本發明技術涉及一種氨法脫硫尾氣氣溶膠凈化裝置,屬于節能環保領域。
背景技術:
在氨法煙氣脫硫工藝中,煙氣在塔內經過折流板除霧器時,煙氣中所夾帶的液滴被大部分除去,而氣體中懸浮的固體或液體小質點無法被除去,即所謂的氣溶膠。由于吸收塔內的煙氣含有飽和水汽,當煙氣出塔后到大氣中時,溫度很快降低,煙氣中含有的銨鹽類物質立即凝結成霧滴和微粒,懸浮在大氣中,形成氣溶膠,較大液滴會下到地面。因此,這種氣溶膠若不加處理直接通過煙囪排入大氣,將對周圍環境造成極大的污染。
氣溶膠是由固體或液體小質點分散并懸浮在氣體介質中形成的膠體分散體系,其分散相為固體或液體小質點,其大小為0.01-10μm。氨法脫硫工藝中形成的氣溶膠微粒主要介于0.07-1.0 μm粒徑段,主要成分為(NH4)2SO3,NH4HSO3,NH4HSO4,(NH4)2SO4。形成氣溶膠的途徑主要有以下兩種:
(1)逃逸的氨和塔內受熱分解產生的NH3與SO2,在凈化氣出口通過氣相反應再次形成氣溶膠亞硫酸銨;
(2)塔內生成的氣溶膠直接被煙氣夾帶出煙囪。
氣溶膠顆粒的組成主要決定于SO2/NH3比值、溫度以及煙氣O2與H2O含量。
氣溶膠造成煙氣拖尾現象已經成為困擾氨法脫硫技術發展的瓶頸問題,表現出的現象是煙塵超標,為了克服該技術的排放達標問題,業內做了很多研究工作。專利CN201510823U公開了一種氨法脫硫的氣溶膠脫除裝置,其特點是在脫硫塔增加氣溶膠脫除段,氣溶膠脫除段分為噴淋層和脫水除霧段,噴淋層又包括稀硫酸噴淋層、氨水噴淋層、稀硫銨液噴淋層等。專利CN2746973Y公開了一種氨法脫硫塔除霧器,其特點是分為上下兩層除霧器,兩層除霧器之間有一套噴淋裝置,噴淋裝置具有朝上下兩個方向的多個噴頭。專利CN103463880A公開了一種氨法脫硫煙氣降溫除水除霧的集成式系統,采取先除水后除霧的分級脫除方式,實現了煙氣攜帶液滴的脫除回流,一級除水布風裝置緩解了氣流沖擊,減少二級除霧裝置的堵塞。
當前氣溶膠處理技術存在一個共同的問題是沒有從氣溶膠的形成和基本性質出發,氣溶膠脫除一個關鍵的問題是常規分離方法對微小尺寸的氣溶膠脫除效果有限,氨法脫硫尾氣中的氣溶膠尺寸主要集中在0.07-1.0 μm,這樣尺寸的微粒很難用常規的除霧方法分離,本專利采取的方法就是通過微粒之間相互碰撞以及溫度的變化,促進氣溶膠微粒的尺寸增長,從而達到能夠脫除的尺寸,并通過超聲凝并和塔內除霧器的處理后從塔頂排出,排出煙氣再通過低壓降的旋流分離技術,去除尾氣中的氣溶膠。
技術實現要素:
本實用新型采用超聲霧化技術、超聲凝并、噴淋洗滌與低壓降微旋流除霧技術相結合的方法來控制氣溶膠,提出一種氨法脫硫尾氣氣溶膠凈化裝置。
本實用新型的主要技術方案:氨法脫硫尾氣氣溶膠凈化裝置,其特征在于它包括霧化塔和除霧器,所述霧化塔自下到上依次設有超聲霧化頭、氣動霧化噴頭、超聲發生器、噴淋頭、旋流板除霧器和屋脊式除霧器;所述霧化塔頂出口與低壓降旋流除霧器連接。
一般地,所述超聲霧化頭產生的水霧粒徑范圍為0.05-10μm。
所述氣動霧化噴頭噴出的霧滴直徑范圍為5-25μm。
所述低壓降旋流除霧器在壓降30mm水柱以內,分離粒徑5μm的微粒。
本發明的主要特點:
1.通過超聲霧化技術,霧化產生的水霧粒徑范圍0.05-10μm,可以通過超聲霧化器的設計,獲得和氣溶膠粒徑最為接近的霧滴,相近粒徑的顆粒發生碰撞的效率更高,通過控制霧化用水的溫度來影響塔頂的氣液相平衡條件,促進氣溶膠微粒的碰撞團聚和尺寸增長。
2.通過超聲凝并與噴淋和除霧器的聯合應用,進一步凈化氣溶膠。
3.采用最新的低壓降旋流除霧技術,可以在壓降30mm水柱以內,分離粒徑5μm的微粒,分離效率高達95%以上。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例裝置連接示意圖。
圖中,1、煙氣;2、超聲霧化頭;3、氣動霧化噴頭;4和5、超聲發生器;6、噴淋頭;7、旋流板除霧器;8、屋脊式除霧器;9、煙氣出塔;10、低壓降旋流除霧器;11、分離水出口;12、凈化煙氣排出;13、霧化塔。
具體實施方式
下面結合實施例和附圖對本實用新型加以詳細描述。
實施例
氨法脫硫尾氣氣溶膠凈化裝置參見附圖1,它包括霧化塔13和除霧器,所述霧化塔13自下到上依次設有超聲霧化頭2、氣動霧化噴頭3、超聲發生器4、噴淋頭6、旋流板除霧器7和屋脊式除霧器8;所述霧化塔13頂出口與低壓降旋流除霧器10連接。
實施例中,超聲霧化頭2產生的水霧粒徑范圍為0.05-10μm;氣動霧化噴頭3噴出的霧滴直徑范圍為5-25μm;低壓降旋流除霧器10在壓降30mm水柱以內,分離粒徑5μm的微粒。
應用例
在某煙氣流量150Nm3/h的煙氣氨法脫硫裝置,脫硫塔頂部安裝超聲霧化裝置,噴霧溫度35℃,塔頂煙氣與超聲霧化頭產生的水霧接觸后,經過超聲凝并、和水噴淋,然后經過塔內旋流板除霧器和屋脊式除霧器除去較大尺寸的氣溶膠,凈化后煙氣出塔進入旋流除霧器,經過進一步旋流除霧后排入大氣,通過氣溶膠濃度測定,處理后排放煙氣氣溶膠含量5 mg/m3,旋流除霧器壓降26mm水柱。
具體運行過程:含有氣溶膠的煙氣1首先進入霧化塔13底部,在霧化塔下部與超聲霧化頭2霧化后進入的超聲霧滴(水霧粒徑范圍0.05-10μm)接觸,相近尺寸大小的微粒發生碰撞凝聚,微粒長大到平均粒徑5-15μm以上,氣溶膠微粒隨煙氣繼續上升,與氣動霧化噴頭3噴出的直徑5-25μm的霧滴接觸,相近尺寸大小的微粒繼續發生碰撞凝聚,微粒長大到平均粒徑10μm以上,繼續上升的氣溶膠在多組超聲發生器4、5與噴淋頭6的聯合作用下,進一步發生超聲凝并效應,尺寸進一步長大,分別與旋流板除霧器7和屋脊式除霧器8接觸,80%以上的氣溶膠被攔下,剩余少量氣溶膠隨煙氣從塔頂排出,進入低壓降旋流除霧器10,高效低壓降的旋流除霧器可以分離4μm以上的氣溶膠微粒,最終凈化煙氣從旋流除霧器頂部排出,經過以上處理的煙塵指標可以達到10mg/m3以下,基本看不到煙尾,達到超凈排放要求。