CN105688639A - 基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸方法及装置 - Google Patents

基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供的基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸方法及装置，包括压缩空气制备单元、脱酸塔、喷枪单元、用于为喷枪单元提供中和剂的中和剂单元和用于控制所述中和剂摄入参数的控制单元；本发明通过将含有酸性污染物的烟气从入口装置中进入脱酸塔后，与从喷枪喷入的中和剂反应后生成盐在后续设备中从烟气中分离、收集，可以有效去除酸性污染物，达到将烟气中的酸性污染物去除的目的；将液态的中和剂和水雾化成微小的颗粒，水蒸发成水蒸汽将烟气温度降低；并且在离开脱酸塔之前，完全汽化成水蒸汽，脱酸塔完全干式运行，不产生废水，减少了环境污染；通过本发明大大降低了投资和运行成本。

Description

基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸方法及装置
技术领域
本发明涉及污染处理领域，尤其涉及一种基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸方法及装置。
背景技术
随着科技的进步，人类社会得到了快速发展，但由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够，预防不利，导致了全球性的三大危机：资源短缺、环境污染和生态破坏，环境污染是由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，向环境中添加某种物质而超过环境的自净能力，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人类的正常生产和生活条件的现象，垃圾焚烧、燃煤锅炉、冶金、化工、建材等行业产生的烟气含有SOx、NOx、HCl、颗粒粉尘、重金属和二噁英等二次污染，对环境造成极大危害并严重影响周围民众的日常生活与人身健康。目前，对低浓度含酸烟气采用干法、湿法或半干法脱除酸性气体；利用静电除尘器或布袋除尘器可以去除烟气中的粉尘；另外，烟气中的有毒成分也可以通过喷入活性炭吸附等方法去除。对有毒有害气体排放的控制，导致垃圾焚烧处理运行成本和技术要求相当高。由于干法净化流程效率较低，物料消耗较高，单独采用干法流程脱酸的工程越来越少；湿法流程效率高，物料消耗低，但由于需要对产生的废水进行处理，且处理成本较高，目前在国内只有在经济发达的少数地区使用；半干法工艺因其脱酸效率高、物料消耗少、且不产生废水等优点而广泛使用。
现有的半干法工艺的核心技术是旋转喷雾器，该设备通过高速旋转(8000～12000r/min)使液态的石灰乳雾化成微小的颗粒保证脱酸塔的干式运行，该设备目前由比利时西格斯(目前由新加坡吉宝)垄断，售价约45～50万美元。同时，该设备存在在运行7～10天时必须进行一次清理，否则，将失去动平衡的缺点，因此，亟需一种新的半干法烟气脱酸技术，能够提高效率，同时降低投资和运行成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸方法及装置，以解决上述问题。
本发明提供的基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸方法，包括
a.制备中和剂，并将制备后的中和剂传送至喷枪单元；
b.通过控制中和剂摄入参数对中和剂进行雾化处理，雾化的介质为压缩空气；
c.将雾化后的中和剂通过喷枪单元对脱酸塔内的烟气进行净化。
进一步，所述中和剂摄入参数包括液态中和剂流量、压力以及压缩空气的流量和压力，采集污染物参数，并根据污染物参数改变中和剂摄入参数，所述污染物参数包括烟气中酸性污染物的含量和烟气温度。
进一步，所述脱酸塔为塔身为圆柱形立式结构的封闭式容器，脱酸塔设置有烟气入口、净气出口和飞灰出口，所述喷枪单元固定设置于脱酸塔内；所述烟气入口设置于塔身底部侧壁，所述净气出口设置于脱酸塔顶部，所述飞灰出口设置于脱酸塔底部。
进一步，所述中和剂为碱性液态中和剂，所述碱性液态中和剂通过与烟气中的酸性污染物在脱酸塔内发生中和反应，将液态中和剂中的水分气化，反应后的烟气通过净气出口排出。
本发明还提供一种基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸装置，包括压缩空气制备单元、脱酸塔、喷枪单元、用于为喷枪单元提供中和剂的中和剂单元和用于控制所述中和剂摄入参数的控制单元；所述中和剂单元与控制单元的输入端连接，所述压缩空气制备单元与控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与喷枪单元的输入端连接，所述喷枪单元设置于脱酸塔内部；
所述中和剂单元制备中和剂，并将制备后的中和剂传送至喷枪单元；控制单元通过控制中和剂摄入参数对中和剂进行雾化处理，雾化的介质为压缩空气；所述喷枪单元通过喷出雾化后的中和剂对脱酸塔内的烟气进行净化。
进一步，还包括用于采集污染物参数的采集单元，所述中和剂摄入参数包括液态中和剂流量、压力以及压缩空气的流量和压力，所述控制单元根据污染物参数改变中和剂摄入参数，所述污染物参数包括烟气中酸性污染物的含量和烟气温度。
进一步，所述脱酸塔为塔身为圆柱形立式结构的封闭式容器，脱酸塔设置有烟气入口、净气出口和飞灰出口，所述喷枪单元固定设置于脱酸塔内；所述烟气入口设置于塔身底部侧壁，所述净气出口设置于脱酸塔顶部，所述飞灰出口设置于脱酸塔底部。
进一步，所述中和剂为碱性液态中和剂，所述碱性液态中和剂通过与烟气中的酸性污染物在脱酸塔内发生中和反应，将液态中和剂中的水分气化，反应后的烟气通过净气出口排出。
进一步，所述中和剂单元包括中和剂制备模块和中和剂供应模块，所述中和剂制备模块的输出端与中和剂供应模块的输入端连接，所述剂供应模块的输出端于控制单元的输入端连接，
进一步，所述脱酸塔内壁设置有防腐材料。
本发明的有益效果：本发明通过将含有酸性污染物的烟气从入口装置中进入脱酸塔后，与从喷枪喷入的中和剂反应后生成盐在后续设备中从烟气中分离、收集，可以有效去除酸性污染物，达到将烟气中的酸性污染物去除的目的；将液态的中和剂和水雾；化成微小的颗粒，水蒸发成水蒸汽将烟气温度降低；并且在离开脱酸塔之前，完全汽化成水蒸汽，脱酸塔完全干式运行，不产生废水，减少了环境污染；通过本发明大大降低了投资和运行成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1是本发明的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：图1是本发明的原理示意图。
如图1所示，本实施例中的基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸方法及装置，其方法包括
a.制备中和剂，并将制备后的中和剂传送至喷枪单元；
b.通过控制中和剂摄入参数对中和剂进行雾化处理，雾化的介质为压缩空气；
c.将雾化后的中和剂通过喷枪单元对脱酸塔内的烟气进行净化
其中，中和剂摄入参数包括液态中和剂流量、压力以及压缩空气的流量和压力，采集污染物参数，并根据污染物参数改变中和剂摄入参数，所述污染物参数包括烟气中酸性污染物的含量和烟气温度，在本实施例中，中和剂为液态中和剂，所述喷枪单元为用于将液态中和剂喷出雾化颗粒的固定式喷枪，喷枪安装于脱酸塔内，且固定不动，利用碱性中和剂在一定条件下与烟气中的酸性污染物发生化学中和反应，通过压缩空气将液态的中和剂在特定的喷枪5内雾化成微小的颗粒(350微米至50微米)，以增大比表面积，在特定的反应塔6内部发生中和反应，待处理的烟气通过烟气进口8进入脱酸塔6内部，与喷枪5喷出的中和剂发生化学反应，将烟气中酸性污染物去除，中和剂中的水全部汽化成水蒸汽后，将烟气温度降低至后续设备适合运行的温度范围内，脱酸塔内不产生任何废水，中和剂中的水完全汽化成水蒸汽进入烟气系统中，从净气出口7中排出，从而达到消除烟气中酸性污染物的目的。
具体地，中和剂在中和剂制备模块1中制备达到要求后，由中和剂供应模块2供应至喷枪5入口，压缩空气由压缩空气制备单元3通过管网供应至喷枪5入口，中和剂在压缩空气的作用下，在喷枪5内雾化成微小的颗粒，喷入脱酸塔6内部，待处理的烟气从烟气进口8进入脱酸塔6内部，与喷枪5喷入的微小颗粒充分接触、反应，以达到去除烟气中酸性污染物的目的；进入喷枪内的中和剂的流量、压力和进入喷枪内的压缩空气的流量、压力根据净气出口7烟气中酸性污染物的含量和烟气温度由控制单元4自动控制，从喷枪5喷入的中和剂中含有大量水份，水在反应塔内部完全汽化成水蒸汽进入烟气中排出；在脱酸塔6内部由于液态水汽化成水蒸汽，将烟气温度降低至后续设备可运行的温度范围内。
在本实施例中，中和剂摄入参数包括液态中和剂量、压缩空气的流量和压力，本实施例中进入喷枪内的中和剂的流量、压力和进入喷枪内的压缩空气的流量、压力根据净气出口7烟气中酸性污染物的含量和烟气温度由控制单元4自动控制，控制单元可以采用单片机，也可以采用其他能够实现上述控制功能的其他元器件进行替代，如CPU、ARM处理器芯片等，本实施例中通过单片机驱动控制阀门或开关之类的能够用于控制流量及压力的驱动器，来实现改变中和剂摄入参数，本领域技术人员应该可以通过现有技术知晓，再此不再赘述。
在本实施例中，脱酸塔为封闭式容器，脱酸塔的塔身为圆柱形立式结构，脱酸塔设置有烟气入口8、净气出口7和飞灰出口9，其中烟气入口8设置于塔身侧壁底部，所述净气出口7设置于脱酸塔6顶部，所述飞灰出口设置于脱酸塔6底部，脱酸塔内壁设置有防腐材料，本实施例中的脱酸塔采用密闭的钢制外壳，净气出口7设置于脱酸塔6顶部，可以便于中和后的烟气快速的从脱酸塔内排除，烟气出口8设置于塔身侧壁底部可以使烟气在喷枪单元喷射下产生的中和反应更加均匀，增加反应的表面积。
在本实施例中，还包括采集单元，采集单元包括烟气污染物检测单元以及用于采集烟气温度的温度检测单元，所述温度检测单元的输出端与控制单元的输入端连接，液态中和剂中的水被完全汽化成水蒸汽进入烟气中，利用水的汽化潜热将烟气温度降低至后续设备合适运行的温度范围内，并确保反应塔内不产生任何废水。反应后的烟气通过净气出口7进入后续处理设施。
如图1所示，相应地，本实施例提供了一种基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸装置，包括压缩空气制备单3、脱酸塔6、喷枪单元5、控制单元4和用于为喷枪单元提供中和剂的中和剂单元，中和剂单元具体包括中和剂制备模块1和中和剂供应模块2。利用碱性中和剂在一定条件下与烟气中的酸性污染物发生化学中和反应的过程，它是通过压缩空气将液态的中和剂在特定的喷枪5内雾化成微小的颗粒(350微米至50微米)，以增大比表面积，在特定的反应塔6内部发生中和反应，以达到消除烟气中酸性污染物的目的，同时液态中和剂中的水亦被完全汽化成水蒸汽进入烟气中，利用水的汽化潜热将烟气温度降低至后续设备合适运行的温度范围内，并确保反应塔内不产生任何废水，烟气中的酸性气体经过反应后中和成固态的盐，反应后的烟气通过净气出口7进入后续处理设施。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸方法，其特征在于：包括a.制备中和剂，并将制备后的中和剂传送至喷枪单元；
b.通过控制中和剂摄入参数对中和剂进行雾化处理，雾化的介质为压缩空气；
c.将雾化后的中和剂通过喷枪单元对脱酸塔内的烟气进行净化。
2.根据权利要求1所述的基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸方法，其特征在于：所述中和剂摄入参数包括液态中和剂流量、压力以及压缩空气的流量和压力，采集污染物参数，并根据污染物参数改变中和剂摄入参数，所述污染物参数包括烟气中酸性污染物的含量和烟气温度。
3.根据权利要求2所述的基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸方法，其特征在于：所述脱酸塔为塔身为圆柱形立式结构的封闭式容器，脱酸塔设置有烟气入口、净气出口和飞灰出口，所述喷枪单元固定设置于脱酸塔内；所述烟气入口设置于塔身底部侧壁，所述净气出口设置于脱酸塔顶部，所述飞灰出口设置于脱酸塔底部。
4.根据权利要求3所述的基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸方法，其特征在于：所述中和剂为碱性液态中和剂，所述碱性液态中和剂通过与烟气中的酸性污染物在脱酸塔内发生中和反应，将液态中和剂中的水分气化，反应后的烟气通过净气出口排出。
5.一种基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸装置，其特征在于：包括压缩空气制备单元、脱酸塔、喷枪单元、用于为喷枪单元提供中和剂的中和剂单元和用于控制所述中和剂摄入参数的控制单元；所述中和剂单元与控制单元的输入端连接，所述压缩空气制备单元与控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与喷枪单元的输入端连接，所述喷枪单元设置于脱酸塔内部；
所述中和剂单元制备中和剂，并将制备后的中和剂传送至喷枪单元；控制单元通过控制中和剂摄入参数对中和剂进行雾化处理，雾化的介质为压缩空气；所述喷枪单元通过喷出雾化后的中和剂对脱酸塔内的烟气进行净化。
6.根据权利要求5所述的基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸装置，其特征在于：还包括用于采集污染物参数的采集单元，所述中和剂摄入参数包括液态中和剂流量、压力以及压缩空气的流量和压力，所述控制单元根据污染物参数改变中和剂摄入参数，所述污染物参数包括烟气中酸性污染物的含量和烟气温度。
7.根据权利要求6所述的基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸装置，其特征在于：所述脱酸塔为塔身为圆柱形立式结构的封闭式容器，脱酸塔设置有烟气入口、净气出口和飞灰出口，所述喷枪单元固定设置于脱酸塔内；所述烟气入口设置于塔身底部侧壁，所述净气出口设置于脱酸塔顶部，所述飞灰出口设置于脱酸塔底部。
8.根据权利要求7所述的基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸装置，其特征在于：所述中和剂为碱性液态中和剂，所述碱性液态中和剂通过与烟气中的酸性污染物在脱酸塔内发生中和反应，将液态中和剂中的水分气化，反应后的烟气通过净气出口排出。
9.根据权利要求5所述的基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸装置，其特征在于：所述中和剂单元包括中和剂制备模块和中和剂供应模块，所述中和剂制备模块的输出端与中和剂供应模块的输入端连接，所述剂供应模块的输出端于控制单元的输入端连接。
10.根据权利要求5所述的基于固定喷枪的两相流半干法烟气脱酸装置，其特征在于：所述脱酸塔内壁设置有防腐材料。
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