一种工业烟气脱硫脱硝脱白装置的制作方法

本发明涉及烟气处理领域，尤其涉及一种工业烟气脱硫脱硝脱白装置。

背景技术：

电厂燃煤锅炉、钢厂烧结机以及其他一些燃烧化石燃料窑炉产生的烟气中，含有大量的二氧化硫和氮氧化物，如果直接将这些烟气排放入大气会对空气造成污染，从而形成酸雨等环境灾害，目前对氮氧化物的处理主要是应用选择性催化还原技术(scr)治理烟气中的氮氧化物的排放，即利用还原剂有选择性的与烟气中的氮氧化物反应，并生成无毒无污染的氮气和水，从而达到脱硝环保的目的。而二氧化硫的处理大都是通过湿法脱硫装置来脱除，但由于湿法脱硫后的烟气含湿量高达13～15％，烟气温度较低，在50～55℃之间，烟气通过烟囱排入大气与冷空气混合，烟气中的水蒸气处于过饱和状态，部分水蒸气冷凝结雾，就会出现“白烟”现象，尤其是冬季，会加重白烟现象，容易造成视觉上的污染，影响环境美观；为了消除排放烟囱上方形成的白烟，一般都采用烟气再热的方法，但是目前所使用的烟气再热的方法仍热存在处理投资成本高，且处理不彻底的缺陷。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种工业烟气脱硫脱硝脱白装置，该装置能够集成脱硫脱硝和脱白效果为一体，有效的实现对工业烟气的高效处理，防止烟气对大气环境造成的污染，且成本较低。

基于此，本发明提出了一种工业烟气脱硫脱硝脱白装置，其包括风机、脱硫塔、scr反应器、除尘器、热解装置、管道系统以及降温机构；

所述管道系统包括第一烟气管道、第二烟气管道和第三烟气管道，所述第一烟气管道的第一端部和所述第二烟气管道的第一端部分别与所述风机相连接，所述第一烟气管道的第二端部与所述热解装置相连通，所述第二烟气管道的第二端部与所述scr反应器相连通，所述热解装置和所述scr反应器通过所述第三烟气管道相连通；

所述除尘器连通在所述第一烟气管道上；

所述脱硫塔内部包括自上而下依次布置的烟囱区、除尘除雾区、喷淋区和结晶区，所述脱硫塔的侧壁上设有与所述scr反应器相连通的烟气入口，且所述烟气入口位于所述喷淋区和所述结晶区之间；

所述喷淋区内设有若干根相互平行的喷淋管，且所述喷淋管为沿水平方向布置；

所述除尘除雾区内自下而上依次设置有初级除雾器、冷凝器和高级除雾器，所述冷凝器的出液口处设置有过滤装置，且所述高级除雾器和所述烟囱区之间设有热风管，且所述烟囱区上设有排烟口，所述排烟口与所述降温机构相连通；

所述降温机构包括降温室、储液管、若干根设置于所述降温室内的球管以及若干个分别位于各所述球管的水平侧较低处末端的气液分离板，烟气中冷凝下来的液滴通过所述气液分离板流入所述储液管中；

所述降温室的上端设置有烟气进口和空气出口，所述烟气进口与所述球管相连接，所述降温室的侧壁上设有气孔，所述降温室的下端设有烟气出口，冷凝后的烟气从所述烟气出口排出。

作为优选方案，所述工业烟气脱硫脱硝脱白装置还包括空气预热器，所述空气预热器和所述scr反应器通过第四烟气管道相连通；

所述除尘器设置有排尘口，所述排尘口通过第五烟气管道与所述第四烟气管道相连通。

作为优选方案，所述热解装置和所述scr反应器之间设置有增压机构，所述增压机构连通在所述第三烟气管道上。

作为优选方案，所述工业烟气脱硫脱硝脱白装置还包括冷风装置，所述冷风装置与所述第一烟气管道相连通，且所述冷风装置设有用于调节进入第一烟气管道内的冷风量的调节阀。

作为优选方案，所述冷凝器包括上而下依次布置的喷头、冷凝层和至少两层储液层，所述储液层上均布有若干个储液槽，且上下相邻的所述储液层的储液槽交错布置，且各所述储液槽分别与所述过滤装置相连通。

作为优选方案，所述过滤装置内部设有滤芯，所述过滤装置的出口处连通有冷却器，所述冷却器的出水口经冷凝管与所述喷头相连通，且所述冷凝管上设置有循环泵。

作为优选方案，所述工业烟气脱硫脱硝脱白装置还包括依次顺序连接的石灰箱、石灰浆搅拌器和石灰供浆泵，所述石灰箱与所述烟囱的出口相连通，所述石灰供浆泵连通于所述脱硫塔的下部。

作为优选方案，所述脱硫塔和所述石灰箱之间设置有除湿器，所述除湿器与所述烟囱的出口相连通，且所述除湿器上设置有进料口。

作为优选方案，所述气液分离板为圆形板，所述圆形板的中心轴上安装有合页，使得所述圆形板的一个半圆区域能够活动，另外一个半圆区域固定。

作为优选方案，各所述球管呈u型分布在所述降温室内，且所述球管与水平面的夹角为15°，相邻两排所述球管的圆柱管间距为0.5m～2m；

所述球管的凸出半圆的直径为0.5m～1m，每相邻的两个球管的凸出半圆的圆心之间的间距为0.1m～0.3m，连接两个相邻的所述球管的凸出半圆的圆柱管的内径为0.1m～0.5m。实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明的烟气脱硫脱硝脱白装置在对烟气进行脱硝处理的过程中，烟气通过热解装置后进入到scr反应器中，实现脱硝，在风机将烟气通过第一烟气管道引入到热解装置中后，将热解的高温烟气和风机输送的高温烟气充分混合后再均匀输送到scr反应器中，以进行充分的脱硝反应，降低损耗并防止未充分反应的含有氮氧化物的烟气进入到后续的处理反应中，影响后续的处理反应，甚至将有害气体再次排入到大气中。而经过脱硝处理的烟气进入到脱硫塔中进行脱硫时，脱硫后的烟气中含湿量仍然较高，故而需要将相应的烟气再次通入降温机构中进行脱白处理，在设置有多组球管的降温室中，利用空气对热烟气进行冷凝降温，球管的设计使得系统的传热效果大大增加，本发明的球管能够在很低的流速下产生很发达的湍流，使得球管的关闭上不易形成垢层的晶核和聚积结垢物，从而保证球管不易结垢，且在降温室内的球管布置能够提高整个降温机构的换热效率，从而彻底杜绝烟囱外排烟气现象的产生。本发明的脱硫塔结构设计非常简单，且脱硫效果好，且能够对白烟进行预处理，保护环境，降低污染，节省投资。

附图说明

图1是本发明的实施例所述的工业烟气脱硫脱硝脱白装置的整体结构示意图；

图2是本发明的实施例所述的降温机构的结构示意图；

图3是本发明的实施例所述的脱硫塔的结构示意图。

附图标记说明：

1、风机，2、脱硫塔，21、烟囱区，211、排烟口，22、除尘除雾区，23、喷淋区，24、结晶区，25、烟气入口，3、scr反应器，4、除尘器，41、排尘口，5、热解装置，6、管道系统，61、第一烟气管道，62、第二烟气管道，63、第三烟气管道，7、降温机构，71、降温室，711、烟气进口，712、空气出口，713、气孔，714、烟气出口，72、储液管，73、球管，731、圆柱管，732、凸出半圆，74、气液分离板，8、喷淋管，9、初级除雾器，10、冷凝器，101、喷头，102、冷凝层，103、储液层，11、高级除雾器，12、过滤装置，121、滤芯，13、热风管，14、空气预热器，15、第四烟气管道，16、第五烟气管道，17、增压机构，18、冷风装置，19、调节阀，20、冷却器，30、循环泵，40、石灰箱，50、石灰浆搅拌器，60、石灰供浆泵，70、除湿器，701、进料口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”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。

参见图1至图3，本优选实施例所述的工业烟气脱硫脱硝脱白装置包括风机1、脱硫塔2、scr反应器3、除尘器4、热解装置5、管道系统6以及降温机构7，所述管道系统6包括第一烟气管道61、第二烟气管道62和第三烟气管道63，所述第一烟气管道61的第一端部和所述第二烟气管道62的第一端部分别与所述风机1相连接，所述第一烟气管道61的第二端部与所述热解装置5相连通，所述第二烟气管道62的第二端部与所述scr反应器3相连通，所述热解装置5和所述scr反应器3通过所述第三烟气管道63相连通，所述除尘器4连通在所述第一烟气管道61上，所述脱硫塔2内部包括自上而下依次布置的烟囱区21、除尘除雾区22、喷淋区23和结晶区24，所述脱硫塔2的侧壁上设有与所述scr反应器3相连通的烟气入口25，且所述烟气入口25位于所述喷淋区23和所述结晶区24之间，所述喷淋区23内设有若干根相互平行的喷淋管8，且所述喷淋管8为沿水平方向布置，所述除尘除雾区22内自下而上依次设置有初级除雾器9、冷凝器10和高级除雾器11，所述冷凝器10的出液口处设置有过滤装置12，且所述高级除雾器11和所述烟囱区21之间设有热风管13，且所述烟囱区21上设有排烟口211，所述排烟口211与所述降温机构7相连通，所述降温机构7包括降温室71、储液管72、若干根设置于所述降温室71内的球管73以及若干个分别位于各所述球管73的水平侧较低处末端的气液分离板74，烟气中冷凝下来的液滴通过所述气液分离板74流入所述储液管72中，所述降温室71的上端设置有烟气进口711和空气出口712，所述烟气进口711与所述球管73相连接，所述降温室71的侧壁上设有气孔713，所述降温室71的下端设有烟气出口714，冷凝后的烟气从所述烟气出口714排出。

基于以上结构，风机1能够为烟气的流动提供动力，风机1的进口可以通过管道与外部的除尘设备相连接，风机1的出口则能够通过第一烟气管道61、第二烟气管道62分别与热解装置5和scr反应器3相连通，风机1能够获取到高温的烟气和燃烧烟气，并分别将高温烟气输送到热解装置5中，将燃烧烟气输送给scr反应器3，由此高温烟气直接经过第一烟气管道61输送到热解装置5中，且在第一烟气管道61上连通设置有除尘器4，且除尘器4位于风机1和热解装置5之间，以能够将烟气先做除尘处理，防止烟尘堵塞管道或者后续的工艺设备，同时也减少烟尘进入热解装置5中防止堵塞，有效的保证热解以及喷氨系统的正常工作；在风机1和除尘器4之间设置有第一阀门，除尘器4和热解装置5之间设置有第二阀门，方便系统维护，且能够控制高温烟气进入热解装置5内的流量。第二烟气管道62将燃烧烟气、热解装置5将经过热解后的烟气全部通入到scr反应器3中进行反应，实现烟气的脱硝，经过scr反应器3完成脱硝的烟气继续通过相应的管道输送到脱硫塔2内，烟气从位于喷淋区23和结晶区24之间的烟气入口25通入后，位于结晶区24内的脱硫浆液通过相应的循环泵30输送到喷淋区23，在喷淋区23设置有若干根相互平行且沿水平方向布置的喷管，在喷管上设置有喷嘴，烟气进入喷淋区23后与脱硫浆液相互反应，脱硫后的烟气继续向上通过除尘除雾区22进入烟囱内，在除尘除雾区22内，烟气依次通过初级除雾器9、冷凝器10和高级除雾器11，经过初级除尘除雾后的烟气被冷凝器10进行处理后从出液口输出到过滤装置12中进行过滤，经过冷凝的烟气继续向上被高级除尘除雾器进行进一步的除尘和除雾，然后与热风管13通入的热源相互混合后除去白烟，最后进入烟囱中，并从烟囱的排烟口211排出。在本实施例中，热源可以采用锅炉二次风或烟道换热热量，不影响系统的运行，环保节能、运行维护简便、运行成本低，除尘效率高，可以将残留的细颗粒粉尘、二氧化硫、酸、重金属等污染成分大部分冷凝进入排水中，减少脱硫耗水量，安全可靠。从烟囱排出的烟气被进一步通入到降温机构7中，降温室71内空气正常流动，降温室71的侧壁上设置的气孔713能够将经过循环换热之后的热空气排出，分布在降温室71内的球管73与空气外侧接触时，能够形成无数的小湍流，能够延长空气与烟气之间的接触时间，提高换热效率。经过脱硫塔2后没有被完全脱白的烟气通过降温机构7能够实现可靠的脱白效果，并将降温后的烟气从烟气出口714排出整个系统，至此完成整个循环。经过该装置处理过后的烟气能够实现可靠的脱硫脱硝和脱白处理，效率较高且质量可靠，不会对环境造成污染，且能够有效的节约投资成本。

其中，该工业烟气脱硫脱硝脱白装置还包括空气预热器14，空气预热器14和scr反应器3通过第四烟气管道15相连通，除尘器4设置有排尘口41，排尘口41通过第五烟气管道16与第四烟气管道15相连通，经过脱硝处理和除尘处理的烟气均被通入到空气预热器14中，再次通过管道进入到脱硫塔2中，便于将经过scr反应器3脱硝处理的烟气继续进行脱硫处理，保证烟气能够达标排放，防止污染环境。热解装置5和scr反应器3之间设置有增压机构17，增压机构17连通在第三烟气管道63上，使从热解装置5中抽取的高温烟气压力大于scr反应器3内的压力，经过热解后的高温烟气成分含有5％左右氨的高温热解气体，有利于改善抽风增压机构17的温度过高缺陷，提高系统的使用寿命，并将热解后的高温烟气与第二烟气管道62内的高温烟气充分混合均匀再输送到scr反应器3中，以进行充分反应脱硝，减低损耗及防止未充分反应的有害气体进入空气内。需要说明的是，在本实施方式中，增压机构17采用的是引射泵，引射泵的引射喷管的入口与引射气源相连，引射气源的压力高于管道中的高温烟气压力，引射气源的气体流经引射喷管后形成高速气流喷出，对高温烟气起到引射增压作用，从而使经热解装置5过后的高温烟气顺利流向scr反应器3，且引射泵结构的简单可靠，能够长时间可靠地耐受320℃～400℃之间的高温。且该装置还包括冷风装置18，所述冷风装置18与所述第一烟气管道61相连通，且冷风装置18设有用于调节进入第一烟气管道61内的冷风量的调节阀19，冷风装置18安装于第一阀门的后方，其具有调节开关，且该冷风装置18连通到第一烟气管道61内，输送冷空气进入第一烟气管道61内，通过调节开关调节进入第一烟气管道61的冷风的量可对输送热解装置5中的高温烟气进行调温(通常可调解温度控制为450℃到600℃)，防止过高温度的烟气传输到热解装置5内。在本实施例中，冷风装置18可以位于第一阀门与除尘器4之间，也可以是位于除尘器4与热解装置5之间。

另外，冷凝器10包括上而下依次布置的喷头101、冷凝层102和至少两层储液层103，储液层103上均布有若干个储液槽，且上下相邻的储液层103的储液槽交错布置，且各储液槽分别与过滤装置12相连通，从烟气入口25进入脱硫塔2内的烟气经过初步除尘除雾后继续往上并被冷凝水喷淋，粉尘遇水冷凝长大并吸附在冷凝层102上，随后落入接液盘并输送到过滤装置12中过滤，过滤装置12内部设有滤芯121，过滤装置12的出口处连通有冷却器20，冷却器20的出水口经冷凝管喷头101相连通，且冷凝管上设置有循环泵30，经过过滤装置12过滤后的冷凝水能够被通入到冷却器20中以便于循环利用，节约成本。在储液槽内添加有ph调节剂，混合后流到过滤装置12中，因为脱硫后的烟气呈酸性，为保证冷却水循环使用，需添加ph调节剂(钠碱)，调节ph到中性。该脱硫脱硝脱白装置还包括依次顺序连接的石灰箱4、石灰浆搅拌器50和石灰供浆泵60，石灰箱4与烟囱的出口相连通，石灰供浆泵60连通于脱硫塔2的下部，脱硫塔2和石灰箱4之间设置有除湿器70，除湿器70与烟囱的出口相连通，且除湿器70上设置有进料口701，除湿器70是脱硫烟气除湿升温设备，除湿器70的烟气进口711通过管道与脱硫吸收塔的烟囱出口连接，除湿器70的出口通过管道与烟囱底部进口连接，其上部有进料口701，以方便不断投入生石灰，下部熟石灰出料口通过管道与石灰箱4上部进料口701连接；除湿器70底部呈倒锥形，出料口设置于除温器的底部，且连接石灰箱4，则熟石灰在掉落至除湿器70底部后，沿内壁面下滑落至出料口排出。石灰箱4中的熟石灰进入石灰浆搅拌器50中与水搅拌均匀后，经石灰供浆泵60送入到脱硫吸收塔底部以进行循环喷淋；其中，石灰箱4中的熟石灰是除湿器70中不断产生的，因此该熟石灰可剩余并作多种用途，石灰箱4中的熟石灰一部分被送入石灰浆搅拌器50中与水搅拌混合，熟石灰与水通过均匀搅拌形成石灰浆液，再经由石灰供浆泵60通过管道进入脱硫吸收塔的底部，供烟气脱硫重复使用，浆液循环泵30从脱硫吸收塔下部抽出石灰浆液，通过管道送入脱硫塔2中的喷淋管8，再从喷淋管8喷出雾滴吸收烟气中的二氧化硫，多余的石灰浆液落入塔内，再次由浆液循环泵30送入喷淋管8循环喷淋；另一部分被送至外部储运装置，以用于建材、环保、工业上使用，应用广泛。

进一步的，气液分离板74为圆形板，圆形板的中心轴上安装有合页，使得圆形板的一个半圆区域能够活动，另外一个半圆区域固定，当气液分离板74旁边有水时，一个半圆区域打开，水从此处经过后，活动板随即马上自动关闭，由于球管73内部为负压区，因此烟气不可能通过气液分离板74进入到储液管72中。各球管73呈u型分布在降温室71内，且球管73与水平面的夹角为15°，相邻两排所述球管73的圆柱管731间距为0.5m～2m，球管73的凸出半圆732的直径为0.5m～1m，每相邻的两个球管73的凸出半圆732的圆心之间的间距为0.1m～0.3m，连接两个相邻的球管73的凸出半圆732的圆柱管731的内径为0.1m～0.5m，，脱硫系统中出来的水蒸气过饱和烟气从烟气进口711进入球管73中，空气通过鼓风机1从气孔713进入降温室71中，球管73中的烟气与降温室71中的空气通过球管73内外壁进行热接触及交换，由于球管73的特殊设计，使得烟气在球管73中流动时无任何死角，空气在降温室71中流动时形成无数小湍流，从而加速了热交换速度。球管73中的烟气温度降低时，烟气中夹带的水凝结下来，凝结水先通过气液分离板74后，再进去储液管72中，球管73中的水不光是冷凝水，还有含湿烟气在球管73中通过时由于离心作用而甩出的水份，并且还有少量由于球管73中烟气压力随着球管73形状变化而出来的水，冷凝水通过储液管72排出系统外，降温后的烟气通过烟气出口714排出，经过热交换的空气从空气出口712排出系统，至此完成一个整循环。

本发明的烟气脱硫脱硝脱白装置在对烟气进行脱硝处理的过程中，烟气通过热解装置5后进入到scr反应器3中，实现脱硝，在风机1将烟气通过第一烟气管道61引入到热解装置5中后，将热解的高温烟气和风机1输送的高温烟气充分混合后再均匀输送到scr反应器3中，以进行充分的脱硝反应，降低损耗并防止未充分反应的含有氮氧化物的烟气进入到后续的处理反应中，影响后续的处理反应，甚至将有害气体再次排入到大气中。而经过脱硝处理的烟气进入到脱硫塔2中进行脱硫时，脱硫后的烟气中含湿量仍然较高，故而需要将相应的烟气再次通入降温机构7中进行脱白处理，在设置有多组球管73的降温室71中，利用空气对热烟气进行冷凝降温，球管73的设计使得系统的传热效果大大增加，本发明的球管73能够在很低的流速下产生很发达的湍流，使得球管73的关闭上不易形成垢层的晶核和聚积结垢物，从而保证球管73不易结垢，且在降温室71内的球管73布置能够提高整个降温机构7的换热效率，从而彻底杜绝烟囱外排烟气现象的产生。本发明的脱硫塔2结构设计非常简单，且脱硫效果好，且能够对白烟进行预处理，保护环境，降低污染，节省投资。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。