本发明属于大气污染控制技术领域，更具体地说，是涉及一种烟气超低排放装置及使用方法。
背景技术：
随着经济的飞速发展，人们对能源的需求也随之增加，煤、石油等化石燃料的大量燃烧排放的so2和nox带来了酸雨、光化学烟雾和雾霾等大气污染问题，严重影响了经济的发展和人民的健康。我国的一次能源以煤为主，90%的so2和nox来源于煤炭的燃烧。虽然火力发电在我国能源配比中的比例在逐渐走低，但短期内以煤为主的能源结构不会改变，国家对燃煤电厂烟道气超低排放标准降低到so2不超过35mg/nm3，氮氧化物不超过50mg/nm3，烟尘含量不超过5mg/nm3，我国面临巨大的烟气减排压力。
烟气中的nox中no的含量大于90%，no难溶于水，而no2与so2性质相似，同属于酸性气体，易于碱性物质发生反应，因此脱硝的关键是将no氧化成no2，再利用碱性物质将nox和so2一并脱除。烟气同时脱硫脱硝法相比于烟气分开的烟气脱硫脱硝方法具有设备简单、占地面积小、投资少等优点，现有烟气脱硫脱硝技术包含吸附法、等离子体法、氧化法等，其中氧化法烟气同时脱硫脱硝技术是通过强氧化剂将烟气中的so2和no氧化成so3和no2，再利用碱性物质进行吸收，其中强氧化剂包括o3、kmno4、naclo2等，近几年研究较多的是臭氧氧化法，臭氧氧化具有清洁高效无二次污染的等优点，已从实验室投向工业化。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种烟气超低排放装置，以解决现有技术中存在的烟气脱硫脱硝效率低、排放指标高、污染环境的技术问题，具有反应速率快、氧化率高、排放指标低的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种烟气超低排放装置，包括设置在脱硫塔底部外侧的预氧化模块、设置在脱硫塔下部的一次脱硫脱硝模块、设置在脱硫塔中部的二次脱硝模块和设置在脱硫塔上部的除雾除尘模块。
进一步地，所述预氧化模块包括烟道、通入所述烟道的用于对烟气进行预氧化的臭氧发生器；
所述一次脱硫脱硝模块包括三层吸收液、吸收所述吸收液的三级循环装置和依次连接所述三级循环装置的喷淋装置；
所述二次脱硝模块包括第四级循环装置和连接所述第四级循环装置的喷淋装置、强碱液喷淋、盛装所述第四层喷淋液的托盘、焊接在脱硫塔壁上的用于支撑托盘的挡板、强碱液储罐、连接所述将强碱液储罐的强碱液进料泵和在线ph计；
所述除雾除尘模块包括三级屋脊除雾器、设置在所述三级屋脊除雾器下部的多管除雾器、和设置在所述三级屋脊除雾器中部的旋流除雾器。
进一步地，所述一次脱硫脱硝模块的吸收液为caco3、cao和caso4中的任一种与水的混合物；所述二次脱硝模块的喷淋液为naoh和na2co3中的任一种与水的混合物。
进一步地，所述挡板的一端焊接在脱硫塔壁上、另一端与所述托盘连接，所述挡板上设有圆形通气孔。
进一步地，所述在线ph计设置于所述托盘连接的管道内，所述在线ph计与所述强碱液进料泵设置开关联锁，当所述托盘内的喷淋液的ph值<7时，所述强碱液进料泵开关打开；当所述托盘内的喷淋液的ph>11时，所述强碱液进料泵开关关闭。
进一步地，所述多管除雾器排列在所述三级屋脊除雾器的中间，并通过固定板固定。
进一步地，所述三级屋脊除雾器包括第一级屋脊除雾器、第二级屋脊除雾器和第三级屋脊除雾器，所述第一级屋脊除雾器、所述第二级屋脊除雾器和所述第三级屋脊除雾器均包括两个波形叶片支架，所述两个波形叶片支架之间的夹角为100°，所述两个波形叶片支架的连接端通过螺栓固定；所述两个波形叶片支架上均设有若干个卡槽，波形叶片通过所述卡槽固定在所述两个波形叶片支架上。
进一步地，所述第一级屋脊除雾器的两个波形叶片间距为25-35mm；所述第二级屋脊除雾器叶片带有一组倒钩，两个波形叶片间距为22.5-32.5mm；所述第三级屋脊除雾器叶片带有三组倒钩，两个波形叶片间距为20-30mm。
进一步地，所述旋流除雾器包括一个螺旋空腔结构的旋风器壳体，所述壳体下部为进气口，所述壳体上部为出气口；所述旋风器壳体内部含有若干层与旋风壳体相平行的集尘挡板；所述集尘挡板固定在旋风器壳体内壁且末端设置截留钩。
本发明的另一目的在于提供一种烟气超低排放装置的使用方法，将烟气超低排放装置安装于烟气排放管道中，包括：
预氧化模块，通过臭氧发生器对烟道内的烟气预氧化，与烟道内的no和so2发生气-气反应，将so2和no氧化成so3和no2后进入同时脱硫脱硝塔；
一次脱硫脱硝模块，为脱硫塔的第一次脱硫脱硝除尘，用于so2的脱除和部分no2的脱除。在这个过程中，可以脱除几乎全部的so2和80%的no2；
二次脱硝模块为脱硫塔的强化脱硝除尘，经过一次脱硫脱硝的剩余杂质通过通气孔，到达二次脱硝模块，用于吸收一级脱硫脱硝部分中未脱除的少量的so2；二级脱硝模块喷淋液为强碱液，选取naoh和na2co3中的任一种水的混合物，用于no2的第二次吸收，在这个过程中，可以再脱除5%～15%的no2，使整体的脱硝率达到85%～95%；
所述除雾除尘模块为经过所述的一次脱硫脱硝模块和所述二次脱硝模块后，烟气中的大颗粒雾滴和颗粒被喷淋至塔底，能够捕集烟气中细小的雾滴和粉尘，烟气带动旋流器高速运转，烟气中的粉尘和雾滴在离心力的作用下被甩向塔壁，形成液体流回至塔内；
烟气进入所述脱硫塔时烟气流速为3-4.5m/s，烟气通过所述第一级屋脊除雾器时烟气流速为3.5-4.5m/s，烟气通过所述第二级屋脊除雾器时烟气流速为4.0-5.0m/s，烟气通过所述第三级屋脊除雾器时烟气流速为4.0-6.0m/s。
本发明提供的烟气超低排放装置及使用方法的有益效果在于：与现有技术相比，
1、在烟气进入吸收塔前的烟道内，使用臭氧将烟气中的一氧化氮氧化成二氧化氮，发生气-气反应，速率快，氧化率高；
2、一级脱硫脱硝模块和二级脱硝模块的配合，有效脱除99%以上的二氧化硫、大于85%的氮氧化物和部分的烟尘；
3、除雾除尘部分采用多管除雾器、三级屋脊除雾器和旋流除雾器组合的多级除雾器，除雾效率较高，对粉尘尤其是超细粉尘的除尘效率也较高，脱硫塔出口烟气中雾滴浓度低于20mg/nm3，粉尘浓度低于5mg/nm3；
4、烟气流速较低，除雾器叶片不易结垢、堵塞；
5、结构紧凑、运行可靠、适用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的烟气超低排放装置结构示意图。
其中，图中各附图标记：1-预氧化模块；2-一次脱硫脱硝模块；21-第一级循环泵；22-第二级循环泵；23-第三级循环泵；24-第一层喷淋；25-第二层喷淋；26-第三层喷淋3-二次脱硝模块；31-第四级循环泵；32-强碱液循环泵；33-强碱液进料泵；34-强碱液喷淋；35-第四层喷淋；36-托盘；37-在线ph计；38-强碱液储罐；4-除雾除尘模块；40-多管除雾器；41-第一级屋脊除雾器；42-旋流除雾器；43-第二级屋脊除雾器；44-第三级屋脊除雾器；5-脱硫塔。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1，现对本发明提供的烟气超低排放装置及使用方法进行说明。所述烟气超低排放装置，包括设置在脱硫塔5底部外侧的预氧化模块1、设置在脱硫塔5下部的一次脱硫脱硝模块2、设置在脱硫塔5中部的二次脱硝模块3和设置在脱硫塔5上部的除雾除尘模块4。
所述预氧化模块1包括烟道、通入所述烟道的用于对烟气进行预氧化的臭氧发生器；
所述一次脱硫脱硝模块2包括三层吸收液、吸收所述吸收液的三级循环装置和依次连接所述三级循环装置的喷淋装置；
所述二次脱硝模块3包括第四级循环装置和连接所述第四级循环装置的喷淋装置、强碱液喷淋34、盛装所述第四层喷淋液的托盘36、焊接在脱硫塔5壁上的用于支撑托盘36的挡板、强碱液储罐38、连接所述将强碱液储罐38的强碱液进料泵33和在线ph计37；
所述除雾除尘模块4包括三级屋脊除雾器、设置在所述三级屋脊除雾器下部的多管除雾器40、和设置在所述三级屋脊除雾器中部的旋流除雾器42。
本发明提供的烟气超低排放装置及使用方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明采用两级吸收与除雾除尘相结合的方式，能在同一个设备中同时完成对so2、no和烟尘的脱除，脱硫率达99.8%，脱硝率达90~95%，烟气出口粉尘含量低于5mg/nm3，整个过程对吸收液的利用率非常高，吸收液使用量小，处理后的烟气能够达到国家的超低排放标准，整套设备结构简单紧凑，占地面积少，可操作性强。
烟气从锅炉内出来后，通过管道进入脱硫塔5内，在该装置的烟道进入口处设置臭氧发生器，将臭氧通入烟道，对烟道内的烟气中的no和so2发生气-气反应，将no和so2氧化成so3和no2后进入脱硫塔5中进行脱硫。
一次脱硫脱硝模块2用于so2的脱除和部分no2的脱除。在这个过程中，可以脱除几乎全部的so2和80%的no；在脱硫塔5底部设置三个循环泵，将塔底的吸收浆液抽出，回输至塔内喷淋，在塔下部形成第一个脱硫脱硝除尘空间，在此空间内，烟气与喷淋而下的吸收液雾滴逆向接触，完成第一次的脱除。三层喷淋安装在不同的塔高位置，这一步骤可有效捕捉和吸收烟气中的so2和no2，防止塔底石膏的沉积，起到搅拌作用，塔底吸收富液的再次喷淋，可大大提高吸收液的利用率，减少脱硫脱硝剂的使用，可有效减低成本和减少脱硫石膏的产量，从而减少脱硫石膏的后期处理的工作量。
所述的档板焊接在塔壁上，与塔壁之间的角度为40~60℃，另一端与所述的托盘相连，所述的档板上设置圆形通气孔，烟气穿过通气孔后，与喷淋而下的强碱液和四层循环喷淋液逆向接触，由于档板与塔壁之间存在一定的角度，烟气与喷淋雾滴的接触面为一个圆锥面，接触面积广，因此反应速度快，形成一个强化脱硝除尘空间，在这个空间内，喷淋的雾滴可以对烟雾中的粉尘进行水洗，除去大部分大颗粒的烟尘。
第四层循环和喷淋装置与所述的一级脱硫脱硝2的循环与喷淋作用相同，是脱硫塔5底部脱硫脱硝液循环和喷淋的增强，主要用于吸收一级脱硫脱硝2部分中未脱除的少量的so2；二级脱硝模块3喷淋液为强碱液，选取naoh和na2co3中的任一种与水的混合物，用于no2的第二次吸收，在这个过程中，可以再脱除5%~15%的no2，使整体的脱硝率达到85~95%。
经过上述的一次脱硫脱硝2和二次脱硝除尘3后，烟气中的大颗粒雾滴和颗粒被喷淋至塔底，这两个步骤可有效防止后续除雾器部分的阻塞和磨损。经过上述两个步骤后，携带石膏颗粒和粉尘的饱和湿烟气通过所述第一级屋脊除雾器41进行二次除雾、除尘。此时，烟气流速较低，可以防止所述第一级屋脊除雾器41的叶片结垢、堵塞。通过所述第一级屋脊除雾器41之后，烟气继续通过所述第二级除雾器43和第三级屋脊除雾器44。所述第二级屋脊除雾器43叶片带有一组倒钩，烟气中的雾滴和粉尘在惯性力的作用下易被倒钩捕集。所述第三级屋脊除雾器44叶片上带有三组倒钩，因此，可以更好的捕集烟气中细小的雾滴和粉尘。经过所述三级屋脊除雾器44之后，烟气再继续通过顶部的所述旋流除雾器42。烟气带动旋流器高速运转，烟气中的粉尘和雾滴在离心力的作用下被甩向塔壁，形成液体流回至脱硫塔5内。
本发明的烟气超低排放装置的工作原理如下：烟气从锅炉中出来后，通过烟道进入脱硫塔5内，在进入脱硫塔5之前，臭氧发生器产生的臭氧进入烟道内，对烟气中的no和so2发生气-气反应，将no和so2氧化成so3和no2后进入脱硫塔5中进行脱硫，进入一次脱硫脱硝模块2，经过第一级循环泵21、第二级循环泵22和第三级循环泵23分别将脱硫塔5底部的吸收液抽出输送到第一层喷淋24、第二层喷淋25和第三层喷淋25中，喷淋液自上而下与烟气逆向接触、充分反应后，烟气通过托盘36底部的圆形通气孔进入二级脱硝模块3，第四级循环泵31抽出烟气，输送至第四层喷淋35、烟气与托盘36内收集的喷淋液垂直接触发生反应，托盘36底部设有管路，通过强碱液循环泵32输送至强碱液喷淋34，强碱液进入托盘36内，管路上设置在线ph计37，在线ph计37与所述强碱液进料泵33设置联锁，当托盘36内收集的喷淋液的ph<7时，所述强碱液进料泵33开启，所述强碱液储罐38中的强碱液加入强碱液喷淋34，当ph>11时，所述强碱液进料泵33关闭。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的烟气超低排放装置及使用方法的一种具体实施方式，所述一次脱硫脱硝模块2的吸收液为caco3、cao和caso4中的任一种与水的混合物；所述二次脱硝模块3的喷淋液为naoh和na2co3中的任一种与水的混合物。上述吸收液中的其中一种与水的混合，经过喷淋装置均可以达到脱硫脱硝的目的。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的烟气超低排放装置及使用方法的一种具体实施方式，所述挡板的一端焊接在脱硫塔5壁上、另一端与所述托盘36连接，所述挡板上设有圆形通气孔。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的烟气超低排放装置及使用方法的一种具体实施方式，所述在线ph计37设置于所述托盘36连接的管道内，所述在线ph计37与强碱液进料泵33设置开关联锁，当所述托盘36内的喷淋液的ph值<7时，所述强碱液进料泵33开关打开；当所述托盘36内的喷淋液的ph>11时，所述强碱液进料泵33开关关闭。目的使二次脱硝模块3的喷淋液一直处于碱性状态，保证可以快速而高效的吸收no2。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的烟气超低排放装置及使用方法的一种具体实施方式，所述多管除雾器40排列在所述三级屋脊除雾器的下部，并通过固定板固定。所述多管除雾器40的管子直径为50-70mm，厚度为4-6mm，相邻两个管子外管壁之间间距为40-60mm。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的烟气超低排放装置及使用方法的一种具体实施方式，所述三级屋脊除雾器包括第一级屋脊除雾器41、第二级屋脊除雾器43和第三级屋脊除雾器44，所述第一级屋脊除雾器41、所述第二级屋脊除雾器43和所述第三级屋脊除雾器44均包括两个波形叶片支架，所述两个波形叶片支架之间的夹角为100°，所述两个波形叶片支架的连接端通过螺栓固定；所述两个波形叶片支架上均设有若干个卡槽，波形叶片通过所述卡槽固定在所述两个波形叶片支架上。屋脊除雾器上的波形叶片呈钝角布置，在脱硫塔5下部的气体上升至脱硫塔5的上部时，会经过三级屋脊除雾器，波形叶片起到逐级脱硝过滤，脱硝率高，达到脱硝的目的。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的烟气超低排放装置及使用方法的一种具体实施方式，所述第一级屋脊除雾器41的两个波形叶片间距为25-35mm；所述第二级屋脊除雾器43叶片带有一组倒钩，两个波形叶片间距为22.5-32.5mm；所述第三级屋脊除雾器44叶片带有三组倒钩，两个波形叶片间距为20-30mm。经过多次试验比对，上述数据的波形叶片的间距布置为在处理脱硫脱硝工艺中的最优选择，具有突出的技术效果。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的烟气超低排放装置及使用方法的一种具体实施方式，所述旋流除雾器42包括一个螺旋空腔结构的旋风器壳体，所述壳体下部为进气口，所述壳体上部为出气口；所述旋风器壳体内部含有若干层与旋风壳体相平行的集尘挡板；所述集尘挡板固定在旋风器壳体内壁且末端设置截留钩。所述旋流除雾器42的壳体上部为出气口，下部为进气口，气体经过旋风器壳体内时，在旋流的作用下，会将粉尘脱离干净，杂质被甩下至挂在壳体内壁截留钩上的集尘挡板上，经过除尘和除雾后的气体排放大气中、脱硝率达到85%～95%，脱硫率达99.8%，属于超低排放标准。
本发明的另一目的在于提供一种烟气超低排放装置的使用方法，将烟气超低排放装置安装于烟气排放管道中，包括：
预氧化模块1，通过臭氧发生器对烟道内的烟气预氧化，与烟道内的no和so2发生气-气反应，将so2和no氧化成so3和no2后进入同时脱硫脱硝塔；
一次脱硫脱硝模块2，为脱硫塔5的第一次脱硫脱硝除尘，用于so2的脱除和部分no2的脱除。在这个过程中，可以脱除几乎全部的so2和80%的no2；
二次脱硝模块3为脱硫塔的强化脱硝除尘，经过一次脱硫脱硝2的剩余杂质通过通气孔，到达二次脱硝模块3，用于吸收一级脱硫脱硝2中未脱除的少量的so2；二级脱硝模块3喷淋液为强碱液，选取naoh和na2co3中的任一种与水的混合物，用于no2的第二次吸收，在这个过程中，可以再脱除5%～15%的no2，使整体的脱硝率达到85%～95%；
所述除雾除尘模块4为经过所述的一次脱硫脱硝模块2和所述二次脱硝模块3后，烟气中的大颗粒雾滴和颗粒被喷淋至塔底，能够捕集烟气中细小的雾滴和粉尘，烟气带动旋流器高速运转，烟气中的粉尘和雾滴在离心力的作用下被甩向塔壁，形成液体流回至塔内；
烟气进入所述脱硫塔时烟气流速为3-4.5m/s，烟气通过所述第一级屋脊除雾器41时烟气流速为3.5-4.5m/s，烟气通过所述第二级屋脊除雾器43时烟气流速为4.0-5.0m/s，烟气通过所述第三级屋脊除雾器44时烟气流速为4.0-6.0m/s
从锅炉的烟道内出来的气体，首先经过烟气预氧化模块1，对其进行氧化，与烟道内的no和so2发生气-气反应，将so2和no氧化成so3和no2后进入同时脱硫脱硝塔5；其次进入一次脱硫脱硝模块2，用于so2的脱除和部分no2的脱除。在这个过程中，可以脱除几乎全部的so2和80%的no2；经过一次脱硫脱硝的剩余杂质通过通气孔，到达二次脱硝模块3，可以再脱除5%～15%的no2，使整体的脱硝率达到85%～95%；最后进入除雾除尘模块4，烟气中的大颗粒雾滴和颗粒被喷淋至塔底，能够捕集烟气中细小的雾滴和粉尘，烟气带动旋流器高速运转，烟气中的粉尘和雾滴在离心力的作用下被甩向塔壁，形成液体流回至塔内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。