一种H型烟气除尘脱硫反应器及烟气脱硫方法.pdf

本发明公开了一种H型烟气除尘脱硫反应器及烟气脱硫方法。本发明的反应器包括预处理单元和深度处理单元，二者构成“H”形双塔结构；所述的预处理单元自上而下依次包括烟气入口、湍冲洗涤器、枣核形规整填料组件和一级持液槽，所述的深度处理单元自下而上包括二级持液槽、填料组件、除雾器组件和净化烟气出口；预处理单元和深度处理单元通过中部的烟气通道连通。本发明的反应器，能够实现一次喷淋、两级吸收/净化的功能；具有污染物去除率高和能耗低等优点，特别适用于含尘量较高的烟气的除尘脱硫过程。

权利要求书
1.  一种H型烟气除尘脱硫反应器，其特征在于，所述反应器包括预处理单元和深度处理单元，二者构成“H”形或“U”形双塔结构；其中所述的预处理单元自上而下包括烟气入口、湍冲洗涤器、枣核形规整填料组件和一级持液槽，所述的深度处理单元自下而上包括二级持液槽、填料组件、除雾器和净化烟气出口；所述的预处理单元和深度处理单元通过中部的烟气通道连通。

2.  按照权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述的枣核形规整填料组件包括至少两层若干并联的、水平放置的枣核形异形管，每层所述的若干并联、水平放置的枣核形异形管构成了多个具有收集段、喉口和分散段的平行通道；其中相邻的两层枣核形异形管上下交错、间隔错位设置。

3.  按照权利要求2所述的反应器，其特征在于，所述的枣核形异形管的截面为枣核形，其上部与下部均为锐角三角形，中部为圆弧形。

4.  按照权利要求1、2或3所述的反应器，其特征在于，在所述的枣核形异形管下部的两侧管壁上开设沟槽，所述的沟槽具有一定的倾角。

5.  按照权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述的预处理单元中，在反应器的器壁上部，优选在反应器器壁上部与烟气入口变径的连接部设置有水膜组件。

6.  按照权利要求5所述的反应器，其特征在于，在反应器器壁四周设置环管，环管上设置面向器壁的喷嘴。

7.  按照权利要求5所述的反应器，其特征在于，所述的水膜组件为溢流式水膜组件，溢流式水膜组件的结构为：在烟气入口变径的下端连接一段直筒，该直筒段的直径大于预处理单元的反应器直径，在反应器器壁与变径连接部形成一个底部封闭、上端敞口的环形槽，该环形槽同一级持液槽通过管线连接。

8.  按照权利要求7所述的反应器，其特征在于，所述的环形槽的敞口采用齿形结构。

9.  按照权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述深度处理单元中的填料组件选用规整填料组件。

10.  按照权利要求9所述的反应器，其特征在于，所述的填料组件采用一层枣核形异形管规整填料。

11.  按照权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述的预处理单元还包括一级循环泵和一级循环管路；所述的深度处理单元还包括二级循环泵、二级循环管路和二级喷淋系统。

12.  按照权利要求11所述的反应器，其特征在于，所述的二级喷淋系统位于填料组件的上方或下方。

13.  按照权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述的除雾器选择折流式除雾器；折流式除雾器包括若干个并列的除雾组件，每个除雾组件均包括升气管和外筒，外筒设置在升气管的外侧，并与升气管在同一轴线上；升气管固定在塔盘上，升气管的顶部设置封盖板，在升气管的圆周开有若干条缝，在靠近各条缝的升气管圆周上设置有切向导流翼；其中所述的外筒由直筒段和锥筒段所构成。

14.  按照权利要求13所述的反应器，其特征在于，在所述外筒的内表面设置凸起，优选设置舌板，舌板的旋转方向与切向导流翼的旋转方向相反。

15.  按照权利要求1所述的反应器，其特征在于，在预处理单元的一级持液槽内放置浮篮，浮篮中放置氧化催化剂。

16.  一种烟气除尘脱硫方法，其特征在于，该方法使用了权利要求1至15任一所述的H型烟气除尘脱硫反应器。

17.  按照权利要求16所述的烟气除尘脱硫方法，其特征在于，所述方法包括以下内容：
（1）高温烟气经过急冷降温后，进入预处理单元，与湍冲洗涤器喷出的pH值为中性或酸性的一级吸收液逆流接触，进行降温、除尘和预脱硫；
（2）步骤（1）中一级吸收后的烟气与吸收液继续并流向下流动，进入枣核形规整填料组件，进一步完成对吸收烟气的降温、除尘和预脱硫；
（3）吸收二氧化硫的一级吸收液进入一级持液槽，并通过一级循环泵和一级循环管路循环利用； 
（4）而预处理单元吸收后的烟气进入深度处理单元，向上通过填料组件，并与pH值呈碱性的二级吸收液在填料组件充分接触传质，完成深度脱硫过程；
（5）通过填料组件的净化后烟气通过除雾器，气液分离后，从除尘脱硫反应器烟气出口排出。

18.  按照权利要求17所述的烟气除尘脱硫方法，其特征在于，所述烟气中的SO2浓度为500～5000mg/Nm3，优选1000～4000mg/Nm3；粉尘浓度200～800mg/Nm3，优选300～500mg/Nm3。

19.  按照权利要求17所述的烟气除尘脱硫方法，其特征在于，所述反应器的操作条件为：操作温度为100～350℃，优选150～200℃；操作压力为常压至1MPa；烟气处理量为500～200000m3/h，优选700～190000 m3/h；吸收液循环量为0.4m3/h～7m3/h ，优选0.5m3/h～6m3/h。

20.  按照权利要求17所述的烟气除尘脱硫方法，其特征在于，所述的吸收液为NaOH溶液、Na2CO3溶液、Mg(OH)2溶液或石灰水Ca(OH)2，优选NaOH溶液。

21.  按照权利要求17所述的烟气除尘脱硫方法，其特征在于，所述一级吸收液的pH值在6～7之间，所述二级吸收液pH值在8～10之间。

说明书一种H型烟气除尘脱硫反应器及烟气脱硫方法
技术领域
本发明公开了一种H型烟气除尘脱硫反应器及烟气脱硫方法，属于环境保护领域，适用于烟气及工艺尾气除尘脱硫处理，可广泛应用于石油化工和环保等领域。
背景技术
在中国的大气污染中，酸雨和浮尘是最主要的污染。十多年来，由于二氧化硫和氮氧化物的排放量日渐增多，酸雨的问题越来越突出。现在中国已是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区。SO2和粉尘是造成我国大气污染的重要原因，也是我国当前重点控制的大气污染物。我国SO2排放总量已连续多年超过2000万吨，2005年排放总量达到2549万吨，居世界首位，尽管我国“十一五”期间削减二氧化硫10%的目标已经实现，但我国目前的酸雨污染面积（占国土面积的30%）仍在不断扩大。每年因酸雨和SO2污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济损失超过1000亿元，二氧化硫排放控制仍然不容忽视。粉尘是指粒径1～75微米的颗粒物。一般由工业生产上破碎、运转作业产生的。据分析，我国每年由工业和生活窖炉排入大气的粉尘，超过1000万吨。粉尘易被吸入人体呼吸道系统，直接威胁着人们的生命，尤其身处粉尘污染的环境会引起多种心血管、呼吸道疾病等。
烟气脱硫按脱硫剂的种类划分，可分为以下五种方法：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。目前，公认的脱硫除尘工艺包括水膜式、喷淋式、冲击式和水浴式等。文丘里和湍冲作为强化气液传质设备，在烟气除尘脱硫装置中被广泛应用，其中文丘里高度约16m～19m，且当烟气量比较大时，整个脱硫装置为多个文丘里与脱硫塔环抱形式，占用空间和投资均比较大，如诺顿公司的烟气脱硫技术。湍冲需要将液相升高6～8m，以产生泡沫区，并通过泡沫的不断更新，保持高效的气液传质效果，但反应器的高度和基础投资也因此大大增大。
专利US3894563A与专利US2012000366A1均采用文丘里与旋流分离器组合实现除尘和气液分离。专利CN200920247553.1、CN200920200026.5和CN03142049.4介绍的脱硫装置或工艺中，湍冲洗涤塔均为单独设置，占地面积大，投资费用高。
专利US4110088介绍了一种高温烟气急冷降温、除尘和脱除水溶性污染物的工艺及装置。927～1038℃的高温烟气经两级喷淋冷却后，进入旋流分离器分离出液滴和粉尘，再经填料塔进行脱除废气中污染物，净化气体进入带翅片板的折流板除雾器除雾后，最终经文丘里喷射进入排气筒，净化气体经文丘里高速喷出时，产生负压，抽吸文丘里周围空气，使净化气体湿度降低。该工艺流程过长，压降非常大，工艺中设置了两次风机，用以为烟气提供动力，能耗较大。
CN101301574A公开了一种多级烟气脱硫喷淋塔，包括初级脱硫洗涤器和次级脱硫喷淋塔，所述的初级脱硫洗涤器的出口和次级脱硫喷淋塔的入口相连通。这种多级烟气脱硫塔还包括回流管，这种连接管连接在初级脱硫洗涤器的底部与次级脱硫喷淋塔之间，由此，吸收液经该回流管回流至次级脱硫喷淋塔，相当于两级脱硫单元共用一个循环池。该技术实现的技术效果是在初级脱硫洗涤器内一次脱硫，在次级脱硫喷淋塔内二次脱硫，该技术两级脱硫单元共用一个循环池，没有形成吸收液的级配区域，脱硫率不高，而且该技术吸收剂采用石灰石浆液，两级脱硫单元之间的回流管仅靠重力回流，故回流管线很容易堵塞，该技术长周期运转可靠性不足。
CN2608111Y公开了一种高浓度烟气脱硫除尘设备，该技术把2套以上的脱硫单元串联在一起，用一个外壳将串联的脱硫单元罩在一起，底部共用一个循环槽，该技术循环池没有针对高浓度烟气的特点来处理，仅仅将两套以上的脱硫单元串联在一起，脱硫效率能够保证，但是占地较大，不适合在场地预留较小的区域使用。
现有技术中，高温烟气的降温/除尘/脱硫虽采用两级或多级气液接触吸收工艺，达到了污染物脱除效果，但每一级喷淋吸收均设置有相应的液体输送设备和吸收液雾化设备，能耗较高。
发明内容
针对现有文丘里洗涤器及湍冲洗涤器烟气处理技术的不足，本发明提供了一种H型烟气除尘脱硫反应器及烟气脱硫方法，利用湍冲洗涤器吸收液的高位势能和枣核形规整填料同时对烟气进行预处理，其中湍冲洗涤器位于枣核形规整填料的上方。湍冲洗涤器吸收液在下降过程中，因受预处理单元烟气的风力切割作用，被分散成细小的液滴/雾滴，当气液两相同时穿过枣核形规整填料时，气液两相间在此发生强化传质作用，从而实现了一次喷淋，两次强化传质吸收，液体输送设备作用给湍冲洗涤器吸收液的能量得到充分利用。
本发明提供了一种H型烟气除尘脱硫反应器，其特征在于，所述反应器包括预处理单元和深度处理单元，二者构成“H”形或“U”形双塔结构；其中所述的预处理单元自上而下包括烟气入口、湍冲洗涤器、枣核形规整填料组件和一级持液槽，所述的深度处理单元自下而上包括二级持液槽、填料组件、除雾器组和净化烟气出口；所述的预处理单元和深度处理单元通过中部的烟气通道连通。
根据本发明的H型烟气除尘脱硫反应器，其中所述的预处理单元还包括一级循环泵和一级循环管路；同样，所述的深度处理单元还包括二级循环泵、二级循环管路和二级喷淋系统。所述的二级喷淋系统位于填料的上方或下方。
根据本发明的H型烟气除尘脱硫反应器，其中在所述的预处理单元中，在反应器器壁的上部，优选反应器器壁与烟气入口变径的连接部设置水膜组件。所述的水膜组件可以采用本领域中任何适宜形式的结构，如可以在反应器器壁四周设置环管，环管上设置面向塔壁的喷嘴。而在本发明中，优选在反应器器壁与烟气入口变径的连接部设置溢流式水膜组件。所述的溢流式水膜组件的结构为：烟气入口变径的下端连接一段直筒，该直筒段的直径大于预处理单元的反应器直径，在反应器器壁与变径的连接部形成一个底部封闭、上端敞口的环形槽，优选在环形槽的敞口采用齿形结构。该环形槽同一级持液槽通过管线连接。当液体不断注入环隙中时，液体会以溢流形式沿着筒体的上沿不断沿筒体的内壁流下，由上向下，从而覆盖整个反应器器壁。由于在反应器入口干/湿交界面，热烟气第一次接触到喷淋水，会产生高浓度的酸雾，所以在干/湿界面的腐蚀情况极为严重，通过采用水膜保护的形式，可以减少干/湿界面的腐蚀情况，并且将附着在反应器内壁上的结垢随时冲洗下来，避免了垢下腐蚀，提高了材质的防腐能力或者降低了高防腐材质的用量，从而大幅降低了造价。
根据本发明的H型烟气除尘脱硫反应器，其中，所述的湍冲洗涤器由喷嘴和管线构成。
根据本发明的H型烟气除尘脱硫反应器，所述的枣核形规整填料组件，包括枣核形规整填料，其包括至少一层、优选两层以上由若干并联的、水平放置的枣核形异形管构成的填料层，所述的若干并联、水平放置的枣核形异形管构成了多个具有收集段、喉口和分散段的平行通道。枣核形规整填料可制成一体或分割成若干块模块组合使用。
本发明的H型烟气除尘脱硫反应器中，所述的枣核形异形管的截面（即端面）为枣核形，其顶部与下部均为锐角三角形，中部为圆弧，形成“两头尖中间圆”的枣核形。枣核形异形管的中部为圆弧面，将有利于气体中含有的粉尘在湿态下，在自身重力及气相的吹拂下，通过此滑移界面向下滑落，从而避免发生通道堵塞现象。
所述的枣核形异形管的两个端面可以封闭或不封闭。
本发明的H型烟气除尘脱硫反应器中，优选在枣核形异形管下部的两侧管壁上开设沟槽，所述的沟槽最好能具有一定的倾角。所述沟槽的截面可以为三角形、矩形或圆弧形等适宜的形状，优选三角形。异形管两侧管壁开设的沟槽，可以对称分布，对称分布的沟槽的下端可以连通，也可以不连通。而沟槽的上端起点最好低于下侧管壁与两边的圆弧形管壁的相切线。
枣核形异形管下部两侧管壁开设的沟槽，有利于壁流液滴流出喉口后，在气相吹动下液滴被吹动进入沟槽，并在沟槽内实现聚并，从而可以消除雾沫夹带，便于实现气液分离。
枣核形异形管下沿还可以设置成锯齿状，将有利于壁流液滴流出异形管后，形成均匀分布的连续流。 
本发明的H型烟气除尘脱硫反应器中，所述的枣核形异形管规整填料由并联的若干异形管形成了具有收集段、喉口和分散段的通道。当经过湍冲洗涤器喷淋吸收后的烟气与吸收液并流进入该填料区时，首先进入收集段（通道面积收缩），气体速度增加，实现液相分散，液相单位比表面积增大，仍未被捕集的尘粒附着湿润，分散的极微液滴在高速气体的压迫作用下，由于水的延展性，将附着于管壁上形成液膜，实现了液滴的聚并和均温过程。当液膜通过喉口时，由于气体速度的进一步增加，又对液膜产生了强烈的压迫和切割作用，液膜进一步变薄，产生了二次分散作用；在经过喉口后，气体速度迅速下降，在此过程中，气体中含有的大量粉尘由于气体速度的变化，实现泥滴聚并，粉尘将沿着界面滑落，从而实现除尘功能，而液膜在枣核形异形管的两侧下部的管壁上往下流动时，又被气体挤入沟槽中，实现了再次聚并，并最终成连续线状由枣核形异形管的底部滴落，从而消除了雾沫夹带，完成了传质反应。
由于使用了枣核形规整填料，本发明的H型烟气除尘脱硫反应器特别适用于烟气中含粉尘量较大的工况。
本发明的H型烟气除尘脱硫反应器中，深度处理单元的填料区一般选用矩鞍环、鲍尔环、拉西环等散堆填料或规整填料组件。本发明优选采用的是枣核形规整填料，其结构与预处理单元所用的枣核形规整填料组件的结构相同，其不同是该填料组件优选仅采用一层枣核形规整填料。
本发明的H型烟气除尘脱硫反应器中，所述的二级喷淋系统位于填料组件的上方或下方，烟气与喷淋液逆流或并流接触传质。喷淋液在烟气向上吹动下，将在填料组件的上方产生一定高度的湍动的泡沫层，这时气液两相不仅接触面大，而且接触表面碱液不断得到更新，气液两相激烈碰撞混合，达到高效的传质反应，实现传质过程。而液相在自身重力的作用落入二级持液槽内。
本发明的H型烟气除尘脱硫反应器中，所述的除雾器可以采用常规的除雾器，如采用折线型或流线型除雾器。本发明中，所述的除雾器优选折流式除雾器，其包括若干个并列的除雾组件，每个除雾组件均包括升气管和外筒，外筒设置在升气管的外侧，并与升气管在同一轴线上；升气管固定在塔盘上，升气管的顶部设置封盖板，在升气管的圆周开有若干条缝，在靠近各条缝的升气管圆周上设置有切向导流翼。
本发明的H型烟气除尘脱硫反应器中，其中所述除雾器的外筒由直筒段和锥筒段所构成。外筒的内表面（内壁）还可以设置凸起，本发明中所述的凸起优选采用截面为矩形的舌板结构。其中，舌板的旋转方向宜与切向导流翼的旋转方向相反。本发明的折流式除雾器中，所述外筒的下端开口还可以设置成锯齿形结构，从而更加有利于分离出的液体从外筒的内壁成连续流滴落。
本发明的H型烟气除尘脱硫反应器中，所述的折流式除雾器通过流体在流动过程中的多次折流实现液滴与气体的高效分离。
本发明还可以在预处理单元的一级持液槽内放置浮篮，浮篮中放置氧化催化剂例如铁矿石。由于一级持液槽中吸收液呈弱酸性，铁矿石可被溶解转化为具有催化功能的锰离子或铁离子。含有锰离子或铁离子一级吸收液被一级循环泵输送至湍冲洗涤器，其喷淋液与烟气逆流接触，烟气中得氧气被转移至液相中。一级吸收液与烟气中的SO2反应生成亚硫酸盐或亚硫酸氢盐，之后在溶解氧和具有催化功能的锰离子或铁离子作用下，被氧化转化为硫酸盐，从而降低废水中的COD，使废水达标排放。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种烟气除尘脱硫方法，该方法使用了上面所述的H型烟气除尘脱硫反应器。
本发明的一种烟气除尘脱硫方法，具体包括以下内容：
（1）高温烟气经过急冷降温后，进入预处理单元，与湍冲洗涤器喷出的pH值为中性或酸性的一级吸收液逆流接触，湍冲吸收液在下降过程中，受到塔内气体的风力切割作用而被分散成细小的液滴/雾滴，在这个过程中进行降温、除尘和预脱硫；
（2）步骤（1）一级吸收后的烟气与吸收液继续并流向下流动，进入枣核形规整填料组件，并在此进一步完成对吸收烟气的降温、除尘和预脱硫；
（3）吸收了二氧化硫的一级吸收液进入一级持液槽，并通过一级循环泵和一级循环管路循环利用； 
（4）预处理单元吸收后的烟气在上部压力的推动下，通过预处理单元和深度处理单元之间的通道进入深度处理单元，并向上通过填料组件，并与填料组件下方或上方喷淋系统喷射的pH值呈碱性的二级吸收液在填料组件充分接触传质，完成最终的脱硫过程；
（5）通过填料组件的净化后烟气通过除雾组件，气液分离后，从除尘脱硫反应器烟气出口排出。
本发明的烟气除尘脱硫方法中，在预处理单元和深度处理单元分别设置持液槽，形成了独立的双循环烟气除尘脱硫系统。两个持液槽中间设置通道，一级持液槽为预处理单元提供吸收液，二级持液槽为深度处理单元提供吸收液。该工艺提出了脱硫吸收液浓度级配理念，原始吸收液首先进入二级持液槽，再通过中间通道进入一级持液槽，一级持液槽为最终的吸收液排放池。为确保吸收液的利用率，通过控制一级持液槽的pH值来控制进入二级持液槽的碱液量，由于该工艺流程能够确保二级持液槽的pH值为碱性，因而可以大大提高脱硫率。通过控制一、二级持液槽的pH值，既保证了该烟气脱硫方法的高效性，又可以确保脱硫吸收液较高的利用率。
本发明的烟气除尘脱硫方法中，烟气可以是来自于各种装置的含硫含尘高温烟气，其中烟气的SO2浓度为500～5000mg/Nm3，优选1000～4000mg/Nm3；粉尘浓度200～800mg/Nm3，优选300～500mg/Nm3。
本发明的烟气除尘脱硫方法中，反应器的操作条件为：操作温度为100～350℃，优选150～200℃；操作压力为常压至1MPa；烟气处理量为500～200000m3/h，优选700～190000m3/h；吸收液循环量为0.4m3/h～7m3/h，优选0.5m3/h～6m3/h。
本发明的烟气除尘脱硫方法中，所述的吸收液可以是NaOH溶液、Na2CO3溶液、Mg(OH)2溶液或石灰水Ca(OH)2，本工艺采用的吸收液优选NaOH溶液，其中一级持液槽中的一级吸收液的pH值在6～7之间，所述的二级持液槽中的二级吸收液pH值在8～10之间。
本发明还可以在预处理单元的一级持液槽内放置浮篮，浮篮中放置铁矿石，由于一级持液槽中吸收液呈弱酸性，铁矿石可被溶解转化为具有催化功能的锰离子或铁离子。含有锰离子或铁离子一级吸收液被一级循环泵输送至湍冲洗涤器，其喷淋液与烟气逆流接触，烟气中得氧气被转移至液相中。一级吸收液与烟气中的SO2反应生成亚硫酸盐或亚硫酸氢盐，之后在溶解氧和具有催化功能的锰离子或铁离子作用下，被氧化转化为硫酸盐，从而降低废水中的COD，使废水达标排放。
与现有技术相比，本发明的烟气除尘脱硫反应器及烟气除尘脱硫方法具有如下优点：
1、烟气急冷降温和除尘脱硫处理效果得到极大的强化。湍冲吸收液在下降过程中，受到塔内气体的风力切割作用而被分散成细小的液滴/雾滴，在枣核形规整填料中，气液两相之间的传质作用得到进一步强化。
2、本发明能够充分利用湍冲吸收液的高位势能。本发明达到了吸收液一次喷淋，两次吸收的效果，相比现有两级或多级烟气处理技术，节省了单独设置文丘里浆液循环泵的能耗。
3、本发明的烟气除尘脱硫反应器，采用水膜组件，实现了对预处理单元反应器器壁的水膜保护，减少了预处理单元的设备腐蚀，提高了材质的防腐能力或者降低了高等级防腐材质的用量，从而大幅降低了工程造价。
4、本发明的烟气除尘脱硫方法，提出了脱硫吸收液浓度级配理念。通过在预处理单元和深度处理单元分别设置持液槽，形成了独立的双循环烟气除尘脱硫系统。由一级持液槽的pH值控制进入二级持液槽的新鲜碱液量，从而确保二级持液槽的pH值维持较高的碱度，因而大大提高了脱硫率。一级持液槽、二级持液槽的pH值的分区控制，既保证了该烟气脱硫方法的高效性，又可以确保脱硫吸收液较高的利用率。
附图说明
图1是本发明的H型烟气除尘脱硫反应器结构示意图。
图1中：1-水膜组件；2-湍冲洗涤器；3-枣核形规整填料组件；4-一级循环管路；5-一级循环泵；6-一级持液槽；7-二级持液槽；8-通道；9-二级循环泵；10-二级循环管路；11-填料组件；12-二级喷淋系统；13-除雾器；14-净化烟气出口；15-烟气入口； 16-外筒；17-底板；18-筒体；19-筒体上沿；20-变径。
图2是本发明的枣核形规整填料组件的结构示意图。
图2中：31-拉杆；32-枣核形异形管；33-壳体；34-凸缘，35-收集段；36-喉口；37-分散段；18-筒体。
图3为枣核形规整填料异型管的结构示意图。
图中，321-沟槽。
图4是本发明除雾器组件的折流式除雾器结构示意图。
图4中：131-塔盘；132-升气管；133-外筒；134-切向导流翼；135-封盖板；136-条缝；137-沟槽；138-直筒段；139-锥筒段。
图5为除雾组件的A-A截面俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术内容和效果。
如图1所示，本发明的烟气除尘脱硫反应器包括预处理单元和深度处理单元，二者构成“H”型双塔结构，其中所述的预处理单元自上而下依次包括烟气入口15、水膜组件1、湍冲洗涤器2、枣核形规整填料组件3和一级持液槽6；所述的深度处理单元自下而上包括二级持液槽7、填料组件11、除雾器组件13和净化烟气出口14，预处理单元和深度处理单元通过中部的烟气通道8连通。
本发明的烟气除尘脱硫反应器，其中所述的预处理单元还包括一级循环泵5和一级循环管路4；所述的深度处理单元还包括二级循环泵9、二级循环管路10和二级喷淋系统12。所述的二级喷淋系统12位于填料组件11的上方，当然，二级喷淋系统12也可以位于填料组件11的下方。
本发明的烟气除尘脱硫反应器中，所述的水膜组件1可以采用本领域中任何适宜形式的结构。图1中，水膜组件1包括烟气入口变径20下端连接的直筒段16、底板17和预处理单元的反应器筒体18的上沿19，由直筒段16、底板17和筒体上沿19围成了一个环形槽，并通过一级循环管路4、一级循环泵5同一级持液槽6相连。其中直筒段16的直径大于筒体18的直径。其中优选筒体上沿19（即环形槽的开口）优选设置成齿形结构。
本发明的烟气除尘脱硫反应器，所述的湍冲洗涤器2可选用任意形式的湍冲喷嘴。
本发明的烟气除尘脱硫反应器，所述的枣核形规整填料组件由若干条并联水平放置的枣核形异形管32、枣核形异形管32通过拉杆31连接，并固定在壳体33上。筒体18内壁上设置支撑凸缘34，用于安装固定枣核形规整填料。若干平行的枣核形异形管32之间形成了多条平行通道，构成了气液两相流动通道，所述通道包括收集段35、喉口36和分散段37。如图3所示，优选在异形管的管壁上开设若干平行的沟槽321。
本发明的烟气除尘脱硫反应器，所述的除雾器组件中的除雾器包括升气管132和外筒133，外筒133设置在升气管132的外侧，并与升气管132在同一轴线上，外筒133由直筒段138和锥筒段139所构成。升气管132固定在塔盘131上，升气管的顶部设置封盖板135，在升气管的圆周开有若干条缝136，在靠近各条缝的升气管圆周上设置有切向导流翼134。在倒锥筒133的内表面（内壁）上还开设有舌板137，如图4和图5所示。
工作时，高温烟气经过急冷降温后由烟气入口15，首先进入预处理单元，一级持液槽6中的一级循环液由一级循环泵5一部分输送给水膜组件1，对反应器形成液膜保护，另一部分输送到湍冲洗涤器2，高温烟气与湍冲洗涤器2喷出的一级吸收液逆流接触，湍冲吸收液在下降过程中，受到塔内气体的风力切割作用而被分散成细小的液滴/雾滴，在这个过程中进行降温、除尘和预脱硫；一级吸收后的烟气与吸收液继续并流向下流动，进入枣核形规整填料组件3，并在此进一步完成对吸收烟气的降温、除尘和预脱硫；吸收了二氧化硫的一级吸收液落入一级持液槽6，并通过一级循环泵5和一级循环管路4循环利用；而预处理单元吸收后的烟气在上部压力的推动下，通过预处理单元和深度处理单元之间的通道8进入深度处理单元。一级吸收后的烟气向上通过填料组件11，并与填料组件11上方的二级喷淋系统喷射的二级吸收液在填料组件11充分接触传质，吸收了二氧化硫的二级吸收液落入二级持液槽7，并通过二级循环泵9和二级循环管路10循环利用，完成最终的脱硫过程。通过填料组件11的净化后烟气通过除雾组件13，气液分离后，从除尘脱硫反应器烟气出口14排出。
实施例1
某高温烟气温度180℃，气量180000Nm3/h，SO2浓度为800mg/Nm3，粉尘含量500 mg/Nm3。
反应器操作条件：操作温度170℃，操作压力常压，一级吸收液pH值为6～7，二级吸收液pH值为8～9。湍冲液气比6：1，以NaOH溶液为吸收剂，气液逆流接触；填料组件操作液气比3：1。
经本发明处理后，烟气温度60℃，脱硫效率98%，除尘效率99%。