CN201200860Y - 高效烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺设备 - Google Patents

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本实用新型涉及一种高效烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺设备，包括供氧装置、化学反应器和除尘器等部分组成。由分子筛制氧机联接氧活化器，构成设备的供氧装置，供氧装置与化学反应器前端文氏管入口部位喉口收缩区喷嘴组成的喷淋层连接；化学反应器末端的直角型导流板连接除尘器；直管外部连接给料机。化学反应器包括文氏管、反应器底部的弯头、石灰分布板和直管；直管与弯头连接；文氏管和弯头组成反应器的氧化区，石灰分布板和直角型导流板之间的直管构成反应器的中和区。本实用新型为烟气脱硫脱硝除尘的全新工艺设备，效率高，投资少，运行费用低。

Description

高效烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺设备
技术领域
本实用新型涉及一种全新的高效的烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺设备。
背景技术
目前国内烟气脱硫脱硝多采用国外引进的技术，如催化还原烟气脱销(SCR)工艺、石灰/石灰石—石膏湿法脱硫工艺，这些工艺具有净化效率较高，但吸收塔体积十分庞大，具有占地面积大，投资昂贵，运行费用大，施工安装周期长，运行管理困难等弊病，尤其是脱销用催化剂还要依赖进口。为此，研究开发用于我国燃煤电厂锅炉、工业锅炉和其它工业窑炉的经济可靠的脱硫脱硝除尘一体化工艺技术和装备，使其产业化并形成生产规模，是我国推动烟气治理工作所迫切需要的。
发明内容
本实用新型的目的，在于克服现有脱硫脱硝技术的不足之处，提供一种脱硫脱硝除尘效率高，投资少，运行费用低的全新高效烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺设备(简称NHDD)。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
一种高效烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺设备，包括供氧装置、化学反应器和除尘器三部分；由分子筛制氧机联接氧活化器，构成设备的供氧装置，供氧装置连接至化学反应器前端文氏管入口部位喉口收缩区由若干喷嘴组成的喷淋层，化学反应器末端的直角型导流板连接除尘器。
所述的化学反应器采用方型管道式反应器包括文氏管、文氏管连接反应器底部的弯头，弯头连接石灰分布板，直管与弯头连接；文氏管和弯头组成反应器的氧化区，石灰分布板和直角型导流板之间的直管构成反应器的中和区。直管外部连接有向直管供给石灰的给料机。
所述的氧活化器，是由一壳体外连接一电机构成，壳体内装设用于混合、切割氧气与水的螺旋体叶轮，壳体内的下部设有生成的高活性氧吸收液的输出口。
所述的给料机，由一壳体外接变频电机构成，壳体内设有刀铲叶轮与变频电机连接，壳体内的中下部设有连续式旋带叶轮，壳体内的底部有透气带；传动链连接变频电机。
起收尘作用的除尘器，可以选择布袋除尘器，或者电袋复合除尘器。
本实用新型工艺设备的优点如下：
1.方型管道式反应器可直接安装在烟道上，并与除尘器入口烟道构成一个整体；
2.体积小、重量轻、运输安装简便、施工周期短；
3.占地面积小，特别适用于旧炉脱硫脱硝改造；
4.投资省、运行费用低、但脱硫脱硝效率高≥90％；
5.反应器出口烟温大于露点温度15℃以上，无需换热器；
6.具有多种功能作用，能同时脱硫脱硝除尘；
7.脱硫脱硝过程无废液产生，副产物易处理；
8.模块化设计，运行维护管理方便，可实现自动化及智能化；确保除尘器低除
尘负荷<65g/Nm3，克服了传统半干法脱硫除尘负荷大的弊病。
附图说明
图1为本实用新型的工艺设备流程示意图；
图2为本实用新型的NHDD系统立面布置示意图；
图3为氧活化器的轴向纵剖面结构示意图；
图4为给料机的轴向纵剖面结构示意图。
图中：1分子筛制氧机、2氧气、3水、4氧活化器、5活性氧吸收液、6原烟气、7喷淋层、8文氏管、9弯头、10石灰分布板、11直管、12直角型导流板、13除尘器、14净烟气、15石灰、16给料机、17高压流化风、18流化风机，19螺旋体叶轮、20变频电机、21壳体、22刀铲叶轮、23变频电机、24传动链、25透气带、26旋带叶轮。
具体实施方式
参见图1，高效烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺设备，是将锅炉原烟气通过反应器发生强制氧化反应和酸碱中和反应进行脱硫脱硝，处理后的烟气经过除尘器进行除尘。支持本发明工艺的整套反应装置，包括分子筛制氧机1，由它制得浓度大于90％的氧气2，氧气2配合工艺用水3供给氧活化器4，经过氧活化器4制得高活性的氧吸收液5，送入反应器，与进入反应器的烟气混合、进行强制氧化反应。
参见图2，本实用新型的反应器采用方型管道式反应器，包括文氏管8、弯头9、石灰分布板10、直管11、直角型导流板12，烟气的脱硫脱硝在此完成；其中，文氏管9和弯头9组成了反应器的氧化区，石灰分布板10和直角型导流板12之间的直管构成反应器的中和区。分子筛制氧机1制得浓度大于90％的氧气2。起收尘作用的除尘器13可以选择布袋除尘器或者电袋复合除尘器。
氧化区及中和区所发生的化学反应如下：
1.强制氧化反应(在反应器氧化区——文氏管8和弯头9部分)
SO2+1/2O2+H2O→H2SO4　　　(1)
SO3+H2O→H2SO4　　　(2)
NO2+NO+O2+H2O→2HNO3　　　(3)
所需活性氧由氧活化器4供应，工艺用水3的量取决于原烟气6的湿度和温度。
2.酸碱中和反应(在反应器中和区——石灰分布板10和直角型导流板12之间的直管11部分)
CaO+H2O+H2SO4→CaSO4·2H2O　　　(4)
CaO+2HNO3+4H2O→Ca(NO3)2·4H2O+H2O　　　(5)
CaO+2HCl→CaCl2+H2O　　　(6)
CaO+2HF→CaF2+H2O　　　(7)
本工艺钙硫比为1.1，反应器中和区烟气相对湿度小于20％，该段长度只需6-9m即可，烟气流速9-22m/s。
锅炉产出的原烟气6经反应器底部弯头9入口处的文氏管进入，在文氏管的喉口收缩区布置有若干喷嘴组成喷淋层7，活性氧吸收液5经喷嘴雾化后喷入文氏管的喉口收缩区，分散成细小液滴并覆盖喉口的整个断面，液滴与喉口内烟气充分接触、高强度传质，进行脱硫脱硝；反应物随烟气经文氏管和弯头构成的反应器氧化区进入反应器中和区——直管11，由给料机16向直管11供给石灰。强制氧化反应后的反应物在反应器的中和区与均匀混合在烟气中的石灰发生中和反应；反应后烟气携带大量的固体颗粒进入除尘器13，固体颗粒被除尘器13从烟气中分离出，由气力输送设备输送给副产品库。洁净后的烟气在露点温度15℃以上，无须再热，经引风机排入烟囱，完成脱硫脱硝过程。
参见图3，氧活化器4，是在壳体外连接一电机，壳体内装设螺旋体叶轮19，叶轮19旋转，将进入氧活化器4的氧气2和水3混合并切割，使氧气2充分溶于水3中，制得的高活性氧吸收液5，由壳体下部的出口送出氧活化器4。
参见图4，给料机16，由壳体21外接变频电机23，壳体21内有刀铲叶轮22与变频电机23连接，壳体21内的中下部设有连续式旋带叶轮26，壳体21内的底部有透气带25；传动链24连接变频电机23。
通过化学反应，原烟气6中的NO、SO2被活性氧氧化，发生上述的化学反应(1)(2)(3)后，溶于液滴中生成硝酸和硫酸；反应物随烟气经反应器氧化区(文氏管8和弯头9)进入反应器中和区(直管11)，此时烟气得到冷却，湿度增加，在反应器中和区与均匀混合在烟气中的石灰15发生上述的中和反应(4)(5)(6)(7)，主要生成物为硝酸钙和硫酸钙。反应后的烟气携带大量的固体颗粒进入除尘器13，被除尘器13从烟气中分离出来，由气力输送设备再输送给副产品库。洁净后的烟气14在露点温度15℃以上，无须再热，经过引风机排入烟囱。石灰15经给料机16并以流化风机18提供的高压流化风17为动力借助烟道负压的引力导向作用通过溢流方式进入反应器直管11，使之均匀地分布在热态烟气中。
本实用新型的主要装置包括反应器、氧活化器4、给料机16、分子筛制氧机1、除尘器13、流化风机18，其中分子筛制氧机1、除尘器13和流化风机18为选配设备，市场上有充足的供应。
反应器主要由文氏管8、弯头9、石灰分布板10、直管11、直角型导流板12组成，脱硫脱硝在此完成，其中文氏管8和弯头9组成反应器氧化区，石灰分布板10和直角型导流板12之间的直管11组成反应器中和区，当烟气通过反应器时可形成一个稳定的流场，为烟气脱硫脱硝及酸碱中和反应创造一个较佳的反应环境，直角型导流板12可确保烟气以适宜的流速和流场进入除尘器，以使除尘器获得最佳的除尘效果。
氧活化器4主要由变螺距螺旋体叶轮19和壳体18等组成，将分子筛制氧机1制造的浓度大于90％的氧气2和工艺用水3按设计比例供给氧活化器4，通过叶轮对水的的体切割作用使氧气充分溶于水中，最后制得高活性氧吸收液5。给料机16主要由刀铲叶轮22、连续式旋带叶轮26、透气带25和壳体21等组成，是反应器中和区(直管11)石灰供给装置，集液固混合、块体切割、输送等多种功能于一体。
实施例:以75T燃煤锅炉烟气净化为例说明如下：
1)烟气基本参数
 
序号 参数名称 单位 数值
1 烟气净化装置入口烟气量 Nm3/h 135000
2 烟气净化装置入口SO2浓度 mg/Nm3 1500
3 烟气净化装置入口NOx浓度 mg/Nm3 350
4 烟气净化装置入口粉尘浓度 g/Nm3 45
5 烟气净化装置入口烟温 ℃ 143
6 脱硫率 ％ >90
7 脱硝率 ％ >80
 
8 除尘率 ％ >99.99
9 SO2排放浓度 mg/Nm3 <150
10 NOx排放浓度 mg/Nm3 <70
11 粉尘排放浓度 mg/m3 <30
12 净烟气温度 ℃ >75
2)物料平衡表
 
序号 名称 单位 数值
1 SO2的脱除量 t/h 0.19
2 NOx的脱除量 t/h 0.04
3 钙硫比Ca/S 1.1
4 CaO的耗量 t/h 0.18
5 O2的耗量 t/h 0.065
6 水的耗量 t/h 4.9
3)主要工艺设备技术参数表
 
序号 名称 规格型号 备注
1 反应器 2×1.2m 非标
2 氧活化器 2.5KW 非标
3 给料机 9.5KW 非标
4 除尘器 电袋 外购
5 分子筛制氧机 70kg/h，55KW 外购
6 流化风机 15000Pa，75KW 外购

Claims (4)

1.一种高效烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺设备，包括供氧装置、化学反应器和除尘器三部分，其特征在于：由分子筛制氧机(1)联接氧活化器(4)，构成设备的供氧装置，供氧装置连接至化学反应器前端文氏管(8)入口部位喉口收缩区由若干喷嘴组成的喷淋层(7)，化学反应器末端的直角型导流板(12)连接除尘器(13)；
所述的化学反应器包括文氏管(8)、文氏管(8)连接反应器底部的弯头(9)，弯头(9)连接石灰分布板(10)，直管(11)与弯头(9)连接；文氏管(8)和弯头(9)组成反应器的氧化区，石灰分布板(10)和直角型导流板(12)之间的直管(11)构成反应器的中和区；直管(11)外部连接有向直管(11)供给石灰的给料机(16)。
2.根据权利要求1所述的高效烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺设备，其特征在于：所述的氧活化器(4)，是由一壳体外连接一电机(20)构成，壳体内装设用于混合、切割氧气与水的螺旋体叶轮(19)，壳体内的下部设有生成的高活性氧吸收液的输出口。
3.根据权利要求1所述的高效烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺设备，其特征在于：所述的给料机(16)，由一壳体(21)外接变频电机(23)构成，壳体(21)内设有刀铲叶轮(22)与变频电机(23)连接，壳体(21)内的中下部设有连续式旋带叶轮(26)，壳体(21)内的底部有透气带(25)；传动链(24)连接变频电机(23)。
4.根据权利要求1所述的高效烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺设备，其特征在于：起收尘作用的除尘器(13)，可以选择布袋除尘器，或者电袋复合除尘器。
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