行所述二级喷淋处理，烟气在所述文丘里管中的速度先增大后减小。
优选地，所述一级喷淋处理使用的一级喷淋循环液的PH值小于所述二级喷淋处理使用的二级喷淋循环液的PH值。
优选地，所述一级喷淋循环液的PH＝5～7，所述二级喷淋循环液的PH＝6～7。且所述二级喷淋循环液的PH高于一级喷淋循环液的PH。
优选地，通过所述一级喷淋处理使用的一级喷淋循环液对烟气进口处的烟气进行急冷处理使其温度降低。
优选地，经过所述急冷处理后的烟气的温度降低至50～60℃。
本发明的双循环高效脱硫除尘的工艺方法及其装置可以实现以下至少一种有益效果。
1、本发明的脱硫除尘装置在二级喷淋处理处设置有一组文丘里管对烟气强化气液相互作用。烟气经过一级循环喷淋脱硫除尘后，携带少量液滴进入文丘里管，烟气和液滴在文丘里侯口中被加速，因气体、液滴的惯性作用，气液两相形成较大的速度差，强化了气液的湍冲、碰撞作用，使气液两相充分接触，大大降低了SO2溶解的气膜阻力，使SO2更容易溶于浆液，强化了烟气的脱硫效果；同时，烟气中颗粒物也在文丘里管内加速，颗粒物与液滴发生激烈碰撞和凝聚，颗粒物表面附着的气膜被冲破，使颗粒物被水润湿，通过文丘里管后，气液速度减小且压力回升，以颗粒物为凝结核的凝聚作用加快，凝聚成直径较大的含尘液滴，凝聚的液滴被文丘里上方喷淋的水滴捕集沉降，强化了对于细小颗粒物的去除效果，进而达到了较好的脱硫除尘效果。
2、本发明中的用于烟气脱硫除尘的装置将一级储液斗与二级储液斗设置于同一装置内，集成度较高，大大减少了装置的总体积与占地面积。
3、本发明的用于烟气脱硫除尘的装置在二级喷淋层与烟气出口之间设有除雾器，除雾器可以除去喷淋处理后烟气中带有的雾滴，由于雾滴中除了带有水蒸气还会带有酸性液滴，若直接排入后续处理装置中会造成后续装置的腐蚀，降低使用寿命，若排入空气中则会污染环境。
4、本发明的脱硫除尘装置在塔体中设置有一溢流管，溢流管可以将二级储液斗中二级循环液排入一级储液斗中，保证二级储液斗中的液面高度不会高于文丘里管的上方开口高度，防止二级储液斗中的二级循化液溢流至文丘里管内，进而导致烟气无法通过文丘里管。
5、本发明的脱硫除尘方法中二级储液斗内，不断补充新鲜水和碱液，二级循环液在快速不断地更新中，相当于清水喷淋，传统工艺中烟气会携带少量浆液至除雾器中，而浆液中含有的大量颗粒物和碱液会造成除雾器结垢、堵塞，本方法中的二级循环液中含有颗粒物较少，可以减少除雾器工作负荷，提高除尘效率。
6、本发明中公开的装置及工艺方法能够处理硫含量高达2％的烟气至符合“超洁净排放”标准。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的一种具体实施例的结构示意图。
附图标号说明：
1-塔体、2-烟气入口、3-烟气出口、4-一级喷淋层、5-一级储液斗、6-一次喷淋泵、7-二级喷淋层、8-二级储液斗、9-二级喷淋泵、10-文丘里管层、11-溢流管、12-除雾器、13-急冷喷淋层、A-烟气入口方向、B-烟气出口方向、C-二级喷淋循环液与水的加入口。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
实施例一
如图1所示，实施例一公开了一种双循环高效脱硫除尘装置，包括：塔体1，包括设置于塔体1的左下方的烟气入口2和设置于塔体1的顶部的烟气出口3；一级喷淋层4，设置在塔体1中且位于烟气入口2的上方，本实施例中，一级喷淋层4包括两层一级子喷淋层；一级储液斗5，设置在塔体1中且位于一级喷淋层4的下方，用于收集一级喷淋循环液；急冷喷淋层13，设置于塔体1内并靠近烟气入口2，用于冷却自烟气入口2中进入的烟气；一级喷淋泵6，其进液口伸入至一级储液斗5内，其出液口分为两部分，一部分与一级喷淋层4的两层一级子喷淋层相连，另一部分与急冷喷淋层相连；二级喷淋层7，设置在塔体1中且位于一级喷淋层4的上方；二级储液斗8，由不锈钢板连接制成，二级储液斗8为一底部锥形储液斗，设置在塔体1中且位于一级喷淋层4的上方，用于收集二级喷淋液喷淋循环液；二级喷淋泵9，其进液口伸入至二级储液斗8的底部，其出液口与二级喷淋层7连接；文丘里管层10，包括多个文丘里管，穿设在所述二级储液斗8中，文丘里管的入口位于二级储液斗8靠近一级喷淋层4的一侧(即图1中所示的二级储液斗8的下方)，文丘里管的出口位于二级储液斗8远离一级喷淋层4的一侧(即图1中所示的二级储液斗8的上方)；除雾器12，位于二级喷淋层7与塔体1的烟气出口之间。其中，一级储液斗5和二级储液斗8均包括一补充口，补充口用于补充循环液和水，且补充的循环液为NaOH溶液。
其中，二级喷淋层7包括上层喷淋层和下层喷淋层，其中下层喷淋层位于二级储液斗8靠近一级喷淋层4的一侧(即图1中所示的二级储液斗8的下方)，此二级子喷淋层的喷头数目与文丘里管层10中文丘里管的数目相同且一一对应，且其喷头朝向文丘里管的入口，其喷淋出的循化液与烟气共同进入文丘里管内。本实施例中文丘里管层包含有4根文丘里管。上层喷淋层位于二级储液斗8远离一级喷淋层4的一侧(即图1中所示的二级储液斗8的上方)且喷头朝下设置，其喷淋出的循化液形成锥形水帘将文丘里管口罩住，且上层喷淋层喷淋的喷淋液不进入到文丘里管中。通过二级喷淋循环液与水的加入口C向二级储液斗中增加二级喷淋循环液和清水。
在本实施例中，塔体1内设有一溢流管11，其第一端(如图1中的溢流管11的上端)位于二级储液斗8的上方，且其第一端低于文丘里管层的出口端，其第二端(如图1中的溢流管11的下端)位于二级储液斗8的下方，其第二端紧邻一级储液斗5的底部，溢流管11用于将二级储液斗8中多余的二级喷淋循环液体导入至一级储液斗5中。
本实施例中的双循环高效脱硫除尘装置在一个塔体内设有两套循环喷淋系统，相对于传统双塔串联脱硫工艺，本发明的占地面积更小、设备投入更少、系统压降更小，并且，通过使用文丘里管，强化了气液相互作用，增加了传质效率，大大提高了脱硫效率与除尘效果，本实施例的脱硫效率高达99.8％，除尘效率高达95％，具有较好的效果。同时，可以将硫含量高达2％的烟气处理至符合“超洁净排放”的标准。
实施例二
实施例二公开了双循环高效脱硫除尘装置的另一种具体实施例，实施例二与实施例一使用的双循环脱硫除尘装置与工艺流程条件都基本相同，不同的是，在本实施例中，一级储液斗和二级储液斗的补充口补充的碱液为石灰水溶液，且一级喷淋层设有5层一级子喷淋层、二级循环设有6组文丘里管。
本实施例中使用了石灰水溶液作为一级喷淋循环液与二级喷淋循环液对烟气进行处理，该发明的脱硫效率为99.6％，除尘效率为94.3％，可以将硫含量高达2％的烟气处理至符合“超洁净排放”的标准。
实施例三
实施例三公开了双循环高效脱硫除尘装置的另一种具体实施例，实施例三与实施例一使用的双循环脱硫除尘装置与工艺流程条件都基本相同，不同的是一级储液斗和二级储液斗的补充口补充的碱液为氨水溶液，且一级喷淋层设有6层一级子喷淋层、二级循环设有8组文丘里管。
本实施例中使用了氨水溶液作为一级喷淋循环液与二级喷淋循环液对烟气进行处理，该发明的脱硫效率为99.7％，除尘效率为94.5％，可以将硫含量高达2％的烟气处理至符合“超洁净排放”的标准。
结合实施例一到实施例三，可以得到：使用本发明中的装置和烟气脱硫除尘工艺进行处理烟气，脱硫效率能够达到99.8％、除尘效率能够达到95％，进而能够处理硫含量超过2％的烟气，相较于现有技术中的脱硫效率与除尘效率具有明显提高，且由于本发明中的一级储液斗与二级储液斗都设置于同一塔体内，集成度高，占地面积较小，具有较好的经济利益。
当然了，在其他具体实施例中，本发明中的一级储液斗和二级储液斗的补充口补充的碱液还可以为CaO溶液或者其他烟气脱硫处理中常用碱液；一级喷淋层也可以是由3层、4层一级子喷淋层组成，一级喷淋层与二级喷淋层的层数由具体需要决定，只要能够使得最后处理得到的烟气符合“超洁净排放”标准即可，此处不再赘述。
实施例四
本实施例公开了一种烟气的脱硫除尘方法，其使用的装置为实施例一中公开的双循环脱硫除尘装置，处理步骤为：烟气沿着烟气入口进入塔体，急冷喷淋层对烟气进行急冷处理，使烟气的温度降低至50～60℃，一级喷淋层喷淋一级喷淋循环液对急冷后的烟气进行一级喷淋处理，二级喷淋层喷淋二级喷淋循环液对一级喷淋处理后的烟气进行二级喷淋处理，除雾器对经过二级喷淋处理后的烟气进行除雾处理，除雾处理后的烟气从烟气出口排出。
经过一级喷淋处理后的烟气经过文丘里管后再进行二级喷淋处理，烟气在文丘里管中先加速再减速。
其中，在喷淋的过程中分别向一级喷淋循环液和二级喷淋循环液中补充碱液，补充的碱液选自NaOH溶液、氨水、石灰水或者CaO溶液，且一级喷淋循环液的PH＝5～7，二级喷淋循环液的PH＝6～7。
本实施例中的脱硫除尘方法工艺简单，使得气液两相接触充分，大大提高了脱硫效率与除尘效果，本实施例的脱硫效率高达99.8％，除尘效率为95％，效率更高。通过此方法，可以将硫含量高达2％的烟气处理至符合“超洁净排放”的标准。
当然了，在本发明的烟气的脱硫除尘方法的其它实施例中，一级、二级喷淋循环液的PH及急冷处理后的烟气的温度均可以根据实际需要进行调整，一级喷淋循环液和二级喷淋循环液还可以包括氨水、石灰水或者CaO溶液等碱性溶液，此处不再赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。