本實(shí)用新型涉及一種聯(lián)合脫硫脫硝裝置。
背景技術(shù):
我國能源結(jié)構(gòu)以煤為主,煤的主要利用方式是燃燒。燃煤鍋爐排放的煙氣中含有SO2、NO和顆粒物等大氣污染物,已對我國大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。我國針對電站鍋爐和工業(yè)鍋爐的SO2、NO和顆粒物排放,已出臺(tái)了相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn),“十五”至“十一五”期間的控制重點(diǎn)是SO2的排放,到2009年燃煤電站脫硫裝置裝機(jī)容量達(dá)470GW,采用的技術(shù)以濕法脫硫?yàn)橹?。SO2的排放控制部分緩解了我國的酸沉降問題,但未徹底解決,其重要原因就是由于氮氧化物的排放,我國的酸沉降已由硫酸型變?yōu)榱蛩崤c硝酸的復(fù)合型,要解決酸沉降等問題,還需要有效控制氮氧化物的排放?!笆濉逼陂g新出臺(tái)的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》將進(jìn)一步降低各污染物的排放限值,這就意味著燃煤鍋爐必須采取有效的脫硝措施。
由于鍋爐燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量煙氣,并且煙氣中約95%是難以被吸收的NO,還存在二氧化硫等有毒性氣體,因此首先需要將煙氣輸入脫硫塔內(nèi)進(jìn)行脫硫處理,然后再將脫硫后的氣體排放中空氣中,但鍋爐燃燒后產(chǎn)生的煙氣中還存在大量熱量和水分,此部分熱量首先隨煙氣被輸入脫硫塔,然后再由脫硫塔的排氣管排放到空氣中,這樣就使得煙氣中的熱量和水分流失,造成了能量浪費(fèi),還會(huì)提高周圍的空氣溫度,另外煙氣中的二氧化硫和汞元素也排入大氣,但是,目前全世界還沒有回收煙氣中水分和熱能的系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是要解決現(xiàn)有燃煤鍋爐的聯(lián)合脫硫脫硝裝置的成本高,脫硫脫硝的效率低,效果差,易造成二次污染和不具有回收煙氣中水分和熱能的問題,而提供一種用于燃煤鍋爐的聯(lián)合脫硫脫硝裝置。
一種用于燃煤鍋爐的聯(lián)合脫硫脫硝裝置,包括爐膛、烘干機(jī)、空預(yù)器、電除塵器、吸附塔、一級(jí)換熱器、濕式脫硫塔、二級(jí)換熱器、旋風(fēng)分離器、干式脫硫塔、煙囪、冷凝器、變頻泵、液體儲(chǔ)存罐、噴槍、空氣壓縮機(jī)和引風(fēng)機(jī);
所述的烘干機(jī)的內(nèi)部設(shè)有傳熱板,傳熱板將烘干機(jī)分成兩部分,上部為烘干室,下部為煙氣通道;所述的煙氣通道的左側(cè)設(shè)置有煙氣出口,煙氣通道的右側(cè)設(shè)置有煙氣進(jìn)口;所述的烘干室的上部設(shè)置有氣體出口;
所述的吸附塔上部為加濕室,中部為煙氣吸附室,下部為吸附料存儲(chǔ)室,加濕室的上部設(shè)置有噴淋頭;
所述的濕式脫硫塔由多個(gè)脫硫單元組成,相鄰的脫硫單元之間通過煙氣管道連通,相鄰的脫硫單元之間的煙氣管道上設(shè)置有閥門;脫硫單元的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)形噴淋裝置,環(huán)形噴淋裝置上設(shè)置有噴嘴;多個(gè)脫硫單元的底端與漿料池相連通,且多個(gè)脫硫單元的煙氣出口匯集至濕式脫硫塔總煙氣管道;
所述的爐膛、煙氣通道、空預(yù)器、電除塵器、煙氣吸附室、一級(jí)換熱器、濕式脫硫塔、二級(jí)換熱器、干式脫硫塔、旋風(fēng)分離器和煙囪依次通過管路連接;所述的漿料池與氣體出口通過輸水管道相連通,輸水管道上設(shè)有冷凝器;所述的烘干室與漿料池之間設(shè)置有漿液管道;
所述的電除塵器與煙氣吸附室之間的管路靠近電除塵器的一側(cè)為一根管道,電除塵器與煙氣吸附室之間的管道靠近煙氣吸附室一側(cè)的管道為多根管道;所述的旋風(fēng)分離器與煙囪之間的管道上設(shè)置有引風(fēng)機(jī);
所述的一級(jí)換熱器與濕式脫硫塔之間的管路上設(shè)置有噴槍,液體儲(chǔ)存罐和變頻泵串聯(lián)后與空氣壓縮機(jī)并聯(lián),再與噴槍相連。
本實(shí)用新型的原理及優(yōu)點(diǎn):
一、燃煤在爐膛內(nèi)燃燒,排出的高溫?zé)煔饨?jīng)過烘干機(jī)、空預(yù)器、電除塵器和吸附塔進(jìn)行除塵后進(jìn)入一級(jí)換熱器,高溫?zé)煔庠谝患?jí)換熱器內(nèi)進(jìn)行換熱,加熱鍋爐的給水,產(chǎn)生熱交換后的煙氣溫度降至75℃~95℃,煙氣在下降的同時(shí)煙氣中的10%~20%的水分子冷凝產(chǎn)生冷凝水,冷凝水被回收儲(chǔ)存;液體儲(chǔ)存罐內(nèi)裝有質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥5%的H2O2溶液,H2O2溶液經(jīng)過空氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮,使H2O2液滴的直徑為10μm~1000μm,直徑為10μm~1000μm的H2O2液滴通過噴槍噴向煙道,利用過氧化氫液滴發(fā)生氧化反應(yīng),將NO氧化成NO2,即發(fā)生如下反應(yīng),主要反應(yīng)如下:
H2O2→2·OH;
·OH+NO→HONO;
同時(shí)存在少量如下反應(yīng):
·OH+H2O2→HO2·+H2O;
NO+HO2·→HNO3;
在濕式脫硫塔內(nèi)SO2和NO2分別與堿性吸收劑反應(yīng),被固定在吸收漿料里,實(shí)現(xiàn)了SO2與NOx的聯(lián)合脫除;然后煙氣進(jìn)入到二級(jí)換熱器,在二級(jí)換熱器中與送風(fēng)機(jī)送入的自然風(fēng)進(jìn)行熱交換,發(fā)生熱交換后的煙氣溫度降至30℃~40℃,隨著煙氣溫度的降低煙氣中30%~60%的水分子冷凝形成冷凝水,冷凝水被回收儲(chǔ)存,低溫?zé)煔庠俳?jīng)過干式脫硫塔中進(jìn)一步脫硫,然后進(jìn)入到旋風(fēng)分離器內(nèi)進(jìn)行氣固分離處理,經(jīng)過旋風(fēng)分離器處理后的煙氣變成潔凈的煙氣進(jìn)入煙囪中排入大氣中;
二、脫硫單元脫硫后產(chǎn)生的漿料通過漿液管道進(jìn)入到烘干室內(nèi),煙氣的熱量通過傳熱板傳遞給烘干室,漿料在烘干室進(jìn)行烘干的過程中產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)冷凝器處理后產(chǎn)生的水經(jīng)過輸水管道補(bǔ)充至濕式脫硫塔內(nèi);
三、本實(shí)用新型采用干法、濕法結(jié)合進(jìn)行脫硫脫硝處理,具備極佳的脫硫脫硝處理,脫硫率和脫硝率都超過國家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定值;
四、煙氣吸附室內(nèi)填充的吸附料為建筑垃圾中紅磚顆粒或硬化水泥顆粒,吸附料為多孔材料且吸附料在加濕室加濕處理后可以對煙氣中的飛灰、粉塵以及SO2和NOx進(jìn)行吸附,電除塵器與煙氣吸附室之間的管道靠近煙氣吸附室一側(cè)的管道為多根管道,以使煙氣被均勻分散,提高了吸附效果,紅磚顆?;蛴不囝w粒來源廣、成本低且回收利用率低,本實(shí)用新型還具備資源綜合利用的效果;
五、本實(shí)用新型裝置可以對煙氣中的熱量和水分進(jìn)行回收,節(jié)約了水資源;
六、本實(shí)用新型采用H2O2液滴引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來提高氧化NO,系統(tǒng)簡單,成本低,易于操作;
七、本實(shí)用新型的脫硝率達(dá)到90%以上,脫硫率達(dá)到93%以上;
七、本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有燃煤鍋爐的聯(lián)合脫硫脫硝裝置的成本高,脫硫脫硝的效率低,效果差,易造成二次污染和不具有回收煙氣中水分和熱能的問題。
本實(shí)用新型可獲得一種用于燃煤鍋爐的聯(lián)合脫硫脫硝裝置。
附圖說明
圖1為具體實(shí)施方式一中所述的一種用于燃煤鍋爐的聯(lián)合脫硫脫硝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為烘干機(jī)的示意圖;
圖3為吸附塔的示意圖;
圖4為濕式脫硫塔的示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式一:本實(shí)施方式是一種用于燃煤鍋爐的聯(lián)合脫硫脫硝裝置,包括爐膛1、烘干機(jī)2、空預(yù)器3、電除塵器4、吸附塔5、一級(jí)換熱器6、濕式脫硫塔7、二級(jí)換熱器8、旋風(fēng)分離器10、干式脫硫塔11、煙囪12、冷凝器13、變頻泵14、液體儲(chǔ)存罐15、噴槍16、空氣壓縮機(jī)17和引風(fēng)機(jī)18;
所述的烘干機(jī)2的內(nèi)部設(shè)有傳熱板2-3,傳熱板2-3將烘干機(jī)2分成兩部分,上部為烘干室2-1,下部為煙氣通道2-2;所述的煙氣通道2-2的左側(cè)設(shè)置有煙氣出口2-4,煙氣通道2-2的右側(cè)設(shè)置有煙氣進(jìn)口2-5;所述的烘干室2-1的上部設(shè)置有氣體出口2-6;
所述的吸附塔5上部為加濕室5-1,中部為煙氣吸附室5-2,下部為吸附料存儲(chǔ)室5-3,加濕室5-1的上部設(shè)置有噴淋頭5-4;
所述的濕式脫硫塔7由多個(gè)脫硫單元7-1組成,相鄰的脫硫單元7-1之間通過煙氣管道7-2連通,相鄰的脫硫單元7-1之間的煙氣管道7-2上設(shè)置有閥門7-3;脫硫單元7-1的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)形噴淋裝置7-4,環(huán)形噴淋裝置7-4上設(shè)置有噴嘴;多個(gè)脫硫單元7-1的底端與漿料池7-6相連通,且多個(gè)脫硫單元7-1的煙氣出口匯集至濕式脫硫塔總煙氣管道7-5;
所述的爐膛1、煙氣通道2-2、空預(yù)器3、電除塵器4、煙氣吸附室5-2、一級(jí)換熱器6、濕式脫硫塔7、二級(jí)換熱器8、干式脫硫塔11、旋風(fēng)分離器10和煙囪12依次通過管路連接;所述的漿料池7-6與氣體出口2-6通過輸水管道19相連通,輸水管道19上設(shè)有冷凝器13;所述的烘干室2-1與漿料池7-6之間設(shè)置有漿液管道20;
所述的電除塵器4與煙氣吸附室5-2之間的管路靠近電除塵器4的一側(cè)為一根管道,電除塵器4與煙氣吸附室5-2之間的管道靠近煙氣吸附室5-2一側(cè)的管道為多根管道;所述的旋風(fēng)分離器10與煙囪12之間的管道上設(shè)置有引風(fēng)機(jī)18;
所述的一級(jí)換熱器6與濕式脫硫塔7之間的管路上設(shè)置有噴槍16,液體儲(chǔ)存罐15和變頻泵14串聯(lián)后與空氣壓縮機(jī)17并聯(lián),再與噴槍16相連。
圖1為具體實(shí)施方式一中所述的一種用于燃煤鍋爐的聯(lián)合脫硫脫硝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,圖1中1為爐膛,2為烘干機(jī),3為空預(yù)器,4為電除塵器,5為吸附塔,6為一級(jí)換熱器,7為濕式脫硫塔,8為二級(jí)換熱器,9為送風(fēng)機(jī),10為旋風(fēng)分離器,11為干式脫硫塔,12為煙囪,13為冷凝器,14為變頻泵,15為液體儲(chǔ)存罐,16為噴槍,17為空氣壓縮機(jī),18為引風(fēng)機(jī),19為輸水管道,20為漿液管道;
圖2為烘干機(jī)的示意圖,圖2中2-1為烘干室,2-2為煙氣通道,2-3為傳熱板,2-4為煙氣出口,2-5為煙氣進(jìn)口,2-6為氣體出口;
圖3為吸附塔的示意圖,圖3中5-1為加濕室,5-2為煙氣吸附室,5-3為吸附料存儲(chǔ)室,5-4為噴淋頭;
圖4為濕式脫硫塔的示意圖,圖4中7-1為脫硫單元,7-2為煙氣管道,7-3為閥門,7-4為環(huán)形噴淋裝置,7-5為濕式脫硫塔總煙氣管道,7-6為漿料池。
本實(shí)施方式的原理及優(yōu)點(diǎn):
一、燃煤在爐膛1內(nèi)燃燒,排出的高溫?zé)煔饨?jīng)過烘干機(jī)2、空預(yù)器3、電除塵器4和吸附塔5進(jìn)行除塵后進(jìn)入一級(jí)換熱器6,高溫?zé)煔庠谝患?jí)換熱器6內(nèi)進(jìn)行換熱,加熱鍋爐的給水,產(chǎn)生熱交換后的煙氣溫度降至75℃~95℃,煙氣在下降的同時(shí)煙氣中的10%~20%的水分子冷凝產(chǎn)生冷凝水,冷凝水被回收儲(chǔ)存;液體儲(chǔ)存罐15內(nèi)裝有質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥5%的H2O2溶液,H2O2溶液經(jīng)過空氣壓縮機(jī)17進(jìn)行壓縮,使H2O2液滴的直徑為10μm~1000μm,直徑為10μm~1000μm的H2O2液滴通過噴槍16噴向煙道,利用過氧化氫液滴發(fā)生氧化反應(yīng),將NO氧化成NO2,即發(fā)生如下反應(yīng),主要反應(yīng)如下:
H2O2→2·OH;
·OH+NO→HONO;
同時(shí)存在少量如下反應(yīng):
·OH+H2O2→HO2·+H2O;
NO+HO2·→HNO3;
在濕式脫硫塔7內(nèi)SO2和NO2分別與堿性吸收劑反應(yīng),被固定在吸收漿料里,實(shí)現(xiàn)了SO2與NOx的聯(lián)合脫除;然后煙氣進(jìn)入到二級(jí)換熱器8,在二級(jí)換熱器8中與送風(fēng)機(jī)9送入的自然風(fēng)進(jìn)行熱交換,發(fā)生熱交換后的煙氣溫度降至30℃~40℃,隨著煙氣溫度的降低煙氣中30%~60%的水分子冷凝形成冷凝水,冷凝水被回收儲(chǔ)存,低溫?zé)煔庠俳?jīng)過干式脫硫塔11中進(jìn)一步脫硫,然后進(jìn)入到旋風(fēng)分離器10內(nèi)進(jìn)行氣固分離處理,經(jīng)過旋風(fēng)分離器10處理后的煙氣變成潔凈的煙氣進(jìn)入煙囪12中排入大氣中;
二、脫硫單元7-1脫硫后產(chǎn)生的漿料通過漿液管道20進(jìn)入到烘干室2-1內(nèi),煙氣的熱量通過傳熱板2-3傳遞給烘干室2-1,漿料在烘干室2-1進(jìn)行烘干的過程中產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)冷凝器13處理后產(chǎn)生的水經(jīng)過輸水管道19補(bǔ)充至濕式脫硫塔7內(nèi);
三、本實(shí)施方式采用干法、濕法結(jié)合進(jìn)行脫硫脫硝處理,具備極佳的脫硫脫硝處理,脫硫率和脫硝率都超過國家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定值;
四、煙氣吸附室5-2內(nèi)填充的吸附料為建筑垃圾中紅磚顆粒或硬化水泥顆粒,吸附料為多孔材料且吸附料在加濕室加濕處理后可以對煙氣中的飛灰、粉塵以及SO2和NOx進(jìn)行吸附,電除塵器4與煙氣吸附室5-2之間的管道靠近煙氣吸附室5-2一側(cè)的管道為多根管道,以使煙氣被均勻分散,提高了吸附效果,紅磚顆?;蛴不囝w粒來源廣、成本低且回收利用率低,本實(shí)施方式還具備資源綜合利用的效果;
五、本實(shí)施方式裝置可以對煙氣中的熱量和水分進(jìn)行回收,節(jié)約了水資源;
六、本實(shí)施方式采用H2O2液滴引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來提高氧化NO,系統(tǒng)簡單,成本低,易于操作;
七、本實(shí)施方式的脫硝率達(dá)到90%以上,脫硫率達(dá)到93%以上;
七、本實(shí)施方式解決了現(xiàn)有燃煤鍋爐的聯(lián)合脫硫脫硝裝置的成本高,脫硫脫硝的效率低,效果差,易造成二次污染和不具有回收煙氣中水分和熱能的問題。
本實(shí)施方式可獲得一種用于燃煤鍋爐的聯(lián)合脫硫脫硝裝置。
具體實(shí)施方式二:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同點(diǎn)是:所述的傳熱板2-3為不銹鋼板。其他步驟與具體實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式三:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二之一不同點(diǎn)是:所述的一級(jí)換熱器6為低溫省煤器。其他步驟與具體實(shí)施方式一或二相同。
具體實(shí)施方式四:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同點(diǎn)是:所述的二級(jí)換熱器8為空冷凝氣器,二級(jí)換熱器8上設(shè)有送風(fēng)機(jī)9。其他步驟與具體實(shí)施方式一至三相同。
具體實(shí)施方式五:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同點(diǎn)是:所述的輸水管道19上設(shè)有泵。其他步驟與具體實(shí)施方式一至四相同。
具體實(shí)施方式六:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至五之一不同點(diǎn)是:所述的漿液管道20上設(shè)有泵。其他步驟與具體實(shí)施方式一至五相同。
具體實(shí)施方式七:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至六之一不同點(diǎn)是:所述的干式脫硫塔11的內(nèi)壁上設(shè)置有數(shù)個(gè)攪拌器11-1,相鄰的攪拌器11-1的旋轉(zhuǎn)方向相反。其他步驟與具體實(shí)施方式一至六相同。
具體實(shí)施方式八:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至七之一不同點(diǎn)是:所述的一級(jí)換熱器6設(shè)有冷凝水回流裝置;所述的二級(jí)換熱器8設(shè)有冷凝水回流裝置。其他步驟與具體實(shí)施方式一至七相同。
具體實(shí)施方式九:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至八之一不同點(diǎn)是:所述的液體儲(chǔ)存罐15內(nèi)裝有質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥5%的H2O2溶液。其他步驟與具體實(shí)施方式一至八相同。
具體實(shí)施方式十:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至九之一不同點(diǎn)是:所述的干式脫硫塔11中使用的脫硫劑為石灰。其他步驟與具體實(shí)施方式一至九相同。
具體實(shí)施方式十一:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至十之一不同點(diǎn)是:所述的濕式脫硫塔7中使用堿性吸收劑。其他步驟與具體實(shí)施方式一至十相同。
具體實(shí)施方式十二:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至十一之一不同點(diǎn)是:所述的煙氣吸附室5-2內(nèi)的吸附料為建筑垃圾中紅磚顆?;蛴不囝w粒。其他步驟與具體實(shí)施方式一至十一相同。