一种湿烟羽处理装置的制作方法

本实用新型涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种湿烟羽处理装置。

背景技术：

目前国内电力、化工、冶金、焦化等行业在生产过程中因矿物燃料燃烧需要排放大量的废气，而废气中含有多种污染物成分，如so2、nox、粉尘、重金属等，需要配套对应的环保处理设施。其中烟气中的so2处理工艺普遍采用湿法脱硫技术，即将含硫烟气通过含有碱性吸收剂(caco3、ca(oh)2、mg(oh)2、nh3等)的浆液或溶液进行洗涤，使烟气中的so2得到反应脱除，经过净化的烟气再通过烟囱排放至大气中。

当采用湿法脱硫工艺时，脱硫后的烟气通常是处在饱和湿度状态，饱和湿烟气中的含水量和烟气温度呈指数型关系，温度越高，烟气含水量也越高。饱和湿度下的烟气从烟囱排出后受到温度较低的大气急剧冷却，烟气中的水蒸气冷凝为液态，透光率下降，从而出现了肉眼可见的白色烟羽现象。随着水蒸气在大气中的扩散，水蒸气浓度降低，透光率提高，白色烟羽慢慢减少直至消失不可见。

当环境温度较低或湿度较高时，湿烟羽长度会更明显；尤其是两因素同时存在时，烟羽拖尾现象会特别严重，有时甚至会绵延数公里，造成严重的视觉污染，影响周围群众的身心健康。

减少白烟现象的出现一般有三种解决方法：(1)烟气冷凝：降低烟气温度，将冷凝后的水分提出，减少排放烟气的绝对含水量。(2)烟气加热：提升烟气温度，使饱和湿烟气变为不饱和；(3)先冷凝再加热：既可减少排烟水分又可使得湿烟气变不饱和，效果最好。

cn208927895u公开了一种脱硫烟气浆液冷凝去除湿烟羽系统，该系统采用喷淋的方式降低烟气的温度，再通过除雾器除去液滴，降低烟气中的含湿量，但该法烟气仍为饱和烟气，效果欠佳。

cn208927788u公开了一种烟羽脱白装置，该装置内部安装有若干个冷凝列管实现对烟气中水汽的冷凝，但该装置结构复杂，不适用于现有脱硫塔体系。

cn109999627a公开了一种用于催化裂化湿法脱硫的装置和方法，其在脱硫塔的出口烟道上设置换热器，一般对脱硫出口烟气升温或降温可直接在出口烟道上设置烟气加热器或冷凝器。但是一般烟气加热器或冷凝器设备体积和重量较大，造价高，尤其是在脱硫塔顶置烟囱形式的改造项目上实施起来困难较大。

因此，需要开发对一种能耗低、设备简单且处理效果佳的湿烟羽处理设备和方法。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种湿烟羽处理装置，所述通过在烟气净化装置中脱硫洗涤塔的冷却段与脱硫段之间设置脱硫除雾器，在脱硫洗涤塔的排烟管道设置烟空混合器，无需在脱硫洗涤塔内设置换热器即可实现烟气升温或降温，设备简单，且在已有脱硫洗涤塔上改造容易；而且脱硫除雾器能够使循环冷却液更干净，减少了循环冷却装置的负荷并降低了设备要求，同时能够作为脱硫洗涤塔补水或其他工业用水，提高了资源利用率，具有较高的工业应用价值。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种湿烟羽处理装置，所述装置包括依次连接的烟气换热装置、烟气净化装置以及循环冷却装置；所述烟气净化装置包括脱硫洗涤塔，脱硫洗涤塔内自上向下依次包括冷却段和脱硫段；所述冷却段和脱硫段之间设置有脱硫除雾器。

本实用新型提供的湿烟羽处理装置通过设置依次连接的烟气换热装置、烟气净化装置以及循环冷却装置，无需在脱硫洗涤塔内部设置换热器即可实现烟气的降温和升温，设备体积较小；该装置还通过在脱硫洗涤塔的冷却段和脱硫段之间设置脱硫除雾器，使循环冷却液更干净，在降低设备要求的同时使排出的冷却液能够作为脱硫洗涤塔补水或其他工业用水，降低了能耗。

本实用新型提供的湿烟羽处理装置尤其适用于已有脱硫洗涤塔的项目改造，这是由于在现有脱硫洗涤塔塔顶烟囱上设置换热器十分困难，在塔内安装换热器也造价高，而本实用新型提供的湿烟羽处理装置无需在脱硫洗涤塔内部安装换热器，项目改造较为简单，更容易实现，且造价低，湿烟羽处理效果好，具有较高的工业应用价值。

优选地，所述脱硫洗涤塔中冷却段自上向下依次设置有冷却除雾器、冷却喷淋层和循环冷却液收集器。

优选地，所述脱硫洗涤塔中脱硫段设置有脱硫喷淋层。

所述脱硫喷淋层的数量为至少1个，例如可以是1个、2个、3个、4个、5个或6个，优选为3个。

本实用新型优选将脱硫喷淋层设置为多层，使脱硫喷淋液分多层与烟气接触，更进一步促进了烟气与脱硫喷淋液的传质和传热，使烟气脱硫和降温效果更佳。

优选地，所述脱硫洗涤塔底部为浆池。

本实用新型对浆池内的液体没有限制，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于脱硫的含有碱性吸收剂的浆液或溶液，其碱性吸收剂例如可以是caco3、ca(oh)2、mg(oh)2或nh3等。

所述脱硫洗涤塔在脱硫段与浆池之间的塔身一侧设置有烟气入口。

优选地，所述烟气净化装置还包括设置在脱硫洗涤塔外部的脱硫循环泵。

所述脱硫循环泵的数量为至少1个，例如可以是1个、2个、3个、4个、5个或6个，优选为3个。

本实用新型优选采用多个脱硫循环泵，使脱硫喷淋液能够分别循环至多个脱硫喷淋层进行喷淋脱硫，采用多个脱硫循环泵能够降低泵设备的要求且分开调控脱硫循环泵的流量。

所述脱硫循环泵出口与脱硫喷淋层相连。

优选地，所述脱硫洗涤塔顶部设置有出烟口。

所述出烟口上安装有排烟管道。

优选地，所述烟气换热装置包括设置在脱硫洗涤塔的排烟管道处的烟空混合器。

本实用新型进一步在脱硫洗涤塔的排烟管道处设置有烟空混合器，使与烟气换热后的空气与净烟气混合，提升净烟气的温度，使其成为不饱和烟气后再排出，更好地解决了湿烟羽问题，而且利用烟气余热与净烟气换热，降低了能耗，具有较高的工业应用前景。

所述烟气换热装置还包括设置在脱硫洗涤塔之前的烟空换热器。

优选地，所述烟空换热器包括空气出口、空气入口、烟气出口和烟气入口。

所述烟气换热装置还包括与烟空换热器的空气入口相连的鼓风机。

所述烟空换热器的烟气出口与脱硫洗涤塔的烟气入口相连。

所述烟空换热器的空气出口与烟空混合器相连。

优选地，所述循环冷却装置包括依次连接的冷却液收集箱、冷却循环泵和循环冷却器，所述冷却循环泵与冷却液收集箱的中部相连。

所述冷却液收集箱与脱硫洗涤塔中循环冷却液收集器相连。

优选地，所述循环冷却器设置有冷凝水入口、冷凝水出口、循环冷却液入口和循环冷却液出口。

所述循环冷却器的循环冷却液出口与脱硫洗涤塔中冷却喷淋层相连。

所述循环冷却装置还包括设置在冷却液收集箱底部出口的冷凝液排出泵。

本实用新型通过在冷却液收集箱底部出口设置有冷凝液排出泵，将烟气与循环冷却液接触时冷凝下来的液体排出，保障脱硫洗涤塔系统内的水平衡。

本实用新型提供的湿烟羽处理装置在湿烟羽处理中的应用方法包括如下步骤：

(1)温度为140～180℃，流量为90000～100000nm³/h的烟气经烟空换热器与空气换热降温至110～135℃，其中，所述空气的流量为10000～30000nm³/h，初始温度为3～30℃，经换热后的温度为80～130℃；

(2)降温后的烟气进入脱硫洗涤塔，依次经过多层脱硫喷淋层喷淋脱硫、脱硫除雾器除雾、冷却喷淋层喷淋和冷却除雾器除雾，得到净烟气，其中，所述烟气经脱硫除雾器除雾后的温度为50～65℃，经冷却除雾器除雾后的温度为30～48℃，烟气经冷却喷淋层喷淋时以2.0～3.0t/h产生冷凝液，所述脱硫喷淋层喷淋的脱硫喷淋液流入脱硫洗涤塔底部的浆池中，浆池中的脱硫喷淋液通过脱硫循环泵循环至脱硫喷淋层中循环使用；

(3)所述净烟气进入烟空混合器与步骤(1)中换热后的空气混合，成为温度为50～60℃的不饱和烟气后从排烟管道排出；

(4)循环冷却液收集器收集的冷却液以460～560m³/h通入冷却液收集箱中，其中，温度为44～50℃，流量为450～550m³/h的冷却液经冷却循环泵送入循环冷却器中换热冷却至38～43℃后再循环通入冷却喷淋层进行冷却喷淋，冷却液收集箱中流量为2.0～3.0t/h的冷凝液通过冷凝液排出泵排出系统，其中，所述循环冷却器中冷却水的流量为110～140m³/h，所述循环冷却器的冷却水给水温度为28～32℃，回水温度为36～44℃。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的湿烟羽处理装置无需在脱硫洗涤塔内设置烟气冷却器和烟气加热器，即可实现烟气的降温和升温，设备体积小；

(2)本实用新型提供的湿烟羽处理装置尤其适用于脱硫塔顶置烟囱项目的改造，不需要在塔顶增设换热器，施工量小；

(3)本实用新型提供的湿烟羽处理装置还通过在脱硫洗涤塔的冷却段和脱硫段之间设置脱硫除雾器，使循环冷却液更干净，使排出的冷却液能够作为脱硫洗涤塔补水或其他工业用水，降低了能耗；

(4)本实用新型提供的湿烟羽处理装置利用烟气的余热加热净烟气，不仅对湿烟羽处理效果好，大大降低了能耗，而且冷却液单独收集回用，避免直接进入脱硫系统，不影响系统水平衡的同时节约了资源。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的湿烟羽处理装置示意图。

图中：1-脱硫洗涤塔；2-排烟管道；3-冷却除雾器；4-冷却喷淋层；5-循环冷却液收集器；6-脱硫除雾器；7-脱硫喷淋层；8-烟气入口；9-浆池；10-脱硫循环泵；11-烟空混合器；12-烟空换热器；13-鼓风机；14-冷却液收集箱；15-冷却循环泵；16-循环冷却器；17-冷凝液排出泵。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

一、实施例

实施例1

本实施例提供一种湿烟羽处理装置，如图1所示，所述装置包括依次连接的烟气换热装置、烟气净化装置以及循环冷却装置；

烟气净化装置包括：脱硫洗涤塔1，脱硫洗涤塔1内自上向下依次包括冷却段、脱硫除雾器3、脱硫段和浆池9，脱硫洗涤塔1顶部设置有出烟口，出烟口上安装有排烟管道2；所述冷却段自上向下依次设置有冷却除雾器3、冷却喷淋层4和循环冷却液收集器5，脱硫段设置有3层脱硫喷淋层7；所述脱硫洗涤塔1在脱硫段与浆池9之间的塔身一侧设置有烟气入口8；脱硫洗涤塔1外部设置有3个脱硫循环泵10，所述脱硫循环泵10出口与脱硫喷淋层7相连；

烟气换热装置包括：设置在脱硫洗涤塔1的排烟管道2处的烟空混合器11、设置在脱硫洗涤塔1之前的烟空换热器12和鼓风机13；所述烟空换热器12包括空气出口、空气入口、烟气出口和烟气入口，其中，烟气出口与脱硫洗涤塔1的烟气入口8相连，空气出口与烟空混合器11相连，空气入口与鼓风机13相连；

循环冷却装置包括：依次连接的冷却液收集箱14、冷却循环泵15和循环冷却器16，以及设置在冷却液收集箱14底部出口的冷凝液排出泵17；其中，所述冷却液收集箱14与脱硫洗涤塔1中循环冷却液收集器5相连，冷却循环泵15与冷却液收集箱14的中部相连，循环冷却器16设置有冷凝水入口、冷凝水出口、循环冷却液入口和循环冷却液出口，所述循环冷却液出口与脱硫洗涤塔1中冷却喷淋层4相连。

二、应用例

本应用例提供一种湿烟羽处理方法，所述方法利用实施例1提供的装置进行湿烟羽处理，具体包括如下步骤：

(1)温度为150℃，流量为100000nm³/h的烟气经烟空换热器与空气换热降温至130℃，其中，所述空气的流量为20000nm³/h，初始温度为10℃，经换热后的温度为110℃；

(2)降温后的烟气进入脱硫洗涤塔，依次经过3层脱硫喷淋层喷淋脱硫、脱硫除雾器除雾、冷却喷淋层喷淋和冷却除雾器除雾，得到净烟气，其中，所述烟气经脱硫除雾器除雾后的温度为50℃，经冷却除雾器除雾后的温度为45℃，烟气经冷却喷淋层喷淋时以2.5t/h产生冷凝液，所述脱硫喷淋层喷淋的脱硫喷淋液流入脱硫洗涤塔底部的浆池中，浆池中的脱硫喷淋液通过脱硫循环泵循环至脱硫喷淋层中循环使用；

(3)所述净烟气进入烟空混合器与步骤(1)中换热后的空气混合，成为温度为56℃的不饱和烟气后从排烟管道排出；

(4)循环冷却液收集器收集的冷却液以502.5m³/h通入冷却液收集箱中，其中，温度为45.6℃，流量为500m³/h的冷却液经冷却循环泵送入循环冷却器中换热冷却至43℃后再循环通入冷却喷淋层进行冷却喷淋，冷却液收集箱中流量为2.5t/h的冷凝液通过冷凝液排出泵排出系统，其中，所述循环冷却器中冷却水的流量为135m³/h，所述循环冷却器的冷却水给水温度为25℃，回水温度为35℃。

本应用例可实现环境温度10℃下，不饱和烟气的最终排放温度为56℃，含湿量为7.8v％，烟囱出口无可见白烟，彻底消除了湿烟羽拖尾现象。

应用例2

本应用例提供一种湿烟羽处理方法，所述方法利用实施例1提供的装置进行湿烟羽处理，具体包括如下步骤：

(1)温度为200℃，流量为500000nm³/h的烟气经烟空换热器与空气换热降温至165℃，其中，所述空气的流量为130000nm³/h，初始温度为0℃，经换热后的温度为150℃；

(2)降温后的烟气进入脱硫洗涤塔，依次经过3层脱硫喷淋层喷淋脱硫、脱硫除雾器除雾、冷却喷淋层喷淋和冷却除雾器除雾，得到净烟气，其中，所述烟气经脱硫除雾器除雾后的温度为55℃，经冷却除雾器除雾后的温度为42℃，烟气经冷却喷淋层喷淋时以35t/h产生冷凝液，所述脱硫喷淋层喷淋的脱硫喷淋液流入脱硫洗涤塔底部的浆池中，浆池中的脱硫喷淋液通过脱硫循环泵循环至脱硫喷淋层中循环使用；

(3)所述净烟气进入烟空混合器与步骤(1)中换热后的空气混合，成为温度为63℃的不饱和烟气后从排烟管道排出；

(4)循环冷却液收集器收集的冷却液以2035m³/h通入冷却液收集箱中，其中，温度为47.3℃，流量为2000m³/h的冷却液经冷却循环泵送入循环冷却器中换热冷却至38℃后再循环通入冷却喷淋层进行冷却喷淋，冷却液收集箱中流量为35t/h的冷凝液通过冷凝液排出泵排出系统，其中，所述循环冷却器中冷却水的流量为1450m³/h，所述循环冷却器的冷却水给水温度为25℃，回水温度为38℃。

本应用例可实现环境温度0℃下，不饱和烟气的最终排放温度为63℃，含湿量为6.4v％，烟囱出口无可见白烟，彻底消除了湿烟羽拖尾现象。

综上可以看出，本实用新型提供的湿烟羽处理装置通过在烟气净化装置中脱硫洗涤塔的冷却段与脱硫段之间设置脱硫除雾器，不仅不用在脱硫洗涤塔内部设置冷凝器和加热器，设备简单，而且减少了循环冷却装置的负荷；应用该装置的湿烟羽处理方法能够针对不同烟气和环境温度进行湿烟羽处理，烟囱出口无可见白烟，可彻底消除湿烟羽拖尾现象；同时该方法采用循环冷却液喷淋冷凝烟气和烟空混合的方式降低烟气饱和度，降低了能耗，具有较高的工业应用价值。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。