一种烟气脱硫除尘除雾方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业烟气净化技术领域，尤其涉及一种烟气湿式脱硫除尘除雾方法。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的高速发展和能源需求的逐年增加，工业排放废气量增长很快，并且随着含硫、氮、尘废气的增加，国家环保法规也会日益严格，因此，对烟气的净化处理迫在眉睫。烟气脱硫是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效和主要的技术手段，但其基本原理都是以一种碱性物质作为二氧化硫的吸收剂。传统的湿法脱硫技术主要有石灰石-石膏法，海水脱硫法、氣水脱硫法、双喊法脱硫和纳喊法脱硫等等。
[0003]石灰石-石膏脱硫法，烟气与循环浆液在吸收塔内逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的二氧化硫、三氧化硫等被吸收，与氢氧化钙、亚硫酸钙化合成亚硫酸钙、硫酸钙等，进入循环池，在循环池中进行强制氧化和中和反应并形成石膏。洗涤脱硫后的烟气经除雾器除去小液滴，再通过烟气换热器从烟囱排放。该工艺成熟、运行可靠，可用率在90%以上，能耗低，但基建投资大，吸收剂原料消耗大，运行成本高。
[0004]海水烟气脱硫基于海水具有天然碱性和缓冲能力，烟气中的二氧化硫被海水吸收后，转化为硫酸盐，而硫酸盐本身就是海水的一种天然组分。工业烟气首先经过静电除尘设备脱除烟气中的粉尘，然后进入脱硫塔，在填料中与海水逆流接触，充分脱硫。该工艺简单，不消耗脱硫剂，操作费用低，但是受地域限制很大，不适合推广。
[0005]氨法脱硫技术是采用氨作为吸收剂除去烟气中的二氧化硫的工艺。烟气进入塔内与氨吸收剂逆向接触混合，烟气中的二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸铵，洗涤脱硫后的烟气经除雾器除水后从烟囱排放，脱硫副产物经过旋流器、离心机脱水成为脱水硫酸铵。该方法脱硫效率高，系统简单，设备体积小，但是吸收剂氨的价格太高了，高运行成本是影响氨法脱硫工艺的到广泛应用的最大因素。
[0006]双喊法包括纳|丐双喊法、喊性硫酸招法等，最常用的是纳|丐双喊法，它米用纳喊吸收二氧化硫，吸收液再用石灰进行再生，生成亚硫酸钙和硫酸钙等沉淀物，再生后的溶液返回吸收器循环使用。该方法脱硫率高，不结垢，但流程较长，钠碱消耗高。
[0007]钠碱法脱硫目前国内主要应用的是贝尔格的EDV技术。EDV湿法脱硫技术是气液两相先通过喷淋区吸收脱硫，再经过滤清模块进行除尘，然后经水珠分离器除水后从烟囱排除。
[0008]从以上几种脱硫技术的优缺点可以看出，现有湿法脱硫技术主要采用逆流喷淋，碱性浆液从脱硫塔上方喷淋进入脱硫塔内，在重力作用下自由沉降与烟气逆流接触实现脱硫反应，但现有的湿法脱硫技术液滴液体平均当量直径达3-5_甚至更大，单个液滴与烟气的接触面积很小，从而不得不提高循环浆液量来增大脱硫效果，导致浆液循环栗的流量很大，从而增大电机功率，栗的电耗增大，操作费用高。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种烟气脱硫除尘除雾方法，在本方法中，碱性液体作为脱硫介质，与循环液混合并雾化成液滴后在脱硫塔内与烟气接触，实现硫化物脱硫溶解吸收；脱硫塔底液体区的液体分别在硫化物吸收反应区底部和上部循环进入脱硫塔，底部进入的循环液雾化成小液滴随烟气并流与顶部进入的逆流循环液同时完成硫化物吸收反应；采用碱液小液滴与烟气并流捕捉除尘；设置表面聚结和多级旋流器对排出气体除雾，实现低能耗烟气净化。
[0010]本发明所采用的反应原理:
本烟气脱硫工艺以NaOH作为脱硫剂与二氧化硫溶于水生成的亚硫酸溶液而进行的酸碱中和反应，并通过调节氢氧化钠的加入量来调节循环液的pH值。其化学方程式如下:S02 + H20 — H2S03 (溶解)
H2S03 — H++ HS03-(电离)
然后，亚硫酸与NaOH反应生成Na2S03，Na2S03与H2S03进一步反应生成NaHS03，NaHS03又与NaOH反应加速生成亚硫酸钠；生成的亚硫酸钠一部分作为吸收剂循环使用，另一部分去至废水处理单元经固液分离、氧化后作为无害的硫酸钠水溶液排放:
H2S03 + NaOH — Na2S03 + 2H20 Na2S03 + H2S03 — NaHS03 NaHS03 + NaOH — 2Na2S03 + 2H20 Na2S03 + 1/202 — Na2S04
本发明所采用的技术方案是:入口烟气在底部的烟气入口段进入，经塔底循环液急冷降温后进入脱硫除尘塔，向上依次经过并、逆流双作用脱硫吸收反应区、并流粉尘捕捉除尘区、聚结旋流除雾区，净化后从塔顶烟囱排出。
[0011]本发明中，脱硫除尘塔塔底设置循环液体区，在塔底循环液体区和脱硫吸收反应区底部之间设置液体循环，该部分循环液体从循环液体区抽出经并流循环液栗升压后，由栗出口管线进入塔内，在塔内用液体雾化器雾化成小液滴后与烟气并流，实现与含硫烟气的接触脱硫；在并流循环液体雾化喷嘴前的管线内送入气体，用气体实现并流循环液体的雾化成小液滴。在并流循环液体栗出口管道上设置粉尘过滤器，循环液过滤后进入雾化喷嘴。
[0012]本发明中，在塔底循环液体区和脱硫吸收反应区顶部、烟气入口段之间设置液体循环，塔底循环液体从塔底循环液体区抽出由逆流循环液栗升压后，一部分循环液经栗出口管线进入塔内脱硫吸收反应区上部，在塔内用液体雾化器雾化成液滴后靠重力与烟气逆流向下流动，流动过程中与烟气接触脱硫；一部分循环液经栗出口管线进入入口烟气段，在入口烟气段用液体雾化器雾化成液滴后与烟气接触，将烟气降至饱和温度。
[0013]本发明中，碱液分两级注入，一部分碱液在并流循环液栗出口管线上雾化前的位置注入，另一部分碱液在逆流循环液栗出口管线上雾化前的位置注入，碱液注入后分别与循环液混合，形成脱硫反应液体，以并流和逆流两种方式实现脱硫反应；碱液在脱硫除尘塔塔底注入塔底液位，碱液注入后与循环液混合。
[0014]本发明中，烟气中的粉尘先与脱硫吸收反应区并、逆流循环液雾化成的小液滴接触，被小液滴捕捉；然后与循环液体形成较大液滴，沉降到塔底液体区。
[0015]本发明中，烟气经过脱硫除尘后，向上进入聚结旋流除雾区。聚结旋流除雾区由聚结除雾区和旋流除雾区串联而成。聚结旋流除雾区下方设置聚结除雾区，上方设置旋流分离除雾区，烟气自下而上先经过聚结除雾区，与亲水表面接触实现液体聚结，并沿表面材料在重力作用下向下流入塔底的液体区，该区同时实现含尘液滴聚结除尘；烟气向上再进入旋流除雾区，除去剩余液体后从烟囱排出；液体从管线流入塔底的液体区。
[0016]本发明中，旋流除雾区由多组并列旋流除雾器组成，每组旋流除雾器设置上下串联的多级旋流器。
[0017]本发明中，聚结除雾区采用聚结材料，聚结材料将塔横截面分割成众多条形或网格形烟气通道，聚结材料形成的表面竖直方向安装，与铅垂线的夹角不大于45° ;聚结材料可以上下分层设置；各层聚结材料可以错开排列。
[0018]本发明中，旋流除雾区设置在脱硫除尘塔内，入口设在上端；烟气自上端进入旋流器，在下端进入烟囱。烟气在聚结旋流除雾区除去剩余液体后从烟囱排出，从旋流除雾区分离下来的液体从管线液体分离管流入塔底的液体区。
[0019]本发明中，除尘区脱出的粉尘随液体进入塔底液体区；在塔底随塔底逆流循环液栗出口管线排出。
[0020]本发明中，在烟气入口段管线和/或脱硫塔脱硫反应区通过管线注入臭氧，臭氧和氮化物反应实现脱硝。
[0021]本发明中，补水在塔底液位内注入。
[0022]本发明中，并流和逆流循环液体栗出口后可以设计为多路并联进入脱硫塔。
[0023]本发明中，烟气在塔内气速为2.0m/s-5m/s，脱硫反应时间3s_9s，并流循环液体量占比不大于总并流和逆流总循环液体量的20% ;塔底液体的PH值为7-9 ;
与现有技术相比，本发明的优点在于:
(1)本发明烟气在入塔前先进行激冷降温，降低了对塔体材质的要求，从而减少了投资费用；
(2)本发明脱硫采用并、逆流复合方案，增加了气液接触面积，降低了液体循环量，节省了运行费用；
(3)本发明除尘采用并流捕捉技术，提高了除尘效率；
(4)本发明除水采用聚结和旋流组合的方式，减少了气体的二次夹带，提高了除雾效率。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的烟气脱硫除尘除雾方法的一种示意图。
[0025]图2是本发明的烟气脱硫除尘除雾方法的另一种示意图。
[0026]图中:1、烟气入口段，2、脱硫除尘塔，3、烟囱，4、并流循环液栗，5、逆流循环液栗，6、急冷雾化器，7、并流雾化器，8、逆流雾化器，9、聚结除雾区，10、旋流除雾器，11、液体下降管，12、粉尘过滤器，21、塔底循环液体区，22、脱硫吸收反应区，23、并流捕捉除尘区，24、聚结旋流除雾区，101、入口烟气线，102、急冷液体线，103、104为臭氧注入线，211、逆流循环液塔底抽出线，212、逆流循环液入塔线，213、并流循