CN113230873A - 一种脱硫脱硝设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱硫脱硝设备，属于烟气脱硫硝技术领域，包括反应塔和烟气换热器，还包括换热烟道，呈周向螺旋布设于反应塔的外壁上，首尾两端均与所述烟气换热器相连通，用于对反应前后烟气中所含热量进行热交换，喷淋系统，固定布设于所述反应塔内，用于循环输入雾化浆液，封堵机构，滑动布设于反应塔内壁上，朝向烟气输入侧一端弹性密封设置，并配合所述喷淋系统控制其弹性密封端的开闭，以使高浓度的硫硝烟气充分与雾化浆液接触反应。本发明将原烟气降温处理后，经由换热烟道再次降温后送入反应塔内部，使得高浓度的硫硝烟气，经由封堵机构均匀的朝向喷淋系统输出，使得雾化浆液充分与烟气接触反应，提高吸收效果，减少喷淋系统无效做功。

Description

一种脱硫脱硝设备

技术领域

本发明属于烟气脱硫硝技术领域，具体是涉及一种脱硫脱硝设备。

背景技术

脱硫是脱去烟气中的二氧化硫，脱硝主要是脱去烟气中的氮氧化物，这两种物质进入大气会形成酸雨，酸雨对人类的危害巨大，国家一直提倡环保，以煤炭为燃料的烟气都含有这些物质，特别是火电厂，建火电厂都要同时建设脱硫、脱硝设备。

目前世界上烟气脱硫硝技术有上百种，但是适应不同的场合要求具有实用价值的工艺较少，技法一般分为干法、半干法和湿法三类，干式烟气脱硫硝工艺与常规的湿法工艺相比投资费用较低、产物易处置、节省了除雾器和空预器安装和运行成本、不易腐蚀、不易结垢及堵塞，湿法脱硫为目前使用范围最广的脱硫方法，占脱硫总量的80％以上，根据原料不同又可分为石灰石法、氨法、钠碱法、双碱法、金属氧化物法等，其中石灰石法、钠碱法以及金属氧化物中的氧化镁法使用较为普遍。

现有的湿法脱硫硝工艺，需用使用雾化浆液与烟气混合反应，但浆液喷淋的流量无法根据进入反应塔中烟气含量进行实时调节，造成喷淋泵需持续工作，并产生大量的无效做功，同时进入反应塔前的原烟气温度也很高，不利于提升反应塔中的反应速率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种脱硫脱硝设备，以解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种脱硫脱硝设备，包括反应塔和烟气换热器，所述脱硫脱硝设备还包括：

换热烟道，呈周向螺旋布设于所述反应塔的外壁上，首尾两端均与所述烟气换热器相连通，用于对反应前后烟气中所含热量进行热交换；

喷淋系统，固定布设于所述反应塔内，用于向所述反应塔中循环输入雾化浆液；

封堵机构，滑动布设于所述反应塔的内壁上，朝向烟气输入侧一端弹性密封设置，通过输入反应塔中的烟气容积驱动其在反应塔内中的移动，并配合所述喷淋系统控制其弹性密封端的开闭，以使高浓度的硫硝烟气充分与雾化浆液接触反应；以及

除雾器，布设于所述喷淋系统与所述换热烟道之间，用于在排烟前除去烟气中的雾化液滴。

作为本发明进一步的方案，所述反应塔包括：

烟道腔，用于包覆所述换热烟道；

浆液池，布设于所述封堵机构的底部，用于回收与烟气反应后液化滴落的浆液；以及

排液管，布设于所述浆液池底部，用于向所述反应塔外输出浆液。

作为本发明进一步的方案，所述烟气换热器包括：

空预器，用于对烟气进行初步传热交换；

进烟管路，与所述空预器相连通，用于向反应塔中输入降温后的烟气；

增压泵，一端连通所述进烟管路，另一端连通所述换热烟道的进气端，用于烟气加压；以及

排烟管路，一端连接所述换热烟道的排气端，另一端连通所述空预器，用于向外输出加温后的烟气。

作为本发明进一步的方案，所述换热烟道包括：

进烟道，与所述进烟管路相连通，用于向所述反应塔中输入待处理的高温烟气；

排烟道，与所述进烟道贴合装配，用于向所述反应塔外输出处理后的烟气；

逸烟口，布设于所述除雾器末端，与所述换热烟道相连通；

换热体，布设于所述进烟道和排烟道之间，用于提升热交换效率；以及

单向气阀，布设于所述进烟道末端，用于稳定所述进烟管路输出的烟气气体压强。

作为本发明进一步的方案，所述喷淋系统包括：

喷淋泵，布设于所述反应塔外部；

连接管，一端连接所述排液管，另一端与所述喷淋泵相连通；

连通管，与所述喷淋泵相连接；以及

喷淋头，与所述连通管相连通，且层叠布设于所述反应塔中，用于输出雾化后的浆液。

作为本发明进一步的方案，所述封堵机构包括：

导向槽，布设于所述反应塔的内壁上；

滑动板件，滑动装配于所述导向槽上；

漏孔，阵列布设于所述导向槽上，用于流通烟气气体与浆液液体；

定位孔，布设于所述漏孔一侧；以及

弹性封堵件，滑动插设于定位孔中，用于弹性封堵所述漏孔。

作为本发明进一步的方案，所述弹性封堵件包括：

滑杆，滑动布设于所述定位孔中；

封堵件，朝向所述浆液池一侧设置，用于封堵所述漏孔的底部；

弹性件，弹性连接所述封堵件与所述滑动板件；

连接板，固定连接所述定位孔的另一侧末端；以及

接触开关，朝向所述喷淋头一侧设置，用于限位所述滑动板件的活动并控制所述喷淋系统的启闭。

综上所述，本发明实施例与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明通过烟气换热器将原烟气降温处理后，经由换热烟道再次降温后送入反应塔内部，使得高浓度的硫硝烟气，可经由封堵机构均匀的朝向喷淋系统一侧输出，使得排出的雾化浆液充分与烟气接触反应，提高了其吸收效果，减少喷淋系统的无效做功。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明的一种实施例中提供的脱硫脱硝设备的结构示意图。

图2为本发明的一种实施例中提供的脱硫脱硝设备中图示标记A的结构示意图。

图3为本发明的一种实施例中提供的脱硫脱硝设备中图示标记B的结构示意图。

图4为本发明的一种实施例中提供的脱硫脱硝设备中滑动板件的立体结构示意图。

图5为本发明的一种实施例中提供的脱硫脱硝设备中除雾器的立体结构示意图。

附图标记：1-反应塔、101-烟道腔、102-浆液池、103-排液管、2-烟气换热器、201-排烟管、202-进烟管、203-排烟支管、204-进烟支管、205-空预器、206-增压泵、3-换热烟道、301-进烟道、302-排烟道、303-逸烟口、304-换热体、305-单向气阀、4-喷淋系统、401-喷淋泵、402-连接管、403-连通管、404-喷淋头、5-封堵机构、501-导向槽、滑502-动板件、503-漏孔、504-定位孔、505-滑杆、506-封堵件、507-弹性件、508-连接板、509-接触开关、6-除雾器、601-进气口、602-吸附板、603-排气口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1-5所示，本发明的一种实施例中的脱硫脱硝设备，包括反应塔1和烟气换热器2，所述脱硫脱硝设备还包括：换热烟道3，呈周向螺旋布设于所述反应塔1的外壁上，首尾两端均与所述烟气换热器2相连通，用于对反应前后烟气中所含热量进行热交换；喷淋系统4，固定布设于所述反应塔1内，用于向所述反应塔1中循环输入雾化浆液；封堵机构5，滑动布设于所述反应塔1的内壁上，朝向烟气输入侧一端弹性密封设置，通过输入反应塔1中的烟气容积驱动其在反应塔1内的移动，并配合所述喷淋系统4控制其弹性密封端的开闭，以使高浓度的硫硝烟气充分与雾化浆液接触反应；以及除雾器6，布设于所述喷淋系统4与所述换热烟道3之间，用于在排烟前除去烟气中的雾化液滴。

本实施例在实际应用时，当经由除尘后的烟气穿过烟气换热器2输入至反应塔1中时，高温烟气在烟气换热器2中产生热交换，与所述换热烟道3中排出的净烟气进行换热降温，降温后的烟气穿过换热烟道3后进入反应塔1内，并在反应塔1中持续加压充入，使得反应塔1中的硫硝烟气浓度不断提高，且在持续泵入烟气的过程中，所述的封堵机构5在压强作用下克服重力朝向喷淋系统4一侧运动，当运动至极限位置后，触发喷淋系统4启闭的同时，导通其上的弹性封闭端，使高浓度烟气均匀穿过封堵机构5后进入至喷淋系统4中，与喷淋出的雾化浆液逆流接触，充分混合后发生吸收发应，反应后的洁净饱和烟气经除雾器6除湿后通过换热烟道3排出至烟气换热器2中，并与高温烟气换热升温后向外排出，使得雾化浆液能够充分与硫硝烟气反应，减少浆液无效喷淋过程所造成的损耗。

在本实施例中的一种情况中，所述浆液优选采用石灰浆液，符合大规模生产的低成本要求，且经由喷淋系统4的喷淋效果，使积聚在封堵机构5上的结晶体能够被快速冲刷，避免造成堵塞。

在本实施例中的一种情况中，所述烟气换热器2能够将原烟气将脱硫后的净烟气进行加热，使排烟温度达到露点之上，减轻对进烟道和烟囱的腐蚀，同时降低进入吸收塔的烟气温度，降低塔内对防腐的工艺技术要求。

在本实施例中的一种情况中，所述反应塔1、烟气换热器2和换热烟道3的管路中均涂覆有符合温度和腐蚀条件的涂层，例如所述原烟气的进气道中可涂覆有耐高温、抗磨损并具有优良线性膨胀系数的烟气防腐涂料，所述反应塔1内壁面上涂覆有耐高温、抗冲刷、致密抗渗、耐酸碱介质交替腐蚀、耐高低温交替变化的综合性能涂层，确保管路的密封稳定性。

如图1所示，在发明的一种实施例中，所述反应塔1包括：烟道腔101，用于包覆所述换热烟道3；浆液池102，布设于所述封堵机构5的底部，用于回收与烟气反应后液化滴落的浆液；以及排液管103，布设于所述浆液池102底部，用于向所述反应塔1外输出浆液。

在本实施例中的一种情况中，所述烟道腔101一方面能够确保换热烟道3中管路交换热量时无外界温度干扰，另一方面对换热烟道3的管路起到密封保护的作用，减少外界气体腐蚀与雨水冲刷的影响。

在本实施例中的一种情况中，所述浆液池102中的石膏浆液可经由浓度检测后，在达到浓度阈值时经由泵阀向外输送后制备二次加工粉末。

如图1所示，在发明的一种优选实施例中，所述烟气换热器2包括：空预器205，用于对烟气进行初步传热交换；进烟管路，与所述空预器205相连通，用于向反应塔1中输入降温后的烟气；增压泵206，一端连通所述进烟管路，另一端连通所述换热烟道3的进气端，用于烟气加压；以及排烟管路，一端连接所述换热烟道3的排气端，另一端连通所述空预器205，用于向外输出加温后的烟气；所述进烟管路包括进烟管202和进烟支管204；所述排烟管路包括排烟支管203和排烟管201。

在本实施例中的一种情况中，所述烟气换热器2为本领域的常规技术手段，可采用回转式空预器，也可采用立式空预器，只要能够满足符合工艺水准的换热面积要求即可。

在本实施例中的一种情况中，所述原烟气经由进烟管202进入空预器205后，在热量降低后经由进烟支管204进入增压泵206中，并通过增压泵206持续向换热烟道3中泵入加压的高温烟气，原烟气在反应塔1中反应除雾后，沿着换热烟道3进入排烟支管203，并最终通过空预器205升温后从排烟管201排出。

如图1和3所示，在本实施例中的一种优选实施例中，所述换热烟道3包括：进烟道301，与所述进烟管路相连通，用于向所述反应塔1中输入待处理的高温烟气；排烟道302，与所述进烟道301贴合装配，用于向所述反应塔1外输出处理后的烟气；逸烟口303，布设于所述除雾器6末端，与所述换热烟道相连通；换热体304，布设于所述进烟道301和排烟道302之间，用于提升热交换效率；以及单向气阀305，布设于所述进烟道301末端，用于稳定所述进烟管路输出的烟气气体压强。

在本实施例中的一种情况中，所述逸烟口303布设于所述除雾器6末端，且位于靠近反应塔1塔顶一侧，在此处逸烟口的布设高度在配合除雾器6的最终除雾效果时，尽量选择靠近地面一侧设置，便于进行后续的维护和清理，在此处不进行具体高度限定。

在本实施例中的一种情况中，所述换热体304可采用铝制芯体作为换热材料，铝制芯体是铝板或钢板构成的换热体，只能交换空气中的温度，不能交换湿度，确保原烟气与净烟气之间只存在温度交换，属于显热回收装置，铝制芯体坚固且不易变形，具有长效使用寿命。

在本实施例中的一种情况中，所述换热烟道如果内外温差过大，达到空气的露点后会在管道表面产生冷凝水，所以应在管道外部设置排水管层。

在本实施例中的一种情况中，所述进烟道301和排烟道302在反应塔1外部螺旋贴合设置，使得经由烟气换热器2降温后的原烟气能够在进入反应塔1之前再次与净烟气进行热量交换，使其进入反应塔1中的温度再次降低，提高反应塔1中反应的速率。

在本实施例中的一种情况中，所述单向气阀305能够使进烟道301中泵入的烟气具有单向导通的功能，防止烟气反向逸出。

在本实施例中的一种情况中，所述单向气阀305可采用单向止回阀或逆止阀，在此处优选采用液控式保压阀，起到单向锁紧的保护作用。

如图1所示，在发明的一种优选实施例中，所述喷淋系统4包括：喷淋泵401，布设于所述反应塔1外部；连接管402，一端连接所述排液管103，另一端与所述喷淋泵401相连通；连通管403，与所述喷淋泵401相连接；以及喷淋头404，与所述连通管403相连通，且层叠布设于所述反应塔1中，用于输出雾化后的浆液。

本实施例在实际应用时，所述喷淋泵401持续从排液管103中抽取浆液。并加压泵入喷淋头404中，使雾化浆液充盈在封堵机构5上方，且所述喷淋头404层叠布设，提高其雾化分布效果。

在本实施例中的一种情况中，所述喷淋头404可采用合成硅制雾化喷头，对塔体内的酸碱反应活泼性较低，防止塔体内气液将喷淋头404腐蚀，造成雾化端喷口堵塞，影响雾化效果。

在本实施例中的一种情况中，所述喷淋头404在单位空间内可采用阶梯式纵向布设，也可采用回旋交错式纵向布设，只要能够提高其在单位空间内雾化速率即可，此处不进行具体限定。

如图1和2所示，在发明的一种优选实施例中，所述封堵机构5包括：导向槽501，布设于所述反应塔1的内壁上；滑动板件502，滑动装配于所述导向槽501上；漏孔503，阵列布设于所述导向槽501上，用于流通烟气气体与浆液液体；定位孔504，布设于所述漏孔503一侧；以及弹性封堵件，滑动插设于定位孔504中，用于弹性封堵所述漏孔503。

本实施例在实际应用时，所述滑动板件502经由导向槽501滑动布设于反应塔1中，且其上的漏孔503不仅能够导通烟气，还能够在封堵状态下积留雾化液滴，使得反应产生的结晶不易封堵，以免造成设备的堵塞。

如图1和2所示，在发明的一种优选实施例中，所述弹性封堵件包括：滑杆505，滑动布设于所述定位孔504中；封堵件506，朝向所述浆液池102一侧设置，用于封堵所述漏孔503的底部；弹性件507，弹性连接所述封堵件506与所述滑动板件502；连接板508，固定连接所述定位孔504的另一侧末端；以及接触开关509，朝向所述喷淋头404一侧设置，用于限位所述滑动板件502的活动并控制所述喷淋系统4的启闭。

在本实施例实际使用时，当所述封堵机构5朝向所述喷淋系统4一侧运动时，位于封堵机构5和喷淋系统4之间的连接板508在与接触开关509接触后，首先触发所述喷淋系统4的开闭，使得雾化浆液快速从喷淋头404中喷淋出，此时连接板508在限位作用下带动滑杆505在定位孔中滑动，并克服弹性作用力将封堵件506从封堵侧移开，此时位于浆液池102一侧的高浓度硫硝烟气在压强作用下快速穿过漏孔503后进入喷淋头404一侧，而含有结晶的积聚浆液则从漏孔503中滴落至浆液池102中，当气体压强趋于平稳后，封堵机构5在重力作用下复位，且弹性封堵件在弹性件507的作用下再次封堵漏孔503。

在本实施例中的一种情况中，所述弹性件507可采用弹簧进行弹性连接，也可采用其余具有弹性功能的结构进行替代，此处不进行具体限定，但是在本发明实施例中，参考塔体内的气液腐蚀效果，因此在弹性件507的外部应涂覆有防腐涂料或罩设有防腐隔层。

如图5所示，在发明的一种优选实施例中，所述除雾器6包括进气口601、吸附板602和排气口603，当雾化液滴跟随净烟气进入除雾器6后，雾化液滴在接触粘附于吸附板602壁面上的液滴后，液滴张力持续扩大，并最终汇聚成液滴后滴落，而除雾后的烟气则从排气口603中向外排出。

本发明上述实施例中提供了一种脱硫脱硝设备，并通过烟气换热器2将原烟气降温处理后，经由换热烟道3再次降温后送入反应塔1内部，且在反应塔1内部通过可跟随气体容积膨胀而活动的封堵机构5，使得高浓度的硫硝烟气，在压强达到阈值后，顶开弹性封堵件，经由封堵机构5均匀的朝向喷淋系统4一侧输出，使得喷淋头404排出的雾化浆液充分与烟气接触反应，提高了其吸收效果，减少喷淋系统4的无效做功。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“一侧”、“内”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的脱硫脱硝设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种脱硫脱硝设备，包括反应塔和烟气换热器，其特征在于，所述脱硫脱硝设备还包括：

换热烟道，呈周向螺旋布设于所述反应塔的外壁上，首尾两端均与所述烟气换热器相连通，用于对反应前后烟气中所含热量进行热交换；

喷淋系统，固定布设于所述反应塔内，用于向所述反应塔中循环输入雾化浆液；

封堵机构，滑动布设于所述反应塔的内壁上，朝向烟气输入侧一端弹性密封设置，通过输入反应塔中的烟气容积驱动其在反应塔内中的移动，并配合所述喷淋系统控制其弹性密封端的开闭，以使高浓度的硫硝烟气充分与雾化浆液接触反应；以及

除雾器，布设于所述喷淋系统与所述换热烟道之间，用于在排烟前除去烟气中的雾化液滴。

2.根据权利要求1所述的一种脱硫脱硝设备，其特征在于，所述反应塔包括：

烟道腔,用于包覆所述换热烟道；

浆液池，布设于所述封堵机构的底部，用于回收与烟气反应后液化滴落的浆液；以及

排液管，布设于所述浆液池底部，用于向所述反应塔外输出浆液。

3.根据权利要求1所述的一种脱硫脱硝设备，其特征在于，所述烟气换热器包括：

空预器，用于对烟气进行初步传热交换；

进烟管路，与所述空预器相连通，用于向反应塔中输入降温后的烟气；

增压泵，一端连通所述进烟管路，另一端连通所述换热烟道的进气端，用于烟气加压；以及

排烟管路，一端连接所述换热烟道的排气端，另一端连通所述空预器，用于向外输出加温后的烟气。

4.根据权利要求3所述的一种脱硫脱硝设备，其特征在于，所述换热烟道包括：

进烟道，与所述进烟管路相连通，用于向所述反应塔中输入待处理的高温烟气；

排烟道，与所述进烟道贴合装配，用于向所述反应塔外输出处理后的烟气；

逸烟口，布设于所述除雾器末端，与所述换热烟道相连通；

换热体，布设于所述进烟道和排烟道之间，用于提升热交换效率；以及

单向气阀，布设于所述进烟道末端，用于稳定所述进烟管路输出的烟气气体压强。

5.根据权利要求2所述的一种脱硫脱硝设备，其特征在于，所述喷淋系统包括：

喷淋泵，布设于所述反应塔外部；

连接管，一端连接所述排液管，另一端与所述喷淋泵相连通；

连通管，与所述喷淋泵相连接；以及

喷淋头，与所述连通管相连通，且层叠布设于所述反应塔中，用于输出雾化后的浆液。

6.根据权利要求1所述的一种脱硫脱硝设备，其特征在于，所述封堵机构包括：

导向槽，布设于所述反应塔的内壁上；

滑动板件，滑动装配于所述导向槽上；

漏孔，阵列布设于所述导向槽上，用于流通烟气气体与浆液液体；

定位孔，布设于所述漏孔一侧；以及

弹性封堵件，滑动插设于定位孔中，用于弹性封堵所述漏孔。

7.根据权利要求6所述的一种脱硫脱硝设备，其特征在于，所述弹性封堵件包括：

滑杆，滑动布设于所述定位孔中；

封堵件，朝向所述浆液池一侧设置，用于封堵所述漏孔的底部；

弹性件，弹性连接所述封堵件与所述滑动板件；

连接板，固定连接所述定位孔的另一侧末端；以及

接触开关，朝向所述喷淋头一侧设置，用于限位所述滑动板件的活动并控制所述喷淋系统的启闭。

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