CN112742186A - 一种喷射氢氧化镁脱除烟气三氧化硫的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷射氢氧化镁脱除烟气三氧化硫的方法，属于工业废气净化环保及能源领域。针对现有技术难以有效控制燃煤锅炉中SO3的生成，以及现有SO3控制技术无法兼顾高脱除性能与低运行成本的难题，通过在炉内与炉膛出口设置两级Mg(OH)2吸收剂喷射系统，实现燃煤烟气SO3从源头高效脱除。本发明具有系统简单可靠、投资及运行费用低、占地面积小等优点，能够产生良好的经济效益与环保效益，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于工业废气净化环保及能源领域，特别涉及一种喷射Mg(OH)2脱除烟气SO3的方法。
背景技术
煤炭在我国能源领域属于一次能源消耗，而煤炭消耗的过程中会产生大量的大气污染物，其中SO3排放至大气中，会造成酸雨，从而腐蚀土壤和植被、对人体健康的危害也不容忽视。随着近年来国家环保要求的不断提高，对SO3的排放控制日益引起广泛重视，而在源头上脱除SO3是实施有效控制的前提。
当前对SO3的脱除主要是通过常规污染物脱除设备的协同脱除，或者选用低硫分的煤种、往烟道内喷射碱性吸收剂等技术手段。但从实际应用效果来看，协同脱除技术存在脱除效率较低、调控难度较大的问题，燃用低硫煤涉及电厂燃料来源及生产经营的经济性问题。烟道喷射碱性吸收剂由于初投资低、脱除效率高、应用范围广等优点，被广泛认为是烟气SO3脱除技术的重要发展方向，但由于是在烟道内喷射吸收剂，无法消除SO3对上游环保设施的不利影响。因此如何高效的从源头控制燃煤烟气SO3排放是本领域的重要研究方向。
当Mg(OH)2浆液被注入炉膛及高温烟道内时，水分蒸发并热解留下固体MgO颗粒，MgO颗粒会与烟气SO3反应生成MgSO4。由于MgSO4是水溶性的，在锅炉中不易形成硬沉积物。当烟气流经下游颗粒物控制装置时，MgSO4固体随之被脱除。炉膛中喷Mg(OH)2浆液除了去除SO3外，还可以通过灭活烟气中常见的某些化合物获得额外的好处。如镁基化合物可以去除烟气中的砷，从而避免对SCR催化剂产生危害，且镁基化合物本身对SCR催化剂的影响相对其他碱金属也较小。此外炉膛中燃料发生反应时，由于负荷和煤种处于动态变化，所以炉膛中的温度场和压力场不是一成不变的，所以SO3在炉膛中的变化也是不规则的。如能够将Mg(OH)2浆液作为吸收剂喷入炉膛及高温烟道内，并能够随着工况变化而调整吸收剂的流量和喷射位置及角度，将能够高效的脱除烟气SO3，避免对下游环保设施运行产生不利影响。
与本发明相关的专利，如公告号CN 101262930 B——《从烟道气流中脱除三氧化硫的方法》，是通过将碳酸钠、碳酸氢钠、倍半碳酸钠及其混合物的反应化合物喷入约500oF到850oF的烟道内，实现脱除烟气中SO3的目的。但此方法存在高SO3脱除效率要求下吸收剂耗量较大，相应运行成本较高，过量吸收剂容易造成SCR催化剂碱中毒、影响粉尘比电阻等问题。
再如公告号CN 103055684 B——《利用天然碱有效脱除烟气三氧化硫的装置及工艺》，是在SCR反应器尾部与空预器之间的烟道处设置喷嘴系统，向烟道内喷入天然碱浆液，利用天然碱的强碱特性对SO3进行吸收脱除，但仍然存在吸收剂成本难以控制、无法消除SO3对上游环保设施不利影响的问题。
发明内容
本发明的目的是针对当前燃煤电厂SO3控制设施脱除性能与运行成本难以有效控制的问题，提出一种喷射氢氧化镁脱除烟气三氧化硫的方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种喷射氢氧化镁脱除烟气三氧化硫的方法，其特征是，采用Mg(OH)2喷射系统，所述Mg(OH)2喷射系统包括炉膛喷射系统、预备仓、Mg(OH)2储存箱、吸收剂输送管道和烟道喷射系统；所述Mg(OH)2喷射系统分别通过炉膛喷射系统和烟道喷射系统将Mg(OH)2喷入炉内喷射区和炉膛出口烟道的烟气中，与烟气中的SO3发生反应，进而通过下游颗粒物控制设备实现SO3脱除；所述炉膛喷射系统和烟道喷射系统均包含吸收剂喷枪，且吸收剂喷枪与控制系统相连，根据控制系统的指令进行喷射角度的控制；所述炉内喷射区内设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器与控制系统相连；所述Mg(OH)2浆液储存箱、预备仓、吸收剂输送管道依次相连，所述吸收剂输送管道上安装有计量泵，用于将Mg(OH)2吸收剂输送至炉膛喷射系统和烟道喷射系统内；所述炉膛喷射系统和烟道喷射系统的吸收剂输送管道上安装有流量计，所述流量计与控制系统相连，实时控制Mg(OH)2吸收剂流量；
所述方法如下：烟气在燃烧室中生成后，通过炉内喷射区中的温度传感器和压力传感器监测温度与压力情况，进而通过控制系统控制炉膛喷射系统中吸收剂喷枪的投运数量和喷射角度，通过炉膛喷射系统将Mg(OH)2吸收剂喷入炉内喷射区实现烟气中SO3的脱除；当炉内喷射区不能满足SO3控制要求时，通过投运烟道喷射系统实现SO3的进一步脱除；当Mg(OH)2浆液被喷入炉内喷射区和炉膛出口烟道内时，水分蒸发并热解生成固体MgO颗粒，MgO颗粒与烟气SO3反应生成MgSO4，当烟气流经下游颗粒控制装置时，MgSO4固体随之被脱除；通过流量计与控制系统相连，实时控制Mg(OH)2吸收剂流量；Mg(OH)2浆液储存箱中的Mg(OH)2吸收剂通过吸收剂输送管道输送至炉膛喷射系统和烟道喷射系统，通过计量泵计量吸收剂耗量。
进一步的，所述炉膛喷射系统在炉内喷射区内布置有2～4层Mg(OH)2吸收剂喷枪，具体设置层数以及各层之间的间距根据炉膛尺寸、炉膛温度、SO3脱除效率等参数确定。
进一步的，所述烟道喷射系统在炉膛出口烟道内布置有1层Mg(OH)2吸收剂喷枪。
进一步的，所述Mg(OH)2储存箱储存的Mg(OH)2浆液的稀释范围为1～10％。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：通过上述方法，可从炉内脱除燃煤烟气SO3，以尽可能减小对下游设备的不利影响，且两级脱除系统能够实现SO3的高效脱除，具有系统简单可靠、投资及运行费用低、占地面积小等优点，能够产生良好的经济效益与环保效益。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
图中：燃烧室1、炉内喷射区2、炉膛出口烟道3、温度传感器4、压力传感器5、吸收剂喷枪6、炉膛喷射系统7、流量计8、计量泵9、预备仓10、Mg(OH)2储存箱11、吸收剂输送管道12、烟道喷射系统13、控制系统14。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1，一种喷射氢氧化镁脱除烟气三氧化硫的方法，采用Mg(OH)2喷射系统，Mg(OH)2喷射系统包括炉膛喷射系统7、预备仓10、Mg(OH)2储存箱11、吸收剂输送管道12和烟道喷射系统13；Mg(OH)2喷射系统分别通过炉膛喷射系统7和烟道喷射系统13将Mg(OH)2喷入炉内喷射区2和炉膛出口烟道3的烟气中，与烟气中的SO3发生反应，进而通过下游颗粒物控制设备实现SO3脱除；炉膛喷射系统7和烟道喷射系统13均包含吸收剂喷枪6，且吸收剂喷枪6与控制系统14相连，根据控制系统14的指令进行喷射角度的控制；炉内喷射区2内设置有温度传感器4和压力传感器5，温度传感器4和压力传感器5与控制系统14相连；Mg(OH)2浆液储存箱11、预备仓10、吸收剂输送管道12依次相连，吸收剂输送管道12上安装有计量泵9，用于将Mg(OH)2吸收剂输送至炉膛喷射系统7和烟道喷射系统13内；炉膛喷射系统7和烟道喷射系统13的吸收剂输送管道上安装有流量计8，流量计8与控制系统14相连，实时控制Mg(OH)2吸收剂流量。
具体的，炉膛喷射系统7在炉内喷射区2内布置有2～4层Mg(OH)2吸收剂喷枪6。
具体的，烟道喷射系统13在炉膛出口烟道3内布置有1层Mg(OH)2吸收剂喷枪6。
具体的，Mg(OH)2储存箱11储存的Mg(OH)2浆液的稀释范围为1～10％。
工作方法如下：烟气在燃烧室1中生成后，通过炉内喷射区2中的温度传感器4和压力传感器5监测温度与压力情况，进而通过控制系统14控制炉膛喷射系统7中吸收剂喷枪6的投运数量和喷射角度，通过炉膛喷射系统7将Mg(OH)2吸收剂喷入炉内喷射区2实现烟气中SO3的脱除；当炉内喷射区2不能满足SO3控制要求时，通过投运烟道喷射系统13实现SO3的进一步脱除；当Mg(OH)2浆液被喷入炉内喷射区2和炉膛出口烟道3内时，水分蒸发并热解生成固体MgO颗粒，MgO颗粒与烟气SO3反应生成MgSO4，当烟气流经下游颗粒控制装置时，MgSO4固体随之被脱除；通过流量计8与控制系统14相连，实时控制Mg(OH)2吸收剂流量；Mg(OH)2浆液储存箱11中的Mg(OH)2吸收剂通过吸收剂输送管道12输送至炉膛喷射系统7和烟道喷射系统13，通过计量泵9计量吸收剂耗量。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种喷射氢氧化镁脱除烟气三氧化硫的方法，其特征是，采用Mg(OH)2喷射系统，所述Mg(OH)2喷射系统包括炉膛喷射系统（7）、预备仓（10）、Mg(OH)2储存箱（11）、吸收剂输送管道（12）和烟道喷射系统（13）；所述Mg(OH)2喷射系统分别通过炉膛喷射系统（7）和烟道喷射系统（13）将Mg(OH)2喷入炉内喷射区（2）和炉膛出口烟道（3）的烟气中，与烟气中的SO3发生反应，进而通过下游颗粒物控制设备实现SO3脱除；所述炉膛喷射系统（7）和烟道喷射系统（13）均包含吸收剂喷枪（6），且吸收剂喷枪（6）与控制系统（14）相连，根据控制系统（14）的指令进行喷射角度的控制；所述炉内喷射区（2）内设置有温度传感器（4）和压力传感器（5），所述温度传感器（4）和压力传感器（5）与控制系统（14）相连；所述Mg(OH)2浆液储存箱（11）、预备仓（10）、吸收剂输送管道（12）依次相连，所述吸收剂输送管道（12）上安装有计量泵（9），用于将Mg(OH)2吸收剂输送至炉膛喷射系统（7）和烟道喷射系统（13）内；所述炉膛喷射系统（7）和烟道喷射系统（13）的吸收剂输送管道上安装有流量计（8），所述流量计（8）与控制系统（14）相连，实时控制Mg(OH)2吸收剂流量；
所述方法如下：烟气在燃烧室（1）中生成后，通过炉内喷射区（2）中的温度传感器（4）和压力传感器（5）监测温度与压力情况，进而通过控制系统（14）控制炉膛喷射系统（7）中吸收剂喷枪（6）的投运数量和喷射角度，通过炉膛喷射系统（7）将Mg(OH)2吸收剂喷入炉内喷射区（2）实现烟气中SO3的脱除；当炉内喷射区（2）不能满足SO3控制要求时，通过投运烟道喷射系统（13）实现SO3的进一步脱除；当Mg(OH)2浆液被喷入炉内喷射区（2）和炉膛出口烟道（3）内时，水分蒸发并热解生成固体MgO颗粒，MgO颗粒与烟气SO3反应生成MgSO4，当烟气流经下游颗粒控制装置时，MgSO4固体随之被脱除；通过流量计（8）与控制系统（14）相连，实时控制Mg(OH)2吸收剂流量；Mg(OH)2浆液储存箱（11）中的Mg(OH)2吸收剂通过吸收剂输送管道（12）输送至炉膛喷射系统（7）和烟道喷射系统（13），通过计量泵（9）计量吸收剂耗量。
2.根据权利要求1所述的喷射氢氧化镁脱除烟气三氧化硫的方法，其特征是，所述炉膛喷射系统（7）在炉内喷射区（2）内布置有2～4层Mg(OH)2吸收剂喷枪（6）。
3.根据权利要求1所述的喷射氢氧化镁脱除烟气三氧化硫的方法，其特征是，所述烟道喷射系统（13）在炉膛出口烟道（3）内布置有1层Mg(OH)2吸收剂喷枪（6）。
4.根据权利要求1所述的喷射氢氧化镁脱除烟气三氧化硫的方法，其特征是，所述Mg(OH)2储存箱（11）储存的Mg(OH)2浆液的稀释范围为1～10％。
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2020
- 2020-11-10 CN CN202011244988.8A patent/CN112742186A/zh active Pending
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