CN108837651A - 一种脱硫脱硝除尘协同处理装置 - Google Patents

一种脱硫脱硝除尘协同处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种脱硫脱硝除尘协同处理装置，所述装置包括：依次连通的配风口、燃烧炉、陶瓷过滤器、鼓泡床气体过滤器和吸收器；所述吸收器包括设置在下层的浓缩部和吸收部，以及设置在上层的脱硝部；所述吸收部用于吸收烟气中SO2形成的亚硫酸铵溶液；所述浓缩部用于将硫酸铵经浓缩泵打入浓缩液喷淋层，在使烟气温度降低的同时，自身得到浓缩，并得到固含量5%‑15%硫酸铵浆液；所述脱硝部与氨气输送管道和热解吸气体输送管道连通，所述脱硝部还设置有脱硝催化剂添加口，所述热解吸气体的温度被控制在400度左右，以便于加快脱硝反应，分解粘附在催化剂表面的硫酸氢铵，净化催化剂表面。本发明能够实现脱硫脱硝和除尘协同的目的。

Description

一种脱硫脱硝除尘协同处理装置
技术领域
本发明涉及环保机械领域，尤其涉及一种脱硫脱硝除尘协同处理装置。
背景技术
废气是指人类在生产和生活过程中排出的有毒有害的气体。特别是化工厂、钢铁厂、制药厂以及炼焦厂和炼油厂等，排放的废气气味大，严重污染环境和影响人体健康。
废气中含有污染物种类很多，其物理和化学性质非常复杂，毒性也不尽相同。燃料燃烧排出的废气中含有二氧化硫、氮氧化物（NOx）、碳氢、烟尘等。废气污染大气环境是世界最普遍最严重的环境问题之一。
在常规工艺中 ,脱硫、脱硝和除尘作为独立的单元操作分别在各自的装置中完成，这种独立的废气处理工艺成本较高，并且浪费空间，工艺复杂，因此，有必要研发一种脱硫脱硝除尘协同处理装置，从而一并达到脱硫脱硝除尘两种目的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种脱硫脱硝除尘协同处理装置。
本发明是以如下技术方案实现的：
一种脱硫脱硝除尘协同处理装置，所述装置包括：所述装置包括：依次连通的配风口、燃烧炉、陶瓷过滤器、鼓泡床气体过滤器和吸收器；
所述吸收器包括设置在下层的浓缩部和吸收部，以及设置在上层的脱硝部；
所述吸收部用于吸收烟气中SO2形成的亚硫酸铵溶液，自流于氧化槽，被氧化槽底部鼓入的空气，氧化成硫酸铵溶液，部分硫酸铵溶液返流入浓缩部；
所述浓缩部用于将硫酸铵经浓缩泵打入浓缩液喷淋层，在使烟气温度降低的同时，自身得到浓缩，并得到固含量 5%-15%硫酸铵浆液；
所述脱硝部与氨气输送管道和热解吸气体输送管道连通，所述脱硝部还设置有脱硝催化剂添加口，所述热解吸气体的温度被控制在400度左右，以便于加快脱硝反应，分解粘附在催化剂表面的硫酸氢铵，净化催化剂表面。
进一步地，还包括气体循环管路；
所述配风口与所述燃烧炉的第一气体入口连通，所述燃烧炉的气体出口与所述陶瓷过滤器的气体入口通过第一管道连通，所述陶瓷过滤器的气体出口与所述鼓泡床气体过滤器的气体入口通过第二管道连通，所述鼓泡床气体过滤器的气体出口与吸收器的气体入口连通，所述吸收器的气体出口与所述气体循环管路的第一循环口连通，所述气体循环管路的第二循环口与所述燃烧炉的第二气体入口连通；
所述气体循环管路中设置有分控阀，当所述气体循环管路中的气体中硫化物和硝化物的含量均低于预设值时，所述气体循环管路分控阀开启，气体排入大气，否则，分控阀关闭，气体重新进入燃烧炉。
进一步地，所述陶瓷过滤器为由相互连接的第一过滤器和第二过滤器构成的双层过滤器。
进一步地，所述第一过滤器和所述第二过滤器均为半球面过滤器，从而有利于气体在曲面上流过情况的不同产生的压差，达到过滤器内外交流的目的。
进一步地，所述第一过滤器的直径小于第二过滤器的直径，以使得气体通过直径更大的第二过滤器后速度能够被减小。
本发明具有下述有益效果：
（1）能够实现脱硫、脱硝和除尘三种目的；
（2）能够实现全程自动化的脱硫脱硝和除尘工艺过程的精确控制，自动化程度高，脱硫脱硝效率高，除尘效果好。
附图说明
图1是本实施例提供的一种脱硫脱硝除尘协同处理装置示意图；
图2是本实施例提供的第一管道主视示意图；
图3是本实施例提供的管道体完全展开俯视示意图；
图4是本实施例提供的第一过滤器过滤部分的制备方法流程图；
图5是本实施例提供的第二过滤器过滤部分的制备方法流程图；
图6是本实施例提供的鼓泡床气体过滤器示意图；
图7是本实施例提供的多孔陶瓷板的获取方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明实施例提供一种脱硫脱硝除尘协同处理装置，如图1所示，所述装置包括：配风口1、燃烧炉2、陶瓷过滤器3、鼓泡床气体过滤器4、吸收器5和气体循环管路6，所述配风口1与所述燃烧炉2的第一气体入口01连通，所述燃烧炉2的气体出口与所述陶瓷过滤器3的气体入口通过第一管道10连通，所述陶瓷过滤器3的气体出口与所述鼓泡床气体过滤器4的气体入口通过第二管道20连通，所述鼓泡床气体过滤器4的气体出口与吸收器5的气体入口连通，所述吸收器5的气体出口与所述气体循环管路6的第一循环口连通，所述气体循环管路6的第二循环口与所述燃烧炉2的第二气体入口02连通。所述气体循环管路6中设置有分控阀，当所述气体循环管路中的气体中硫化物和硝化物的含量均低于预设值时，所述气体循环管路分控阀开启，气体排入大气，否则，分控阀关闭，气体重新进入燃烧炉2。
所述第一管道10与所述陶瓷过滤器3的气体入口的连接处的横截面的第一直径是可变的，所述第二管道20与所述鼓泡床气体过滤器5的气体入口的连接处的横截面的第二直径也是可变的。具体地，所述第一管道10内部设置有第一气流速度检测器，所述第二管道20内部设置有第二气流速度检测器，所述第一气流速度检测器与所述第二气流速度检测区与控制器连通，以便于所述控制器根据所述第一气流速度检测器获取的气流速度控制第一直径的大小，以及根据所述第二气流速度检测器获取的气流速度控制第二直径的大小。
第一管道10与燃烧炉2的气体出口的连接处的横截面的直径是不变的，第一管道10与所述陶瓷过滤器3的气体入口的连接处的横截面的第一直径是可变的，从而可以通过改变第一管道10的容积调整第一管道中的气体流速，同理，第二管道20的气体流速也是可调。需要强调的是，本发明实施例并不限制能够实现上述技术效果的第一管道10和第二管道20的具体结构。
为了便于描述本申请的具体技术方案，本发明实施例提供一种可行的第一管道和第二管道的结构，第一管道和第二管道的结构可以是相同的，当然，这种结构并不限制本申请的保护范围。
以第一管道为例，如图2所示，所述第一管道10与燃烧炉2气体出口的连接处为所述第一管道10的第一端部100，所述第一管道10与所述陶瓷过滤器3的气体入口的连接处为所述第一管道10的第二端部200。所述第一端部100和第二端部200之间通过管道体300连接。如图3所示，所述管道体300由多个扇形支架301和连接相邻两个扇形支架的柔性部302构成。扇形支架301伸展的程度不同，则第二端部200横截面的直径不同，两个扇形支架之间的柔性部302的设置确保了第二端部横截面直径不同不影响第一管道的密封性。
具体地，以一个扇形支架为例，其与第一端部100转动连接，通过转动其与第一端部100的连接部变动所述扇形支架的伸展程度，在第二端部处设置有弧形连接部201，所述弧形连接部201与所述扇形支架的伸展轨迹相吻合，从而确保扇形支架在伸展过程中始终与第二端部200接触，从而确保第一管道10的密封性。
在实际的废气处理过程，陶瓷过滤器3对于气体进行初步的除尘脱硫过滤操作，鼓泡床气体过滤器4进行进一步地除尘脱硫过滤操作。第一管道10处的气流速度应当大于第二管道20的气流速度。原因在于：增加陶瓷过滤器中气体穿过陶瓷过滤器的速度，强化惯性碰撞效应，提高除尘效率。而对于鼓泡床气体过滤器4而言，降低第二管道的气流速度，从而增加气体停留在密相鼓泡床区的时间，提升除尘效率。
具体地，本发明实施例进一步提供了陶瓷过滤器3的具体结构，所述陶瓷过滤器3用于对气体进行脱硫除尘操作。
所述陶瓷过滤器3为由相互连接的第一过滤器31和第二过滤器32构成的双层过滤器。所述第一过滤器31和所述第二过滤器32均为半球面过滤器，从而有利于气体在曲面上流过情况的不同产生的压差，达到过滤器内外交流的目的。所述第一过滤器31的直径小于第二过滤器的直径32，这样设计的目的在于第二过滤器32更为靠近鼓泡床气体过滤器4，气体通过直径更大的第二过滤器32后速度能够被进一步减小。
具体地，如图4所示，本发明实施例提供所述第一过滤器过滤部分的制备方法：
S101. 将第一除尘回收物、第二除尘回收物和氢氧化钙按照1:1:5的配比混合。
具体地，所述第一除尘回收物和第二除尘回收物都是在煤炭燃烧后进行气体除尘过程中回收得到的产物，在常用的工业流程中可以轻易被得到。第一除尘回收物的要求是有效脱硫成分氧化钙和氧化镁等碱金属的含量达到总质量的50%以上。第二除尘回收物的要求是氧化铁和氧化亚铁的含量达到40%以上。
S102. 将上述混合物加水混合，并焙烧2小时。
第一除尘回收物和第二除尘回收物作为氢氧化钙的添加物能够提升脱硫的利用率，并且提升脱硫的持续时间，其通过与氢氧化钙的混合并使用本发明实施例的工艺能够得到复合金属氧化物, 优化了脱硫剂的孔隙, 从而提高了反应速度和钙利用率。
S103. 将焙烧后的混合物装进行研磨。
S104. 将得到的混合粉体倒入半球面的Si3N4多孔陶瓷中，通过不断旋转并轻轻震动所述半球面的Si3N4多孔陶瓷，使Si3N4多孔陶瓷孔隙中充满基体粉料。
具体地，所述Si3N4多孔陶瓷的空隙粒径在0.4mm以内。
S105. 将Si3N4多孔陶瓷放入烧结炉中，在氮气保护下，800℃下保温2h，然后自然冷却到室温，即可将得到的半球面的Si3N4作为第一过滤器的过滤部分。
经过试验证实，本发明实施例中得到的半球面的Si3N4能够起到脱硫作用，并且当废气通过第一过滤器后，半球面的Si3N4的脱硫剂的颗粒直径与废气当时的速度相配合，有利于滤饼形成，提升除尘效率。
具体地，如图5所示，本发明实施例提供所述第二过滤器过滤部分的制备方法：
S201. 将蛭石、硅藻土、脱硫灰、海贝泥、磷酸氢二铵和镁络合8-羟基喹啉混合均匀。
具体地，上述材料的质量配比可以根据实际需要进行设定，本发明实施例不做具体限定。
S202. 将上述混合物加水打浆制成的浆液，并焙烧2小时，放入粉碎机粉碎。
S203. 将粉碎后的混合物进行粗磨和精磨。
S204. 将精磨后的混合物装在通入氦气的球磨罐中进行混合，混料时间为12h，混料结束后，将磨球取出。
S205. 将得到的混合粉体倒入半球面的SiC多孔陶瓷中，通过不断旋转并轻轻震动所述半球面的SiC多孔陶瓷，使SiC多孔陶瓷孔隙中充满基体粉料。
具体地，所述SiC多孔陶瓷的空隙粒径在0.4mm以内。
S206. 将SiC多孔陶瓷放入烧结炉中，在氮气保护下，1000℃下保温2h，然后自然冷却到室温，即可得到第二过滤器过滤部分。
经过试验证实，本发明实施例中得到的第二过滤器过滤部分能够起到较好的除尘吸尘作用。
具体地，本发明实施例提供一种鼓泡床气体过滤器。
如图6所示，所述鼓泡床气体过滤器4内设置有封闭内腔40，所述封闭内腔40中设置有水平设置的若干过滤板41。所述封闭内腔40的一侧与所述鼓泡床气体过滤器的气体入口连通，所述封闭内腔的另一侧与所述吸收器5连通。
所述封闭内腔40内还有竖直设置的多个筛板42，所述筛板42设置于所述过滤板41的上方以用于聚合烟气。
所述封闭内腔40内所述过滤板41具体为一种多孔陶瓷板，所述多孔陶瓷板具备下述结构：包括多孔陶瓷构成的骨架，所述骨架内形成有多孔状纳米空间，所述纳米空间中容置有极化吸附成分、活性矿渣颗粒和木炭颗粒。
具体地，如图7所示，本发明实施例提供所述多孔陶瓷板的获取方法：
S301. 称取经过热处理的纳米电气石粉末。
S302. 将所述纳米电气石粉末加水搅拌，并经超声分散后加入聚四氟乙烯乳液，再次搅拌。
S303. 称取海藻酸钠、羟甲基纤维素钠、活性矿渣颗粒和木炭颗粒，将其与上个步骤得到的液体混合，再经超声分散得到混合液；
S304. 将Al2O3多孔陶瓷板浸没所述混合液，将Al2O3多孔陶瓷板放入烧结炉中，在氮气保护下，200℃下保温2h，然后自然冷却到室温。
S305. 将Al2O3多孔陶瓷板采用电晕充电的方式进行驻极极化，储存电荷。
本发明实施例得到的多孔陶瓷板能够利用静电吸附原理对烟尘中的粉尘进行吸附，提高粉尘过滤效率。由于对电气石进行过热处理，在温度下降时，电气石表面的极性会发生变化，恰好可以使其表面的粉尘因同性电荷相斥而脱离多孔陶瓷板脱落到封闭内腔底部，便于尘埃的收集。
具体地，所述吸收器包括设置在下层的浓缩部和吸收部，以及设置在上层的脱硝部。
所述吸收部用于吸收烟气中SO2形成的亚硫酸铵溶液，自流于氧化槽，被氧化槽底部鼓入的空气，氧化成硫酸铵溶液，部分硫酸铵溶液返流入浓缩部。
所述浓缩部用于将硫酸铵经浓缩泵打入浓缩液喷淋层，在使烟气温度降低的同时，自身得到浓缩，并得到固含量 5%-15%硫酸铵浆液。
所述脱硝部与氨气输送管道和热解吸气体输送管道连通，所述脱硝部还设置有脱硝催化剂添加口，所述热解吸气体的温度被控制在400度左右，以便于加快脱硝反应，分解粘附在催化剂表面的硫酸氢铵，净化催化剂表面。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种脱硫脱硝除尘协同处理装置，其特征在于：
所述装置包括：依次连通的配风口、燃烧炉、陶瓷过滤器、鼓泡床气体过滤器和吸收器；
所述吸收器包括设置在下层的浓缩部和吸收部，以及设置在上层的脱硝部；
所述吸收部用于吸收烟气中SO2形成的亚硫酸铵溶液，自流于氧化槽，被氧化槽底部鼓入的空气，氧化成硫酸铵溶液，部分硫酸铵溶液返流入浓缩部；
所述浓缩部用于将硫酸铵经浓缩泵打入浓缩液喷淋层，在使烟气温度降低的同时，自身得到浓缩，并得到固含量 5%-15%硫酸铵浆液；
所述脱硝部与氨气输送管道和热解吸气体输送管道连通，所述脱硝部还设置有脱硝催化剂添加口，所述热解吸气体的温度被控制在400度左右，以便于加快脱硝反应，分解粘附在催化剂表面的硫酸氢铵，净化催化剂表面。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫脱硝除尘协同处理装置，其特征在于：
还包括气体循环管路；
所述配风口与所述燃烧炉的第一气体入口连通，所述燃烧炉的气体出口与所述陶瓷过滤器的气体入口通过第一管道连通，所述陶瓷过滤器的气体出口与所述鼓泡床气体过滤器的气体入口通过第二管道连通，所述鼓泡床气体过滤器的气体出口与吸收器的气体入口连通，所述吸收器的气体出口与所述气体循环管路的第一循环口连通，所述气体循环管路的第二循环口与所述燃烧炉的第二气体入口连通；
所述气体循环管路中设置有分控阀，当所述气体循环管路中的气体中硫化物和硝化物的含量均低于预设值时，所述气体循环管路分控阀开启，气体排入大气，否则，分控阀关闭，气体重新进入燃烧炉。
3.根据权利要求2所述的一种脱硫脱硝除尘协同处理装置，其特征在于：
所述陶瓷过滤器为由相互连接的第一过滤器和第二过滤器构成的双层过滤器。
4.根据权利要求3所述的一种脱硫脱硝除尘协同处理装置，其特征在于：
所述第一过滤器和所述第二过滤器均为半球面过滤器，从而有利于气体在曲面上流过情况的不同产生的压差，达到过滤器内外交流的目的。
5.根据权利要求1所述的一种脱硫脱硝除尘协同处理装置，其特征在于：
所述第一过滤器的直径小于第二过滤器的直径，以使得气体通过直径更大的第二过滤器后速度能够被减小。
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