[发明专利]一种两级吸收脱硫脱硝脱汞脱除PM2．5洗涤塔

说明书

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，具体的是涉及一种两级吸收脱硫脱硝脱汞脱除PM2.5洗涤塔。

背景技术

燃煤锅炉的烟气中含有SO₂、NOx和重金属（Hg和Ag）等污染物，已经日益成为大气和土壤污染的主要污染源。十二五规划中明确了NO_X的总量控制将在全国范围内实施，若没有烟气脱硝装置，则排大气的烟气中的NO_X会超出国家标准的限制，影响生产的进行。因此，现有烟气净化处理装置中增加NO_X的净化装置，已经成为行业的必然趋势。目前，烟气或工业尾气的治理技术较多，其中比较成熟且具有代表性的脱硫技术有石灰石-石膏法、氨法、双碱法等。脱硝技术有选择性催化还原法（SCR）、非选择性催化还原法（SNCR）以及低氮燃烧法等。脱汞技术有沉淀法和氧化法等。PM2.5是可吸入人体肺部的超细颗粒物，其粒径小，比表面积大，极易吸附多种有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长、输送距离远，对人体健康和大气环境质量影响很大，主要来源于日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物。目前对烟气中的PM2.5相关的研究已经取得了许多进展，比如有研究提出利用蒸汽相变原理脱除PM2.5，或者是依靠颗粒荷电被吸附而脱出的静电除尘法，但是1μm附近的颗粒物处在场荷电和扩散荷电混合区，其荷电能力很差，从而难以去除，而且到目前为止对PM2.5的工业脱除仍然缺乏有效的控制手段。

为减少我国燃煤锅炉的污染物排放，需采取有针对性的控制技术，结合我国燃煤锅炉的运行管理水平，尤其需要开发低成本、多种污染物联合脱除的技术。我国燃煤锅炉目前大部分已经安装了脱硫装置，主要是湿法脱硫技术，利用了二氧化硫与碱性脱硫剂的酸碱中和反应脱除二氧化硫，烟气中氮氧化合物中的有害物质多以NO的形式存在，根据NO自身的容易被氧化的性质，只要NO被氧化成NO₂， 则可以在湿法脱硫装置中实现SO₂和NO₂的同时脱除。烟气中的汞化合物易溶于水，用石灰或石灰石作为吸收剂可以脱除90%的汞，此外选择性催化还原可以将NO_X转化为N₂，可以有效的促进汞的脱除。

现有技术中，脱硫，脱硝，脱汞都是作为独立的单元设置，这就导致建设费用高，占地面积大，脱除效率低，操作费用高等缺陷。而且传统的装置一般采用一级反应器布置，不但使得反应器设备空间高度增加，带来了安装和维护的困难，还使得吸收液整体浓度单一化，对设备的运行管理和系统运行成本带来了不利的因素，无法实现最佳经济运行效果。

发明内容

为解决现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种脱硫脱硝脱汞脱除PM2.5的一体化装置，实现同一套设备对二氧化硫、氮氧化合物、重金属以及微颗粒进行集中高效地脱除。

本发明提供了一种两级吸收脱硫脱硝脱汞脱除PM2.5洗涤塔，在洗涤塔的顶部设置烟气出口和侧下方设置烟气入口，使烟气在宏观上是自下而上的运动状态。吸收剂分别设置在塔内和塔外，可以根据烟气中污染物的浓度来确定吸收剂的组成和浓度。

洗涤塔内部设置两级吸收装置：一级吸收装置通过一级吸收剂循环泵、文丘里管、一级吸收剂雾化管和洗涤塔底部的塔内吸收剂建立一个回路。二级吸收装置在二级吸收剂雾化管下方设置回收器，通过管路将塔外吸收剂回收到外部储罐中，再由二级吸收剂循环泵将塔外吸收剂提升至二级吸收剂雾化管。二级吸收剂雾化管在洗涤塔的中部喷出液体，以及吸收剂雾化管在洗涤塔的下部喷出液体。

二级吸收装置内设填料层，以进一步提高烟气的脱除效率。

本发明在烟气入口处设置空气分离器和臭氧发生器，空气进入空气分离器后，被分离出的氧气通过三通分别输送至臭氧发生器和文丘里管。臭氧发生器连通烟气入口，生成的臭氧用于氧化烟气中的NO；另一路氧气和塔内吸收剂在文丘里管处汇合，发生强烈的雾化作用，产生的汽液合物经一级吸收剂雾化管喷出，纯氧与塔内吸收剂的混合物，可以有效增强烟气与吸收剂的接触，促进烟气与吸收剂的反应效率，从而提高脱除效率。

洗涤塔的二级吸收装置设有回收器，用于将塔外吸收剂收集至外部储罐中，防止塔外吸收剂与塔内吸收剂发生混合，形成相对独立的两级吸收装置，便于在外部储罐和塔内装入不同的吸收剂混合物。为了让烟气顺利通过回收器，本发明在回收器的收集斗上设置豁口，倾斜挡板将豁口遮挡，既不影响烟气通过，塔外吸收剂又不至于滴落至洗涤塔内部。