CN101879403B - 烟气脱硫脱硝用多功能反应罐及其净化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境保护技术领域，涉及的一种烟气脱硫脱硝用多功能反应罐多功能反应罐具有罐体(1)；在罐体(1)内纵向设置至少一块隔板(3-1)，构成一个罐体两个以上氧化内腔的结构，且相邻的两个氧化内腔之间相互连通；在每个氧化内腔的上部分别设置自吸空气的喷射式气液混合器(7-1、7-2、7-3......)，下部分别设置氧化液抽出口(12、14、16......)；在倒数第二级氧化内腔的下部具有脱硫液抽出口(13)。本发明的多功能反应罐集脱硫液氧化、调配、储存为一体，结构紧凑、功能重叠，使脱硫脱销装置流程缩短、能耗降低、投资节省；改变传统脱硫脱销工艺的吸收液成份比例，减少气溶胶形成，提高脱硫效率。

Description

烟气脱硫脱硝用多功能反应罐及其净化工艺

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，主要涉及一种烟气脱硫脱硝用多功能反应罐及其净化工艺。

背景技术

锅炉烟气是大气的主要污染物，烟气中硫氧化物、氮氧化物是形成酸雨的关键成份。湿式氨法脱硫脱硝就是利用氨或铵离子与烟气中的酸性氧化物进行反应生成铵盐，从而完成烟气的净化并回收副产品铵盐。而要制成高品质铵盐则需把亚硫酸铵氧化成硫酸铵，传统的氧化技术多为高压风机鼓空气氧化，或加压催化氧化；但上述方法因气液接触面积小，传质不充分，易引起空气中的氧利用率低，氧化率偏低，造成副产品硫酸铵品质偏低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种烟气脱硫脱硝用多功能反应罐及其净化工艺。

本发明的目的可采用如下技术方案来实现：

一种烟气脱硫脱硝用多功能反应罐，所述的多功能反应罐具有罐体；在所述的罐体内纵向设置至少一块隔板，构成一个罐体两个以上氧化内腔的结构，且相邻的两个氧化内腔之间相互连通；在所述每个氧化内腔的上部分别设置自吸空气的喷射式气液混合器，下部分别设置氧化液抽出口；所述的每个氧化液抽出口分别通过氧化循环泵与所对应的自吸空气的喷射式气液混合器相连通，构成多级循环氧化单元；在第一级氧化内腔上具有脱硫液进口、脱硫剂进口；所述的脱硫剂进口与第一级氧化内腔相连通；所述脱硫液进口的一端与第一级氧化内腔相连通，另一端与脱硫塔吸收段的集液盘相连通；在倒数第二级氧化内腔的下部具有脱硫液抽出口；所述的脱硫液抽出口通过循环吸收泵与脱硫塔吸收段相连通；在最后一级氧化内腔上具有与脱硫塔浓缩段相通的氧化液溢流口；在所述罐体的上部具有空气排出口，所述的空气排出口与高温烟气管或脱硫塔相连通。

在所述罐体内横向设置有至少一层筛板，用以使液下的空气呈均匀分布的泡状上升，是气液充分接触，进一步提高氧化率。

一种烟气脱硫脱硝净化工艺，脱硫液在脱硫塔吸收段，喷淋下落，与自升气帽内冒出并上升的烟气接触，最终落入塔内集液盘，从集液盘经溢流管溢流入多功能反应罐的第一级氧化内腔，与自脱硫剂进口喷出的脱硫剂均匀合后自氧化液抽出口被氧化循环泵抽出，泵入第一级氧化内腔上部的自吸空气喷射式气液混合器，在自吸空气喷射式气液混合器内液体射流将自吸的空气剪切，进行充分传质并在气泡表面进行氧化还原反应，不断循环氧化，大部分生成硫酸铵，进入氧化内腔的气泡最终溢出液面；同时，经第一级氧化后的一级氧化液进入第二级氧化内腔与二级氧化液混合后继续氧化；在第二级氧化内腔内，二级氧化液经氧化液抽出口被氧化循环泵抽出，泵入第二级氧化内腔上部的自吸空气喷射式气液混合器，在自吸空气的喷射式气液混合器内液体射流将自吸的空气剪切，进行充分传质并在气泡表面进行氧化还原反应，不断循环氧化，生成硫酸铵的比例进一步提高；进入氧化内腔的气泡最终溢出液面；经第二级氧化后的二级氧化液进入第三级氧化内腔与三级氧化液混合后继续氧化；第三级氧化内腔所发生的反应同第二级氧化内腔内的反应，依次类推，直至氧化液在最后一级氧化内腔内全部完成氧化；在倒数第二级氧化内腔下部设脱硫液抽出口，脱硫液经吸收循环泵泵入脱硫塔喷淋段，经分喷管及喷嘴喷淋下落，下落中与烟气中的硫氧化物、氮氧化物进行吸收反应，并伴有氧化还原反应，经喷淋吸收落入集液盘，再经溢流管溢流入多功能反应罐的第一级氧化内腔进行下一个吸收与氧化循环；所有溢出液面的气泡在罐内汇集后后经空气排出管排入脱硫塔或进烟管，在塔内继续与烟气中的硫氧化物、氮氧化物进行氧化反应；最后一级氧化液经多功能反应罐上的氧化液溢流口进入脱硫塔浓缩段。

本发明提出的一种烟气脱硫脱硝用多功能反应罐及其工艺，通过多功能反应罐实现调整循环吸收液成份；将亚硫酸铵氧化为硫酸铵；将脱硫剂均匀混合到脱硫液中以调整吸收液PH值；储存脱硫液多功能复合，多功能反应罐集脱硫液氧化、调配、储存为一体，结构紧凑、功能重叠，可使脱硫脱销装置流程缩短、能耗降低、投资节省；本发明还改变了传统脱硫脱销工艺的吸收液成份比例，可减少气溶胶的形成，提高了脱硫效率。

附图说明

图1为本发明反应罐的结构示意图。

图2为本发明的原理流程示意图。

图中：1、罐体，2、第三级氧化内腔，3-1、3-2隔板，4、筛板，5、氧化液溢流口，6-1、6-2、6-3、气液混合管，7-1、7-2、7-3、喷射式气液混合器，8、空气排出管，9、循环吸收液进口，10、第一级氧化内腔，11、脱硫剂进口，12、氧化液抽出口，13、脱硫液抽出口，14、氧化液抽出口，15、第二级氧化内腔，16、氧化液抽出口，17-1、17-2、17-3、氧化循环泵，18-1、18-2、18-3、19-1、19-2、19-3、21、23、连接管，20、溢流管，22、循环吸收泵，24、分喷管，25、喷嘴，26、升气帽、27、集液盘，28、脱硫塔。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明加以说明，下述实施例以三级氧化内腔为例，但本发明并不仅限于以下实施例；

如图1、图2所示，一种烟气脱硫脱硝用多功能反应罐，所述的多功能反应罐具有罐体1；在所述的罐体1内纵向设置两块隔板3-1、3-2，构成一个罐体三个氧化内腔的结构，且相邻的两个氧化内腔之间相互连通；在所述每个氧化内腔的上部分别设置自吸空气的喷射式气液混合器7-1、7-2、7-3，下部分别设置氧化液抽出口12、14、16；所述的每个氧化液抽出口12、14、16分别通过连接管18-1、18-2、18-3，氧化循环泵17-1、17-2、17-3，连接管19-1、19-2、19-3，与所对应的自吸空气的喷射式气液混合器7-1、7-2、7-3相连通，构成多级循环氧化单元；在第一级氧化内腔10上具有脱硫液进口9、脱硫剂进口11；所述的脱硫剂进口11通过分布器与第一级氧化内腔10相连通；所述的脱硫液进口9的一端与第一级氧化内腔10相连通，另一端与脱硫塔吸收段的集液盘27相连通；在第二级氧化内腔15的下部具有脱硫液抽出口13；所述的脱硫液抽出口13通过循环吸收泵22与脱硫塔28内的分喷管24和喷嘴25相连通，用以吸收烟气中的氮氧化物和硫氧化物；空气排出口8与脱硫塔28吸收段相连通，用以把过量的空气及水汽排入较高温度的烟气中，有利于脱硝；脱硝原理为：在水汽和微量金属离子作用催化下，氧气和烟气中的一氧化氮发生反应：O₂+2NO→2NO₂(烟气中氮氧化物中90％以上是NO)。生成的NO₂是一种强氧化剂，化学性质非常活泼，氧化性极强，很容易和亚硫酸氢铵、亚硫酸铵发生氧化还原反应，亚硫铵被氧化成化学性质稳定的硫酸铵，NO₂被还原成NO，甚至被还原成无害的氮气；

NO₂+(NH₄)₂SO₃→(NH₄)₂SO₄+NO       ①；

4(NH₄)₂SO₃+2NO₂→(NH₄)₂SO₄+N₂↑   ②

反应①式生成的NO又和O₂反应生成NO₂；在所述罐体1内横向设置有一层筛板4，用以使液下的空气呈均匀分布的泡状上升，使气液充分接触，进一步提高氧化率。

如图2所示，一种烟气脱硫脱硝净化工艺，脱硫液在脱硫塔28吸收段经分喷管24及喷嘴25喷淋下落，与自升气帽26内冒出并上升的烟气接触，最终落入塔内集液盘27，从集液盘27经溢流管20溢流入多功能反应罐的第一级氧化内腔10，与自脱硫剂进口11通过分布器喷出的脱硫剂均匀混合后自氧化液抽出口12通过连接管18-1被氧化循环泵17-1抽出，再通过连接管19-1泵入第一级氧化内腔上部的自吸空气的喷射式气液混合器7-1，在自吸空气的喷射式气液混合器7-1内液体射流将自吸的空气剪切，进行充分传质并在气泡表面进行氧化还原反应，大部分生成硫酸铵；氧化反应式为：2(NH₄)₂SO₃+O₂→2(NH₄)₂SO₄；2NH₄HSO₃+O₂→2NH₄HSO₄；所述的脱硫脱硝剂为氨水或液氨，根据PH值调整脱硫剂的加入量；空气自气液混合管6-1排出后与液体分离，在一级氧化内腔中呈泡状上升，最终溢出液面；同时，经第一级氧化后的一级氧化液经隔板3-1上方溢流或经隔板3-1下方的小孔进入第二级氧化内腔15与二级氧化液混合后继续氧化；在第二级氧化内腔15内，二级氧化液经氧化液抽出口14通过连接管18-2被氧化循环泵17-2抽出，再通过连接管19-1泵入第二级氧化内腔15上部的自吸空气的喷射式气液混合器7-2，在自吸空气的喷射式气液混合器7-2内液体射流将自吸的空气剪切，进行充分传质并在气泡表面进行氧化还原反应，生成硫酸铵的比例进一步提高；空气自气液混合管6-2排出后与液体分离，在一级氧化内腔中呈泡状上升，最终溢出液面；经第二级氧化后的二级氧化液经隔板3-2上方溢流或经隔板3-2下方的小孔进入第三级氧化内腔2，与三级氧化液混合后继续氧化，第三级氧化内腔2内所发生的反应同第一级氧化内腔10，循环氧化方式也相同；自所有氧化内腔溢出的空气汇集后，经排出管8排入脱硫塔28或进烟管，在塔内继续与烟气中的硫氧化物、氮氧化物进行氧化反应；在反应罐内完成反应的三级氧化液通过氧化液溢流口5进入脱硫塔28浓缩段；吸收循环泵22从设在第二级氧化内腔15下部的脱硫液抽出口13将脱硫液抽出，经连接管21、23泵入脱硫塔28内脱硫段，在脱硫段经分喷管24及喷嘴25喷淋下落，下落过程中与烟气中的硫氧化物、氮氧化物进行吸收反应，并伴有氧化还原反应，最终落入集液盘27，完成一个吸收与氧化循环；在脱硫塔吸收段和反应罐的一、二级，发生如下反应：

NH₃+NH₄HSO₄→(NH₄)₂SO₄；

NH₃+NH₄HSO₃→(NH₄)₂SO₃；

2NO₂+4(NH₄)₂SO₃→4(NH₄)₂SO₄+N₂；

NO₂+(NH₄)₂SO₃→(NH₄)₂SO₄+NO；

2NO+(NH₄)₂SO₃→2(NH₄)₂SO₄+N₂；

NH₄HSO₃也同样能发生上述反应，生成NH₄HSO₄。

Claims (1)

1.一种烟气脱硫脱硝净化工艺，所述烟气脱硫脱硝净化工艺利用烟气脱硫脱硝用多功能反应罐实现，所述的烟气脱硫脱硝用多功能反应罐具有罐体(1)；在所述的罐体(1)内纵向设置至少一块隔板(3-1)，构成一个罐体两个以上氧化内腔的结构，且相邻的两个氧化内腔之间相互连通；在所述每个氧化内腔的上部分别设置自吸空气的喷射式气液混合器(7-1、7-2、7-3)，下部分别设置氧化液抽出口(12、14、16)；所述的每个氧化液抽出口(12、14、16)分别通过氧化循环泵(17-1、17-2、17-3)与所对应的自吸空气的喷射式气液混合器(7-1、7-2、7-3)相连通，构成多级循环氧化单元；在第一级氧化内腔(10)上具有脱硫液进口(9)、脱硫剂进口(11)；所述的脱硫剂进口(11)与第一级氧化内腔(10)相连通；所述的脱硫液进口(9)的一端与第一级氧化内腔(10)相连通，另一端与脱硫塔(28)吸收段的集液盘(27)相连通；在倒数第二级氧化内腔的下部设有脱硫液抽出口(13)；所述的脱硫液抽出口(13)通过循环吸收泵(22)与脱硫塔(28)吸收段相连通；在最后一级氧化内腔上设有与脱硫塔浓缩段相通的氧化液溢流口(5)；在所述罐体(1)的上部具有空气排出管(8)，所述的空气排出管(8)与高温烟气管或脱硫塔(28)相连通；在所述罐体(1)内横向设置有至少一层筛板(4)，用以使液下的空气呈均匀分布的泡状上升，气液充分接触，进一步提高氧化率；其特征在于：脱硫液在脱硫塔(28)吸收段喷淋下落，与自升气帽(26)内冒出并上升的烟气接触，最终落入塔内集液盘(27)，从集液盘(27)经溢流管(20)溢流入多功能反应罐(1)的第一级氧化内腔(10)，与自脱硫剂进口(11)喷出的脱硫剂均匀合后自氧化液抽出口(12)被氧化循环泵(21)抽出，泵入第一级氧化内腔(10)上部的自吸空气的喷射式气液混合器(7-1)，在自吸空气的喷射式气液混合器(7-1)内液体射流将自吸的空气剪切，进行充分传质并在气泡表面进行氧化还原反应，不断循环氧化，大部分生成硫酸铵，进入氧化内腔(10)的气泡最终溢出液面；同时，经第一级氧化后的一级氧化液进入第二级氧化内腔(15)与二级氧化液混合后继续氧化；在第二级氧化内腔(15)内，二级氧化液经氧化液抽出口(14)被氧化循环泵(17-2)抽出，泵入第二级氧化内腔(10)上部的自吸空气的喷射式气液混合器(7-2)，在自吸空气的喷射式气液混合器(7-2)内液体射流将自吸的空气剪切，进行充分传质并在气泡表面进行氧化还原反应，不断循环氧化，生成硫酸铵的比例进一步提高；进入氧化内腔(10)的气泡最终溢出液面；经第二级氧化后的二级氧化液进入第三级氧化内腔(2)与三级氧化液混合后继续氧化；第三级氧化内腔(2)所发生的反应同第二级氧化内腔(15)内的反应，依次类推，直至氧化液在最后一级氧化内腔内全部完成氧化；在倒数第二级氧化内腔下部设脱硫液抽出口(13)，脱硫液经循环吸收泵(22)泵入脱硫塔喷淋段，经分喷管(24)及喷嘴(25)喷淋下落，下落中与烟气中的硫氧化物、氮氧化物进行吸收反应，并伴有氧化还原反应，经喷淋吸收落入集液盘(27)，再经溢流管溢(20)流入多功能反应罐(1)的第一级氧化内腔(10)进行下一个吸收与氧化循环；所有溢出液面的气泡在罐内汇集后后经空气排出管(8)排入脱硫塔(28)或进烟管，在塔内继续与烟气中的硫氧化物、氮氧化物进行氧化反应；最后一级氧化液经多功能反应罐氧化液溢流口(5)进入脱硫塔(28)浓缩段。

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