CN105013312A - 一种脱硫脱硝一体化吸收装置及应用 - Google Patents

一种脱硫脱硝一体化吸收装置及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种脱硫脱硝一体化吸收装置，所述吸收装置包括吸收装置本体、气液混合筛板装置、一级循环喷淋管路、一级储浆段、二级浆液收集装置、烟气气动整流装置、二级循环喷淋管路、除雾器、烟气入口、烟气出口和塔外二级浆液储存装置。本发明吸收装置的一级循环喷淋管路采用强氧化剂及吸收剂甲，同时氧化烟气中的SO2与NOx，并吸收脱除；二级循环喷淋管路采用低浓度吸收剂乙，吸收烟气中所携带酸雾及残留SO2、NOx；该脱硫脱硝一体化吸收装置能够实现将烟气同时进行脱硫脱硝治理，节约了环保投资，节省了设备占地面积，装置安全可靠，绿色环保，不会造成二次污染。

Description

一种脱硫脱硝一体化吸收装置及应用
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及工业脱硫脱硝设备，尤其是一种脱硫脱硝一体化吸收装置及应用。
背景技术
当今世界上最严重的大气污染是酸化污染，环境酸化主要源自随废气排放的二氧化硫(SO2)与氮氧化物(NOx)。传统的烟气脱硫脱硝处理设备，通常是将脱硫和脱硝分开进行，烟气脱硫技术主要以石灰石-石膏法、氨法、双碱法等为主；脱硝技术主要以选择性还原技术(SCR)、选择性非还原技术(SNCR)等为主。烟气脱硫脱硝分开治理，造成了排放烟气净化系统复杂庞大、初始投资大、运行费用高等缺陷；在改造工程中，往往因为空间不足，而无法实施，严重制约了排放烟气脱硫脱硝的实际实施。
因此，本专利申请人在脱硫脱硝技术上进行了创新，设计了一种脱硫脱硝一体化吸收装置，装置分为两级氧化吸收段：一级循环喷淋管路采用强氧化剂及吸收剂甲，同时氧化烟气中的SO2与NOx，并吸收脱除大部分污染物；二级循环喷淋管路采用低浓度吸收剂乙，吸收烟气中所携带酸雾及残留SO2、NOx，以达到同时脱硫脱硝的目的。
通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种脱硫脱硝一体化吸收装置，该装置可以高效地脱除烟气中的SO2与NOx，该吸收装置利用湿法喷淋技术，并设置了气液混合筛板装置和烟气气动整流装置，增加了气液接触面积、加强了气液传质强度，有效提高了吸收装置的脱除效率：脱硫效率≥95％，脱硝效率≥70％，该装置可以应用在湿法烟气脱硫脱硝方面。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种脱硫脱硝一体化吸收装置，所述吸收装置包括吸收装置本体、气液混合筛板装置、一级循环喷淋管路、一级储浆段、二级浆液收集装置、烟气气动整流装置、二级循环喷淋管路、除雾器、烟气入口、烟气出口和塔外二级浆液储存装置；
所述吸收装置本体的上部与吸收装置本体内相连通设置烟气出口，所述吸收装置本体的中下部与吸收装置本体内相连通设置烟气入口，所述烟气入口下方的吸收装置本体底部与吸收装置本体同轴设有一级储浆段，该一级储浆段的出水端与一级循环喷淋管路相连通设置，在烟气出口与烟气入口之间的吸收装置本体内由上至下依次同轴设置除雾器、二级循环喷淋管路、烟气气动整流装置、二级浆液收集装置、一级循环喷淋管路、气液混合筛板装置，所述塔外二级浆液储存装置设置于吸收装置本体外，该塔外二级浆液储存装置的入水端与塔内二级浆液收集装置相连通设置，该塔外二级浆液储存装置的出水端与二级循环喷淋管路相连通设置。
而且，所述二级浆液收集装置为锥形结构，该二级浆液收集装置的锥形底部的出口端与一联通管道的入水端相连通设置，该联通管道的出水端与塔外二级浆液收集装置相连通设置，该联通管道的出水端设置于二级浆液收集装置的运行液位下方。
而且，所述一级循环喷淋管路采用强氧化剂及吸收剂甲，独立循环控制；所述二级循环喷淋管路采用低浓度吸收剂乙，独立循环控制；或者，所述烟气气动整流装置为立式圆筒形结构，该装置的顶部和底部均通过封板与吸收装置本体相密封连接设置。
而且，所述烟气气动整流装置的顶部和底部的外表面上均密封安装封板的内缘，该封板的外缘密封安装于吸收装置本体的内壁上。
而且，所述烟气气动整流装置包括整流装置本体、旋流叶片和旋流叶片轴，所述旋流叶片轴同轴安装于整流装置本体内，所述整流装置本体与旋流叶片轴之间安装旋流叶片，该旋流叶片围绕旋流叶片轴成环形排列、倾斜安装于旋流叶片轴上。
而且，所述旋流叶片为四边形倾斜的叶片结构，采用平面或曲面的叶片形状，其投影面为矩形或扇形。
而且，所述气液混合筛板装置包括装置本体和竖直方向设置的圆形开孔，所述圆形开孔沿水平方向均布间隔制于装置本体上。
而且，所述圆形开孔的孔径在25～40mm，开孔率在20～50％；或者，所述装置本体的材质为耐腐蚀合金材料。
而且，所述吸收装置本体为立式塔器。
如上所述的脱硫脱硝一体化吸收装置在湿法烟气脱硫脱硝方面的应用。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明吸收装置的一级循环喷淋管路采用强氧化剂及吸收剂甲，同时氧化烟气中的SO2与NOx，并吸收脱除；二级循环喷淋管路采用低浓度吸收剂乙，吸收烟气中所携带酸雾及残留SO2、NOx；该脱硫脱硝一体化吸收装置能够实现将烟气同时进行脱硫脱硝治理，节约了环保投资，节省了设备占地面积，装置安全可靠，绿色环保，不会造成二次污染。
2、本发明装置可以高效脱除烟气中的SO2与NOx，该吸收装置用湿法喷淋技术，并设置了气液混合筛板装置和烟气气动整流装置，增加了气液接触面积、加强了气液传质强度，有效提高了吸收装置的脱除效率：脱硫效率≥95％，脱硝效率≥70％。
3、本发明装置投资成本低，占地面积小，使用方法简便，操作便利、不易发生故障，运行方便，同时其较好地解决了烟气同时脱硫脱硝的问题，节约了资源，环保效果显著，可以广泛地应用于烟气的湿法脱硫脱硝。
4、本发明装置在烟气出口与烟气入口之间的吸收装置本体内由上至下依次设置除雾器、二级循环喷淋管路、烟气气动整流装置、二级浆液收集装置、一级循环喷淋管路、气液混合筛板装置；其一级循环喷淋管路采用强氧化剂及吸收剂甲(如NaClO2溶液)，独立循环控制；其二级循环喷淋管路采用低浓度吸收剂乙(如NaOH溶液)，独立循环控制，实现了湿法脱硫脱硝装置双循环控制，可以分别在两级循环中采用不同的吸收剂及不同的pH值控制范围，以达到更高的脱硫效率和脱硝效率。
附图说明
图1为本发明脱硫脱硝一体化吸收装置的结构连接示意图；
图2为图1中烟气气动整流装置的结构连接立体图；
图3为图2的俯视连接示意图；
图4为图1中气液混合筛板装置的结构连接示意图。
具体实施方式
下面以附图实施方式为例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
本发明专利中未详细描述的结构、连接关系及方法，均可以理解为本领域内的公知常识。
一种脱硫脱硝一体化吸收装置，如图1所示，所述吸收装置包括吸收装置本体2、气液混合筛板装置9、一级循环喷淋管路10、一级储浆段7、二级浆液收集装置4、烟气气动整流装置13、二级循环喷淋管路3、除雾器14、烟气入口8、烟气出口1和塔外二级浆液储存装置6；所述吸收装置本体的上部与吸收装置本体内相连通设置烟气出口，所述吸收装置本体的中下部与吸收装置本体内相连通设置烟气入口，所述烟气入口下方的吸收装置本体底部与吸收装置本体同轴设有一级储浆段，该一级储浆段的出水端与一级循环喷淋管路相连通设置，在烟气出口与烟气入口之间的吸收装置本体内由上至下依次同轴设置除雾器、二级循环喷淋管路、烟气气动整流装置、二级浆液收集装置、一级循环喷淋管路、气液混合筛板装置，所述塔外二级浆液储存装置设置于吸收装置本体外，该塔外二级浆液储存装置的入水端与塔内二级浆液收集装置相连通设置，该塔外二级浆液储存装置的出水端与二级循环喷淋管路相连通设置。
在本实例中，所述吸收装置本体为立式塔器。
在本实例中，所述二级浆液收集装置为锥形结构，该二级浆液收集装置的锥形底部11的出口端与一联通管道5的入水端相连通设置，该联通管道的出水端与塔外二级浆液收集装置相连通设置，该联通管道的出水端设置于二级浆液收集装置的运行液位下方。
在本实例中，所述一级循环喷淋管路采用强氧化剂及吸收剂甲，独立循环控制；所述二级循环喷淋管路采用低浓度吸收剂乙，独立循环控制。
在本实例中，所述烟气气动整流装置为立式圆筒形结构，该装置的顶部和底部均通过封板12与吸收装置本体相密封连接设置，例如该装置的顶部和底部的外表面上均密封安装封板的内缘，该封板的外缘密封安装于吸收装置本体的内壁上；
如图2和图3所示，所述烟气气动整流装置包括整流装置本体15、旋流叶片16和旋流叶片轴17，所述旋流叶片轴同轴安装于整流装置本体内，所述整流装置本体与旋流叶片轴之间安装旋流叶片，该旋流叶片围绕旋流叶片轴成环形排列、倾斜安装于旋流叶片轴上。
在本实施例中，所述旋流叶片为四边形倾斜的叶片结构，采用平面或曲面的叶片形状，其投影面为矩形或扇形。
在本实施例中，如图4所示，所述气液混合筛板装置包括装置本体18和竖直方向设置的圆形开孔19，所述圆形开孔沿水平方向均布间隔制于装置本体上；所述圆形开孔的孔径可以在25～40mm，开孔率在20～50％；所述装置本体的材质可以为耐腐蚀合金材料。
如上所述的脱硫脱硝一体化吸收装置在湿法烟气脱硫脱硝方面的应用。
本发明脱硫脱硝一体化装置的工作原理如下：
本脱硫脱硝一体化装置，可以分为两级氧化吸收段。由烟气入口至一级循环喷淋管路为一级氧化吸收段，烟气在此段与强氧化剂及吸收剂甲充分混合，绝大多数SO2与NOx被氧化并吸收；烟气由装置入口进入脱硫脱硝一体化装置，一级循环喷淋管路的浆液与烟气逆流接触，充分混合并反应，未反应完全的浆液自上而下落入一级储浆段循环使用；在一级循环喷淋管路与烟气入口之间设置气液混合筛板装置，该装置增加了气液接触面积、加强了气液传质强度；一级循环喷淋管路采用强氧化剂及吸收剂甲(如NaClO2溶液)，其与烟气中SO2与NOx反应方程式为：
2SO2+NaClO2+H2O→2H2SO4+NaCl
4NO+3NaClO2+H2O→4HNO3+NaCl
由二级浆液收集装置至二级循环喷淋管路，为二级吸收段。烟气由一级氧化吸收段进入，与二级循环喷淋管路的浆液逆流接触，充分混合并反应，脱除烟气中所携带酸雾及残留SO2、SO3、NOx，未反应完全的浆液自上而下落入二级浆液收集装置，并经连接管路至塔外二级浆液储存装置循环使用；在二级循环喷淋管路与级浆液收集装置之间，设置烟气气动整流装置，烟气经烟气气动整流装置，气流分布更加均匀，提高了气液接触效果；二级循环喷淋管路采用低浓度吸收剂乙(如NaOH溶液)，其与烟气中SO2、SO3与NOx反应方程式为：
NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O
SO3+2NaOH→Na2SO4+H2O
在二级吸收段后，设置两级除雾器，去除烟气中所携带雾滴。最终，实现脱硫脱硝的洁净烟气由装置烟气出口引出，并进入后续装置排放。

Claims (10)

1.一种脱硫脱硝一体化吸收装置，其特征在于：所述吸收装置包括吸收装置本体、气液混合筛板装置、一级循环喷淋管路、一级储浆段、二级浆液收集装置、烟气气动整流装置、二级循环喷淋管路、除雾器、烟气入口、烟气出口和塔外二级浆液储存装置；
所述吸收装置本体的上部与吸收装置本体内相连通设置烟气出口，所述吸收装置本体的中下部与吸收装置本体内相连通设置烟气入口，所述烟气入口下方的吸收装置本体底部与吸收装置本体同轴设有一级储浆段，该一级储浆段的出水端与一级循环喷淋管路相连通设置，在烟气出口与烟气入口之间的吸收装置本体内由上至下依次同轴设置除雾器、二级循环喷淋管路、烟气气动整流装置、二级浆液收集装置、一级循环喷淋管路、气液混合筛板装置，所述塔外二级浆液储存装置设置于吸收装置本体外，该塔外二级浆液储存装置的入水端与塔内二级浆液收集装置相连通设置，该塔外二级浆液储存装置的出水端与二级循环喷淋管路相连通设置。
2.根据权利要求1所述的脱硫脱硝一体化吸收装置，其特征在于：所述二级浆液收集装置为锥形结构，该二级浆液收集装置的锥形底部的出口端与一联通管道的入水端相连通设置，该联通管道的出水端与塔外二级浆液收集装置相连通设置，该联通管道的出水端设置于二级浆液收集装置的运行液位下方。
3.根据权利要求1所述的脱硫脱硝一体化吸收装置，其特征在于：所述一级循环喷淋管路采用强氧化剂及吸收剂甲，独立循环控制；所述二级循环喷淋管路采用低浓度吸收剂乙，独立循环控制；或者，所述烟气气动整流装置为立式圆筒形结构，该装置的顶部和底部均通过封板与吸收装置本体相密封连接设置。
4.根据权利要求3所述的脱硫脱硝一体化吸收装置，其特征在于：所述烟气气动整流装置的顶部和底部的外表面上均密封安装封板的内缘，该封板的外缘密封安装于吸收装置本体的内壁上。
5.根据权利要求1所述的脱硫脱硝一体化吸收装置，其特征在于：所述烟气气动整流装置包括整流装置本体、旋流叶片和旋流叶片轴，所述旋流叶片轴同轴安装于整流装置本体内，所述整流装置本体与旋流叶片轴之间安装旋流叶片，该旋流叶片围绕旋流叶片轴成环形排列、倾斜安装于旋流叶片轴上。
6.根据权利要求5所述的脱硫脱硝一体化吸收装置，其特征在于：所述旋流叶片为四边形倾斜的叶片结构，采用平面或曲面的叶片形状，其投影面为矩形或扇形。
7.根据权利要求1所述的脱硫脱硝一体化吸收装置，其特征在于：所述气液混合筛板装置包括装置本体和竖直方向设置的圆形开孔，所述圆形开孔沿水平方向均布间隔制于装置本体上。
8.根据权利要求7所述的脱硫脱硝一体化吸收装置，其特征在于：所述圆形开孔的孔径在25～40mm，开孔率在20～50％；或者，所述装置本体的材质为耐腐蚀合金材料。
9.根据权利要求1至8任一项所述的脱硫脱硝一体化吸收装置，其特征在于：所述吸收装置本体为立式塔器。
10.如权利要求1至9任一项所述的脱硫脱硝一体化吸收装置在湿法烟气脱硫脱硝方面的应用。
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