CN110813051A - 一种高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备，烟气进气管路将烟气进气管路的进气口与装置主体的内部连通，装置主体的一侧下端设有循环氨水排出口，装置主体外设有氨水槽，循环氨水排出口与氨水槽连通，抽氨水管穿过装置主体并且另一端位于装置主体内连接有喷头a，喷头a的上方设有脱硝层，脱硝层通过烟气连接管与余热回收层连通，余热回收层位于烟气连接管的上方设有喷头b，喷头b通过水泵管连接有水泵，装置主体的顶端设有排烟管，余热回收层的侧壁的下端连接有出水管，出水管用于连接用户端。本发明能够在一个装置内实现高湿烟气余热高效回收、烟气脱硫、烟气脱硝并向用户端输送热量。
Description
技术领域
本发明属于烟气净化领域，涉及一种高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备及方法。
背景技术
金属氧化物材料的制备主要是通过直接合成或氢氧化物煅烧，尤其以氢氧化物煅烧为主。氢氧化物煅烧制备氧化物的过程需要释放水分子，被释放的水分子和燃料中H元素燃烧得到水一起进入烟气，形成高湿烟气。一般来说，高湿烟气为烟气中水蒸汽含量≥25%的烟气。以氢氧化铝煅烧为例，排出的废气温度约135℃～350℃，含有约40%~55%的水蒸汽，因此排出的废气中有大量的显热和潜热，如不对这部分水和热进行回收利用，无疑是种浪费。
氢氧化物煅烧通常是在高温条件下，煅烧温度往往是1000摄氏度以上。在煅烧过程中，燃料中的S元素会形成SO2和SO3进入烟气，还会伴随产生一定量的NOX。随着国家对烟气排放要求越来越严格，粉尘、SO2及氮氧化物必须进行处理到达环保要求才能排放。
目前，国内企业采用的方法均是采用翅片换热器或热管换热器将烟气与冷水间接换热，将排烟温度尽量降低，但还是控制在酸露点温度（~145℃）以上，以防止发生腐蚀，回收的热量将低温水加热用于生活用水或生产洗涤用水等。然而，这种烟气余热回收方法仅是利用了烟气的部分显热，对于高湿烟气而言，烟气的显热仅占烟气总热量的12%左右，而88%左右的热量是烟气中水蒸汽的潜热。烟气脱硫往往采用石灰法、双碱法等工艺，烟气脱硝采用NCR或SNCR在高温和中温下进行脱硝。余热回收、脱硫、脱硝采用三套系统，投资大，运行和管理成本高。目前回收的热量往往也是直接输送给用户端，当热量不足或用户端有更大热量需求的时候用户端的供热往往也无法满足。
发明内容
发明目的
为了解决上述技术问题本发明提供一种高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备及方法，目的是在一个系统中实现高湿烟气显热和潜热回收、脱硫和脱硝，而且能够控制输送到用户端的热量。
技术方案
一种高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备，包括有装置主体，烟气进气管路穿过装置主体侧壁的下端，将烟气进气管路的进气口与装置主体的内部连通，装置主体的一侧下端设有循环氨水排出口，装置主体外设有氨水槽，循环氨水排出口与氨水槽连通，氨水槽还连接有氨水抽取/添加泵和抽氨水管的一端，抽氨水管设有氨水循环泵，抽氨水管穿过装置主体并且另一端位于装置主体内连接有喷头a，喷头a位于烟气进气管路的上方，喷头a的上方设有脱硝层，脱硝层包括承托网和位于承托网上的脱硝催化剂，脱硝层与装置主体上侧的余热回收层分隔开，脱硝层通过烟气连接管与余热回收层连通，余热回收层位于烟气连接管的上方设有喷头b，喷头b通过水泵管连接有水泵，装置主体的顶端设有排烟管，余热回收层的侧壁的下端连接有出水管，出水管用于连接用户端。
所述进气管路设有鼓风机。
所述抽氨水管位于装置主体内的部分为多个连接在一起的环形管，每个环形管皆设有多个喷头a，喷头a呈不规则排布；所述水泵管位于装置主体内的部分为多个连接在一起的环形管，每个环形管皆设有多个喷头b，喷头b呈不规则排布。
所述脱硝催化剂为SCR脱硝催化剂。
所述装置主体位于脱硝层处的侧壁设有用于更换脱硝催化剂的人孔。
所述承托网的下侧设有多孔的进气罩，进气罩为中间尖并周圈向上弯弧的形状。
所述烟气进气管路位于装置主体内连接有环形管，环形管的内周圈设有多个出气孔，环形管的底部设有多个排液孔；所述烟气连接管位于装置主体内的余热回收层也连接有环形管，环形管的内周圈设有多个出气孔，环形管的底部设有多个排液孔。
所述出气孔离进气管路距离越远直径越大；所述出气孔离烟气连接管距离越远直径越大。
所述出水管通往用户端的管路上设有第一阀门，出水管还设有一个交换热回路管，交换热回路管的两端分别连接在第一阀门的两侧，交换热回路管位于第一阀门两侧的管路上分别设有第二阀门和第三阀门，交换热回路管的一部分用于交换热的管路位于储温罐内，储温罐内设有储热材料和加热盘管，加热盘管的位于储温罐外串联有加热盘管循环泵和加热装置，加热盘管设有一个液体出入口，液体出入口设有第四阀门。
一种使用如上述的高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备余热回收脱硫脱硝的方法，将高湿烟气通入到装置主体内，通过喷淋氨水脱硫，在氨水脱硫的同时，利用烟气温度使部分氨水挥发为氨气，挥发的氨气与脱硫后的烟气进入脱硝层，与脱硝催化剂接触进行脱硝，脱硝后的烟气采用冷水直接喷淋的方式将热量回收，送到用户端，剩余烟气从排烟管排出。
优点及效果
本发明在一套装置内实现高湿烟气余热高效回收、烟气脱硫、烟气脱硝并向用户端输送热量，与现有脱硫和脱硝装置相比，具有投资省、占地小的优点。回收后热水温度高，充分回收烟气中的显热和潜热，脱硫产品为硫酸铵，可作为化肥或化工原料。
附图说明
图1为高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备结构示意图；
图2为环形管和出气孔的结构示意图；
图3为排液孔的示意图；
图4为抽氨水管和喷头a的结构示意图；
图5为水泵管和喷头b的结构示意图。
附图标记说明：
1、烟气进气管路；2、鼓风机；3、装置主体；4、循环氨水排出口；5、氨水槽；6、氨水循环泵；7、氨水抽取/添加泵，8、抽氨水管；9、喷头a；10、进气罩；11、承托网；12、脱硝催化剂；13、烟气连接管；14、水泵；15、水泵管；16、喷头b；17、排烟管；18、出水管；19、用户端；20、第一阀门；21、储温罐；22、交换热回路管；23、第二阀门；24、第三阀门；25、储热材料；26、加热盘管；27、加热盘管循环泵；28、第四阀门；29、加热装置；30、环形管；31、出气孔；32、排液孔；33、连接架a；34、连接架b；35、人孔；36、液体出入口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行进一步详细地说明，本发明所述的技术特征或连接关系没有进行详细描述的部分均为采用的现有技术。
如图1、图2、图3、图4和图5所示一种高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备，包括有装置主体3，烟气进气管路1穿过装置主体3侧壁的下端，将烟气进气管路1的进气口与装置主体3的内部连通，进气管路1设有鼓风机2，烟气进气管路1位于装置主体3内连接有环形管30，环形管30通过支撑架固定在装置主体3内，环形管30的内周圈设有多个出气孔31，有利于烟气的聚拢，环形管30的底部设有多个排液孔32，以排出进入到管内的液体；出气孔31离进气管路1距离越远直径越大，有利于排出的烟量更均匀；装置主体3的一侧下端设有循环氨水排出口4装置主体3外设有氨水槽5，循环氨水排出口4与氨水槽5连通，氨水槽5还连接有氨水抽取/添加泵7和抽氨水管8的一端，抽氨水管8设有氨水循环泵6，抽氨水管8穿过装置主体3并且另一端位于装置主体3内，抽氨水管8位于装置主体3内的部分为多个通过连接架a 33连接在一起的环形管，每个环形管皆设有多个喷头a 9，喷头a 9呈不规则排布。不规则的排布使得喷洒不会过于规则导致部分烟气喷不到氨水。喷头a 9位于烟气进气管路1的上方，喷头a 9的上方设有脱硝层，脱硝层包括承托网11和位于承托网11上的脱硝催化剂12，优选的，脱硝催化剂12为SCR脱硝催化剂，装置主体3位于脱硝层处的侧壁设有用于更换脱硝催化剂12的人孔35。承托网11的下侧设有多孔的进气罩10，进气罩10为中间尖并周圈向上弯弧的形状。进气罩的设计使得中间聚拢上升的烟气从中间向周圈散开，有利于脱硝催化剂12的使用。脱硝层与装置主体3上侧的余热回收层分隔开，脱硝层通过烟气连接管13与余热回收层连通，烟气连接管13位于装置主体3内的余热回收层也连接有环形管30，环形管30的内周圈设有多个出气孔31，环形管30的底部设有多个排液孔32，以排出进入到管内的液体，所述出气孔31离烟气连接管13距离越远直径越大。余热回收层位于烟气连接管13的上方设有喷头b 16，喷头b 16通过水泵管15连接有水泵14，水泵管15位于装置主体3内的部分为多个通过连接架b 34连接在一起的环形管，每个环形管皆设有多个喷头b 16，喷头b 16呈不规则排布。装置主体3的顶端设有排烟管17，余热回收层的侧壁的下端连接有出水管18，出水管18用于连接用户端19。出水管18通往用户端19的管路上设有第一阀门20，出水管18还设有一个交换热回路管22，交换热回路管22的两端分别连接在第一阀门20的两侧，交换热回路管22位于第一阀门20两侧的管路上分别设有第二阀门23和第三阀门24，交换热回路管22的一部分用于交换热的管路位于储温罐21内，储温罐21内设有储热材料25和加热盘管26，储热材料25优选使用水或硫酸钠水合盐Na2SO4-H2O，加热盘管26的位于储温罐21外串联有加热盘管循环泵27和加热装置29，加热盘管26设有一个液体出入口36，液体出入口36设有第四阀门28。正常状态下，回收余热的水直接送达用户端19，当回收的余热无法满足用户端19，用户端19需要更高的热量时，关闭第一阀门20，打开第二阀门23和第三阀门24，水改道交换热回路管22进入储温罐21内，从液体出入口36往加热盘管26内通入介质，启动加热盘管循环泵27和加热装置29（加热装置可以是太阳能加热装置也可以是电加热或者火加热的现有技术设备），给加热盘管26内的介质加热并使介质在储温罐21内循环并给储热材料25加热，热量通过热交换给交换热回路管22内的水加热，进一步加热的水进入到了用户端19。
使用如上述的高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备余热回收脱硫脱硝的方法：将高湿烟气通入到装置主体3内，通过喷淋氨水脱硫，在氨水脱硫的同时，利用烟气温度使部分氨水挥发为氨气，挥发的氨气与脱硫后的烟气进入脱硝层，与脱硝催化剂接触进行脱硝，脱硝后的烟气采用冷水或循环水直接喷淋的方式将热量回收，送到用户端19，剩余烟气从排烟管17排出。
Claims (10)
1.一种高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备，其特征在于：包括有装置主体（3），烟气进气管路（1）穿过装置主体（3）侧壁的下端，将烟气进气管路（1）的进气口与装置主体（3）的内部连通，装置主体（3）的一侧下端设有循环氨水排出口（4），装置主体（3）外设有氨水槽（5），循环氨水排出口（4）与氨水槽（5）连通，氨水槽（5）还连接有氨水抽取/添加泵（7）和抽氨水管（8）的一端，抽氨水管（8）设有氨水循环泵（6），抽氨水管（8）穿过装置主体（3）并且另一端位于装置主体（3）内连接有喷头a（9），喷头a（9）位于烟气进气管路（1）的上方，喷头a（9）的上方设有脱硝层，脱硝层包括承托网（11）和位于承托网（11）上的脱硝催化剂（12），脱硝层与装置主体（3）上侧的余热回收层分隔开，脱硝层通过烟气连接管（13）与余热回收层连通，余热回收层位于烟气连接管（13）的上方设有喷头b（16），喷头b（16）通过水泵管（15）连接有水泵（14），装置主体（3）的顶端设有排烟管（17），余热回收层的侧壁的下端连接有出水管（18），出水管（18）用于连接用户端（19）。
2.根据权利要求1所述的高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备，其特征在于：所述进气管路（1）设有鼓风机（2）。
3.根据权利要求1所述的高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备，其特征在于：所述抽氨水管（8）位于装置主体（3）内的部分为多个连接在一起的环形管，每个环形管皆设有多个喷头a（9），喷头a（9）呈不规则排布；所述水泵管（15）位于装置主体（3）内的部分为多个连接在一起的环形管，每个环形管皆设有多个喷头b（16），喷头b（16）呈不规则排布。
4.根据权利要求1所述的高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备，其特征在于：所述脱硝催化剂（12）为SCR脱硝催化剂。
5.根据权利要求1所述的高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备，其特征在于：所述装置主体（3）位于脱硝层处的侧壁设有用于更换脱硝催化剂（12）的人孔（35）。
6.根据权利要求1所述的高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备，其特征在于：所述承托网（11）的下侧设有多孔的进气罩（10），进气罩（10）为中间尖并周圈向上弯弧的形状。
7.根据权利要求1所述的高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备，其特征在于：所述烟气进气管路（1）位于装置主体（3）内连接有环形管（30），环形管（30）的内周圈设有多个出气孔（31），环形管（30）的底部设有多个排液孔（32）；所述烟气连接管（13）位于装置主体（3）内的余热回收层也连接有环形管（30），环形管（30）的内周圈设有多个出气孔（31），环形管（30）的底部设有多个排液孔（32）。
8.根据权利要求7所述的高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备，其特征在于：所述出气孔（31）离进气管路（1）距离越远直径越大；所述出气孔（31）离烟气连接管（13）距离越远直径越大。
9.根据权利要求1所述的高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备，其特征在于：所述出水管（18）通往用户端（19）的管路上设有第一阀门（20），出水管（18）还设有一个交换热回路管（22），交换热回路管（22）的两端分别连接在第一阀门（20）的两侧，交换热回路管（22）位于第一阀门（20）两侧的管路上分别设有第二阀门（23）和第三阀门（24），交换热回路管（22）的一部分用于交换热的管路位于储温罐（21）内，储温罐（21）内设有储热材料（25）和加热盘管（26），加热盘管（26）的位于储温罐（21）外串联有加热盘管循环泵（27）和加热装置（29），加热盘管（26）设有一个液体出入口（36），液体出入口（36）设有第四阀门（28）。
10.一种使用如权利要求1所述的高湿烟气一体化余热回收脱硫脱硝的装备余热回收脱硫脱硝的方法，其特征在于：将高湿烟气通入到装置主体（3）内，通过喷淋氨水脱硫，在氨水脱硫的同时，利用烟气温度使部分氨水挥发为氨气，挥发的氨气与脱硫后的烟气进入脱硝层，与脱硝催化剂接触进行脱硝，脱硝后的烟气采用冷水直接喷淋的方式将热量回收，送到用户端（19），剩余烟气从排烟管（17）排出。
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