本实用新型涉及燃煤锅炉烟气治理技术领域，具体涉及一种单塔双循环脱硫除尘消白烟装置。
背景技术：
燃煤锅炉燃烧化石燃料产生的烟气中含有大量的二氧化硫以及细颗粒物，前者造成酸雨现象，后者会在烟囱排烟口形成气溶胶污染，造成雾霾现象，严重危害人类生存环境。针对日益严峻的大气污染形势，政府出台了越来越严格的排放标准。最近出台的超低排放标准，号称全球最严的排放标准，烟气中so2≤35mg/nm3，nox≤50mg/nm3，粉尘≤5mg/nm3。针对石膏雨和白烟现象，很多地方在也出台相关规定，要消除白烟现象，降低视觉污染。
针对脱硫超低排放，脱硫效率一般要到97％以上，而使用高硫煤的烟气脱硫效率更要达到99％以上，脱硫改造压力较大。现阶段处理脱硫烟气的白烟的技术，一般都采用烟气再热的方法，将烟气加热到一定温度后排出，一是提升了烟气的抬升高度，二是解决饱和湿度温度，但是烟气含湿量仍然很高，在一定的条件下仍然会出现白烟问题。
针对脱硫问题，专利申请号201611270122.8公布了一种单塔双循环脱硫除尘装置及工艺，包括脱硫塔、塔内设置托盘孔板、粗脱硫喷淋器、气体再分布及集液层、精脱硫喷淋器、旋风除雾器和外塔釜。该申请只是针对脱硫除尘，无法消除白烟。本实用新型在此基础上增加消白烟降温的装置，并对脱硫装置进行了一部分改进，主要是去掉托盘减小系统阻力，改进均流积液装置，降低烟气温度提高脱硫效率以及浆液收集效果。并在旋风除尘上方增加超细液滴捕集填料层捕集2微米以下超细颗粒物。
技术实现要素：
本实用新型提供一种单塔双循环脱硫除尘消白烟装置，在现有技术基础上增加消白烟的降温装置，脱硫工艺分为粗步脱硫和精度脱硫两段，精度脱硫段使用降温装置降温后的冷浆液降低烟气温度，使烟气中水气冷凝从而达到消白烟的目的，同时精度脱硫段使用均流降温装置可以增加气液接触面积并增加烟气均匀性从而提高脱硫效率。
一种单塔双循环脱硫除尘消白烟装置，包括吸收塔，所述吸收塔下部侧壁上开设烟气入口、顶部设置烟气出口、塔内底部为内塔釜，烟气出口连接吸收塔出口烟道；塔内且位于烟气入口上方由下至上依次为粗脱硫喷淋层、均流降温装置、精脱硫喷淋层及除雾除尘层，所述粗脱硫喷淋层通过循环泵连接内塔釜；
还包括：
设置在吸收塔外的外塔釜，所述精脱硫喷淋层的浆液入口通过管路接入该外塔釜内；
以及设置在吸收塔外的浆液降温装置，浆液降温装置包括塔釜，塔釜侧壁上设置空气入口、顶部设置空气出口、底部设置浆液出口，空气出口通过烟道接入所述吸收塔出口烟道，浆液出口接入所述外塔釜，塔釜内且位于空气入口上方设置雾化装置，所述均流降温装置的浆液出口通过管路接入该雾化装置。
本实用新型装置在增加降温装置同时还对脱硫装置进行了一部分改进，主要是去掉托盘减小系统阻力，改进均流积液装置，降低烟气温度提高脱硫效率以及浆液收集效果。
烟气进入吸收塔内，依次经粗脱硫喷淋、均流降温、精度脱硫喷淋和除雾除尘后由出口烟道排除，均流浆液降温装置收集的热浆液送入浆液降温装置内，由雾化装置雾化喷出，在浆液降温装置内利用高差和文丘里装置两次雾化浆液，并使用抽风机抽取空气对雾化后的浆液进行降温，降温后的浆液收集流入外塔釜，为精度脱硫喷淋器提供冷浆液循环利用；换热后的空气排至吸收塔出口烟道，与吸收塔出口烟气混合，降低烟气温度和水气含量。
优选地，精度喷淋层浆液浓度为1％-5％，液气比0.1-3，浆液温度小于35℃。烟气经冷却液滴降温5-18℃，温降达到40℃以下。
优选第，浆液降温装置内的液气比为0.1-3。
本实用新型通过冷浆液进行精度脱硫，直接降温冷凝降低烟气中的水气，可以直接排到空气中消除白烟，同时可以去除二氧化硫和烟气夹带的可溶性盐。
优选地，所述浆液降温装置的塔釜内且位于空气入口和雾化装置之间设置文丘里棒装置；所述文丘里棒装置包括上层的溢流管和下层的均布管，所述溢流管为若干相互平行且开口朝上的半圆管，所述均布管为相互平行的圆管。下层的圆管与上部的溢流管一起组成具有均流的装置。浆液降温采用高差和文丘里装置两次雾化浆液，极大降低运行能耗。
进一步地，所述溢流管与均布管之间间距可调式安装。
均流降温装置收集的热浆使用浆液降温装置降温，浆液降温装置的雾化系统利用收集水的高差来雾化收集的热，并使用文丘里二次雾化，提高换热效率。浆液降温装置其液气比0.1-3。浆液降温装置使用抽风机收集用于降温的气体，将其排到吸收塔出口的烟道中，混合烟气降低烟气含水率。烟气经冷却液滴降温后，烟气中水气凝结，使超细颗粒变大，降低捕集难度。
收集的热浆液通过高差在浆液降温装置的雾化成液滴，与空气接触换热降温；然后液滴经溢流管收集并溢流，在相邻的上半圆管与下圆管之间的间隙形成候口处，与高速气流相遇，被气流雾化形成液滴，再次被降温。空气经抽风机排到吸收塔出口烟道，与净烟气混合。一方面，利用高差雾化浆液并在浆液降温装置内降低其温度，降低能耗；一方面利用抽风机将升温空气排到吸收塔出口烟道与净烟气混合，降低烟气温度与水气含量，加强消白效果。
优选地，所述除雾除尘层包括顺烟气流向依次设置的旋风除雾器和超细液滴捕集填料层；所述旋风除雾器和超细液滴捕集填料层的浆液收集管出口通过管路接入所述雾化装置。
本实用新型对脱硫塔在去除托盘基础上还进行了在旋风除尘上方增加超细液滴捕集填料层的改进，捕集2微米以下超细颗粒物。
优选地，所述均流降温装置包括位于上层的溢液槽和下层的集液槽，所述溢流槽和集液槽交错布置，集液槽下方设置浆液收集管，所有集液槽的浆液出口汇入该浆液收集管，浆液收集管出口通过管路接入所述雾化装置。
进一步优选地，所述溢液槽和集液槽均为相互平行且开口朝上的半圆管，同层相邻的半圆管之间的间隙为气体通道。
更进一步优选地，所述半圆管的直径为300-1000mm，同层中相邻半圆管之间的间距为30-1000mm。
更进一步优选地，所述溢液槽和集液槽之间的间距为30-1000mm。溢液槽和集液槽之间间距可调式安装。
更进一步优选地，所述浆液收集管位于集液槽下方中部处，浆液收集管顶部开放，所有的集液槽的浆液出口汇集于所述浆液收集管。
相邻的上下半圆管之间的间隙形成候口，烟气以较快的流速通过时，浆液在溢流管处溢流下来与高速气流相遇，被气流雾化形成液滴并对烟气降温。第一，增加气液接触面积，促进二氧化硫吸收，提高脱硫效率；第二，增加超细颗粒与雾化液滴之间相互碰撞概率被捕获沉降；第三，烟气被降温，水气以超细颗粒为核心冷凝成液滴，是超细液滴变大而被捕获；第四，烟气被冷浆液降温，烟气水气被冷凝而降低，从而消除白烟。旋风除雾器设若干竖直放置的筒体，每个筒体内设若干层旋流模块，带有大量冷凝液滴的烟气穿过除雾干燥层时，在离心力的作用下，冷凝液滴被甩向筒壁富集而被去除。超细液滴捕集填料层为疏水性丝状或空隙装有机材质，用于进一步去除烟气中的超细凝结水滴。
优选地，所述空气入口沿塔釜横截面的圆周分布，采用百叶窗或过滤网结构，空气出口处设置抽风机，抽风机的出风口由管路汇入吸收塔出口烟道。
本实用新型的有益效果：
(1)本实用新型实现脱硫除尘超低排放与消白烟一体技术。
(2)本技术可以满足不同煤质以及负荷变化较大的锅炉机组。
(3)精度脱硫采用高ph值浆液，液气比较小，能耗较低。
(4)烟气降温冷凝以及均布浆液降温装置再次雾化浆液，使气液充分作用，增加气液接触面，提高传质效率，增加液滴之间相互作用，促进二氧化硫和超细颗粒的吸收。
(5)浆液降温采用高差雾化以及文丘里装置二次雾化，极大降低了降温运行能耗。
(6)浆液降温使用的空气与净烟气混合，再次降低烟气温度与湿度，加强消白效果。
(7)塔外降温与塔内循环相结合。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是均流降温装置的正视图。
图3是均流降温装置集液槽和浆液收集管部分的俯视图。
图4是文丘里棒装置正视结构示意图；
图中所示附图标记如下：
1-吸收塔2-粗脱硫喷淋层3-均流降温装置
4-精脱硫喷淋层5-旋风除雾器6-超细液滴捕集填料层
7-浆液降温装置8-雾化装置9-文丘里棒装置
10-降温塔釜11-外塔釜12-内塔釜
13-吸收塔出口烟道14-空气入口15-空气出口
31-溢液槽32-集液槽
33-浆液收集管91-溢液管92-均布管
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本实用新型的保护范围不受实施例的限制，本实用新型的保护范围由权利要求书决定。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1～图4所示，一种单塔双循环脱硫除尘消白烟装置，包括吸收塔1、外塔釜11和浆液降温装置7，吸收塔为喷淋塔，吸收塔内底部为内塔釜12，侧壁上且位于内塔釜上方开设烟气入口、顶部设置烟气出口，烟气出口连接吸收塔出口烟道13，吸收塔内且位于烟气入口上方由下至上依次设置粗脱硫喷淋层2、均流降温装置3、精脱硫喷淋层4、旋风除雾器5和超细液滴捕集填料层6，粗脱硫喷淋层通过循环泵连接内塔釜12，精脱硫喷淋层的浆液总管与外塔釜11相连。
粗脱硫喷淋层和精脱硫喷淋层均采用常规脱硫塔喷淋装置，旋风除雾器为现有旋风除雾器，设若干竖直放置的筒体，每个筒体内设若干层旋流模块，带有大量冷凝液滴的烟气穿过除雾干燥层时，在离心力的作用下，冷凝液滴被甩向筒壁富集而被去除。超细液滴捕集填料层为疏水性丝状或空隙装有机材质。
均流降温装置如图2和图3所示，包括上层的溢流槽31、中间的集液槽32和底层的浆液收集管33，溢流槽和集液槽均为若干相互平行且开口朝上的半圆管，两层半圆管之间交错布置，溢流槽和集液槽之间的高度差在5-60cm可调。均流降温装置通过固定于吸收塔内壁上的支架安装，集液槽和浆液收集管固定安装于支架上，溢流槽两端与支架之间可调安装，例如可在支架上设置竖向条形孔，溢流槽两端与该条形孔可拆卸安装。
集液槽与浆液收集管的俯视图如图3所示，浆液收集管33水平设置于集液槽32下方中部处并穿过该截面圆心，浆液收集管两端固定于支架上，集液槽以浆液收集管为中心线对称设置，每个集液槽一端固定于支架上、另一端汇入浆液收集管并与浆液收集管固定连接，所有集液槽内的浆液汇集入浆液收集管，浆液收集管可按一定角度倾斜设置，较低一端汇入浆液收集管。
浆液降温装置7包括降温塔釜10，降温塔釜设置位置低于均流降温装置，降温塔釜侧壁上开设一周空气入口14，空气入口可采用百叶窗或过滤网形式，塔釜顶部设置空气出口，通过烟道接入吸收塔出口烟道13内，由设于空气出口15处的抽风机抽入空气，冷却浆液后的气体汇入吸收塔出口烟道13内，塔釜底部设置浆液出口，浆液出口接入外塔釜11内，塔釜内且位于空气入口上方由下至上依次设置文丘里棒装置9和雾化装置8，均流浆液降温装置、旋风除雾器和超细液滴捕集填料层收集的浆液均送入该雾化装置内，雾化装置为常规雾化装置，文丘里棒装置如图4所示，包括位于下层的均布管91和位于上层的溢液管92，溢液管为开口朝上的半圆管，半圆管之间相互平行，均布管为相互平行的圆管，两层之间间距可调式安装，安装方式可参照均流降温装置。
本实用新型的工作过程如下：
烟气进入吸收塔，烟气在吸收塔内依次通过粗脱硫喷淋层、均流降温装置、精脱硫喷淋层、高效旋风除雾器和超细液滴捕集填料层；均流降温装置和两级除雾器收集的热浆液，在浆液降温装置内利用高差和文丘里装置两次雾化浆液，并使用抽风机抽取空气降温浆液，然后通过收集器收集流入外塔釜，为精脱硫喷淋器提供冷浆液循环利用。抽风机抽取换热后的空气排到出口烟道，与烟气混合，降低烟气温度和水气含量。本实用新型通过冷浆液直接降温冷凝降低烟气中的水气，可以直接排到空气中消除白烟，同时可以去除二氧化硫和烟气夹带的可溶性盐。
实施例1
在某造纸厂，2台130吨锅炉，新建脱硫工程采用本工艺，烟气量为231602nm3/h，入口烟气中so2浓度为2758mg/nm3，入口烟气中粉尘浓度为58mg/nm3，粗步喷淋层为3层，内循环液气比为15l/nm3；精度喷淋层为1层，液气比1.2l/nm3。均流降温装置的阻力位450pa，半圆管管径80mm。so2出口浓度15mg/nm3，脱硫效率99.46％，出口粉尘浓度为2.7mg/nm3，出口烟温39.8℃，气溶胶浓度0.23mg/nm3，无白烟现象。
实施例2
在某热电厂，1台220吨锅炉，脱硫改造工程采用本工艺，烟气量为330548nm3/h，入口烟气中so2浓度为1847mg/nm3，入口烟气中粉尘浓度为53mg/nm3，粗步喷淋层为2层，内循环液气比为12l/nm3；精度喷淋层为1层，液气比1.25l/nm3。均流降温装置的阻力位500pa，半圆管管径100mm。改造前so2出口浓度100mg/nm3，脱硫效率94.6％，出口粉尘浓度为18mg/nm3，，气溶胶浓度7.2mg/nm3。so2出口浓度11mg/nm3，脱硫效率99.4％，出口粉尘浓度为2.3mg/nm3，出口烟温38.7℃，气溶胶浓度0.12mg/nm3，无白烟现象。
1.一种单塔双循环脱硫除尘消白烟装置，包括吸收塔，所述吸收塔下部侧壁上开设烟气入口、顶部设置烟气出口、塔内底部为内塔釜，烟气出口连接吸收塔出口烟道；其特征在于，塔内且位于烟气入口上方由下至上依次为粗脱硫喷淋层、均流降温装置、精脱硫喷淋层及除雾除尘层，所述粗脱硫喷淋层通过循环泵连接内塔釜；还包括：
设置在吸收塔外的外塔釜，所述精脱硫喷淋层的浆液入口通过管路接入该外塔釜内；
以及设置在吸收塔外且高度低于均流降温装置的浆液降温装置，浆液降温装置包括塔釜，塔釜侧壁上设置空气入口、顶部设置空气出口、底部设置浆液出口，空气出口通过烟道接入所述吸收塔出口烟道，浆液出口接入所述外塔釜，塔釜内且位于空气入口上方设置雾化装置，所述均流降温装置的浆液出口通过管路接入该雾化装置。
2.根据权利要求1所述单塔双循环脱硫除尘消白烟装置，其特征在于，所述浆液降温装置的塔釜内且位于空气入口和雾化装置之间设置文丘里棒装置；所述文丘里棒装置包括上层的溢流管和下层的均布管，所述溢流管为若干相互平行且开口朝上的半圆管，所述均布管为相互平行的圆管。
3.根据权利要求2所述单塔双循环脱硫除尘消白烟装置，其特征在于，所述溢流管与均布管之间间距可调式安装。
4.根据权利要求1所述单塔双循环脱硫除尘消白烟装置，其特征在于，所述除雾除尘层包括顺烟气流向依次设置的旋风除雾器和超细液滴捕集填料层；所述旋风除雾器和超细液滴捕集填料层的浆液收集管出口通过管路接入所述雾化装置。
5.根据权利要求1所述单塔双循环脱硫除尘消白烟装置，其特征在于，所述均流降温装置包括位于上层的溢液槽和下层的集液槽，所述溢液槽和集液槽交错布置，集液槽下方设置浆液收集管，所有集液槽的浆液出口汇入该浆液收集管，浆液收集管出口通过管路接入所述雾化装置。
6.根据权利要求5所述单塔双循环脱硫除尘消白烟装置，其特征在于，所述溢液槽和集液槽均为相互平行且开口朝上的半圆管，同层相邻的半圆管之间的间隙为气体通道。
7.根据权利要求6所述单塔双循环脱硫除尘消白烟装置，其特征在于，所述半圆管的直径为300-1000mm，同层中相邻半圆管之间的间距为30-1000mm。
8.根据权利要求6所述单塔双循环脱硫除尘消白烟装置，其特征在于，所述溢液槽和集液槽之间的间距为30-1000mm。
9.根据权利要求1所述单塔双循环脱硫除尘消白烟装置，其特征在于，所述空气入口沿塔釜横截面的圆周分布，采用百叶窗或过滤网结构，空气出口处设置抽风机，抽风机的出风口由管路汇入吸收塔出口烟道。
技术总结