CN202129016U - 多功能脱硫脱硝一体化装置 - Google Patents

Abstract

多功能脱硫脱硝一体化装置，采用由多级处理塔与多级吸收塔经联通管固定于一体且呈U字形的双塔结构，多级处理塔内自上而下依次设置烟气进口、预处理喷淋净化区、预处理雾化喷淋层、旋流净化区、旋流器、联通管进口及底座室；多级吸收塔内自下而上依次设置副产物排放口、循环液回流室、联通管出口、泡沫发生器、泡沫吸附区、泡沫吸收喷淋层、波纹脱硝填料层、脱硝区、脱硝喷淋层、除雾器、除雾区和烟气出口的方案；克服了现有炉窑烟气净化脱硫装置功能单一，脱硫不能脱硝或脱硝不能脱硫，烟气净化效果不理想，脱硫、脱硝一体化装置与技术均存在的氧化脱硝脱硫运营成本高、脱硝效率低、难以推广等缺陷；适合工业炉窑和各类锅炉烟气污染物的脱除。

Description

多功能脱硫脱硝一体化装置

技术领域

本实用新型涉及一种多功能脱硫脱硝一体化装置。

背景技术

现有对炉窑烟气净化的研究中，人们主要从解决炉窑烟气净化中如何达到运营高效率、投入低成本，实现脱硫脱硝除尘一体化最佳效果入手，而最初的研究中，其技术措施只能解决脱硫，不能解决脱硝，其典型的设计方案为脱硫岛装置，它们均将烟气的进口设置在装置的下部，把净化后的烟气出口设置在装置的顶部；这些装置的脱硫效果因脱硫运行线路较短而大受影响，如旋流板脱硫装置、麻石水膜脱硫装置、填料脱硫装置都是这种设计方案；随着研究的深入，产生了以湿式氨法为基础的脱硫（还原法）脱硝一体化和以臭氧（硝酸）氧化脱硝、脱硫多种新工艺及装置。但由于氧化脱硝、脱硫运营成本仍较高，目前较难推广，而以湿式氨法为基础的脱硫（还原法）脱硝技术，虽然脱硝效率不很高，但运营成本却相对较低，在市场上还有一定的竞争力。

发明内容

针对上述情况，本实用新型提供一种既结构简单紧凑又易于制造，集脱硫、脱硝、除尘功能于一体，安装空间利用率高，运行平稳、安全、可靠、无噪声，使用寿命长，无资源浪费，无环境污染，运营高效率、投入低成本的多功能脱硫脱硝一体化装置。

为实现上述目的，一种多功能脱硫脱硝一体化装置，它由多级处理塔与多级吸收塔经联通管固定于一体且呈U字形的双塔结构，多级处理塔内自上而下依次设置烟气进口、预处理喷淋净化区、预处理雾化喷淋层、旋流净化区、旋流器、联通管进口及底座室；多级吸收塔内自下而上依次设置副产物排放口、循环液回流室、联通管出口、泡沫发生器、泡沫吸附区、泡沫吸收喷淋层、波纹脱硝填料层、脱硝区、脱硝喷淋层、除雾器、除雾区和烟气出口。

为了实现结果优化，改善、提高本实用新型的综合性能，进一步的措施是。

烟气进口、烟气出口均分别对应设置于多级处理塔、多级吸收塔的顶部。

预处理喷淋净化区设数层预处理喷淋主层，每一预处理喷淋主层均设有数条喷淋支管和数个雾化喷嘴，并设有配套的净化工作空间。

旋流器叶片表面设有喷涂层。

泡沫发生器由不锈钢圆孔网板和不锈钢矩形墙板组成，且与多级吸收塔水平横切面的大小适配。

波纹脱硝填料层经喷涂处理的波纹板组装而成。

本实用新型采用由多级处理塔与多级吸收塔经联通管固定于一体且呈U字形的双塔结构，多级处理塔内自上而下依次设置烟气进口、预处理喷淋净化区、预处理雾化喷淋层、旋流净化区、旋流器、联通管进口及底座室；多级吸收塔内自下而上依次设置副产物排放口、循环液回流室、联通管出口、泡沫发生器、泡沫吸附区、泡沫吸收喷淋层、波纹脱硝填料层、脱硝区、脱硝喷淋层、除雾器、除雾区和烟气出口的技术方案；克服了现有炉窑烟气净化脱硫装置功能单一，脱硫不能脱硝或脱硝不能脱硫，烟气净化效果不理想，脱硫、脱硝一体化装置与技术均存在的氧化脱硝脱硫运营成本高、脱硝效率低、难以推广等缺陷。 

本实用新型相比现有技术所产生的有益效果：

1、本实用新型多功能脱硫脱硝一体化装置，它集脱硫、脱硝、除尘功能于一体的呈U字形的双塔结构，采用多区多级净化原理，大大地延长了烟气在净化塔内的运行路线，为使装置对烟气进行更高效的净化处理赢得了宝贵的时间，使装置对炉窑烟气污染物的脱除效率显著提高，实现了装置脱硫脱硝除尘的最佳综合效果；2、本实用新型多功能脱硫脱硝一体化装置，结构科学、合理、简单、紧凑，占地面积比小，空间利用率高；3、本实用新型多功能脱硫脱硝一体化装置，结构简单、紧凑，制作工艺容易，无需增加新的设备，成品总成本较低；4、本实用新型多功能脱硫脱硝一体化装置，操作、维护容易，运行安全、可靠、平稳、无噪声，无环境污染，运营效率高、投入成本低，易于普及推广。

本实用新型适合炉窑烟气污染物的脱除；特别适合工业炉窑和各类锅炉烟气污染物的脱除。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型多功能脱硫脱硝一体化装置的主视图。

图中：1、多级处理塔，10、烟气进口，11、预处理雾化喷淋层，12、旋流器， 13、底座室，2、多级吸收塔，21、副产物排放口，22、循环液回流室，23、泡沫发生器，24、泡沫吸收喷淋层，25、波纹脱硝填料层，26、脱硝喷淋层，27、除雾器，28、烟气出口，3、联通管，31、联通管进口，32、联通管出口，A、预处理喷淋净化区，B、旋流净化区，C、泡沫吸附区，D、脱硝区，E、除雾区。

具体实施方式

由附图所示，一种多功能脱硝脱硫一体化装置，它由多级处理塔1与多级吸收塔2经联通管3固定于一体且呈U字形的双塔结构，多级处理塔1内自上而下依次设置烟气进口10、预处理喷淋净化区A、预处理雾化喷淋层11、旋流净化区B、旋流器12、联通管进口31及底座室13；多级吸收塔2内自下而上依次设置副产物排放口21、循环液回流室22、联通管出口32、泡沫发生器23、泡沫吸附区C、泡沫吸收喷淋层24、波纹脱硝填料层25、脱硝区D、脱硝喷淋层26、除雾器27、除雾区E和烟气出口28；为了使烟气在多级预处理塔内有多品种、多等级的化学的、物理的综合处理，达到提高烟气在多级预处理塔内的处理效果，装置脱硝可在较低的烟气温度下进行，脱硫、脱硝则主要依赖于装置中的循环喷淋、旋流净化、泡沫吸附、脱硝等多系统产生的物理、化学作用，装置内除设置预处理喷淋净化区A、旋流净化区B、泡沫吸附区C、脱硝区D和除雾区E外；还对部分烟气净化器具的表面进行特殊喷涂层的处理，使其对NO进一步发生催化氧化作用，尤其是亚硫酸氢氨对NO的吸附作用，实现较好的脱硝脱硫效果。

结合附图，为了使烟气在多级处理塔1和多级吸收塔2内的运行时间延长，达到提高烟气在装置内的处理效果，将烟气进口10、烟气出口28均分别对应设置在多级处理塔1、多级吸收塔2的顶部，从而使烟气沿多级处理塔1顶部的烟气进口10自上而下，经联通管3的联通管进口31、联通管出口32至多级吸收塔2下部，并由下而上，从多级吸收塔2顶部的烟气出口28排出；为了使烟气在多级处理塔1和多级吸收塔2内能反复进行催化氧化处理，其烟气中的NO可多次反复得到脱除，加上系统各装置产生的物理、化学作用的配合运行，提高了脱硝脱硫效率。

参照附图，为了使装置的化学净化和物理净化功能得到充分发挥，尤其是浸润净化功能的发挥更加充分，在多功能脱硫脱硝一体化装置中的预处理喷淋净化区A设至少二层预处理喷淋主层，每一预处理喷淋主层均设有8条喷淋支管和32个雾化喷嘴，并设有配套的净化工作空间。

参照附图，为了使烟气在多级预处理塔内能进行多品种、多等级处理，从而达到提高烟气在多级预处理塔内的处理效果，旋流器12叶片表面设有对NO具有催化氧化作用的喷涂层，故旋流器12叶片不仅对烟气中的微小烟尘具有碰撞扩散作用，而且旋流器12叶片表面喷涂层对NO发生催化、氧化等化学、物理作用，它有利于后续脱硝。   

参照附图，为了使烟气在多级预处理塔内能进行多品种、多等级的综合处理，结合泡沫发生器23进行化学与物理的多方式处理，泡沫发生器23由不锈钢圆孔网板和不锈钢矩形墙板组成，且与多级吸收塔2水平横切面的大小适配，其处理效果极佳。

结合附图，为了使烟气在多级预处理塔内能进行多品种、多等级的综合处理，设置脱硝区D能实现较好的脱硝处理；脱硝区D由波纹脱硝填料层25和脱硝喷淋层26组成，波纹脱硝填料层25经喷涂处理的波纹板组装而成，它对NO气体具有氧化性，脱硝区D配有与其相适应的净化空间。

由附图所示，一种多功能脱硫脱硝一体化装置的工作原理是：

从锅炉出口或除尘设备出口的烟气经引风机送至由联通管3固定于一体且呈U字形的双塔内，烟气先从多级处理塔1顶部的烟气进口10进入，继而下行至预处理喷淋净化区A的二层预处理喷淋主层以及每一预处理喷淋主层的8条喷淋支管的32个雾化喷嘴和净化工作空间，再经预处理雾化喷淋层11、旋流净化区B、旋流器12至联通管进口31及底座室13，同时，使用由氨水等脱硫脱硝剂配制而成的循环液，该循环液是除去渣块等杂物，防止堵塞管道喷嘴的有效清洗剂，使用循环水泵将循环液送至预处理雾化喷淋层11的雾化喷嘴，由喷嘴高速雾化喷射到塔内烟气中；使水雾与烟气充分混合接触，高速碰撞、快速反应，形成壁流后与烟气同向异速而行，穿越旋流器12后，骤集于多级处理塔1的底座室13上面，再从联通管进口13、经联通管3、联通管出口32进入多级吸收塔2的循环液回流室22；当循环液回流室22中循环液的硫酸胺浓度达到一定数值时，部分循环液在装置的自动控制系统的定量控制下，从副产物排放口21排出硫酸胺混合物，由排出泵送至硫酸胺生产区进行再生产；同时，烟气与循环液回流室22中剩余循环液则折返向上，经多级吸收塔2的再处理后变成洁净烟气从烟气出口28排出。

结合附图，本实用新型是这样工作的：从锅炉出口或除尘设备出口的烟气经引风机送至由联通管3固定于一体且呈U字形的双塔内，烟气先从多级处理塔1顶部的烟气进口10进入，继而下行至预处理喷淋净化区A的二层预处理喷淋主层以及每一预处理喷淋主层的8条喷淋支管的32个雾化喷嘴和净化工作空间，再经预处理雾化喷淋层11、旋流净化区B、旋流器12至联通管进口31及底座室13，使烟气在多级预处理塔中能有充足的时间完成化学与浸润等化学、物理净化；尤其是经过预处理喷淋净化区A的机械、物理和化学处理的烟气与高效雾化的脱硫脱硝除尘液滴充分接触进行化合反应，形成水雾混合气流，使烟气中的SO₂、高价位的NO_X---------及烟尘得到充分的化学净化和浸润净化；烟气随水雾混合气流继续下行至旋流净化区B，并穿越旋流器12时，混合气流在旋流器12的高速旋转过程中；一方面那些仍然残留的微量的细微烟尘在气流惯性冲击力和旋转摩擦力的双重作用下，表面气膜将被撕破，使其有机会与水分子结合，得以充分浸润、融入浊流中，从联通管进口13、经联通管3、联通管出口32进入多级吸收塔2的循环液回流室22；另一方面，由于旋流器12经过具有催化、氧化作用的喷涂层处理后，水雾混合气流在旋流器12的作用下，水雾混合气流中的NO升价为NO₂，并在其后能非常容易地与氨结合生成水，还原氮气；原烟气中的SO₂经过多级喷淋净化和旋流摩擦净化后90%以上都会被喷淋液吸收，烟气随水雾混合气流从联通管进口13、经联通管3、联通管出口32进入循环液回流室22中，在循环液回流室22中的循环液折返向上。

由于循环液在喷淋过程中吸收了大量的烟气中的热量，循环液的水温会大大超过氨水的蒸发温度，使氨水蒸发成氨气，以利于同循环液中和混合烟气中的H₂SO₃化合生成(NH₄)HSO₃，为吸收NO创造条件；在循环液回流室22上部，设置了泡沫吸附区C，泡沫吸附区C由泡沫发生器23、泡沫吸收喷淋层24和泡沫吸收空间组成，完成对烟气中仍然残存的有害气体和有害物质的吸收。

泡沫发生器23是由不锈钢圆孔网板和不锈钢矩形墙板根据多级吸收塔水平横切面的形状、大小组合装配而成的；在其上方配有泡沫吸收喷淋层24，该泡沫吸收喷淋层24的结构与多级处理塔1内的预处理雾化喷淋层11的结构相同；在泡沫吸附区C上层，根据实际需要设置脱硝区D；该脱硝区D由专用波纹脱硝填料层25和脱硝喷淋层26组成，并配有与其相适应的专用净化空间。

波纹脱硝填料层25是由10片经喷涂处理的波纹板组合装配而成的，该波纹脱硝填料层25对NO具有催化氧化功能，其主要作用是将仍然残存的NO再次进行催化氧化，迫使其中一部分的化合价位升高，使其NO气体在波纹脱硝填料层25中作曲线运动时与氨气化合，生成水、还原氮气；而另一部分NO气体则会在波纹脱硝填料层25中作曲线运动时与喷淋液中的(NH₄)HSO₃结合，生成(NH₄)SO₄和H₂O，还原氮气；脱硝喷淋层26的结构与泡沫吸收喷淋层24相同；经进一步净化后的烟气缓慢上升进入除雾区E时，利用除雾器27降低烟气中水气夹带量，由设置在多级吸收塔2顶部的洁净烟气出口28排出；在引风机的正压力和烟囱抽力的共同作用下，把净化后的烟气从多功能脱硫脱硝一体化装置排出、送入大气。

Claims (6)

1.一种多功能脱硫脱硝一体化装置，其特征在于它由多级处理塔（1）与多级吸收塔（2）经联通管（3）固定于一体且呈U字形的双塔结构，多级处理塔（1）内自上而下依次设置烟气进口（10）、预处理喷淋净化区（A）、预处理雾化喷淋层（11）、旋流净化区（B）、旋流器（12）、联通管进口（31）及底座室（13）；多级吸收塔（2）内自下而上依次设置副产物排放口（21）、循环液回流室（22）、联通管出口（32）、泡沫发生器（23）、泡沫吸附区（C）、泡沫吸收喷淋层（24）、波纹脱硝填料层（25）、脱硝区（D）、脱硝喷淋层（26）、除雾器（27）、除雾区（E）和烟气出口（28）。

2.根据权利要求1所述的多功能脱硫脱硝一体化装置，其特征在于烟气进口（10）、烟气出口（28）均分别对应设置于多级处理塔（1）、多级吸收塔（2）的顶部。

3.根据权利要求1所述的多功能脱硫脱硝一体化装置，其特征在于预处理喷淋净化区（A）设数层预处理喷淋主层，每一预处理喷淋主层均设有数条喷淋支管和数个雾化喷嘴，并设有配套的净化工作空间。

4.根据权利要求1所述的多功能脱硫脱硝一体化装置，其特征在于旋流器（12）叶片表面设有喷涂层。

5.根据权利要求1所述的多功能脱硫脱硝一体化装置，其特征在于泡沫发生器（23）由不锈钢圆孔网板和不锈钢矩形墙板组成，且与多级吸收塔（2）水平横切面的大小适配。

6.根据权利要求1所述的多功能脱硫脱硝一体化装置，其特征在于波纹脱硝填料层（25）经喷涂处理的波纹板组装而成。