CN202146711U - 一种一体式脱硫脱硝实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于大气污染物排放净化装置领域。一种一体式脱硫脱硝实验装置，主要包括脱硝反应器、吸收塔、脱硫反应器三个部分。脱硫反应器的顶端设有反应物入口、脱硫反应器物床层温度计，底端设有脱硫反应器物料出口；吸收塔上部设有吸收塔出气口、吸收液入口管，且吸收液入口管插入吸收塔的内部与吸收液喷头相连，其下部设有吸收塔出液口、液位计、吸收塔气体进入口、测温口，且吸收塔出液口与液位计相连；脱硝反应器上部设有脱硝反应器气体入口，下部设有脱硝反应器出口，外部设有脱硝反应器加热保温套，内部设有脱硝反应器床层温度计。该装置结构紧凑占用场地面积小，工艺过程连续性强便于操作，配备动力设备少降低制造费用。

Description

一种一体式脱硫脱硝实验装置

技术领域

本实用新型属于大气污染物排放净化装置领域，特别是涉及到一种脱硫脱硝的实验装置。

背景技术

绿色生态环保、和谐社会共同发展是当代世界的共同主题。而火电是我国目前电力能源的重要来源，关于电厂的烟气排放特别是中小型电厂的煤烟气处理是目前大气污染物排放净化所面临的一个棘手的问题。煤在燃烧过程中产生大量的H₂S、SO₂及NO_X气体，这些物质进入大气中严重影响空气质量，同时在光线作用下遇到雨水产生酸雨，对自然环境及农作物等造成较大危害。我国长江以南广大地区已经成为世界第三大酸雨区，其形成与燃煤引起大气污染关系十分明显。2008年中国NO_X排放量已占世界第一，对我国大气环境造成极大破坏。为控制SO₂污染和酸雨，国家制定了双控区行动计划，重点是控制SO₂的排放。因此，化学工程、环境工程面临艰巨任务。应尽快通过科学研究和工程实践，掌握大型烟气脱硫脱硝工艺技术和装备设计技术，并着手研究更适合我国的烟气脱硫脱硝技术和装备。尽快通过技术改造和研究开发提高中小型电厂烟气脱硫脱硝系统的技术水平，以满足更严格的烟气污染物排放要求。脱硝已纳入“十二五”国家环保规划总量控制。2011年初出台了《火电厂大气污染物排放标准》，要求从2012年1月1日开始，所有新建火电机组NO_X排放量要求达到100mg/Nm³以下，从2014年1月1日开始，重点地区所有火电投运机组NO_X排放量要求达到100mg/Nm³。非重点地区2003年以前投放的机组达到200mg/Nm³。

目前，国内外对脱硫脱氮研究较多，形成了一些有使用价值的方法，如可单独脱硫脱硝，也可同时脱硫脱硝，有干法，也有湿法等等。二氧化硫的治理可分为燃烧前、燃烧中和大燃烧后三大类。燃烧前是指对原料进行处理，如洗煤、气化、液化等。燃烧中是指炉内脱硫，例如流化床燃烧脱硫、炉内喷钙脱硫、型煤固硫及利用脱硫剂脱硫。燃烧后脱硫就是指烟气脱硫。它是国内目前采用最多的一种形式。现有技术中尚未有利用燃煤后脱硫的成熟技术，这方面的实验装置还是一个空白。

发明内容

工作原理：前期实验研究得到了烟气中的H₂S、SO₂通过催化氧化99.5％转化为SO₃，然后再经过NaOH吸收液的吸收塔将SO₃100％吸收掉。NO_X在脱硫中较难脱去，即使有一部分在吸收塔中被脱掉，但很难达到排气指标要求。因此从吸收塔出气中仍有大量NO_X，将此气体再通过另外一个催化反应器，将NO_X完全转化为无害气体N₂及O₂，至此，燃烧尾气中的硫、硝得到脱除。

为了解决现有技术中脱硫脱硝装置较大，工艺过程相对复杂，占用场地面积较大，没有合适的实验装置，本实用新型在分步脱硫脱硝的基础上，通过实验将其过程集中在一个设备上，制作一台一体式实验装置。

本实用新型脱硫反应器与脱硝反应器都采用固定床反应器，反应器采用316L材质。催化剂的添加量决定床层高度，影响床层压降。脱硫反应器内装球形分子筛负载催化剂，脱硝反应器内装圆柱形负载催化剂。反应器外部设有电加热保温元件，并通过伸到床层内的测温探头、加热元件等构成控温系统，严格控制反应器内部温度，亦即反应温度。吸收塔安装在两个反应器中间。

一种一体式脱硫脱硝实验装置，其特征是：包括有脱硝反应器出口、脱硝反应器加热保温套、吸收塔出液口、脱硝反应器、液位计、吸收塔、吸收液喷头、吸收塔出气口、脱硫反应器、反应物入口、脱硫反应器物床层温度计、脱硫反应器物料出口、吸收液入口管、吸收塔气体进入口、测温口、脱硝反应器气体入口、脱硝反应器床层温度计，所述的脱硫反应器的顶端设有反应物入口、脱硫反应器物床层温度计，底端设有脱硫反应器物料出口；所述的吸收塔位于脱硫反应器的下面，其上部设有吸收塔出气口、吸收液入口管，且吸收液入口管插入吸收塔的内部与吸收液喷头相连，吸收塔的下部设有吸收塔出液口、液位计、吸收塔气体进入口、测温口，且吸收塔出液口与液位计相连；所述的脱硝反应器位于吸收塔的下面，其上部设有脱硝反应器气体入口，下部设有脱硝反应器出口，外部设有脱硝反应器加热保温套，内部设有脱硝反应器床层温度计。

所述的脱硝反应器、脱硫反应器内径为18mm、长度为200mm。所述的吸收塔内径为22mm、高度为500mm。

有益效果：本实用新型脱硫脱硝的实验结果如表1。其煤气净化效果优异。表1经脱硫吸收，脱硝后烟气中S、NO_x含量表(mg/Nm³)

实际使用后，烟气经此装置处理能达到预定脱硫脱硝指标，并表现出以下显著特点：1)装置结构紧凑，占用场地面积小。2)工艺过程连续性强，便于操作。3)配备动力设备少，降低制造费用。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型一体式脱硫脱硝实验装置结构示意图。

图2为本实用新型一体式脱硫脱硝实验装置工艺图。

图中：1为脱硝反应器出口、2为脱硝反应器加热保温、3为脱硝催化剂、4为吸收塔出液口、5为脱硝反应器、6为液位计、7为吸收塔、8为填料、9为吸收液喷头、10为吸收塔出气口、11为脱硫催化剂、12为脱硫反应器、13为反应物入口、14为脱硫反应器物床层温度计、15为脱硫反应器物料出口、16为吸收液入口管、17为吸收塔气体进入口、18为测温口、19为脱硝反应器气体入口、20为脱硝反应器床层温度计、21为换热器、22为冷凝器。

具体实施方式

如图1、图2所示本实用新型是这样工作的：来自煤燃烧的尾气经除尘后从脱硫反应器入口13进入脱硫反应器12，在反应器中脱硫催化剂11床层上进行催化反应。H₂S、SO₂转化为SO₃，并随其它气体由脱硫反应器物料出口15流出。由脱硫反应器温度计14显示控制反应温度。从脱硫反应器出来的气体温度较高，经换热器换热降温，从吸收塔气体进入口17进入吸收塔7，吸收液从吸收液入口管16进入吸收塔，吸收液喷头9均匀喷出并淋洒在塔内填料8上，在填料表面进行吸收反应，气体从吸收塔出气口10流出，液体从吸收塔出液口4流出，为防止气体从吸收塔液体流出口流出，塔底通过液位计6控制液位，起到液封作用。同时，液位计也有助于了解塔内气液负荷状况，有助于塔的稳定运行。吸收塔内温度通过测温口18的温度计指示，从吸收塔出来的气体由于湿度较高，先经干燥器干燥，再经换热器预热，由脱硝反应器气体入口19进入脱硝反应器5中，在脱硝反应器加热保温2及脱硝反应器床层温度计20控制下，与脱硝催化剂3接触，并发生一系列反应，使NO_X转化为N₂，、O₂，再由脱硝反应器出口1流出。脱硫脱硝过程结束。

本实用新型能够清楚地观察到吸收塔7内液位高度，其下部设有液位计6，可为防止气体由吸收塔出液口4流出，即为液封装置。同时，考虑热量利用、气体湿度处理加设换热器21、冷凝器22及干燥器。

在整个装置运行过程中，流量、温度的调解与控制是三个单元过程稳定运行、保证达到处理指标的关键；合理操作、优化操作条件是重点。

Claims (3)

1.一种一体式脱硫脱硝实验装置，其特征是：包括有脱硝反应器出口(1)、脱硝反应器加热保温套(2)、吸收塔出液口(4)、脱硝反应器(5)、液位计(6)、吸收塔(7)、吸收液喷头(9)、吸收塔出气口(10)、脱硫反应器(12)、反应物入口(13)、脱硫反应器物床层温度计(14)、脱硫反应器物料出口(15)、吸收液入口管(16)、吸收塔气体进入口(17)、测温口(18)、脱硝反应器气体入口(19)、脱硝反应器床层温度计(20)，所述的脱硫反应器(12)的顶端设有反应物入口(13)、脱硫反应器物床层温度计(14)，底端设有脱硫反应器物料出口(15)；所述的吸收塔(7)位于脱硫反应器(12)的下面，其上部设有吸收塔出气口(10)、吸收液入口管(16)，且吸收液入口管(16)插入吸收塔(7)的内部与吸收液喷头(9)相连，吸收塔(7)的下部设有吸收塔出液口(4)、液位计(6)、吸收塔气体进入口(17)、测温口(18)，且吸收塔出液口(4)与液位计(6)相连；所述的脱硝反应器(5)位于吸收塔(7)的下面，其上部设有脱硝反应器气体入口(19)，下部设有脱硝反应器出口(1)，外部设有脱硝反应器加热保温套(2)，内部设有脱硝反应器床层温度计(20)。

2.根据权利要求1所述的一种一体式脱硫脱硝实验装置，其特征是：所述的脱硝反应器(5)、脱硫反应器(12)内径为18mm、长度为200mm。

3.根据权利要求1所述的一种一体式脱硫脱硝实验装置，其特征是：所述的吸收塔(7)内径为22mm、高度为500mm。

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