CN112237832A - 一种催化烟气中so3的脱除系统及工艺 - Google Patents

一种催化烟气中so3的脱除系统及工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN112237832A
CN112237832A CN202010686692.5A CN202010686692A CN112237832A CN 112237832 A CN112237832 A CN 112237832A CN 202010686692 A CN202010686692 A CN 202010686692A CN 112237832 A CN112237832 A CN 112237832A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flue gas
desulfurizer
desulfurization
solution
spray drying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010686692.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112237832B (zh
Inventor
邵松
吕凤
高永川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Luoyang Ruichang Environmental Engineering Co ltd
Original Assignee
Luoyang Ruichang Environmental Engineering Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luoyang Ruichang Environmental Engineering Co ltd filed Critical Luoyang Ruichang Environmental Engineering Co ltd
Publication of CN112237832A publication Critical patent/CN112237832A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112237832B publication Critical patent/CN112237832B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/14—Evaporating with heated gases or vapours or liquids in contact with the liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/16—Evaporating by spraying
    • B01D1/18—Evaporating by spraying to obtain dry solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/502—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific solution or suspension
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/508—Sulfur oxides by treating the gases with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/81—Solid phase processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/304—Alkali metal compounds of sodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/604—Hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明提供了一种催化烟气中SO3的脱除系统及工艺，脱除系统包括余热锅炉、脱硫塔、喷射系统，脱硫塔的进气管路或余热锅炉的进气管路设置喷雾干燥管段，喷射系统与喷雾干燥管段连通，向喷雾干燥管段中喷射脱硫剂溶液，脱硫剂溶液在喷雾干燥管段中被烟气加热干燥为脱硫剂固态微粒，脱硫剂固态微粒与烟气至少进行脱硫反应；本发明与现有技术中的脱硫工艺相比，通过喷雾干燥方式形成脱硫剂固态微粒，在一定程度上增大了脱硫剂与烟气的接触面积，有利于提高脱硫效率；另一方面本申请通过喷雾干燥后形成的脱硫剂固态微粒直接与SO3接触并发生反应，提高了脱硫剂与SO3之间的反应速率，从而有利于提高烟气处理过程中SO3的脱除效率。

Description

一种催化烟气中SO3的脱除系统及工艺
技术领域
本发明涉及一种催化烟气中SO3的脱除系统及工艺。
背景技术
在工业生产过程中，尤其是在一些含有热处理步骤(干燥、焙烧、燃烧等)的生产过程中，会产生含有污染物的尾气或烟气等废气。例如，在催化裂化(FCC)过程中，原料中的部分硫、氮化合物在提升管反应过程中进入焦炭沉积于待生催化剂上，待生剂进入再生器烧焦再生时，这些焦炭中的硫、氮化合物氧化生成SOx、NOx等烟气污染物。再如，火力发电厂、催化剂生产等工业生产过程中，原材料中硫化合物、氮化合物、氯化合物等加热分解时会产生含有SOx、NOx、Cl2、HCl等污染物和有害气体的尾气。这些含污染物和有害气体的烟气和尾气需经过净化处理后才能达标排放。
在现有技术中，以湿法洗涤塔为核心设备的湿法烟气处理技术已被广泛用于发电、石油化工、无机化工等工业过程的烟气和尾气净化处理。虽然工艺流程和结构有一定差别，但其基本原理都是通过气液接触将气相中的污染物吸收到液相中，达到净化烟气或尾气的目的。美国专利US20070189949A1公开了一种用于催化裂化再生烟气处理的湿法洗涤系统，通过将碱性洗涤液与烟气进行喷淋接触，可以实现高效脱除SO2的同时捕集粉尘的效果。
但是在工业的实际应用过程中，湿法烟气处理技术仍然存在一些问题，以对烟气中SOx的处理为例，湿法处理技术能够较为高效地对SO2进行脱除，但对于SO3的脱除过程往往效率较低，使得湿法处理后的烟气中仍然含有一定量的三氧化硫，若将此类烟气直接排放，则会造成酸雨等问题，对对厂区及周边生产和生活环境造成严重影响。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种催化烟气中SO3的脱除系统及工艺，以解决现有技术中在烟气处理过程中脱硫效率较低的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种催化烟气中SO3的脱除系统，包括余热锅炉、脱硫塔、喷射系统，所述脱硫塔的进气管路或余热锅炉的进气管路设置喷雾干燥管段，所述喷射系统与喷雾干燥管段连通，向喷雾干燥管段中喷射脱硫剂溶液，且脱硫剂溶液在喷雾干燥管段中被烟气加热干燥为脱硫剂固态微粒，所述脱硫剂固态微粒与烟气至少进行脱硫反应；在高温烟气进入脱硫塔之前，通过喷射系统向高温烟气中喷入脱硫剂溶液的雾滴，同时在高温烟气的作用下，雾滴迅速蒸发形成脱硫剂固态微粒，由于雾滴蒸发后形成的固态微粒具有较大的比表面积，甚至具有多孔结构，这与现有技术中的脱硫工艺相比，在一定程度上增大了脱硫剂与烟气的接触面积，从而对于烟气中的硫化物而言，本发明的脱硫工艺有利于提高脱硫效率；另一方面相较于现有技术中脱硫效率较低的湿法脱硫而言，本申请通过喷雾干燥后形成的脱硫剂固态微粒直接与SO3接触并发生反应，提高了脱硫剂与SO3之间的反应速率，从而有利于提高烟气处理过程中SO3的脱除效率。
进一步的，所述脱硫剂溶液以雾滴的形式被喷射到喷雾干燥管段中，所述雾滴的粒径为40-100μm；从而一方面使得脱硫剂溶液在喷入进气管路中后，在脱硫剂雾滴接触进气管路的管壁之前，便会在高温烟气的加热蒸发作用下，迅速被干燥为脱硫剂固态微粒，并随这烟气一起流动至下游设备，有利于防止雾滴接触进气管路的管壁后产生物料堆积，另一方面将雾滴的粒径控制在40-100μm，有利于确保脱硫剂固态微粒具有较大的比表面积，在一定程度上增大了脱硫剂与烟气的接触面积，有利于提高脱硫效率。
进一步的，所述喷射系统包括至少一个喷头，所述喷头的喷嘴朝向与烟气流动方向垂直，或喷头的喷嘴朝向为沿着烟气流动的方向倾斜向下，或喷头的喷嘴朝向与烟气流动方向相同，从而在实际工业应用过程中，在烟气温度以及喷雾干燥管段的长度基本确定的基础上，使得脱硫剂液滴与烟气充分接触，并被高温干燥形成的脱硫剂固态微粒随着烟气流动方向一同流向下游设备，避免脱硫剂固态微粒回流至喷头的喷嘴内而导致喷头堵塞的情况发生。
进一步的，所述喷射系统包括脱硫剂溶液储罐、稀释水箱、溶液管路、压缩空气管路，所述脱硫剂溶液储罐的出口、稀释水箱的出口均与溶液管路的入口连通，所述溶液管路的出口与喷头的液体入口连通，所述压缩空气管路的出口与喷头的气体入口连通；从而较高浓度的脱硫剂溶液与稀释水同时进入溶液管路中混合稀释，在压缩空气的辅助下，通过喷头喷入喷雾干燥管段中，形成空气辅助雾化的喷雾状态，使得脱硫剂溶液以小雾滴的形式喷入喷雾干燥管段中，经过高温烟气的瞬间干燥，形成脱硫剂固态微粒，对烟气进行脱硫。
进一步的，所述烟气为FCC再生烟气、热电厂尾气、锅炉产生的废气、燃烧炉产生的废气和煅烧炉产生的废气中的至少一种；所述烟气的温度为150-500℃。
进一步的，脱硫剂包括Na2CO3或Na2SO3；烟气包括SO2、SO3；其中，脱硫过程中的主反应方程式为：
Na2CO3(s)+SO3(g)＝Na2SO4(s)+CO2(g)，或者
Na2SO3(s)+SO3(g)＝Na2SO4(s)+SO2(g)。
进一步的，所述脱硫塔中设置有喷淋洗涤装置，所述喷淋洗涤装置向脱硫塔中喷淋脱硫液。所述脱硫液为碱性溶液。从而通过喷射系统中利用脱硫剂雾滴高温干燥形成的脱硫剂固态微粒，对烟气进行一级脱硫，在脱硫塔中利用脱硫液对烟气进行二级脱硫，有利于进一步降低烟气中硫化物的含量，提高脱硫效率；此外，对于所述脱除系统而言，虽然在一级脱硫过程中，烟气中掺杂了一定量的脱硫剂固态微粒，但在实际生产过程中在一级脱硫过程中产生的脱硫剂固态微粒、以及烟气中携带的其他粉尘，均能够被二级脱硫中的脱硫液捕获，从而无需设置相应的除尘装置，即可有效地降低烟气中的粉尘含量；同时脱硫剂固态微粒在被脱硫液捕获后，脱硫剂固态微粒能够重新溶解在脱硫液中，经过回收处理后，能够重新循环利用，从而有利于节能减排。
一种催化烟气中SO3的脱除工艺，用于所述的脱除系统中，所述脱除工艺包括：S1、向喷雾干燥管段中喷射脱硫剂溶液，形成脱硫剂雾滴；S2、在喷雾干燥管段中，高温烟气将脱硫剂雾滴加热干燥为脱硫剂固态微粒；S3、脱硫剂固态微粒与烟气进行一级脱硫过程；S4、烟气携带反应后的脱硫剂固态微粒进入脱硫塔；S5、脱硫塔中喷淋的脱硫液与烟气进行二级脱硫过程。从而通过两级脱硫过程，有利于充分降低烟气中硫化物的含量，提高脱硫效率；尤其是，在一级脱硫的过程中，通过喷雾干燥方式形成脱硫剂固态微粒，在一定程度上增大了脱硫剂与烟气的接触面积，有利于提高脱硫效率；另一方面相较于现有技术中脱硫效率较低的湿法脱硫而言，本申请通过喷雾干燥后形成的脱硫剂固态微粒直接与SO3接触并发生反应，提高了脱硫剂与SO3之间的反应速率，从而有利于提高烟气处理过程中SO3的脱除效率；此外，在一级脱硫过程中产生的脱硫剂固态微粒、以及烟气中携带的其他粉尘，均能够被二级脱硫中的脱硫液捕获，从而无需设置相应的除尘装置，即可有效地降低烟气中的粉尘含量；同时脱硫剂固态微粒在被脱硫液捕获后，脱硫剂固态微粒能够重新溶解在脱硫液中，经过回收处理后，能够重新循环利用，从而有利于节能减排。
相对于现有技术，本发明所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统及工艺具有以下优势：
本发明所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统及工艺，在高温烟气进入脱硫塔之前，通过喷射系统向高温烟气中喷入脱硫剂溶液的雾滴，同时在高温烟气的作用下，雾滴迅速蒸发形成脱硫剂固态微粒，由于雾滴蒸发后形成的固态微粒具有较大的比表面积，甚至具有多孔结构，这与现有技术中的脱硫工艺相比，在一定程度上增大了脱硫剂与烟气的接触面积，从而对于烟气中的硫化物而言，本发明的脱硫工艺有利于提高脱硫效率；另一方面相较于现有技术中脱硫效率较低的湿法脱硫而言，本申请通过喷雾干燥后形成的脱硫剂固态微粒直接与SO3接触并发生反应，提高了脱硫剂与SO3之间的反应速率，从而有利于提高烟气处理过程中SO3的脱除效率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统应用于石化行业时的流程图；
图2为本发明实施例所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统应用于石化行业时的另一种流程图；
图3为本发明实施例所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统中喷射系统的设置情况示意图；
图4为本发明在图3基础上的俯视图；
图5为本发明实施例所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统中喷射系统的一种结构示意图；
图6为本发明实施例所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统中喷射系统的另一种结构示意图。
具体实施方式
下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的发明概念。然而，这些发明概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。同时，在本发明中，“浓度”一词，对于液体是指质量百分浓度，计量单位为“％”，对于气体是指质量-体积浓度，计量单位为“g/L”；同时，在未进行特殊说明情况下，温度指摄氏温度。
实施例1
为了解决现有技术中烟气处理系统中存在的脱硫效率较低的问题，本实施例提出一种催化烟气中SO3的脱除系统及工艺，如附图1所示，所述脱除系统包括脱硫塔、喷射系统，所述喷射系统与脱硫塔的进气管路连通，所述喷射系统向脱硫塔的进气管路中喷射脱硫剂溶液，且脱硫剂溶液在脱硫塔的进气管路中被烟气加热干燥为脱硫剂固态微粒，所述脱硫剂固态微粒与烟气的硫化物进行脱硫反应。
此外，由于脱硫剂固态微粒往往为碱性物质，所述脱硫剂固态微粒也能够与烟气的氮化物进行脱硝反应，甚至与烟气的氯化物进行反应。
其中，所述烟气为FCC再生烟气、热电厂尾气、锅炉产生的废气、燃烧炉产生的废气和煅烧炉产生的废气中的至少一种；所述烟气的温度为150-500℃。
所述脱硫剂溶液以雾滴的形式被喷射到脱硫塔的进气管路中，所述雾滴的粒径为40-100μm，从而一方面使得脱硫剂溶液在喷入进气管路中后，在脱硫剂雾滴接触进气管路的管壁之前，便会在高温烟气的加热蒸发作用下，迅速被干燥为脱硫剂固态微粒，并随这烟气一起流动至下游设备，有利于防止雾滴接触进气管路的管壁后产生物料堆积，另一方面将雾滴的粒径控制在40-100μm，有利于确保脱硫剂固态微粒具有较大的比表面积，在一定程度上增大了脱硫剂与烟气的接触面积，有利于提高脱硫效率。
具体的，所述脱硫塔的进气管路包括喷雾干燥管段，所述喷射系统与喷雾干燥管段连接；所述喷雾系统的设置情况根据不同的管路环境、烟气流量可以设置为多种形式；本实施例提出几种能够便捷实施的实施方式：
方式1、如附图3、4所示，所述喷雾干燥管段为方形横截面的烟道管段，所述喷射系统包括多个喷头，在沿着烟气流动的方向上，所述喷头以线性阵列的方式形成喷头列，所述喷雾干燥管段的上壁面上设置至少一个喷头列，任意一个喷头均贯穿喷雾干燥管段的上壁面，并与喷雾干燥管段的上壁面连接；其中，对于任一个喷头而言，所述喷头的喷嘴朝向与烟气流动方向垂直，或喷头的喷嘴朝向为沿着烟气流动的方向倾斜向下。如附图3所示，喷头喷出的脱硫剂喷雾呈扇形或实心锥形，为了便于说明，所述扇形的圆心角或实心锥形的锥角均记为A，A小于15°。
方式2、如附图5所示，所述喷雾干燥管段的横截面可以为任意形状；所述喷射系统包括至少一个喷头，所述喷头包括延伸管，所述延伸管贯穿喷雾干燥管段的管壁，并延伸至喷雾干燥管段横截面的中心；所述延伸管在喷雾干燥管段横截面的中心处设置喷嘴；亦或者说，延伸入喷雾干燥管段内的延伸管设置喷嘴，所述喷嘴位于喷雾干燥管段横截面的中心；所述喷嘴的朝向与烟气流动的方向相同。所述喷嘴优选为大角度锥形雾化，从而确保脱硫剂喷雾以喷雾干燥管段横截面的中心为扩散点，沿着烟气流动的方向向外围喷射，使得高温脱硫剂喷雾均匀分布，有利于烟气与脱硫剂喷雾均匀接触，加速脱硫剂喷雾的干燥，有利于提高脱硫效率。
方式3、如附图6所示，所述喷雾干燥管段的横截面为圆形，所述喷射系统为喷射环管，所述喷射环管具有进液口，所述进液口贯穿喷雾干燥管段的管壁与喷射环管连通，所述喷射环管的外侧与喷雾干燥管段内壁贴合，所述喷射环管的内侧设置多个喷嘴，所述喷嘴的朝向与烟气流动方向垂直，或所述喷嘴的朝向为沿着烟气流动的方向，并与烟气流动的方向之间呈20°-45°夹角。
其中，所述喷嘴优选为气体辅助雾化喷嘴，从而所述喷嘴具有进气口以及进液口，用于形成气体辅助喷雾过程，有利于对脱硫剂雾滴进行粒径控制，确保雾滴的粒径为40-100μm。
以上仅列举出了几种喷雾系统的设置情况，各个设置方式之间可以相互结合、替换、简单变形等等，在此不进行赘述；需要说明的是，在本申请中，喷嘴的朝向即可近似视为喷出脱硫剂喷雾的方向。
所述脱硫剂包括Na2CO3或Na2SO3；烟气中的硫化物包括SO2、SO3。从而，脱硫过程中的主反应方程式为：
Na2CO3(s)+SO3(g)＝Na2SO4(s)+CO2(g)，或者
Na2SO3(s)+SO3(g)＝Na2SO4(s)+SO2(g)。
其中，对于喷雾干燥管段的喷雾干燥脱硫而言，脱硫液在单位时间内的喷射量，为单位时间内通过喷雾干燥管段的烟气中SO3完全反应所需脱硫液反应当量的1-2倍，优选为1.5倍；从而确保在理论上烟气中SO3能够被充分反应消耗完，有利于提高脱硫效果。
所述脱硫反应包括脱硫剂固态微粒与SO3之间的反应。
在本发明中，在高温烟气进入脱硫塔之前，通过喷射系统向高温烟气中喷入脱硫剂溶液的雾滴，同时在高温烟气的作用下，雾滴迅速蒸发形成脱硫剂固态微粒，由于雾滴蒸发后形成的固态微粒具有较大的比表面积，甚至具有多孔结构，这与现有技术中的脱硫工艺相比，在一定程度上增大了脱硫剂与烟气的接触面积，从而对于烟气中的硫化物而言，本发明的脱硫工艺有利于提高脱硫效率；另一方面相较于现有技术中脱硫效率较低的湿法脱硫而言，本申请通过喷雾干燥后形成的脱硫剂固态微粒直接与SO3接触并发生反应，提高了脱硫剂与SO3之间的反应速率，从而有利于提高烟气处理过程中SO3的脱除效率。
所述脱硫塔中设置有喷淋洗涤装置，所述喷淋洗涤装置向脱硫塔中喷淋脱硫液；所述脱硫液为碱性溶液；作为优选的，所述脱硫液为不饱和碱性溶液，例如Na2CO3溶液、NaOH溶液等不饱和溶液。从而通过在脱硫塔的进气管路中，利用喷射系统对烟气进行一级脱硫，在脱硫塔中利用脱硫液对烟气进行二级脱硫，有利于进一步降低烟气中硫化物的含量，提高脱硫效率；此外，对于本发明的脱除系统而言，虽然向烟气中添加了一定量的脱硫剂固态微粒，但在实际生产过程中在一级脱硫过程中产生的脱硫剂固态微粒、以及烟气中携带的其他粉尘，均能够被二级脱硫中的脱硫液捕获，从而无需设置相应的除尘装置，即可有效地降低烟气中的粉尘含量；同时脱硫剂固态微粒在被脱硫液捕获后，脱硫剂固态微粒能够重新溶解在脱硫液中，经过回收处理后，能够重新循环利用，从而有利于节能减排。
而在实际应用过程中，不仅需要考虑烟气的状态，而且需要对脱硫剂进行控制及调整，因此，本申请在上述脱硫相关内容的基础上，对喷射系统的结构、脱除系统的工艺过程、操控方法等情况进行介绍。
所述喷射系统还包括脱硫剂溶液储罐、稀释水箱，所述稀释水箱中优选为软化水，所述脱硫剂溶液储罐的出口、稀释水箱的出口均与溶液管路的入口连通，所述溶液管路的出口与喷头的液体入口连通；从而较高浓度的脱硫剂溶液与稀释水同时进入溶液管路中混合稀释，然后通过喷头喷入喷雾干燥管段中，对烟气进行脱硫。
此外，所述喷射系统还包括料斗车，通过料斗车向脱硫剂溶液储罐中添加脱硫剂固态物料或者饱和脱硫剂溶液；所述稀释水箱还设置配液管路，所述稀释水箱通过配液管路与脱硫剂溶液储罐连接，用于向脱硫剂溶液储罐中按照需要供应水，尤其是稀释水箱中固体脱硫剂含量较高时，通过向脱硫剂溶液储罐中加水，对固态的脱硫剂进行溶解，避免部分脱硫剂堆积在脱硫剂溶液储罐中。
所述脱硫剂溶液储罐的出口设置喂料泵，用于向溶液管路中输送浓度较高的脱硫剂溶剂，稀释水箱的出口设置水泵，用于向溶液管路中输送稀释水；所述溶液管路中设置浓度检测装置，用于检测溶液管路中稀释后的脱硫剂溶液浓度；所述溶液管路的出口端设置过滤器，用于对脱硫剂溶液进行过滤，避免液体中可能携带的固体物质进入喷头中造成喷头堵塞的情况发生，以保证喷头进行正常的喷雾工作，确保脱硫的正常进行。
此外，所述喷射系统还包括压缩空气管路，所述压缩空气管路的出口与喷头的气体入口连通，外部的高压空气通过压缩空气管路进入喷头，对喷头的喷雾过程进行气体辅助雾化喷射。同样的，所述压缩空气管路设置过滤器，对空气进行过滤，避免气体中可能携带的固体物质进入喷头中造成喷头堵塞的情况发生，以保证喷头进行正常的喷雾工作，确保脱硫的正常进行。所述喷头在入口处设置压力检测装置，用于检测喷头的入口压力，以便于对高压喷雾过程的喷射压力、单位时间脱硫剂溶液喷射量进行控制。
由于脱硫剂作为一种无机溶质，其溶解情况受外部温度影响较大，而且脱硫剂溶液储罐中的溶液浓度较高，甚至接近于饱和态，因此，有必要对脱硫剂溶液储罐进行相应的温度控制，防止脱硫剂结晶严重；所述脱硫剂溶液储罐中设置加热装置，用于对脱硫剂溶液进行加热；所述脱硫剂溶液储罐的外壁套设保温装置，用于对脱硫剂溶液储罐整体进行保温；所述脱硫剂溶液储罐的出口设置溶液温度检测装置，用于检测脱硫剂溶液储罐中流出的溶液温度。
此外，所述脱除系统在喷雾干燥管段的上游烟气管路中设置风机，用于控制烟气流速；同时，所述脱除系统在喷雾干燥管段的上游烟气管路中设置烟气温度检测装置、SO3浓度检测装置，用于对待进入喷雾干燥管段的烟气进行温度、SO3浓度进行检测。其中，SO3浓度检测装置优选为在线式傅里叶红外分析仪。
所述脱除系统在喷雾干燥管段的下游设置SO3残余量检测装置，用于对喷雾干燥脱硫处理后的烟气进行残余SO3的浓度检测。具体的，SO3残余量检测装置可以设置在脱硫塔的烟气进口处。其中，SO3残余量检测装置优选为在线式傅里叶红外分析仪。
此外，在所述的脱除系统的基础上，本发明提出一种催化烟气中SO3的脱除工艺，包括：
S1、向喷雾干燥管段中喷射脱硫剂溶液，形成脱硫剂雾滴；
S2、在喷雾干燥管段中，高温烟气将脱硫剂雾滴加热干燥为脱硫剂固态微粒；
S3、脱硫剂固态微粒与烟气进行一级脱硫过程；
S4、烟气携带反应后的脱硫剂固态微粒进入脱硫塔；
S5、脱硫塔中喷淋的脱硫液与烟气进行二级脱硫过程。
上述脱除系统以及脱除工艺能够确保脱硫过程的进行，但在整体系统运行过程中，由于受上游燃烧物料的影响，所产生的烟气中SO3的浓度也会不同；从而在实际应用过程中，随着烟气中SO3的浓度的波动，往往需要对脱除系统的运行状况进行调整，以满足脱硫的需求，避免出现脱硫效果不达标或脱硫剂严重过量的情况；因此，本发明提出一种催化烟气中SO3的脱除系统的控制方法，用于提高脱除系统在喷雾干燥脱硫过程中的智能化程度，所述脱除系统包括中央处理器，所述中央处理器与脱除系统的各个部件连接，用于对脱硫过程进行智能化调控；
所述控制方法包括：
B1、中央处理器控制烟气管路中的风机，调节烟气流速，确保烟气流速满足预设条件；
其中，预设条件为V＝L/tp；V为预设烟气流速，L为喷雾干燥管段出口距下游设备的管路长度，在本实施例中下游设备为脱硫塔；tp＝0.19217*(9.08814/(1+exp((T-349.44524)/18.69702))，T为烟气管路中烟气温度检测装置获取的烟气的开氏温度值。
从而通过控制烟气流速，使得烟气管路中的烟气流速始终保持在一个较为稳定的流速区间内。同时，通过保持烟气流速与烟气温度的正相关关系，使得脱硫剂雾滴在烟气中瞬间蒸发呈固态微粒的同时，烟气流速能够满足充分带动固态微粒流动的需求，避免固态微粒在管路中沉积，堵塞烟气管路的情况发生。
B2、中央处理器通过烟气管路中的SO3浓度检测装置，获取单位时间内SO3浓度的变化值K；
其中，K为当前的SO3浓度减去单位时间前的SO3浓度，即随着烟气中SO3浓度的波动，K有可能为正值、0或负值。
B3、中央处理器判断K是否满足第一浓度条件；是，则在额定时长内，将脱硫剂溶液储罐中加热装置停止工作，然后进行步骤B7；否，则进行步骤B4；
其中，第一浓度条件为：K＜0mg/L，所述额定时长为0.5min-2min。当烟气中SO3浓度减小时，可以通过暂停加热装置，一方面节约电力资源，另一方面受物质溶解度的影响，可以在一定程度上降低脱硫剂溶液的浓度，减少脱硫剂的使用量，有利于降低成本。
B4、中央处理器判断K是否为0；是，则保持脱除系统当前的运行状态，并进行步骤B7；否，则进行步骤B5；
B5、中央处理器判断K是否满足第二浓度条件；是，则将溶液管路中的脱硫剂浓度提高1.5％，然后进行步骤B7；否，则进行步骤B6；
其中，第二浓度条件为0mg/L＜K＜100mg/L。在步骤B5中，当K满足第二浓度条件，说明烟气中SO3浓度增大，但提升幅度不大，可以简单地通过溶液管路中的脱硫剂浓度，来与SO3浓度的增大情况进行反应抵消，以确保脱除系统的脱硫能力以及脱硫效率。
其中，提高溶液管路中的脱硫剂浓度可以通过多种实施方式来实现，例如：增加脱硫剂溶液储罐的喂料泵向溶液管路输送的脱硫剂溶液的量，或者减小稀释水箱的水泵向溶液管路输送的水量，或者提高脱硫剂溶液储罐中脱硫剂溶液的浓度等等。相应的，降低溶液管路中的脱硫剂浓度的操作方法与提高溶液管路中的脱硫剂浓度的操作方法相反，在此不进行赘述。
B6、中央处理器按照额定温升条件，提升脱硫剂溶液储罐中加热装置的加热温度，并按照额定浓度增加条件，提高溶液管路中的脱硫剂浓度；
运行至步骤B6，说明K≥100mg/L，烟气中SO3浓度的波动幅度较大，则同时提升加热温度和脱硫剂浓度，以最大化提高脱硫剂溶液的浓度，快速地应对烟气中SO3浓度的波动情况；
额定温升条件为[K/100]*5℃，额定浓度增加条件为[K/100]*2％；其中，[K/100]为K/100的取整函数。
从而通过步骤B2-B6，对烟气中SO3浓度的波动情况进行监控，并根据不同的波动情况进行脱除系统相应的调控，以充分确保脱除系统在运行中的适应能力，使其始终具有良好的脱硫效果、脱硫效率。
B7、中央处理器通过SO3残余量检测装置获取喷雾干燥处理后的烟气中SO3残余量C，判断C是否大于残留阈值；是，则进行步骤B8；否，返回步骤B2；
所述残留阈值为脱硫塔最大脱硫能力对应的SO3浓度，根据实际情况中，需要根据实际的脱硫塔的脱硫能力而定。
B8、中央处理器提高脱硫剂溶液储罐中加热装置的加热温度、溶液管路中的脱硫剂浓度、喷头的入口压力中的至少一个操作参数，并返回步骤B2。
通过步骤B7-B8，在脱除系统进行喷雾干燥脱硫后，对烟气中SO3残余量进行检测，若SO3残余量过大，通过步骤B8的调节，以增大脱硫剂溶液浓度或脱硫剂溶液喷射量，提高脱除系统的脱硫能力，减轻后续脱硫设备的运行负荷。
从而在脱除系统的结构、脱除工艺的基础上，通过所述催化烟气中SO3的脱除系统的控制方法，能够针对烟气中SO3浓度的波动情况，及时对脱除系统的运行状况进行相应的调整，以满足脱硫需求，避免出现脱硫效果不达标或脱硫剂严重过量的情况，一方面有利于确保脱除系统在实际运行中的适应能力，使其始终具有良好的脱硫效果、脱硫效率，另一方面有利于提高脱除系统在喷雾干燥脱硫过程中的智能化程度，降低操作人员的劳作强度。同时，在脱除系统进行喷雾干燥脱硫后，对烟气中SO3残余量进行检测，并进行相应的调节过程，使喷雾干燥脱硫后的烟气中SO3残余量始终保持在预设范围内，有利于减轻后续脱硫设备的运行负荷。
实施例2
如附图2所示，本实施例与实施例1基本相同，所不同的是：所述脱除系统包括余热锅炉、脱硫塔、喷射系统，所述喷射系统与余热锅炉的进气管路连通，所述余热锅炉的出气管与脱硫塔连接；相应的，余热锅炉便视为喷射系统的下游设备，喷雾干燥管段为余热锅炉的进气管路中的一段管路，即余热锅炉的进气管路包括喷雾干燥段；
在具体脱硫过程中，喷射系统向余热锅炉的进气管路中喷射脱硫剂溶液，并且在余热锅炉的进气管路中，高温烟气将脱硫剂雾滴加热干燥为脱硫剂固态微粒，进行一级脱硫过程；然后烟气携带反应后的脱硫剂固态微粒进入余热锅炉内进行换热，换热后的烟气继续携带脱硫剂固态微粒进行脱硫塔中，进行二级脱硫过程。
从而在此基础上，喷射系统的结构、具体设置、脱除工艺、脱除系统的控制方法等相关内容均与实施例1基本相同；仅需将本实施例与实施例1的区别特征进行适应性替换即可，在此不进行赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种催化烟气中SO3的脱除系统，其特征在于，所述脱除系统包括余热锅炉、脱硫塔、喷射系统，所述脱硫塔的进气管路或余热锅炉的进气管路设置喷雾干燥管段，所述喷射系统与喷雾干燥管段连通，向喷雾干燥管段中喷射脱硫剂溶液，且脱硫剂溶液在喷雾干燥管段中被烟气加热干燥为脱硫剂固态微粒，所述脱硫剂固态微粒与烟气至少进行脱硫反应。
2.根据权利要求1所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统，其特征在于，所述脱硫剂溶液以雾滴的形式被喷射到喷雾干燥管段中，所述雾滴的粒径为40-100μm。
3.根据权利要求1所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统，其特征在于，所述喷射系统包括至少一个喷头，所述喷头的喷嘴朝向与烟气流动方向垂直，或喷头的喷嘴朝向为沿着烟气流动的方向倾斜向下，或喷头的喷嘴朝向与烟气流动方向相同。
4.根据权利要求3所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统，其特征在于，所述喷射系统包括脱硫剂溶液储罐、稀释水箱、溶液管路、压缩空气管路，所述脱硫剂溶液储罐的出口、稀释水箱的出口均与溶液管路的入口连通，所述溶液管路的出口与喷头的液体入口连通，所述压缩空气管路的出口与喷头的气体入口连通。
5.根据权利要求1所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统，其特征在于，所述烟气为FCC再生烟气、热电厂尾气、锅炉产生的废气、燃烧炉产生的废气和煅烧炉产生的废气中的至少一种；所述烟气的温度为150-500℃。
6.根据权利要求1所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统，其特征在于，脱硫剂包括Na2CO3或Na2SO3；烟气包括SO2、SO3。
7.根据权利要求1所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统，其特征在于，所述脱硫塔中设置有喷淋洗涤装置，所述喷淋洗涤装置向脱硫塔中喷淋脱硫液。
8.根据权利要求7所述的一种催化烟气中SO3的脱除系统，其特征在于，所述脱硫液为碱性溶液。
9.一种催化烟气中SO3的脱除工艺，其特征在于，所述脱除工艺用于权利要求1-8任一项所述的脱除系统中，所述脱除工艺包括：
S1、向喷雾干燥管段中喷射脱硫剂溶液，形成脱硫剂雾滴；
S2、在喷雾干燥管段中，高温烟气将脱硫剂雾滴加热干燥为脱硫剂固态微粒；
S3、脱硫剂固态微粒与烟气进行一级脱硫过程；
S4、烟气携带反应后的脱硫剂固态微粒进入脱硫塔；
S5、脱硫塔中喷淋的脱硫液与烟气进行二级脱硫过程。
CN202010686692.5A 2019-07-18 2020-07-16 一种催化烟气中so3的脱除系统及工艺 Active CN112237832B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2019106494436 2019-07-18
CN201910649443 2019-07-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112237832A true CN112237832A (zh) 2021-01-19
CN112237832B CN112237832B (zh) 2022-06-03

Family

ID=74170836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010686692.5A Active CN112237832B (zh) 2019-07-18 2020-07-16 一种催化烟气中so3的脱除系统及工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112237832B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101439258A (zh) * 2007-11-23 2009-05-27 刘荣甫 高效无废液综合脱硫工艺
CN101530736A (zh) * 2009-03-06 2009-09-16 西安宇清环境工程科技有限责任公司 玻璃窑炉高效脱硫除尘方法
CN202555129U (zh) * 2012-05-05 2012-11-28 山东大学 一种半干法-湿法协同脱硫设备
CN103691295A (zh) * 2013-12-11 2014-04-02 中能东讯新能源科技(大连)有限公司 一种锅炉尾部烟道横向半干法脱硫装置
CN106669326A (zh) * 2017-01-20 2017-05-17 东南大学 一种湿法脱硫协同脱除细颗粒物及so3酸雾的方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101439258A (zh) * 2007-11-23 2009-05-27 刘荣甫 高效无废液综合脱硫工艺
CN101530736A (zh) * 2009-03-06 2009-09-16 西安宇清环境工程科技有限责任公司 玻璃窑炉高效脱硫除尘方法
CN202555129U (zh) * 2012-05-05 2012-11-28 山东大学 一种半干法-湿法协同脱硫设备
CN103691295A (zh) * 2013-12-11 2014-04-02 中能东讯新能源科技(大连)有限公司 一种锅炉尾部烟道横向半干法脱硫装置
CN106669326A (zh) * 2017-01-20 2017-05-17 东南大学 一种湿法脱硫协同脱除细颗粒物及so3酸雾的方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112237832B (zh) 2022-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10343110B2 (en) Dust removal and desulfurization of FCC exhaust gas
CN105477995B (zh) 一种脱除燃煤烟气中三氧化硫的方法
US20180306509A1 (en) Method of spray drying and washing and method of controlling air pollution
EP1663861B1 (en) WET SCRUBBING APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING NOx EMISSIONS
US6042636A (en) Method and apparatus of treating incinerator exhaust gas
KR20170134516A (ko) 코크스로 연도 가스의 탈황 및 탈질 통합정화공정 및 장치
JP2010058067A (ja) 脱硝触媒の再生方法、脱硝触媒の再生装置およびこれを用いた排ガス処理装置
EP1937391A1 (en) Sulfur trioxide removal from a flue gas stream
CN113082965A (zh) 一种颗粒状烟气脱硝剂及其制备方法
CN102909104A (zh) 一种scr脱硝催化剂的热处理再生方法及装置
CN112237832B (zh) 一种催化烟气中so3的脱除系统及工艺
CN214261368U (zh) 湿法脱硫装置
CN109529566A (zh) 新型烟气净化方法及设备
WO2021134927A1 (zh) 干法一体化烟气脱硫脱硝工艺
KR102099885B1 (ko) 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치 및 제거방법
CN115090091B (zh) 一种利用柠檬酸脱除垃圾焚烧烟气中逃逸氨的装置及方法
CN107398155A (zh) 一种煤焦化中低温脱硫脱硝系统
CN113262626B (zh) 采用高温氨空混合气雾化碱性浆液协同脱硫脱硝系统及方法
US20180056238A1 (en) Simplified Air Quality Control System For Fluid Catalytic Cracking Units
CN212549032U (zh) 烟气中so3分级脱除装置
US20170089572A1 (en) Process and Apparatus for Reducing Acid Plume
CN113117493A (zh) 利用混合还原剂进行烟气脱硫脱硝的方法
CN216062720U (zh) 一种烟气中so3的脱除系统
KR101083308B1 (ko) 세정용액의 ｐＨ 조절에 의한 배연 탈질 폐촉매 재생방법 및 장치
CN219272656U (zh) 一种工业锅炉烟气深度除尘的处理系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant