干法脱硫组件、脱硫除尘单元、一体化设备、系统的制作方法

本发明涉及化工、能源、有色金属冶炼、环保等领域，尤其涉及一种干法脱硫组件、脱硫除尘单元、一体化设备、系统。

背景技术：

电力、钢铁冶金、焦化、玻璃、垃圾发电、水泥建材等行业，既是国民经济的基础产业，又是污染严重的一类行业。在这些行业的主要生产过程中，均向自然环境排放大量的燃烧废气，所排放的废气中普遍含有硫化物(以二氧化硫为主)、氮氧化物和颗粒物等污染物，其中颗粒物还可能携带有害的重金属物质。此类废气是导致大气形成酸雨、雾霾的主要因素之一，严重危害人类健康和生态环境，已逐渐成为制约工业生产发展，乃至国民经济可持续发展的关键因素。

近年来，我国各级政府相继发布行业及地方污染物排放标准，对工业生产过程的环保控制，提出了更加严格的排放标准，使得各行业迫于日益严峻的环保要求，纷纷建设烟气除尘、脱硫和脱硝设施，对排放废气进行净化处理。

烟气净化处理的工艺路线种类繁多，各行业已投运的烟气净化装置，按照操作特点和工艺过程，工业化的脱硫方法分为湿法、半干法和干法；燃烧后脱硝技术主要有还原法、吸收法等。干法脱硫-除尘-脱硝，是众多典型的工艺路线之一。在烟气净化装置中，一般需配备关键的主体设备：脱硫塔、布袋除尘器和脱硝反应器，且每台设备均设置必要自控检测仪表，烟气控制阀门等配套设施。

在实现本发明的过程中，申请人发现传统烟气净化装置中的干法脱硫组件存在脱硫效率低、脱硫剂利用不充分的问题，此外，一体化的干法脱硫除尘设备普遍存在粗大笨高现象：烟气处理设备体积庞大，烟气管道直径大管线长，整套装置占地面积大，生产企业的环保投资高。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种干法脱硫组件、脱硫除尘单元、一体化设备、系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的第一个方面，提供了一种干法脱硫组件。该干法脱硫组件包括：壳体；连接于壳体的灰斗；覆盖于灰斗上方的第一气流分布板；以及设置于第一气流分布板上方并通过侧向阻挡部件与其隔开的第二气流分布板；其中，灰斗与第一气流分布板围成第一脱硫区，第一气流分布板、第二气流分布板、侧向阻挡部件围成第二脱硫区。

根据本发明的第二个方面，提供了一种脱硫除尘单元。该脱硫除尘单元包括：壳体；至少部分位于壳体内的如上的干法脱硫组件；以及设置于壳体内，干法脱硫组件下游侧的除尘组件；其中，除尘组件与干法脱硫组件的纵向距离大于100cm，从而在两者之间形成第三脱硫区。

根据本发明的第三个方面，提供了一种脱硫除尘脱硝的一体化设备。该一体化设备包括：壳体；至少部分位于壳体内的脱硫除尘组件；位于壳体内，脱硫除尘单元下游侧的脱硝组件；其中，脱硫除尘组件包括：如上的干法脱硫组件和除尘组件。

根据本发明的第四个方面，提供了一种脱硫除尘脱硝的系统。该系统包括：如上的一体化设备；连接至一体化设备烟气入口的脱硫剂上料机构；连接于一体化设备烟气出口的引风机；以及连接至一体化设备与脱硫机上料机构之间气体管道的第二增湿部件。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明干法脱硫组件、脱硫除尘单元、一体化设备、系统至少具有以下有益效果其中之一：

(1)第一气流分布板会阻挡灰斗内含脱硫剂的烟气快速向上流动，从而在灰斗内形成第一脱硫区(又称：返混脱硫区)。在返混脱硫区内，进入内灰斗的烟气和脱硫剂，在内置弧形导流板和第一气流分布板的作用下，剧烈搅动沉积在内灰斗中的脱硫剂，使得脱硫剂被烟气吹起，与器壁碰撞或颗粒相互碰撞，发生多次返混，形成湍流漩涡状的多方向流动，从而在短暂的停留时间内，进行烟气和脱硫剂的首次混合并进行第一次脱硫。

(2)在第一脱硫区的上方，第一气流分布板、第二气流分布板、侧向阻挡部件(筒状挡板或壳体内壁)之间形成第二脱硫区(又称：均质脱硫区)，在此均质脱硫区，烟气通过第一气流分布板后，以多种流动方向吹动板上剂层，部分烟气以水平方向在大颗粒剂层中鼓泡流化通过，部分烟气以一定角度在较小颗粒层中快速流化，少量烟气纵向穿过剂层；在侧向阻挡部件和分布板的约束下，在此区域的整个剂层，外观呈现多方向无序沸腾状态，从而使气固充分均匀混合，床层中的颗粒分布趋向均一化：不同方向的气速分布均匀，气固混合均匀，无物料死角，达到了脱硫效果的优化。

(3)在均质脱硫区内设置竖直挡板，从而使该区域内的烟气分布更加均匀。

(4)第一气流分布板采用各向异性的斜孔板，或者孔板与风帽的组合形式，促成均质脱硫区内烟气和脱硫剂的均匀分布。

(5)第二气流分布板采用倒置约翰逊网，该网特点是有楔形钢丝编制而成，截面近似倒三角形状。使用倒置约翰逊网会降低烟气穿过气流分布板后的速度，提高烟气分布的均匀性，有利于后续形成稳定的高固含量的密相脱硫区。

(6)灰斗为双层灰斗，内灰斗和外灰斗之间形成储灰区，内灰斗和外灰斗的底部均设置卸料阀。双层灰斗的设计，避免了在线卸料对脱硫的影响，使得设备能够不间断连续运行。

(7)在内灰斗内，通过以下方式提升气场均布，促进烟气尽可能与脱硫剂均匀混合：①内设导流板；②调整深入长度和角度；③设置各种角度弯头。

(8)在均质脱硫区内设置筒状挡板，防止气体向边缘扩散，进入灰斗，或短路不通过剂层直接进入上部空间。另一方面，在筒状挡板和壳体内壁之间形成排灰通道，与酸性成分反应后的脱硫剂由于重量增加会被吹向侧面，从而由排灰通道下落至内、外灰斗之间的储灰区，进而可以由外灰斗泄料阀排出，卸料同时不会影响设备的正常运行，从而完美解决了卸料与烟气泄露的矛盾。

(9)通过以下因素控制设备混合效果：①单层或多层的均质脱硫区，筒状挡板和气流分布板均为可拆卸设计，可以根据需要设置一层或多层气流分布的均质脱硫区；②板形式，气流分布板可更换为不同的形式；③板间距，筒状挡板的高度可调，从而调整均质脱硫区的高度。如上设计具有如下优点：①能够实现较大的操作弹性，可以适应不同二氧化硫含量的各类烟气；②在压降和反应效率之间找到平衡点，提高脱硫剂使用效率。

(10)克服技术偏见，在均质脱硫区和除尘过滤袋底部之间设置大于100cm的间距，从而形成第三脱硫区，又称密相脱硫区。对于其他脱硫区，此区域的固体颗粒较小，颗粒分布较窄，无可见气泡，气固呈现一体化，固体无剧烈扰动，且悬浮在气体中，形成均匀稳定的流化床层，在流化床层中脱硫反应高效快速地进行。在此区域完成大部分脱硫过程，大大提升了脱硫效率。

(11)在脱硫除尘单元中，干法脱硫组件设置于稀相脱硫和过滤除尘区的下方。由稀相脱硫和过滤除尘区自由沉降下来的脱硫剂颗粒，返回密相脱硫区，再次与二氧化硫含量较高的烟气接触，其中所残留的有效脱硫成分继续参与反应，重复下一个脱硫过程，提高脱硫剂利用率。部分已反应完全的颗粒，将由烟气吹起，通过筒状挡板和壳体内壁之间的排灰通道沉降至外层灰斗中排出，避免了已反应的脱硫剂对新鲜脱硫剂脱硫工艺的影响。

(12)在过滤除尘区，烟气同时完成末次脱硫和除尘过程。在此区域，烟气以一定的竖向流速进入，同时除尘器以固定间隔和周期进行清灰，由除尘器清下的固体物料，与竖直方向流动的烟气逆向接触，气固两相形成稳定的稀相脱硫区，可称为第四脱硫区(稀相脱硫区)s4。这样，已在密相脱硫区完成大部分脱硫过程的烟气，为含二氧化硫较低的烟气，在穿过稀相脱硫区时，会进一步脱除其中残留的二氧化硫，成为硫含量合格后的烟气后进入除尘器除尘，至此污染物超标的烟气完成全部脱硫除尘过程。

(13)脱硝区设置于除尘区下游，采用还原法脱硝，优选scr脱硝工艺，脱硝催化剂可以选择以下两种之一：①采用蜂窝状催化剂，可以横向或纵向布置；②采用颗粒状脱硝催化剂，此时，可以在催化剂单元中设置可拆卸隔板分区分层，催化剂散堆在其中。脱硝区的烟气流向可任意设置，可以自下至上、自上至下、自中心至外侧、自一侧至另一侧。

(14)对于脱硫除尘单元，可以根据需要处理的烟气量优化单元组合，从而节省设备投资，降低运行成本。此外，还可以针对不同的生产现场情况，通过不同的单元组合，灵活调整设备布置，满足有限的现场空间需要。

(15)将脱硫-除尘-脱硝三种工艺集成在一台设备中，具有以下有益效果：①布置紧凑，占地面积小；②减少配套的阀门、仪表、控制点等附属设施，减少一次投资；③减少设备之间的连接管道，降低系统阻力，节约风机能耗；④从工艺上来讲：采用先脱硫后脱硝工艺，能够避免脱硝过程中产生硫酸氢铵结晶，既能保护脱硝催化剂，又能保护后续设备；采用先除尘后脱硝工艺，将烟气中含尘量降至极低，有利于延长脱硝催化剂使用寿命。

(16)在脱硫入口烟道之前或密相脱硫区中部，增设增湿部件，向床层中喷入冷水、热水或水蒸汽，可将脱硫率提高至少10％。喷水量或喷蒸汽量与烟气温度、烟气初始含水量有关。同时控制烟气温度始终高于露点温度以上，避免脱硫剂粘糊除尘滤袋。

附图说明

图1为本发明中烟气净化系统第三实施例的结构示意图。

图2为本发明中干法脱硫组件第一实施例的结构示意图。

图3为本发明中干法脱硫组件第二实施例的结构示意图。

图4为本发明中干法脱硫组件第三实施例的结构示意图。

图5为本发明中脱硫除尘单元第一实施例的结构示意图。

图6为本发明中脱硫除尘单元第二实施例的结构示意图。

图7为本发明中脱硫除尘单元第三实施例的结构示意图。

图8为本发明中脱硫除尘单元第四实施例的结构示意图。

图9为本发明中烟气净化系统第一实施例的结构示意图。

图10为本发明中烟气净化系统第二实施例的结构示意图。

图11为本发明中烟气净化系统第四实施例的结构示意图。

【附图主要元件符号说明】

s1-第一脱硫区(返混脱硫区)；

s2、s2′、s2+、s2++-第二脱硫区(均质脱硫区)

s3-第三脱硫区(密相脱硫区)

s4-第四脱硫区(稀相脱硫和过滤除尘区)

a-脱硫剂上料机构；a1-脱硫剂料斗；a2-上料风机；

b1、b2、b3、b4-一体化设备

c-引风机

d-烟囱

100、100′、100″、100″′-干法脱硫组件

110-灰斗；

111-外灰斗；

112-内灰斗；

113-支撑立板；

114-外灰斗泄料阀；

115-内灰斗泄料阀；

116-弧形导流板；

121、121″-第一气流分布板；

122、122″-第二气流分布板；

123、123′、123″-筒状挡板；

124-第三气流分布板；

125-竖直挡板；

131、131′-雾化喷头；

132-水蒸汽管道；

133、133′-加热机构；

134-温度传感元件；

135-控制装置；

200-壳体；

300-除尘组件；

400-脱硝组件；

410、410′、410″-喷氨格栅；

420、420′、420″-催化反应器；

431′、431″-隔板；

432′、432″-烟气通道。

具体实施方式

为方便理解本发明，在依次介绍本发明各实施例之前，首先结合图1介绍本发明一实施例干法脱硫除尘脱硝系统的烟气处理过程：

①烟气进入气体管道；

②在脱硫剂上料机构a的作用下，烟气中加入脱硫剂；

③混有脱硫剂的烟气进入一体化设备b3，进行干法脱硫、除尘、脱硝工艺，而后净化烟气从烟气出口的气体管道吹出；

④烟气经过引风机c，该引风机提供烟气在系统内流通的动力；

⑤烟气从烟囱d排出。

基于上述，本发明首先提供了一种灰斗和干法脱硫组件，而后提供了脱硫除尘单元，再后提供了一体化设备和烟气净化系统。本发明通过对各个组件的优化设计，提升了烟气净化效果和脱硫剂的利用效率，减少了占地和投资。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求，而本发明可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例。

一、灰斗实施例，干法脱硫组件第一实施例

图2为本发明中干法脱硫组件第一实施例的结构示意图。在该干法脱硫组件中包括灰斗实施例。

1、灰斗实施例

本实施例提供了一种用于干法脱硫的灰斗。请参照图2，该灰斗110为双层灰斗，包括：

外灰斗111；以及

通过支撑立板113固定于外灰斗内侧的内灰斗112；

其中，外灰斗的底部设置外灰斗泄料阀114，内灰斗的底部设置内灰斗泄料阀115，外灰斗和内灰斗之间形成储灰区。内灰斗和外灰斗的间距根据灰量确定，优选设置为2cm～20cm。

本实施例中，内灰斗和外灰斗均呈倒多边形锥状，从而有利于脱硫剂沿着倾斜面滑落，在底部的泄料阀聚集。本领域技术人员应当清楚，内灰斗和外灰斗也可以设计为其他形状，例如倒圆锥状、漏斗形状、长方体形状等等。

本实施例灰斗的工作状态下，由返混脱硫区和均质脱硫区落下的脱硫剂，首先在内灰斗内落下并汇集，而后可以通过内灰斗泄料阀，进入外灰斗，与储灰区的下来灰汇合，可储存在外灰斗中，当外灰斗中的脱硫剂达到一定料位后，经由外灰斗泄料阀排出。

可见，本实施例内、外灰斗中的脱硫剂，均可在线泄放，从而避免了卸料对脱硫工艺流程的影响，使得设备能够不间断连续运行。

2、干法脱硫组件第一实施例

本实施例提供了一种干法脱硫组件，其包括上文所述的灰斗实施例。图2为本发明中干法脱硫组件第一实施例的结构示意图。如图2所示，本实施例干法脱硫组件100包括：

灰斗110；

覆盖于灰斗上方的第一气流分布板121；

设置于第一气流分布板上方的第二气流分布板122。

其中，灰斗与第一气流分布板围成第一脱硫区s1，第一气流分布板、第二气流分布板、侧向阻挡部件围成第二脱硫区s2。

以下分别介绍本实施例干法脱硫组件的各个组成部分。

本领域技术人员应当清楚，双层灰斗仅是本发明的优选实施例，其产生额外的有益效果-利于在线卸料和排灰。但即使是单层灰斗，其同样可以形成如上所述的返混脱硫区和均质脱硫区，同样能够提升脱硫效果，因此同样在本发明的保护范围之内。

在内灰斗上部的横梁上固定有第一气流分布板121。该第一气流分布板所形成的平面与烟气流动的方向垂直，其会阻挡内灰斗的烟气不与脱硫剂混合而快速向上流动，使烟气与脱硫剂形成一个旋涡状的返流状态，短暂停留进行烟气和除硫剂的充分混合并进行首次脱硫，从而在内灰斗和第一气流分布板的内侧形成第一脱硫区s1。因此，基于物料流动状态，该第一脱硫区又称为返混脱硫区。

本实施例中，第一气流分布板122采用各向异性的斜孔板，可以提升返混脱硫区和均质脱硫区的气场均匀性。此外，第一气流分布板也可以采用孔板与风帽的组合形式，可以起到同样的作用。

请参照图2，烟气入口的气体管道伸入内灰斗内。在正对气体管道的位置设置4块弧形导流板116，4块弧形导流板沿远离气体管道口的方向，面积逐步减小。通过在内灰斗内设置弧形导流板，促使内灰斗的气流分布更加均匀，有利于提升返混脱硫区s1内的气场均匀性。本领域技术人员应当理解，关于导流板的形式、数量、设置方式、位置等，可以根据实际需要进行调整。

在本发明的其他实施例中，气体管道也可以为可伸缩和/或可弯折的管道。在这种情况下，可以通过变换气体管道的长度或者弯折角度，促进返混脱硫区s1内的气场均匀，并使气体尽可能均匀通过第一气流分布板。此外，还可以为气体管道配置有不同角度的可拆卸弯头，通过更换弯头，也可以达到同样的目的。

请继续参照图2，在第一气流分布板的上方，平行设置有第二气流分布板122，其所在平面与烟气流动的方向垂直。第一气流分布板和第二气流分布板通过筒状挡板123隔开。第二气流分布板与第一气流分布板的尺寸相同，在均质脱硫区四周设置筒状挡板123，可以防止气体从脱硫区边缘，短路进入灰斗，或直接向上流动，形成第二脱硫区s2。优选地，该第二脱硫区s2的高度介于5cm～50cm之间。

本实施例中，烟气在第二脱硫区s2会形成一个含脱硫剂量相对较高的均质区域，烟气在该区域内停留时间大于返混脱硫区s1，烟气和脱硫剂在此区域充分混合，此区域内部气速和颗粒浓度相差不大，呈现气固均一化状态并在混合过程中达到一定的脱硫效果。因此，基于烟气和脱硫剂的气固均一化状态，该第二脱硫区又称为均质脱硫区。

其中，第二气流分布板122采用倒置约翰逊网，倒置约翰逊网的特点是由楔形钢丝编制而成，截面近似倒三角形状。使用这种特性的网板会降低烟气穿过分布板后的速度。除了倒置约翰逊网之外，也可以采用其他的气流分布板形式，例如：密孔式孔板，风帽式布风板。

需要说明的是，第一气流分布板和第二气流分布板的气速可以相同，也可以不同。优选地，第二气流分布板的气速小于第一气流分布板的气速，这样有利于降低均质脱硫区s2的压降，提升均质脱硫区s2的脱硫效果。其中，第一、第二气流分布板的气速通过开孔率进行调整。

本实施例中，采用筒状挡板123隔开第一气流分布板和第二气流分布板，并作为均质脱硫区s2的侧壁。同时，筒状挡板与壳体内壁之间隔开预设距离，从而形成排灰通道，该排灰通道与双层灰斗的储灰区相连通。

在第二气流分布板上方，脱硫剂和烟气中二氧化硫等酸性成分完全反应后，重量会增加，在脱硫除尘过程中，其会向设备侧壁飘落，回落至筒状挡板和壳体内壁之间的排灰通道，进而进入内外灰斗之间的储灰区，从而可以通过外灰斗泄料阀114排出。由于烟气和未反应的脱硫剂密度较小，且料斗中灰层起到一定密封作用，烟气完全不会从下方外灰斗泄料阀中漏出，从而完美解决了卸料与烟气泄露的矛盾。

关于筒状挡板，还需要说明的是：

(1)只要能够实现隔开第一气流分布板和第二气流分布板，并维持一定的持固量，形成均质脱硫区的侧壁即可。在某些情况下，如果不需要形成排灰通道，则壳体内壁也可以作为侧向阻挡部件来形成第二脱硫区s2。

(2)筒状挡板可以为圆筒状挡板或多边形筒状挡板，例如正方形筒状挡板，视灰斗的开口形状而定。

(3)筒状挡板为高度可调的挡板。通过筒状挡板高度的调整，可以调整均质脱硫区的体积，进而调整均质脱硫区内的烟气压力和设备的烟气处理能力。

(4)第二气流分布板、筒状挡板均为可拆卸设计，如果返混脱硫区已经能够获得满意的混合效果，则筒状挡板和/或第二气流分布板可以拆下，从而增强烟气处理能力。

(5)如果需要进一步强化混合效果，还可以按照类似方式设置第2个均质脱硫区、第3个均质脱硫区等，只要在设备内预留有足够空间，并在该空间内依次设置筒状挡板和气流分布板即可。

通过以上设计，提升了干法脱硫组件的灵活性和可靠性，具体而言：①能够实现较大的操作弹性，从而可以适应不同二氧化硫含量的各类烟气；②在压降和脱硫率之间找到平衡点，提高脱硫剂使用效率。

以下介绍本实施例干法脱硫组件的脱硫工艺：进入灰斗内的烟气和脱硫剂，在内灰斗内混合，在内置弧形导流板的作用下，脱硫剂被烟气剧烈搅动，多方向返混，进行首次混合和脱硫的操作，因此，根据物料流动状态，第一脱硫区s1又称为返混脱硫区。而在第二脱硫区内，在气流分布板和竖直挡板的共同作用下，烟气在流动方向和气速上，在纵向和横向均达到均匀分布，同时消除脱硫剂存料死角，使床层中的颗粒分布均一化，得到气固两种介质，在浓度场和速度场的分布上的均布，满足后续密相脱硫要求。因此，第二脱硫区s2又称为均质脱硫区。

总体而言，本实施例干法脱硫组件中，返混脱硫区和均质脱硫区的主要功能是气固混合，在混合过程中，因气固的短暂接触，也能起到一定的脱硫效果。

二、干法脱硫组件第二实施例

图3为本发明中干法脱硫组件第二实施例的结构示意图。请参照图2和图3，本实施例干法脱硫组件100′与第一实施例的区别在于：

1、在第二气流分布板上方还设置有第三气流分布板124，在两者之间形成第2个均质脱硫区s2+。

2、第二气流分布板上的气速小于第一气流分布板，第三气流分布板的气速小于第二气流分布板，且第二均质脱硫区s2+的高度小于第一均质脱硫区s2的高度，这样级次设置的均质脱硫区，能够使均质脱硫区的压降逐级降低，能够有利于强化气固混合效果，提高脱硫效率。

3、在第一气流分布板121、第二气流分布板122、第三气流分布板124的外侧具有较高的筒状挡板123′，其将三个气流分布板隔开，并在外侧与壳体200之间形成排灰通道。

4、在均质脱硫区s2和均质脱硫区s2+内部，沿径向设置多组竖向挡板125，该挡板将均质脱硫区分割成若干个小的子区域，促成了这些子区域内烟气和除硫剂的反应，并且可以使均质脱硫区内气流更加均匀。

同时，该挡板还可以对气流分布板起到支撑作用，防止其受热变形而破坏均匀性，影响脱硫效果。

优选地，在相邻的均质脱硫区内，竖向挡板相互错开设置，实验证明，相互错开设置的竖向挡板，能够进一步增强烟气和脱硫剂的均布，混合和脱硫效果更佳。

本实施例干法脱硫组件的其他部分与第一实施例相同，此处不再赘述。

三、干法脱硫组件第三实施例

图4为本发明中干法脱硫组件第三实施例的结构示意图。请对比图4和图2，本实施例干法脱硫组件与图2所示干法脱硫组件的区别在于：多个料斗共用同一个均质脱硫区s2″。如图4所示，本实施例干法脱硫组件100″包括：

四个灰斗；

覆盖于四个灰斗上方的第一气流分布板121″，其与各灰斗分别围成返混脱硫区s1；

设置于第一气流分布板上方并与其通过筒状挡板123″隔开预设距离的第二气流分布板122″，在第一气流分布板和第二气流分布板之间形成一个整体的均质脱硫区s2″。

在实际工作时，烟气和脱硫剂的混合物通过管道分别进入干法脱硫组件的四个返混脱硫区s1进行首次混合脱硫；而后四个灰斗内通过首次混合脱硫的烟气，连同脱硫剂通过第一气流分布板121″，由于第二气流分布板122″和侧向的筒状挡板的作用，在整体的一个均质脱硫区s2″内进行第二次混合脱硫过程；而后经过二次混合脱硫的烟气，连同脱硫剂，通过第二气流分布板122″进入密相脱硫区s3(如图5、图6所示)。

可见，在本实施例中，包括四个返混脱硫区s1和一个整体的均质脱硫区s2″，这有利于构造大型设备，处理大量的烟气，能够有效降低成本。

本领域技术人员应当理解，本实施例干法脱硫组件中包括四个灰斗仅是示例。在实际工程中，只要干法脱硫组件中包括两个或以上的灰斗，都可以应用本实施例的技术方案，同样在本发明的保护范围之内，此处不再赘述。

四、脱硫除尘单元第一实施例

图5为本发明中脱硫除尘单元第一实施例的结构示意图。请参照图5，本实施例脱硫除尘单元包括：

壳体200；

干法脱硫组件100″′，其灰斗连接于壳体下方，其返混脱硫区s1设置于灰斗中，其均质脱硫区s2、s2+、s2++设置于壳体内；

设置于壳体内干法脱硫组件上方的除尘组件300，其与干法脱硫组件的纵向距离大于100cm，优选地介于100cm～300cm之间，具体数值根据不同的烟气处理量而定；

其中，在干法脱硫组件和除尘组件之间形成第三脱硫区s3。

本领域技术人员应当能够理解，干法脱硫组件的壳体已经被包括整体的脱硫除尘单元的壳体内。关于下文中的一体化设备、烟气处理系统的实施例也存在类型情形，不再一一说明。

在传统设计中，本领域技术人员仅在脱硫区域内进行脱硫，在除尘区域内进行除尘，将两个区域进行了严格的区分。为了节省壳体内空间，而将脱硫区域和除尘区域之间的区域设置的很小，只要能够在壳体内安装和拆除除尘过滤袋即可，一般为2～10cm。

然而，本发明的申请人在实验中发现：干法脱硫组件和除尘组件之间区域的固含量高，气固混合物在其内分布均匀，除硫效果非常好。如果增加脱硫区和除尘组件的纵向距离，从而在两者之间保留足够的空间，烟气中的二氧化硫，与通过分布板后的成沸腾状态的脱硫剂，会在该区域充分接触，实现脱硫效果的最佳化。

本实施例中最重要的特征在于：干法脱硫组件100″′和除尘组件300之间的纵向距离大于1m，此距离内无特殊的结构组件，以降低气体扰动，形成固含量高的稳定气固接触区，即在两者之间形成第三脱硫区s3。由于该第三脱硫区s3作为脱硫工艺的核心区域，脱除烟气中大部分二氧化硫，是决定脱硫效果关键区域，因此将其又称为密相脱硫区。

本实施例中，干法脱硫组件具有三个均质脱硫区s2、s2+、s2++。在筒状挡板和壳体之间，形成排灰通道。

本实施例中，除尘组件300包括：并排设置的四组除尘布袋；以及为除尘布袋吹灰配置的吹灰机构(图中未示出)。其中，单个除尘布袋的延伸方向与烟气在一体化设备的流动方向平行。

本领域技术人员应当清楚，除尘过滤袋除了布袋之外，还可以采用陶瓷管、金属丝网等材质。此外，除尘过滤袋还可以装填脱硝催化剂。除尘过滤袋的规格及数量，视壳体内空间大小根据需要进行调整。

需要说明的是，除尘组件所在的除尘区，不仅可以通过过滤袋过滤掉烟气中的固体颗粒，完成烟气除尘，而且还可以实现在过滤袋外完成末次脱硫过程，称为第四脱硫区s4，又称为稀相脱硫和过滤除尘区s4。具体来说，过滤袋过滤下来的脱硫剂在落到气流分布板上的过程中，继续与烟气中的酸性成分进行反应，进行末次脱硫。

本实施例中，吹灰机构按照预设清灰周期和喷吹间隔，为除尘过滤袋吹灰。优选地，脉冲类袋式除尘器一般在30s左右，周期间隔在5min左右。脉冲阀间隔时间的调整要根据现场的具体情况和粉尘的特性来决定。在调节清灰周期时要综合考虑，在粉尘浓度较大的情况下，脉冲阀的间隔要适当短些；另外，通过监测布袋除尘器的阻力，当阻力达到设定值后，脉冲阀自动清灰。

本实施例脱硫除尘单元中，烟气通过密相脱硫区后，必然夹带一部分脱硫剂进入稀相脱硫和过滤除尘区，通过设定除尘器的吹灰频率，吹落吸附在除尘器表面的脱硫剂，被吹落的脱硫剂，相对于密相脱硫区而言，固含量较低，脱硫剂在此与烟气形成稀相脱硫区，回收未完全反应的脱硫剂，继续进行脱硫过程，当除尘区脱硫剂浓度及颗粒大小积累到一定程度后，在重力作用下返回到密相脱硫区，未完全反应的脱硫剂将再次参与脱硫过程，从而使脱硫剂得到充分的利用。此外，已完成脱硫过程的脱硫剂，即已经与酸性物质反应的颗粒，其重量会有所增加，将回落至筒状挡板和器壁之间的排灰通道，进入灰斗间隙，由外灰斗卸料阀排出。

本领域技术人员应当清楚，本实施例中，通过增加干法脱硫组件和除尘组件的距离，形成密相脱硫区s3，克服了本领域内技术人员的偏见，极大地提升了脱硫效果。此外，本实施例的脱硫除尘单元可以单独完成烟气的干法除硫和除尘工艺。而在实际应用场景中，可以根据需要处理的烟气量优化单元组合，从而节省设备投资，降低运行成本。此外，还可以针对不同的生产现场情况，通过不同的单元组合，灵活调整设备布置，满足有限的现场空间需要。

五、脱硫除尘单元第二实施例

图6为本发明中脱硫除尘单元第二实施例的结构示意图。请参照图6，本实施例脱硫除尘单元与图5所示脱硫除尘单元的区别在于，还包括：设置于壳体内除尘组件上方的脱硝组件400。

请继续参照图6，脱硝组件400包括：设置于除尘区下游侧的喷氨格栅410，其向上方喷出还原剂氨；设置于喷氨格栅下游侧的催化反应器420，催化反应器内部装有若干个催化剂单元。烟气出口设置在壳体上，对应于催化反应器侧面位置。

本实施例中，脱硝区采用scr方法。催化剂单元中的催化剂可以选择以下两种方式其中之一：①采用蜂窝状催化剂，其可以横向或纵向布置；②采用颗粒状脱硝催化剂，此时，可以在催化剂单元中设置可拆卸隔板分区分层，催化剂散堆在其中。

本实施例中，喷氨格栅布置于除尘区和催化反应区之间，位于催化反应器下方。但在本发明其他实施例中，喷氨格栅也可以设置在催化反应器的侧面。

本实施例中烟气自下而上穿过催化反应器。但在本发明其他实施例中，烟气也可以自上而下或者从侧面横向穿过催化反应器，只要合理设置喷氨格栅和催化反应器即可。

本实施例中脱硝还原剂采用氨水，但在本发明其他实施例中，还原剂也可以采用气氨、液氨、尿素等。

本实施例的脱硫除尘单元可以单独完成烟气的干法除硫、除尘和脱硝的完整工艺。而在实际应用场景中，可以根据需要处理的烟气量优化单元组合，从而节省设备投资，降低运行成本。此外，还可以针对不同的生产现场情况，通过不同的单元组合，灵活调整设备布置，满足有限的现场空间需要。

六、脱硫除尘单元第三实施例

图7为本发明中脱硫除尘单元第三实施例的结构示意图。请参照图7，本实施例脱硫除尘单元与图6所示脱硫除尘单元的区别在于：脱硝组件的设置方式。

本实施例中，脱硝组件还包括：隔板431′，在壳体内将除尘区和脱硝区隔开，仅在壳体的一侧留出烟气通道432′。喷氨格栅410′竖向设置于隔板上方烟气通道一侧，向催化剂床层横向喷出还原剂氨。催化反应器420′设置于喷氨格栅喷出口对应的位置。烟气出口设置于远离烟气通道432′的一侧，与催化反应器的中线处在同一水平面上。

本实施例中脱硝还原剂采用氨水，但在本发明其他实施例中，还原剂也可以采用气氨、液氨、尿素等。

本实施例具有同脱硫除尘单元第二实施例类似的有益效果，此处不再重述。

七、脱硫除尘单元第四实施例

图8为本发明中脱硫除尘单元第四实施例的结构示意图。请参照图8，本实施例脱硫除尘单元与图6所示脱硫除尘单元的区别在于：脱硝组件的设置方式。

本实施例中，脱硝组件包括：

隔板431″，在壳体内隔出脱硝区；

烟气通道432″，其后端连接至除尘组件所在的除尘区，其前端连接至脱硝区的上层；

喷氨格栅410″，设置于脱硝区内，其多个喷氨口朝向下方；

催化反应器420″，设置于脱硝区内，喷氨格栅的下方；

其中，脱硫除尘单元的气体出口通过管道连接至催化反应器下方的中间位置。

本实施例中，烟气由除尘区脱硫除尘单元的顶部进行混合，而后随着后续烟气的推力均匀的通过喷氨区域和催化反应区域。此外，喷氨格栅自上而下喷出液体，有利于防止烟气中颗粒物或在此处形成结晶颗粒阻塞喷口，降低喷氨格栅的故障率。

本实施例还具有同脱硫除尘单元第二实施例类似的有益效果，此处不再重述。

八、脱硫除尘单元第五实施例，烟气净化一体化设备第一实施例，烟气净化系统第一实施例

图9为本发明中烟气净化系统第一实施例的结构示意图。烟气净化系统第一实施例中包括烟气净化设备第一实施例。烟气净化一体化设备第一实施例中包括脱硫除尘单元第五实施例。

1、脱硫除尘单元第五实施例

在传统设计中，本领域技术人员普遍认为烟气越干燥，越有利于脱硫除尘。然而，本发明的申请人在实验中发现，事实并非如此，适当增加烟气的湿度，可以明显提高脱硫效率。

请参照图9，本实施例脱硫除尘单元与图5所示脱硫除尘单元类似，区别在于，本实施例脱硫除尘单元还包括：设置于壳体内，密相脱硫区s3中部的多个的雾化喷头131，其对密相脱硫区s3的烟气进行增湿。

该雾化喷头在高度方向上位于密相脱硫区中部，向床层中喷入冷水、热水或水蒸汽。喷水量或喷蒸汽量与烟气温度、烟气初始含水量有关。优选地，雾化喷头为水蒸汽喷头，其向密相脱硫区s3中喷入水蒸汽，实验证明可以提升10％的脱硫效率。

需要说明的是，由于密相脱硫区s3是最主要的脱硫区域，故在此设置增湿部件可以大大提升湿度对脱硫效率的影响，但事实上，增湿部件可以设置于脱硫区或其上游侧的任意位置，均可以实现提升脱硫效率的目的。

本领域技术人员应当知晓，除了雾化喷头之外，还可以采用其他部件增加烟气湿度以提升脱硫效果，例如：直接通入水蒸汽。

2、烟气净化一体化设备第一实施例

请参照图9，烟气净化一体化设备第一实施例b1包括：

外壳体；

四台脱硫除尘单元，对于每一台脱硫除尘单元，其为如上图5所示脱硫除尘单元第一实施例的脱硫除尘单元，其双层灰斗s1连接于外壳体的下方，其3个干法脱硫组件-s2、s2+、s2++纵向自下而上顺序排列于壳体内；

其中，在外壳体内，四台脱硫除尘单元的上方设置烟气汇流通道。

对于该烟气净化一体化设备，其烟气入口的气体管道连接至每台烟气净化单元的双层灰斗的内灰斗内；其烟气出口设置于外壳体上烟气汇流通道对应的位置。

此外，需要再次说明的是，在每一个脱硫除尘单元中，包括：1个第一脱硫区(返混脱硫区)-s1；以及3个第二脱硫区(均质脱硫区)-s2、s2+、s2++。

本领域技术人员应当理解，此处的“外壳体”仅是相对于脱硫除尘单元的“壳体”而言，在大部分情况下，该外壳体与壳体独立设置，但在某些情况下，两者也可以合二为一，即将壳体进行适当的改造使其兼做外壳体，同样应当在本发明的保护范围之内。

3、烟气净化系统第一实施例

请参照图9，本实施例烟气净化系统包括：一体化设备b1，连接至一体化设备烟气入口的气体管道的脱硫剂上料机构a；连接于一体化设备烟气出口的气体管道的引风机c。

以下对本实施例干法脱硫脱硝除尘系统的各个组成部分进行详细说明。

关于一体化设备，可参照脱硫除尘单元第一实施例的相关说明，此处不再赘述。

脱硫剂上料机构a将脱硫剂吹入烟气入口的气体管道中，包括：通过送料管道连接至一体化设备烟气入口的气体管道的脱硫剂料斗a1；连接至送料管道的上料风机a2。在上料风机a2出风口风力的吹送下，脱硫剂料斗a1内的脱硫剂通过送料管道进入一体化设备烟气入口的气体管道。

引风机c的进风口连接至一体化设备的烟气出口的气体管道，出口烟气通过管道送至至烟囱d排放。

在本实施例干法脱硫脱硝除尘系统中，在引风机所产生的风压作用下，烟气与由送料管道进入的脱硫剂混合，而后自一体化设备烟气入口的气体管道进入一体化设备；依次经过一体化设备的脱硫区、除尘区、脱硝区，而后由一体化设备烟气出口的气体管道，再经由引风机和相关气体管道，最后由烟囱排出。

该系统除了脱硫剂上料机构a、引风机c外，烟气净化所需的脱硫、除尘均在一体化设备中完成，从而大大节约了占地面积，减少配套的阀门、仪表、控制点等附属设施，减少一次投资。

九、烟气净化一体化设备第二实施例，烟气净化系统第二实施例

图10为本发明中烟气净化系统第二实施例的结构示意图。在该系统中包括烟气净化设备第二实施例。

1、烟气净化一体化设备第二实施例

请参照图10，烟气净化一体化设备第二实施例b2包括：

外壳体；

如图4所示的干法脱硫组件，其四个双层灰斗连接于壳体的下方，其第一气流分布板和第二气流分布板位于壳体内；

设置于壳体内，干法脱硫组件上方预设距离的除尘组件300，包括若干个过滤单元，且该若干个过滤单元与脱硫组件的纵向距离大于1m；

其中，在外壳体内，除尘组件的上方设置烟气汇流通道。

对于该烟气净化一体化设备，其烟气入口的气体管道连接至干法脱硫组件中每个双层灰斗的内灰斗内；其烟气出口设置于外壳体上烟气回流通道的位置。

在本实施例中，在四个双层灰斗的内灰斗内分别形成了第一脱硫区(返混脱硫区)s1；在第一气流分布板121″、筒状挡板123″、第二气流分布板122″之间形成第二脱硫区(均质脱硫区)s2″；在第二气流分布板和脱尘过滤袋之间形成第三脱硫区(密相脱硫区)s3；在除尘过滤袋之间形成了第四脱硫区(稀相脱硫区)s4。

本实施例烟气净化一体化设备与图9所示烟气净化一体化设备在工作过程的区别大致相同，区别仅在于：四个第一脱硫区s1处理后的烟气经过同一个第一气流分布板进入同一个第二脱硫区s2″。

需要注意的是，烟气在经过该烟气净化一体化设备时，经历了至少4次的完整脱硫过程。同时，将脱硫工艺和除尘工艺集成到一台设备中，提高了设备的集成度，减少了占地，降低了投资。

2、烟气净化系统第二实施例

请参照图10，烟气净化系统第二实施例包括：

一体化设备b2；

连接至一体化设备烟气入口的气体管道的水蒸汽管道132；

设置于一体化设备烟气入口的气体管道外侧的加热机构133；

连接至一体化设备烟气入口的气体管道的脱硫剂上料机构a；

连接于一体化设备烟气出口的气体管道的引风机c；

本实施例中，增湿机构为水蒸汽管道，其向烟气中加入水蒸汽，以增加烟气的湿度，提升在脱硫工艺中的脱硫效率。

此外，本发明的申请人还发现，如果烟气温度过低，加入的水蒸汽可能会冷凝，从而发生脱硫剂糊除尘滤袋的情形。在本实施例中，在一体化设备烟气入口的气体管道外侧增加了加热机构，以增加烟气温度，使其始终高于露点温度以上，以避免脱硫剂粘糊除尘滤袋。

十、脱硫除尘单元第六实施例，烟气净化一体化设备第三实施例，烟气净化系统第三实施例

图1为本发明中烟气净化系统第三实施例的结构示意图。在烟气净化系统第三实施例中包括烟气净化一体化设备第三实施例。在烟气净化设备中包括脱硫除尘单元第六实施例。

1、脱硫除尘单元第六实施例

请参照图1，本实施例脱硫除尘单元包括：

干法脱硫组件；

设置于干法脱硫区间上方的除尘组件300，其与干法脱硫组件的纵向距离介于100cm～300cm之间，从而在两者之间形成第三脱硫区s3；

设置于除尘组件所在区域的温度传感元件134；

设置于第三脱硫区的雾化喷头131′；

设置于第三脱硫区的加热机构133′；

连接于温度传感元件和加热机构的控制装置135，其当通过温度传感元件获取的温度低于预设的温度时，令加热机构工作，对脱硫除尘单元内的烟气进行加热。

本实施例中，雾化喷头131′位于第三脱硫区的侧面，其沿密相脱硫区的径向喷出雾化水蒸汽，从而提升在第三脱硫区的脱硫效果。此外，如果烟气温度低于露点，喷入的水可能凝结成小水滴而令脱硫剂粘糊除尘滤袋。故本实施例中，在除尘组件所在的除尘区设置温度传感元件，来监测烟气的温度。如果烟气温度低于预设温度(露点以上10℃)，则控制装置令加热机构工作，来对烟气进行加热。

需要说明的是，本实施例中，温度传感元件和加热机构分别位于除尘区和密相脱硫区，这样设置测得的温度准确，加热效果更好，但本发明并不以此为限，在本发明其他实施例中，温度传感元件可以位于除尘区或其上游侧，加热机构可以位于除尘区、密相脱硫区或者其上游侧。

2、烟气净化设备一体化设备第三实施例

本实施例烟气净化一体化设备与图9所示烟气净化一体化设备的主要区别在于：在外壳体内，除尘组件的上方增加了脱硝组件。

请参照图1，烟气净化一体化设备第三实施例b3包括：

外壳体；

四个并排水平设置的如上所述的脱硫除尘单元，对于每一脱硫除尘单元，其双层灰斗连接于外壳体的下方，其第一气流分布板和第二气流分布板位于外壳体内；

设置于外壳体内，脱硫除尘单元上方的脱硝组件，包括：喷氨格栅和催化反应器；

其中，一体化设备的烟气入口连接至四个脱硫除尘单元的双层灰斗的内灰斗内；一体化设备的烟气出口设置于外壳体对应脱硝组件中催化反应器的位置。

本实施例烟气净化一体化设备中，脱硫、除尘、脱硝三个工艺过程可以在同一台一体化设备中实现，减少了占地，节约了投资。

3、烟气净化系统第三实施例

请参照图1，烟气净化系统第三实施例包括：一体化设备b3，连接至一体化设备烟气入口的气体管道的脱硫剂上料机构a；连接于一体化设备烟气出口的气体管道的引风机c。本实施例烟气净化系统的工作过程与烟气净化系统第一实施例大致相同，此处不再重述。

十一、烟气净化一体化设备第四实施例，烟气净化系统第四实施例

图11为本发明中烟气净化系统第四实施例的结构示意图。在该系统中包括烟气净化设备第四实施例。

1、烟气净化一体化设备第四实施例

本实施例与图10所示烟气净化一体化设备的区别在于：在外壳体内，除尘组件的上方增加了脱硝组件，在密相脱硫区增加了增湿部件。

请参照图11，烟气净化一体化设备第四实施例b4包括：

外壳体；

如图4所示的干法脱硫组件，其四个双层灰斗连接于外壳体的下方，其第一气流分布板121″、筒状挡板123″、第二气流分布板122″位于外壳体内；

设置于外壳体内，干法脱硫组件上方预设距离的除尘组件300，包括若干个除尘过滤袋，且该若干个除尘过滤袋与脱硫组件的纵向距离大于1m；

设置于外壳体内，除尘组件上方的脱硝组件，包括：喷氨格栅和催化反应器；

其中，一体化设备的烟气入口连接至干法脱硫组件的四个双层灰斗的内灰斗内；一体化设备的烟气出口设置于外壳体对应脱硝组件中催化反应器的位置。

同样地，本实施例烟气净化一体化设备中，脱硫、除尘、脱硝三个工艺过程可以在同一台一体化设备中实现，减少了占地，节约了投资。

此外，本实施例还包括：朝向密相脱硫区s3的烟气喷出水蒸汽的雾化喷头，从而增加烟气的湿度，提升脱硫效率。

2、烟气净化系统第四实施例

请参照图11，烟气净化系统第四实施例包括：一体化设备b4，连接至一体化设备烟气入口的气体管道的脱硫剂上料机构a；连接于一体化设备烟气出口的气体管道的引风机c。本实施例烟气净化系统的工作过程与烟气净化系统第一实施例大致相同，此处不再重述。

需要重点说明的是，本实施例中，在一体化设备烟气入口的气体管道与一体化设备的密相脱硫区，均设置雾化喷头，从而进一步增加了烟气的湿度，提升了脱硫的效果。

至此，已经结合附图对本发明实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：

(1)第一气流分布板、第二气流分布板可采用现有技术中气流分布板的其他类型；

(2)在除尘区，除了布袋除尘及陶瓷除尘管之外，还可以采用现有技术中其他形式的除尘部件；

(3)在脱硝区，喷氨格栅和催化剂反应器还可以采用其他设置方式，或者采用其他的脱硝方式。

依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明干法脱硫组件、脱硫除尘单元、一体化设备、系统有了清楚的认识。

综上所述，本发明中，通过多个气流分布板围成了一个或多个脱硫区，提升了脱硫效果；同时将脱硫和除尘工艺结合起来，克服了技术偏见，在两者之间设立第三脱硫区，进一步提升了脱硫效果；此外，在脱硫除尘单元和一体化设备中，将脱硫-除尘-脱硝工艺集成在一台设备中，具有占地少、成本低、能耗降、脱硫效果好、灵活性高等诸多优势，具有较强的实用价值和较高的推广应用前景。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本发明实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明中，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”及阿拉伯数字、字母等，以修饰相应的元件或步骤，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。