一種堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置，該裝置包括堿性吸收劑霧化裝置，其設(shè)有雙流體霧化噴槍；脫銷入口煙道，其一端為煙氣入口，另一端為煙氣出口；雙流體霧化噴槍安裝在脫銷入口煙道內(nèi)；還原劑噴射槍，還原劑噴射槍安裝在脫銷入口煙道內(nèi)；擾流板，擾流板固定在脫銷入口煙道內(nèi)，與脫銷入口煙道的中軸線的夾角為25度～75度；還原劑噴射槍的中軸線與擾流板平面垂直；雙流體霧化噴槍安裝在擾流板的上方；脫銷反應(yīng)器，脫銷反應(yīng)器與脫銷入口煙道的煙氣出口連通。本實用新型的目的為一種煙氣前端的高效率SO3脫除技術(shù)，能有效脫除煙氣中的三氧化硫，降低SO3濃度，減少其對脫硝裝置、空預(yù)器的危害，同時減少對環(huán)境的危害。
【專利說明】
一種堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于大氣污染物治理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]燃煤過程中產(chǎn)生大量的污染物，其中由于煤炭中含有一定量的硫元素，因此最終排放的煙氣中會生成一定濃度的SOdP so3。
[0003]SO3的生成機理主要包括以下部分，在爐膛的燃燒過程中，煤中一部分硫元素直接轉(zhuǎn)化為SO3;煙氣在尾部受熱面換熱過程中，受到金屬管壁、飛灰的催化氧化作用，一部分SO2會被氧化成SO3;對于新增SCR脫硝裝置的機組，脫硝催化劑也具有很強的催化氧化作用，使得一部分SO2被氧化成S03。通常對于未安裝脫硝裝置的燃煤機組，SO3的生成率占總含硫量的1%;對于安裝SCR脫硝裝置的機組，SO3的生成率更高，通?？梢哉嫉娇偤蛄康?.5?2%。
[0004]SO3的危害主要表現(xiàn)在以下方面:其一，SO3的濃度升高，導(dǎo)致硫酸氫銨的生成濃度增加，造成脫硝裝置的最低連續(xù)噴氨溫度升高，導(dǎo)致SCR脫硝裝置在低負(fù)荷條件下無法投運，脫硝裝置的可用率下降。第二，SO3在空預(yù)器的低溫段造成煙氣中酸露點升高，空預(yù)器的低溫腐蝕嚴(yán)重，在SCR運行條件下，硫酸氫銨的生成容易造成空預(yù)器堵塞，造成空預(yù)器的運行阻力上升，設(shè)備壽命下降。第三，SO3進(jìn)入濕法脫硫后，容易形成氣溶膠，造成煙囪最終排放“藍(lán)煙”、“煙羽拖尾”現(xiàn)象，感官極差，同時SO3的直接排放是造成酸雨的主要來源。
[0005]目前SO3主要脫除手段為濕法脫硫技術(shù)、濕式靜電除塵技術(shù)等，但上述技術(shù)均布置在靜電除塵之后，可以保證最終排放到大氣的SO3量降低，但是無法消除SO3對前端脫硝裝置和空預(yù)器的危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的是提供一種堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置，以解決目前已有裝置無法消除SO3對前端脫硝裝置和空預(yù)器的危害的技術(shù)問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置，其包括:
[0008]堿性吸收劑霧化裝置，所述堿性吸收劑霧化裝置包括:
[0009]吸收劑儲罐，所述吸收劑儲罐用于存儲液態(tài)三氧化硫吸收劑；
[0010]吸收劑輸送栗，所述吸收劑輸送栗設(shè)有吸收劑輸送栗入口和吸收劑輸送栗出口；吸收劑輸送栗入口通過管路與吸收劑儲罐連通；
[0011 ] 流量調(diào)節(jié)閥，流量調(diào)節(jié)閥通過管路與吸收劑輸送栗出口連通；
[0012]雙流體霧化噴槍，雙流體霧化噴槍與流量調(diào)節(jié)閥通過管路連通;堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置還包括:
[0013]脫銷入口煙道，所述脫銷入口煙道的一端為煙氣入口，另一端為煙氣出口；所述雙流體霧化噴槍安裝在所述脫銷入口煙道內(nèi)；
[0014]還原劑噴射槍，所述還原劑噴射槍安裝在所述脫銷入口煙道內(nèi)；
[0015]擾流板，所述擾流板固定在所述脫銷入口煙道內(nèi)，與脫銷入口煙道的中軸線的夾角為25度?75度;所述還原劑噴射槍的中軸線與擾流板平面垂直;所述雙流體霧化噴槍安裝在擾流板的上方；
[0016]脫銷反應(yīng)器，所述脫銷反應(yīng)器與脫銷入口煙道的煙氣出口連通。
[0017]本實用新型如上所述的堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置，進(jìn)一步，堿性吸收劑霧化裝置還包括堿性吸收劑稀釋裝置，所述堿性吸收劑稀釋裝置與所述管路連通。
[0018]本實用新型如上所述的堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置，進(jìn)一步，還包括空氣預(yù)熱器，所述空氣預(yù)熱器與脫銷反應(yīng)器的出氣口連通。
[0019]本實用新型的有益效果是:
[0020]1、S03脫除效率高。利用雙流體霧化噴槍將液態(tài)三氧化硫吸收劑霧化后，易于形成小粒徑的液滴，在合適的化學(xué)當(dāng)量比、停留時間、均勻混合的條件下，吸收劑霧滴與煙氣中的SO3的進(jìn)行快速的傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)過程，可以實現(xiàn)極高的脫除效率。
[0021]2、系統(tǒng)簡單，與脫硝系統(tǒng)集成度高，對鍋爐無負(fù)面影響。本技術(shù)將吸收劑噴射位置布置在SCR脫硝裝置入口，可利用脫硝還原劑的混合裝置加強吸收劑與煙氣的均勻混合(還原劑噴射槍和擾流板)，實現(xiàn)與脫硝裝置的有機結(jié)合，實現(xiàn)SO3的高效脫除，不僅有效緩解SO3對脫硝催化劑和空預(yù)器的危害，而且產(chǎn)物均為可被下游除塵器捕集的固體鹽類，對鍋爐機組無負(fù)面影響。
[0022]3、工程造價和運行成本低。該技術(shù)設(shè)備精簡，投資低，運行中的堿液消耗品均為常規(guī)的化工原料，易于采購，價格低廉，運行成本低，相比濕式電除塵等SO3脫除設(shè)備，在工程造價和運行成本方面均有較大優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0023]通過結(jié)合以下附圖所作的詳細(xì)描述，本實用新型的上述和/或其他方面和優(yōu)點將變得更清楚和更容易理解，這些附圖只是示意性的，并不限制本實用新型，其中:
[0024]圖1為本實用新型一種實施例的堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置示意圖；
[0025]圖2為I的局部放大不意圖；
[0026]圖3為圖2的俯視不意圖。
[0027]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
[0028]1、液態(tài)三氧化硫吸收劑，2、吸收劑儲罐，3、吸收劑輸送栗，4、堿性吸收劑稀釋裝置，5、流量調(diào)節(jié)閥，6、雙流體霧化噴槍，7、脫硝入口煙道，8、脫硝反應(yīng)器，9、擾流板，1、煙氣渦流，11、還原劑噴射槍，12、原煙氣，13、凈煙氣。
【具體實施方式】
[0029]在下文中，將參照附圖描述本實用新型的堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置的實施例。
[0030]在此記載的實施例為本實用新型的特定的【具體實施方式】，用于說明本實用新型的構(gòu)思，均是解釋性和示例性的，不應(yīng)解釋為對本實用新型實施方式及本實用新型范圍的限制。除在此記載的實施例外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠基于本申請權(quán)利要求書和說明書所公開的內(nèi)容采用顯而易見的其它技術(shù)方案，這些技術(shù)方案包括采用對在此記載的實施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術(shù)方案。
[0031]本說明書的附圖為示意圖，輔助說明本實用新型的構(gòu)思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關(guān)系。請注意，為了便于清楚地表現(xiàn)出本實用新型實施例的各部件的結(jié)構(gòu)，各附圖之間并未按照相同的比例繪制。相同的參考標(biāo)記用于表示相同的部分。
[0032]本實用新型的目的是結(jié)合SO3在不同溫度區(qū)間的反應(yīng)活性，利用霧化技術(shù)將堿性溶液吸收劑(碳酸鈉Na2CO3、亞硫酸鈉Na2SO3、碳酸氫鈉NaHCO3混合溶液)噴射進(jìn)入SCR脫硝入口煙道中，與煙氣進(jìn)行充分摻混，通過堿性溶液吸收劑和SO3之間的化學(xué)反應(yīng)，脫除煙氣中的 SO3 0
[0033]本實用新型所涉及的的主要化學(xué)反應(yīng)如下:
[0034]Na2C03+S03=Na2S04+C02
[0035]Na2S03+S03=Na2S04+S02
[0036]NaHC03+S03=NaHS04+C02
[0037]上述不同的的堿性吸收劑(碳酸鈉Na2CO3、亞硫酸鈉Na2SO3、碳酸氫鈉NaHCO3混合溶液)均可以與SO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但反應(yīng)速率、反應(yīng)活性具有較大的差異。根據(jù)SO3濃度和總煙氣量控制吸收劑的噴入量，實現(xiàn)SO3高效脫除。在煙氣中的SO3濃度O?400ppm范圍內(nèi)，可實現(xiàn)SO3的95%的最高脫除率。
[0038]堿性吸收劑對煙氣中的其他污染物(S02、HC1、HF等)均有一定的脫除作用，對于不同的煙氣組分，需要結(jié)合對堿性吸收劑的配比(碳酸鈉Na2C03、亞硫酸鈉Na2SO3、碳酸氫鈉NaHCO3混合溶液)進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)吸收劑對SO3選擇性的高效脫除，同時降低吸收劑的耗量。為實現(xiàn)在較大的煙道截面中極高的SO3脫除效率，本技術(shù)要求吸收劑霧滴與煙氣均勻摻混，因此對液滴霧化效果、流場分布具有極高的要求。
[0039]圖1、圖2和圖3示出本實用新型一種實施例的堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置，其包括:
[0040]堿性吸收劑霧化裝置，所述堿性吸收劑霧化裝置包括:
[0041 ]吸收劑儲罐2，所述吸收劑儲罐用于存儲液態(tài)三氧化硫吸收劑I;
[0042]吸收劑輸送栗3，所述吸收劑輸送栗3設(shè)有吸收劑輸送栗入口和吸收劑輸送栗出口；吸收劑輸送栗入口通過管路與吸收劑儲罐2連通；
[0043]流量調(diào)節(jié)閥5，流量調(diào)節(jié)閥5通過管路與吸收劑輸送栗出口連通；
[0044]雙流體霧化噴槍6，雙流體霧化噴槍6與流量調(diào)節(jié)閥5通過管路連通;堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置還包括:
[0045]脫銷入口煙道7，所述脫銷入口煙道的一端為煙氣入口，另一端為煙氣出口；所述雙流體霧化噴槍6安裝在所述脫銷入口煙道7內(nèi)；
[0046]還原劑噴射槍11，所述還原劑噴射槍11安裝在所述脫銷入口煙道7內(nèi)；
[0047]擾流板9，所述擾流板9固定在所述脫銷入口煙道7內(nèi)，與脫銷入口煙道7的中軸線的夾角為25度?75度;所述還原劑噴射槍11的中軸線與擾流板9平面垂直;所述雙流體霧化噴槍6安裝在擾流板9的上方；
[0048]脫銷反應(yīng)器8，所述脫銷反應(yīng)器8與脫銷入口煙道7的煙氣出口連通。
[0049]在一種具體實施例中，還包括空氣預(yù)熱器，所述空氣預(yù)熱器與脫銷反應(yīng)器的出氣口連通。
[0050]在本實用新型上述實施例的堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置中，為了對吸收劑儲罐內(nèi)的三氧化硫吸收劑進(jìn)行在線稀釋，對上述實施例進(jìn)一步改進(jìn)，堿性吸收劑霧化裝置還包括堿性吸收劑稀釋裝置4，所述堿性吸收劑稀釋裝置4與所述管路連通。通過調(diào)節(jié)堿性吸收劑稀釋裝置4輸送至管路的清水的量，來控制三氧化硫吸收劑稀釋后的濃度。
[0051]利用如上所述的堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置進(jìn)行的三氧化硫脫除方法，包括以下步驟:
[0052]液態(tài)三氧化硫吸收劑以液體形式儲存在吸收劑儲罐中，經(jīng)過吸收劑輸送栗輸送至雙流體霧化噴槍，通過流量調(diào)節(jié)閥控制吸收劑的流量，三氧化硫吸收劑經(jīng)過雙流體霧化噴槍霧化后噴射;煙氣由脫銷入口煙道的煙氣入口進(jìn)入，受到擾流板及還原劑噴射槍的作用形成渦流;雙流體霧化噴槍將三氧化硫吸收劑噴入渦流，實現(xiàn)煙氣與三氧化硫吸收劑的均勻摻混，完成SO3的脫除反應(yīng)。
[0053]在一種優(yōu)選的實施例中，所述液態(tài)三氧化硫吸收劑為堿溶液。在更優(yōu)選的實施例中，所述堿為碳酸鈉Na2C03、亞硫酸鈉Na2S03和碳酸氫鈉NaHC03中的一種、兩種或多種;堿溶液的質(zhì)量濃度5?40%。
[0054]在一種優(yōu)選的實施例中，堿溶液以霧化液滴的形式由雙流體霧化噴槍噴射進(jìn)入含SO3的煙氣中，霧滴粒徑范圍為ΙΟμ???150μ??。
[0055]在一種優(yōu)選的實施例中，以Na+:SO3計，堿溶液與煙氣中SO3脫除量的化學(xué)摩爾當(dāng)量比為1.0?4.0。
[0056]在一種優(yōu)選的實施例中，液態(tài)三氧化硫吸收劑在煙氣中的停留時間為0.1?10秒，煙氣溫度120?450°C。
[0057]實施例1
[0058]下面以某300MW燃煤機組為例，結(jié)合附圖對本實用新型的具體結(jié)構(gòu)、工作原理和工作過程作進(jìn)一步的說明。
[0059]脫硝入口煙氣溫度380 0C，SO3濃度40ppm，SO2濃度2000ppm，根據(jù)煙氣的基本參數(shù)，
采用的堿性溶液的質(zhì)量配比為(碳酸鈉Na2CO3:亞硫酸鈉Na2SO3:碳酸氫鈉NaHCO3=1:2:1)，利用配制完成的溶液的總鹽質(zhì)量濃度為30%。
[0060]根據(jù)溶液配比和煙氣成分，結(jié)合工藝裝置的布置，要求實現(xiàn)95%的SO3脫除效率，確定總的化學(xué)反應(yīng)當(dāng)量比Na+: S03=2:1，通過較高的化學(xué)當(dāng)量比保證S03的高脫除效率。
[0061 ]如圖1所示，一種堿液噴射脫除煙氣中的SO3的工藝系統(tǒng)，液態(tài)三氧化硫吸收劑以液體形式儲存在吸收劑儲罐中，經(jīng)過吸收劑輸送栗輸送至雙流體霧化噴槍，通過流量調(diào)節(jié)閥控制吸收劑的流量，三氧化硫吸收劑經(jīng)過雙流體霧化噴槍霧化后噴射;原煙氣12由脫銷入口煙道的煙氣入口進(jìn)入，受到擾流板及還原劑噴射槍的作用形成煙氣渦流10;雙流體霧化噴槍將三氧化硫吸收劑噴入渦流，實現(xiàn)煙氣與三氧化硫吸收劑的均勻摻混，完成SO3的脫除反應(yīng)。最終凈煙氣13由脫硝反應(yīng)器8排出。
[0062]如圖2所示為堿液噴槍的具體實施方案。脫硝入口煙道截面為2.6mxllm的矩形，共配置8組雙流體霧化噴槍6，保證堿液噴射覆蓋范圍足夠大。堿液霧化粒徑為50μπι，將噴槍布置在擾流板9處，煙氣經(jīng)過擾流板后形成煙氣渦流10，卷吸周邊煙氣，加強堿性霧滴與煙氣的摻混，保證還原劑與SO3充分反應(yīng)。
[0063 ]本工程實例的SO3脫除效率96%，并且由吸收劑生成的固體顆粒占煙氣飛灰總量質(zhì)量比小于0.5%，不會對下游的脫硝催化劑產(chǎn)生較大影響。
[0064]實施例2
[0065]本實施例與實施例1的區(qū)別在于脫硝入口煙氣溫度3200C，SO3含量20ppm，在設(shè)計條件下，SO3的脫除效率85%，采用堿液吸收劑的配比方案為(碳酸鈉Na2CO3:亞硫酸鈉Na2SO3=1: 1.5)，堿液的總鹽質(zhì)量濃度為20%，堿性吸收劑的霧化粒徑為40μπι，設(shè)計化學(xué)當(dāng)量比Na+:SO3=1.5:1。根據(jù)實際測量，在實際投運工況下，SO3的脫除效率為88%。
[0066]上述披露的各技術(shù)特征并不限于已披露的與其它特征的組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可根據(jù)發(fā)明之目的進(jìn)行各技術(shù)特征之間的其它組合，以實現(xiàn)本實用新型之目的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置，其特征在于，包括: 堿性吸收劑霧化裝置，所述堿性吸收劑霧化裝置包括: 吸收劑儲罐，所述吸收劑儲罐用于存儲液態(tài)三氧化硫吸收劑； 吸收劑輸送栗，所述吸收劑輸送栗設(shè)有吸收劑輸送栗入口和吸收劑輸送栗出口；吸收劑輸送栗入口通過管路與吸收劑儲罐連通； 流量調(diào)節(jié)閥，流量調(diào)節(jié)閥通過管路與吸收劑輸送栗出口連通； 雙流體霧化噴槍，雙流體霧化噴槍與流量調(diào)節(jié)閥通過管路連通;堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置還包括: 脫銷入口煙道，所述脫銷入口煙道的一端為煙氣入口，另一端為煙氣出口；所述雙流體霧化噴槍安裝在所述脫銷入口煙道內(nèi)； 還原劑噴射槍，所述還原劑噴射槍安裝在所述脫銷入口煙道內(nèi)； 擾流板，所述擾流板固定在所述脫銷入口煙道內(nèi)，與脫銷入口煙道的中軸線的夾角為25度?75度;所述還原劑噴射槍的中軸線與擾流板平面垂直;所述雙流體霧化噴槍安裝在擾流板的上方； 脫銷反應(yīng)器，所述脫銷反應(yīng)器與脫銷入口煙道的煙氣出口連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置，其特征在于，堿性吸收劑霧化裝置還包括堿性吸收劑稀釋裝置，所述堿性吸收劑稀釋裝置與管路連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿液噴射霧化脫除煙氣中三氧化硫的裝置，其特征在于，還包括空氣預(yù)熱器，所述空氣預(yù)熱器與脫銷反應(yīng)器的出氣口連通。
【文檔編號】B01D53/78GK205659556SQ201620528006
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】姚宣, 鄭鵬, 段威, 鄭妍, 松鵬, 楊建輝, 張軍, 路光杰, 劉科偉, 陳振宇
【申請人】北京國電龍源環(huán)保工程有限公司