一种高浓度SO2烟气的氨法脱硫多功能净化装置的制作方法

一种高浓度so2烟气的氨法脱硫多功能净化装置
技术领域
1.本实用新型属于环保设备技术领域，具体的说，涉及一种高浓度 so2烟气的氨法脱硫多功能净化装置。


背景技术：

2.二氧化硫(so2)和氮氧化物(no
x
)是主要的大气污染物，是影响大气质量的主要因素，同时空气中的so2和no
x
也是雾霾产生的重要原因之一，所以脱除烟气中的so2和no
x
刻不容缓，尽管之前大气污染治理措施频出，也取得一定成效，但是大气污染问题依然严峻。
3.为了控制二氧化硫的排放量，烟气脱硫脱硝技术发展迅速。随着技术经济的发展，循环经济理念的深入，氨法脱硫工艺因其脱硫速度快、效率高、脱硫产品经济价值高等优点成为主要的脱硫技术。
4.受制于氨法脱硫技术的发展性，过去许多氨法脱硫装置忽略烟气 so2浓度高与低，都普遍采用单级吸收工艺。若遇到低浓度so2烟气条件，单级吸收工艺是可行的。当遇到高浓度so2(≥4000mg/nm3) 烟气条件时，单级吸收工艺的弊端就会立即显现出来。为了使排放出口so2指标达标排放，就只有往吸收溶液里面多加氨水处理，这就造成吸收液操作ph值偏高、吸收液密度高、系统氧化率低，同时易造成气溶胶产生、排放颗粒物高、装置拖尾现象严重等问题。
5.这些问题已严重影响了脱硫塔的稳定运行，制约了氨法脱硫技术的进一步推广应用。
6.因此，有必要提供一种高浓度so2烟气的氨法脱硫多功能净化装置，以便解决上述背景技术中提出的现有氨法脱硫塔存在的问题，并且能有效去除游离nh3和可凝结颗粒物cpm，降低湿法脱硫的副作用，能有效避免脱硫塔烟气出口拖尾现象的发生，提高装置的可靠性，保证装置长周期稳定运行。


技术实现要素：

7.为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种高浓度 so2烟气的氨法脱硫多功能净化装置，以便解决上述背景技术中提出的现有氨法脱硫塔存在的问题，并且还能有效去除游离nh3和可凝结颗粒物cpm，降低湿法脱硫的副作用，能有效避免脱硫塔烟气出口拖尾现象的发生，提高装置的可靠性，保证装置长周期稳定运行。
8.为实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：
9.所述的一种高浓度so2烟气的氨法脱硫多功能净化装置包括脱硫塔1，所述的脱硫塔1内由下至上依次设置洗涤降温段10、一级脱硫段11、二级脱硫段12、一级脱氨除雾段13、二级脱氨除雾段14、高效除雾段；所述的洗涤降温段10底部分别与其上部、结晶增浓槽 5进口连通；洗涤降温段10中部开设烟气入口18，洗涤降温段10中部通过管道分别与结晶增浓槽5出口、高效氧化塔4连通；一级脱硫段11、二级脱硫段12、一级脱氨除雾段13、二级脱氨除雾段14的底部和上部均通过管道分别与一级吸收循环槽2、二级吸收循环槽3、一级脱氨除
雾槽6、二级脱氨除雾槽7连通；高效除雾段通过管道与冲洗水槽8连通；所述的一级吸收循环槽2与高效氧化塔4连通，一级脱氨除雾槽6与二级脱氨除雾槽7连通。
10.进一步的，所述的一级脱硫段11、二级脱硫段12上部均设有数层脱硫喷淋层24，二者的底部均设有导液盘22；一级脱硫段11、二级脱硫段12的脱硫喷淋层24分别通过带有一级吸收循环泵36的管道、二级吸收循环泵37的管道与一级吸收循环槽2、二级吸收循环槽3的出口连通；一级脱硫段11、二级脱硫段12的导液盘22分别通过管道与一级吸收循环槽2、二级吸收循环槽3的进口连通；一级脱硫段11、二级脱硫段12内位于最上部的脱硫喷淋层24下设置高效吸收填料25，其余脱硫喷淋层24下设有增效吸收环23；增效吸收环23为圆环状，圆环外壁与脱硫塔1的内壁固定连接。
11.进一步的，洗涤降温段10底部的一端通过带有洗涤降温循环泵 38的管道与设于其上部的降温喷淋层20连接，洗涤降温段10底部的另一端通过带有结晶浓缩循环泵40与结晶增浓槽5进口连接；设于洗涤降温段10下部的自力式搅拌装置19通过带有搅拌循环泵39 的管道与洗涤降温段10中部连通；设于洗涤降温段10顶部的防挂料喷淋层21与一级吸收循环槽2连通。
12.更进一步的，高效氧化塔4内的底部和中部设有氧化空气曝气装置34，高效氧化塔4内至少设置两层布气盘35，氧化空气曝气装置 34和布气盘35均与高效氧化塔4内壁连接。
13.更进一步的，一级脱氨除雾段13和二级脱氨除雾段14的上部和底部间均设有脱氨填料层27，且其上部和底部均分别设有脱氨喷淋层28、导液盘22；一级脱氨除雾段13、二级脱氨除雾段14上的脱氨喷淋层28分别通过带有一级脱氨循环泵42的管道、带有二级脱氨循环泵43的管道分别与一级脱氨除雾槽6出口、二级脱氨除雾槽7 出口连通；一级脱氨除雾段13、二级脱氨除雾段14上导液盘22通过管道分别与一级脱氨除雾槽6进口、二级脱氨除雾槽7进口连通。
14.更进一步的，一级脱氨除雾段13与二级脱硫段12间设有屋脊式除雾器26，屋脊式除雾器26通过管道与一级脱氨除雾槽6出口连通。
15.更进一步的，一级吸收循环槽2、二级吸收循环槽3、高效氧化塔4、结晶增浓槽5、一级脱氨除雾槽6、二级脱氨除雾槽7分别通过气相管道9与脱硫塔1连接。
16.更进一步的，高效除雾段由下至上依次包括一级除水雾段15，二级除水雾段16，超净除雾段17；一级除水雾段15、二级除水雾段 16上均设有除水雾喷淋层30，除水雾喷淋层30均通过带冲洗水泵 44的管道与冲洗水槽8出口连通；超净除雾段17上至少设有两层超净除雾喷淋层32，超净除雾喷淋层32通过带冲洗水泵44的管道与冲洗水槽8出口连通；除水雾喷淋层30下方均设有液滴捕集器29，超净除雾喷淋层32下方设有高效除尘器31。
17.本实用新型的有益效果：
18.1、本实用新型采用两级独立吸收循环吸收工艺技术，在脱硫塔 1内设置一级脱硫段11、二级脱硫段12两个独立吸收循环功能段，同时在塔外对应单独设置一级吸收循环槽2、二级吸收循环槽3两个独立吸收循环槽。控制气溶胶的一个重要措施即是杜绝喷淋吸收液中的气相氨的产生。当遇到高浓度so2(≥4000mg/nm3)烟气条件时，设置两级吸收循环功能段，每段吸收相对独立，吸收液密度、ph值均分区独立控制。
19.一级脱硫段11为so2主要脱除区，采用较高密度和ph值吸收液吸收；二级脱硫段12为so2辅助脱除区，采用较低密度和低ph值吸收液，以降低吸收液中的氨分压，达到减少排
除烟气中的氨逃逸和气溶胶的目的。
20.同时采用氧化液与吸收液分置，也有利于吸收过程ph值、密度分区控制，其目的是通过亚盐吸收和较低的ph值控制，可避免产生气相氨，由此防止气相氨与烟气中的so2接触而产生气溶胶，在so2吸收上既保证了高吸收效率、高氧化率，又达到从源头削减和过程阻断氨逃逸、降低气溶胶产生的目的。
21.本实用新型可处理的so2浓度范围广、操作弹性大、占地小、投资成本低，特别适用于高浓度so2酸性复杂工况气体的处理及应用。
22.2、传统氨法脱硫装置在实际运行过程中，脱硫装置洗涤浓缩溶液含固量高(≥20％)，高密度运行时间过长，硫酸铵晶体颗粒物容易跟随烟气夹带至喷淋上部空间，造成浆液与升气帽、横梁、喷淋管组件碰撞、堆积物料，形成硫铵“钟乳石”现象产生，系统阻力增大，严重影响整个氨法脱硫装置的正常运行。
23.本实用新型采用塔内结晶、塔外增浓技术，在脱硫塔1外部单独设置结晶增浓槽5；烟气在脱硫塔1底部时，1洗涤降温段10使用降温喷淋层20对烟区降温，氧化后的硫酸铵溶液利用烟气热量进行浓缩、结晶。当硫酸铵溶液含固量为5％时，可利用结晶浓缩循环泵40 将溶液输送至结晶增浓槽5进行沉降、增浓处理，提高硫酸铵溶液含固量。当含固量≥20％时，通过晶浆排出泵41将硫酸铵晶浆溶液输送至后续硫酸铵化肥生产系统。这样可有效解决脱硫塔底部因高固含量运行所带来的挂料、堵塞问题，提高装置可靠性，保证装置长周期稳定运行。也能降低因硫酸铵细微颗粒物随着烟气夹带对烟囱出口烟尘排放指标的影响。
24.3、本实用新型在一级脱硫段11、二级脱硫段12内均设置增效吸收环23，烟气在脱硫塔1内向上走时，会发生部分烟气集中于脱硫塔1某些区域内的情况，增效吸收环23可以使烟气向上时，先将烟气集中于增效吸收环23附近再向上走，调整烟气分布，提高吸收效率及氨利用率，降低氨耗，在so2吸收上既保证了高吸收效率，又达到从源头削减和过程阻断氨逃逸、降低气溶胶产生的目的。
25.4、本实用新型采用多功能高效除雾器多级协同技术。在一级脱氨除雾段13和二级脱氨除雾段14，通过设置脱氨填料层27、脱氨喷淋层28脱除烟气携带的溶解性铵盐及气氨，末端采用
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液滴捕集器 29、除水雾喷淋层30、高效除尘器31及超净除雾喷淋层32拦截聚合水雾，脱除烟气携带水雾滴，有效控制烟气细微颗粒物的排放指标。
附图说明
26.图1是本实用新型的结构示意图；
27.图2是本本实用新型设置增效吸收环的脱硫段的横剖图；
28.图中，其中，1
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脱硫塔，2
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一级吸收循环槽，3
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二级吸收循环槽， 4
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高效氧化塔，5
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结晶增浓槽，6
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一级脱氨除雾槽，7
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二级脱氨除雾槽，8
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冲洗水槽，9
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洗涤降温循环槽，10
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洗涤降温段，11
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一级脱硫段，12
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二级脱硫段，13
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一级脱氨除雾段，14
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二级脱氨除雾段，15
‑ꢀ
一级除水雾段，16
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二级除水雾段，17
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超净除雾段，18
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烟气进口， 19
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自力式搅拌装置，20
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降温喷淋层，21
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防挂料喷淋装置，22
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带烟气帽的导液盘，23
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增效吸收环，24
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脱硫喷淋层，25
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高效吸收填料， 26
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屋脊式除雾器，27
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脱氨填料层，28
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脱氨喷淋层，29
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液滴捕集器， 30
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除水雾喷淋层，31
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高效除尘器，32
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超净除雾喷淋层，33
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烟囱， 34
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氧化空气曝气装置，35
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布气盘，36
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一级吸收循环泵，37
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二级吸收循环泵，38
‑
洗涤降温循环泵，39
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搅
拌循环泵，40
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结晶浓缩循环泵， 41
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晶浆排出泵，42
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一级脱氨循环泵，43
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二级脱氨循环泵，44
‑
冲洗水泵。
具体实施方式
29.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
30.实施例1
31.由图1
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2可知，一种高浓度so2烟气的氨法脱硫多功能净化装置包括脱硫塔1，脱硫塔1内由下至上依次设置洗涤降温段10、一级脱硫段11、二级脱硫段12、一级脱氨除雾段13、二级脱氨除雾段14、高效除雾段。
32.洗涤降温段10底部的一端通过带有洗涤降温循环泵38的管道与设于其上部的降温喷淋层20连接，洗涤降温段10底部的另一端通过带有结晶浓缩循环泵40与结晶增浓槽5进口连接；设于洗涤降温段 10下部的自力式搅拌装置19通过带有搅拌循环泵39的管道与洗涤降温段10中部连通；洗涤降温段10中部通过管道分别与结晶增浓槽 5出口、高效氧化塔4连通；设于洗涤降温段10顶部的防挂料喷淋层21与一级吸收循环槽2连通。
33.高效氧化塔4内的底部和中部设有氧化空气曝气装置34，高效氧化塔4内至少设置两层布气盘35，氧化空气曝气装置34和布气盘 35均与高效氧化塔4内壁连接，厂区通过空气管道将压缩空气输送给氧化空气曝气装置34。
34.一级脱硫段11上部设有三层脱硫喷淋层24，其底部设有导液盘 22；一级脱硫段11的脱硫喷淋层24通过带有一级吸收循环泵36的管道与一级吸收循环槽2的出口连通；一级脱硫段11的导液盘22通过管道与一级吸收循环槽2的进口连通；一级脱硫段11内最上部的脱硫喷淋层24下设置高效吸收填料25，其余脱硫喷淋层24下设有增效吸收环23；一级吸收循环槽2与高效氧化塔4连通，厂区氨站通过管道将液氨或者氨水输送给一级吸收循环槽2。
35.二级脱硫段12上部设有两层脱硫喷淋层24，其底部设有导液盘 22；二级脱硫段12的脱硫喷淋层24通过带有二级吸收循环泵37的管道与二级吸收循环槽3的出口连通；二级脱硫段12的导液盘22通过管道与二级吸收循环槽3的进口连通；二级脱硫段12内位于最上部的脱硫喷淋层24下设置高效吸收填料25，底层脱硫喷淋层24下设有增效吸收环23；增效吸收环23为圆环状，圆环外壁与脱硫塔1 的内壁固定连接。厂区氨站通过管道将液氨或者氨水输送给二级吸收循环槽3。
36.一级脱氨除雾段13和二级脱氨除雾段14的上部和底部间均设有脱氨填料层27，且其上部和底部均分别设有脱氨喷淋层28、导液盘 22；一级脱氨除雾段13、二级脱氨除雾段14上的脱氨喷淋层28分别通过带有一级脱氨循环泵42的管道、带有二级脱氨循环泵43的管道分别与一级脱氨除雾槽6出口、二级脱氨除雾槽7出口连通；一级脱氨除雾段13、二级脱氨除雾段14上导液盘22通过管道分别与一级脱氨除雾槽6进口、二级脱氨除雾槽7进口连通。一级脱氨除雾槽 6与二级脱氨除雾槽7连通，厂区通过管道将工艺水输送给二级脱氨除雾槽7。
37.一级脱氨除雾段13与二级脱硫段12间设有屋脊式除雾器26，屋脊式除雾器26通过管道与一级脱氨除雾槽6出口连通。
38.一级吸收循环槽2、二级吸收循环槽3、高效氧化塔4、结晶增浓槽5、一级脱氨除雾
槽6、二级脱氨除雾槽7分别通过气相管道9 与脱硫塔1连接。
39.高效除雾段由下至上依次包括一级除水雾段15，二级除水雾段 16，超净除雾段17；一级除水雾段15、二级除水雾段16上均设有除水雾喷淋层30，除水雾喷淋层30均通过带冲洗水泵44的管道与冲洗水槽8出口连通；超净除雾段17上至少设有两层超净除雾喷淋层 32，超净除雾喷淋层32通过带冲洗水泵44的管道与冲洗水槽8出口连通；除水雾喷淋层30下方均设有液滴捕集器29，超净除雾喷淋层 32下方设有高效除尘器31。厂区通过管道将脱盐水水输送给冲洗水槽。
40.本实用新型工作过程为：
41.烟气经烟气进口18进入脱硫塔1，首先达到洗涤降温段10，洗涤降温段10的2降温喷淋层20为大粒径降温喷淋层，能够洗涤烟气中烟尘、降低烟气温度、促进硫酸铵晶体长大和提浓硫酸铵液体，同时减少喷淋中的携带；
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洗涤降温段10上层的防挂料喷淋装置21也能洗涤烟气中烟尘、降低烟气温度，与其连接的管道上配用调节阀。
42.脱硫塔1外部的结晶增浓槽5用于硫酸铵结晶、提浓环境，当洗涤降温液密度和固含量达到要求由晶浆排出泵41送至后续硫铵车间硫铵设备生产硫铵化肥。
43.高效氧化塔4与洗涤降温段10中部设置溢流管，当洗涤降温段 10底部需要补液时，可以用高效氧化塔4中氧化后的液体对其进行补充。
44.在脱硫塔1内设置一级脱硫段11、二级脱硫段12两级独立吸收循环功能段，同时在塔外对应单独设置一级吸收循环槽2和二级吸收循环槽3两个独立吸收循环槽。每段吸收相对独立，吸收液密度、ph 值均分区独立控制。一级吸收循环槽2为so2主要脱除区，采用较高密度和ph值吸收液吸收；二级吸收循环槽3为so2辅助脱除区，采用较低密度和低ph值吸收液，以降低吸收液中的氨分压，达到减少排除烟气中的氨逃逸和气溶胶的目的。
45.一级脱硫段11、二级脱硫段12均设有增效吸收环23、脱硫喷淋层24、
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高效吸收填料25。脱硫喷淋层24在适宜的喷淋液气比及比表面积下，吸收酸性烟气。一级脱硫段11、二级脱硫段12底部均设置有带烟气帽的导液盘22，脱硫液落入带烟气帽的导液盘22通过回流管分别回流到一级吸收循环槽2、二级吸收循环槽3，脱硫液通过外部补充氨水再生循环。
46.脱硫装置运行时，二级吸收循环槽3较低密度的部分脱硫液通过管道补充至一级吸收循环槽2内；一级吸收循环槽2较高密度的部分脱硫液通过带有一级吸收循环泵36的管道补充至高效氧化塔4，然后将亚盐氧化为正盐。
47.采用氧化液与吸收液分置，有利于吸收过程ph值、密度分区控制，通过亚盐吸收和低ph值控制，可降低氨分压，由此防止气相氨与烟气中的so2接触而产生气溶胶，在so2吸收上既保证了高吸收效率、高氧化率，又达到从源头削减和过程阻断氨逃逸、降低气溶胶产生的目的。
48.经两级脱硫后的烟气经屋脊式除雾器26进行初步气液夹带捕集后进入一级脱氨除雾段13和二级脱氨除雾段14。
49.经脱硫后的烟气进入13
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一级脱氨除雾段、14
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二级脱氨除雾段时，利用铵
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氨盐溶水特性，在脱氨喷淋层28中脱除脱硫过程中自生携带的铵
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氨盐；其中
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一级脱氨除雾段13、
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二级脱氨除雾段14底部设置的
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带烟气帽的导液盘22将液体分别回流到
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一级脱氨除雾槽6、
ꢀ‑
二级脱氨除雾槽7，再通过带有
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一级脱氨循环泵42和
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二级脱氨循环泵43的管道实现循环脱氨，控制密度梯度，使最上层脱氨液保持干净程度，控制铵
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氨盐和其他杂质对
烟气颗粒物浓度的影响。
50.烟气进入一级除水雾段15、
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二级除水雾段16，烟气经过
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液滴捕集器29的反复拦截、摩擦、碰触、粘附，使细小雾滴聚合为大雾雾滴，增大的雾滴在重力的作用向下运动而被收集到
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二级脱氨除雾段 14中，除水雾喷淋层30使用脱盐水或工艺水对烟气进行喷淋，最终控制烟气的可过滤的固体颗粒物和可凝结颗粒物。
51.最后，烟气进入超净除雾段17，通过其内设置的高效除尘器31 捕集≤20um的细微颗粒物后达标，从设于脱硫塔1顶部的烟囱33排出，最终达到超净排放设计要求。高效除尘器31可以为丝网式除雾器、湿式电除尘器或其他除雾器。
52.最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。