脱除烟气中二氧化硫和汞的装置的制作方法

本实用新型涉及工业废气和尾气净化领域，具体涉及脱除烟气中二氧化硫和汞的装置。

背景技术：

当前，燃煤烟气污染物的排放控制得到了世界各国的重视，我国现有燃煤电厂已全部安装除尘和脱硫装置，一些新建电厂也装有脱硝装置。2011年颁布的《火电厂大气污染物排放标准》不仅对上述污染物排放提出了更苛刻的要求，同时对重金属汞的排放标准也提到议事日程。对于除广西、重庆、四川和贵州的省、自治区和直辖市，要求新建火力发电锅炉自2012年1月1日起二氧化硫排放小于100mg/m³，现有火力发电锅炉自2014年7月1日起二氧化硫的排放小于200mg/m³，汞及其化合物自2015年1月1日起的排放要小于0.03mg/m³。石灰石-石膏法是目前烟气脱硫成熟的主流技术，它采用石灰石作为吸收剂来脱除烟气中的二氧化硫气体。对燃煤电厂烟气汞排放限制在国际上也属于环保领域的新要求，脱硝装置可以将部分难以脱除的元素汞氧化为二价汞，二价汞被飞灰吸附或者溶于水以后分别被除尘装置和脱硫装置脱除。但对于含汞浓度较高的烟气来说，并不一定能够达到排放要求。

目前国际上先进的技术是在烟道中直接注射活性炭，现已进入工业化示范阶段，然而该技术存在三个问题：(1)活性炭的大量消耗导致运行成本高，(2)混入飞灰中的活性炭严重影响到飞灰利用价值，(3)更关键的是通常活性炭对零价汞去除效果欠佳。而近期提出的改性飞灰脱汞等新技术尚在实验阶段，还不能应用于实际的电厂脱汞中。为了满足日益严格的国家环保法规对燃煤电厂烟气中二氧化硫和重金属汞排放的要求，一些电厂需要增加相应的脱汞装置，势必会增加投资和运行成本。

综上分析，在现有的装置中，虽然脱除烟气中的二氧化硫具有一定的成效，但是还没有一种可以将烟气中的二氧化硫和汞进行协同一体化脱除的装置，现有的脱除装置往往是分开脱除，存在装置造价高、运行成本高、脱除效果不佳的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有的脱除烟气中二氧化硫和汞的装置存在的装置造价高、运行成本高、脱除效果不佳的缺陷，提供一种脱除烟气中二氧化硫和汞的装置，该装置可以实现对烟气中的二氧化硫和汞的协同一体化脱除，脱除效果好，装置造价低、运行和维护成本低。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种脱除烟气中二氧化硫和汞的装置，该装置包括主体和内构组件，所述内构组件将主体的内部空间从下至上分为浆液区、二氧化硫脱除区、二氧化硫与汞深度脱除区和烟气与浆液分离区；

其中，所述二氧化硫脱除区用于将含有二氧化硫和汞的烟气进行二氧化硫脱除，得到第一烟气和第一浆液；所述二氧化硫与汞深度脱除区用于将所述第一烟气进行二氧化硫和汞深度脱除，得到第二烟气和第二浆液；所述烟气与浆液分离区用于将所述第二烟气进行气液分离，得到净化烟气和第三浆液，所述净化烟气从烟气与浆液分离区顶部排出；所述浆液区用于存储第一浆液、第二浆液和第三浆液。

优选地，主体包括设置在主体的底端的烟气入口和浆液出口，以及设置在主体的顶端的烟气出口；所述内构组件包括在主体内从下至上依次设置的烟气分布器、石灰石浆液雾化喷淋器、石灰石浆液入口、次氯酸钙浆液雾化喷淋器和次氯酸钙浆液入口；其中，所述烟气入口与烟气分布器相连通，用于将含有二氧化硫和汞的烟气通入二氧化硫脱除区；所述石灰石浆液雾化喷淋器与石灰石浆液入口相连通，用于将石灰石浆液通入二氧化硫脱除区，与含有二氧化硫和汞的烟气相接触进行脱除二氧化硫；所述次氯酸钙浆液雾化喷淋器与次氯酸钙浆液入口相连通，用于将次氯酸钙浆液通入二氧化硫与汞深度脱除区，与所述第一烟气相接触进行二氧化硫和汞深度脱除；

其中，烟气入口与烟气分布器之间为浆液区，烟气分布器与石灰石浆液雾化喷淋器之间为二氧化硫脱除区，石灰石浆液雾化喷淋器与次氯酸钙浆液雾化喷淋器之间为二氧化硫与汞深度脱除区，次氯酸钙浆液雾化喷淋器与烟气出口之间为烟气与浆液分离区。

优选地，在烟气与浆液分离区还设有烟气和浆液分离器，用于将第二烟气进行气液分离。

优选地，所述石灰石浆液雾化喷淋器包括多个同心设置且相通的石灰石浆液环形输送管和安装在石灰石浆液环形输送管上的多个石灰石浆液喷头；所述石灰石浆液喷头的喷淋方向朝下；其中，所述石灰石浆液环形输送管用于输送石灰石浆液；所述石灰石浆液喷头用于喷淋石灰石浆液环形输送管输送的石灰石浆液。

优选地，所述石灰石浆液环形输送管的最大外径与主体的内径的比值为：(0.8-0.95):1。

优选地，所述次氯酸钙浆液雾化喷淋器包括多个同心设置且相通的次氯酸钙浆液环形输送管和安装在次氯酸钙浆液环形输送管上的多个次氯酸钙浆液喷头；所述次氯酸钙浆液喷头的喷淋方向朝下；其中，所述次氯酸钙浆液环形输送管用于输送次氯酸钙浆液；所述次氯酸钙浆液喷头用于喷淋次氯酸钙浆液环形输送管输送的次氯酸钙浆液。

优选地，所述次氯酸钙浆液环形输送管的最大外径与主体的内径的比值为：(0.8-0.95):1。

优选地，所述烟气分布器具有多个导向气室和多个烟气分布器出口；其中，每个导向气室外缘安装一个或多个烟气分布器出口，所述烟气分布器出口方向朝下。

优选地，所述装置还包括安装在二氧化硫脱除区的氧化风管入口，所述氧化风管入口与氧化风机相连，用于将空气鼓入二氧化硫脱除区，将亚硫酸钙进行氧化得到硫酸钙。

优选地，所述氧化风管入口与主体内壁的夹角α为10°至85°。

根据本实用新型所述的装置，通过在装置主体内从下至上依次设置浆液区、二氧化硫脱除区、二氧化硫与汞深度脱除区和烟气与浆液分离区即可实现烟气中二氧化硫和汞的脱除，装置结构简单、操作方便、装置造价低、装置的维护成本低。

根据本实用新型所述的装置，在装置主体内从下至上设置的石灰石浆液雾化喷淋器和次氯酸钙浆液雾化喷淋器，烟气从主体底部进入装置主体，通过烟气分布器分配后自下而上依次与雾化的石灰石浆液和次氯酸钙浆液充分接触，通过逆流碰撞的方式深度脱除烟气中的二氧化硫和汞，脱除效果好，可以达到国家排放标准。

根据本实用新型所述的装置，在装置内通过采用雾化的次氯酸钙脱除汞，其运行成本远远小于活性炭的成本，可有效降低运行成本。

根据本实用新型所述的装置，在运行过程中，氧化风机通过氧化风管入口不断地将空气鼓入二氧化硫脱除室，可以将亚硫酸钙进行氧化得到硫酸钙。待浆液排出装置后进行脱水处理，可得到水以及具有经济效益的石膏，对水进行处理后可以继续用于浆液生产中，实现循环利用，环保且降低了运行成本；售卖石膏可以实现资源最大化利用，增加其附加值。

附图说明

附图是用来提供本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与先的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为根据本实用新型的一种具体实施方式的脱除烟气中二氧化硫和汞装置的结构示意图；

图2为石灰石浆液雾化喷淋器的仰视图；

图3为次氯酸钙浆液雾化喷淋器的仰视图；

图4为烟气分布器的俯视图。

附图标记说明

I、浆液区 II、二氧化硫脱除区

III、二氧化硫与汞深度脱除区 IV、烟气与浆液分离区

1、主体 2、烟气入口

3、浆液出口 4、烟气分布器

5、石灰石浆液雾化喷淋器 6、石灰石浆液入口

7、次氯酸钙浆液雾化喷淋器 8、次氯酸钙浆液入口

9、烟气和浆液分离器 10、烟气出口

14、石灰石浆液喷头 15、石灰石浆液环形输送管

16、次氯酸钙浆液喷头 17、次氯酸钙浆液环形输送管

18、烟气分布器出口 19、导向气室

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在本实用新型中，脱除烟气中二氧化硫和汞的装置为立式放置的塔式装置，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常分别指塔的顶部、底部的方向。

本实用新型提供了一种脱除烟气中二氧化硫和汞的装置，如图1所示，该装置包括主体1和内构组件，所述内构组件将主体1的内部空间从下至上分为浆液区I、二氧化硫脱除区II、二氧化硫与汞深度脱除区III和烟气与浆液分离区IV。

在本实用新型中，所述二氧化硫脱除区II用于将含有二氧化硫和汞的烟气进行二氧化硫脱除，得到第一烟气和第一浆液。

在本实用新型中，所述二氧化硫与汞深度脱除区III用于将所述第一烟气进行二氧化硫和汞深度脱除，得到第二烟气和第二浆液。

在本实用新型中，由于所述第二烟气中夹带有少量浆液，所述烟气与浆液分离区IV用于将所述第二烟气进行气液分离，得到净化烟气和第三浆液，所述净化烟气从烟气与浆液分离区IV顶部排出。

在本实用新型中，所述浆液区I用于存储第一浆液、第二浆液和第三浆液。

在本实用新型中，主体1包括设置在主体1的底端的烟气入口2和浆液出口3，以及设置在主体1的顶端的烟气出口10；所述内构组件包括在主体1内从下至上依次设置的烟气分布器4、石灰石浆液雾化喷淋器5、石灰石浆液入口6、次氯酸钙浆液雾化喷淋器7和次氯酸钙浆液入口8。

在本实用新型中，所述烟气入口2与烟气分布器4相连通，用于将含有二氧化硫和汞的烟气通入二氧化硫脱除区II。

在本实用新型中，所述石灰石浆液雾化喷淋器5与石灰石浆液入口6相连通，用于将石灰石浆液通入二氧化硫脱除区II，与含有二氧化硫和汞的烟气相接触进行脱除二氧化硫。

在本实用新型中，所述次氯酸钙浆液雾化喷淋器7与次氯酸钙浆液入口8相连通，用于将次氯酸钙浆液通入二氧化硫与汞深度脱除区III，与所述第一烟气相接触进行二氧化硫和汞深度脱除。

在本实用新型中，烟气入口2与烟气分布器4之间为浆液区I，烟气分布器4与石灰石浆液雾化喷淋5之间为二氧化硫脱除区II，石灰石浆液雾化喷淋器5与次氯酸钙浆液雾化喷淋器7之间为二氧化硫与汞深度脱除区III，次氯酸钙浆液雾化喷淋器7与烟气出口10之间为烟气与浆液分离区IV。

在本实用新型优选的情况下，在烟气与浆液分离区IV还设有烟气和浆液分离器9，用于将第二烟气进行气液分离。烟气和浆液分离器9可以对烟气中夹带的少量浆液进行深度的气液分离，有效防止排出装置的烟气中夹带有浆液。

在本实用新型中，所述石灰石浆液雾化喷淋器5包括多个同心设置且相通的石灰石浆液环形输送管15和安装在石灰石浆液环形输送管15上的多个石灰石浆液喷头14。

在本实用新型中，所述石灰石浆液环形输送管15的个数可以根据需要而定，并无特别限定。

在本实用新型中，所述石灰石浆液喷头14的个数可以根据需要而定，并无特别限定。

在本实用新型优选的情况下，所述多个石灰石浆液喷头14均布安装在石灰石浆液环形输送管15上。

在优选的情况下，所述石灰石浆液喷头14的喷淋方向朝下。

在本实用新型中，所述石灰石浆液环形输送管15用于输送石灰石浆液。

在本实用新型中，所述石灰石浆液喷头14用于喷淋石灰石浆液环形输送管15输送的石灰石浆液。

在本实用新型中，所述石灰石浆液环形输送管15的最大外径与主体1的内径的比值并没有特别的限定，以能够实现充分接触为目的。在优选的情况下，所述石灰石浆液环形输送管15的最大外径与主体1的内径的比值为：(0.8-0.95):1，例如可以为0.8:1、0.85:1、0.9:1、0.95:1以及这些数值中的任意两个所构成的范围中的任意值。

在本实用新型中，所述次氯酸钙浆液雾化喷淋器7包括多个同心设置且相通的次氯酸钙浆液环形输送管17和安装在次氯酸钙浆液环形输送管17上的多个次氯酸钙浆液喷头16。

在本实用新型中，所述次氯酸钙浆液环形输送管17的个数可以根据需要而定，并无特别限定。

在本实用新型中，所述次氯酸钙浆液喷头16的个数可以根据需要而定，并无特别限定。

在本实用新型优选的情况下，所述多个次氯酸钙浆液喷头16均布安装在次氯酸钙浆液环形输送管17上。

在优选的情况下，所述次氯酸钙浆液喷头16的喷淋方向朝下。

在本实用新型中，所述次氯酸钙浆液环形输送管17用于输送次氯酸钙浆液。

在本实用新型中，所述次氯酸钙浆液喷头16用于喷淋次氯酸钙浆液环形输送管17输送的次氯酸钙浆液。

在本实用新型中，所述次氯酸钙浆液环形输送管17的最大外径与主体1的内径的比值并没有特别的限定，以能够实现充分接触为目的。在优选的情况下，所述次氯酸钙浆液环形输送管17的最大外径与主体1的内径的比值为：(0.8-0.95):1，例如可以为0.8:1、0.85:1、0.9:1、0.95:1以及这些数值中的任意两个所构成的范围中的任意值。

在本实用新型中，所述烟气分布器4具有多个导向气室19和多个烟气分布器出口18。

在本实用新型中，导向气室19的个数可以根据需要而定，并无特别限定。

在本实用新型中，烟气分布器出口18的个数可以根据需要而定，并无特别限定。优选地，烟气分布器出口18的个数与导向气室19的个数相同。

在本实用新型中，每个导向气室19外缘可以安装一个或多个烟气分布器出口18。优选地，每个导向气室19外缘安装一个烟气分布器出口18。

在优选的情况下，为了防止喷淋的石灰石浆液和/或次氯酸钙浆液进入烟气分布器出口18，所述烟气分布器出口18的方向朝下。

在本实用新型中，所述脱除装置还包括安装在二氧化硫脱除区II的氧化风管入口，所述氧化风管入口与氧化风机相连，用于将空气鼓入二氧化硫脱除区II，可以将亚硫酸钙进行氧化得到硫酸钙。

在优选的情况下，为了防止喷淋的石灰石浆液和/或次氯酸钙浆液进入氧化风管，所述氧化风管入口与主体1内壁的夹角α为10°至85°，例如可以为10°、15°、30°、45°、60°、75°、80°、85°以及这些数值中的任意两个所构成的范围中的任意值。

结合图1，本实用新型的脱除烟气中二氧化硫和汞的装置进行操作的过程可以如下：

将含有二氧化硫和汞的烟气从烟气入口2输送至主体1内部，烟气通过烟气分布器4内的导向气室19分配后从烟气分布器出口18导出，然后进入二氧化硫脱除区II；石灰石浆液通过石灰石浆液入口6进入主体1内的石灰石浆液雾化喷淋器5，通过石灰石浆液雾化喷淋器5上的石灰石浆液环形输送管15输送，然后通过石灰石浆液喷头14喷淋石灰石浆液；自下而上流动的烟气在二氧化硫脱除区II内与自上而下喷淋的石灰石浆液逆流碰撞，充分接触，进行二氧化硫脱除，得到第一烟气和第一浆液。

第一烟气进入二氧化硫与汞深度脱除区III，次氯酸钙浆液通过次氯酸钙浆液入口8进入主体1内的次氯酸钙浆液雾化喷淋器7，通过次氯酸钙浆液雾化喷淋器7上的次氯酸钙浆液环形输送管17输送，然后通过次氯酸钙浆液喷头16喷淋次氯酸钙浆液；自下而上流动的第一烟气在二氧化硫与汞深度脱除区III内与自上而下喷淋的次氯酸钙浆液逆流碰撞，充分接触，进行二氧化硫与汞深度协同脱除，得到第二烟气和第二浆液。

第二烟气进入烟气与浆液分离区IV，通过烟气和浆液分离器9进行气液分离，将第二烟气中夹杂的少量浆液分离，得到净化的烟气和第三浆液。

净化的烟气从主体1顶部的烟气出口10排出。

第一浆液、第二浆液和第三浆液依靠重力作用向下运动，在经过二氧化硫脱除区II时，与通过氧化风管入口鼓入的空气接触，将浆液内含有的亚硫酸钙氧化为硫酸钙，然后浆液继续向下运动，第一浆液、第二浆液和第三浆液最终存储于浆液区I，通过浆液出口3定期将浆液排出主体1或者边操作边排出主体1。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。