CN203469800U

CN203469800U - 一种脱硫脱硝系统

Info

Publication number: CN203469800U
Application number: CN201320590422.XU
Authority: CN
Inventors: 高宏亮; 覃海华; 彭文峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2023-09-24

Abstract

本实用新型提供了一种脱硫脱硝系统，包括烟气产生装置，除尘器，通过第二烟道与所述除尘器相连的吸收塔，所述吸收塔的顶部连接有烟囱，底部连接有循环泵，所述第二烟道的内部设置有过氧化氢高温分解系统，所述过氧化氢高温分解系统包括混气装置与加热装置，所述混气装置由至少三层管件组成，每层包括多根管件，所述多根管件水平排列；自烟气进入的方向计，所述加热装置设置于所述混气装置偶数层各管件的内部；所述过氧化氢高温分解系统与过氧化氢储罐通过管道相连接，所述过氧化氢高温分解系统的入口设置于所述混气装置的奇数层管件与偶数层管件之间。由于在第二烟道中设置过氧化氢高温分解系统，使过氧化氢活性及利用率提高，脱硫脱氮效率高。

Description

一种脱硫脱硝系统

技术领域

本实用新型涉及脱硫脱硝技术领域，尤其涉及一种脱硫脱硝系统。

背景技术

化石燃料的燃烧以及化工生产中产生的氮氧化物和硫氧化物对大气环境造成了严重危害，目前对大气污染治理普遍采用的脱硫技术有干法、半干法和湿法等几类，但这些技术在脱硝方面却显得无能为力。目前，工业上采用较多的脱硝技术是选择性催化还原法（SCR）。但是该方法存在以下问题：投资及运行费用高、占地面积大；所用还原剂液氨为国家二级危险品，管理维护要求严格；所产生的固体催化剂废物处理困难；对老锅炉改造时，需改造烟道与空气预热器，从而造成难度大与费用高的问题。

湿法烟气脱硫技术（WFGD）是当前世界上应用最广泛的脱硫技术，其脱硫效率高，且湿式洗涤塔良好的气液传质对于氮氧化物的吸收是一种潜在优势，因此，开发湿法烟气脱硫脱硝一体化工艺具有广阔的发展空间。

在湿法脱硝方面，氧化吸收法脱硝技术克服了SCR工艺的某些不足，成为研究开发的热点。而在众多的氧化剂中，过氧化氢因价格低廉颇受青睐；但过氧化氢在低温下活性不高，不足以将烟气中的低价态氮氧化物氧化成易溶于水的高价态氮氧化物，需要对其加热进行激发产生氧化自由基。但是由于过氧化氢高温激发后产生的氧化自由基存活时间极短，需要产生后立即反应才能有效利用。

公开号为US6793903B1的美国专利公开了一种过氧化氢高温分解系统及方法，该方法在过氧化氢进入分解装置前先预热，然后在分解装置内采用特制加热板对其激发；本申请与上述美国专利的区别在于：没有设置过氧化氢预热装置，且本申请的过氧化氢高温分解系统引入了文丘里设计理念，在加热激发过氧化氢的过程中，系统本身具有烟气混合作用，解决了氧化自由基产生即反应的问题。公开号为CN102327735A的中国专利公开了一种基于过氧化氢作用的对烟气同时脱硫脱硝系统及方法，该系统及方法在过氧化物加热系统方面与本申请所述的过氧化氢高温分解系统有本质区别。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种脱硫脱硝效率高、投资及运行成本低的脱硫脱硝系统。

有鉴于此，本实用新型提供了一种脱硫脱硝系统，包括烟气产生装置，通过第一烟道与烟气产生装置相连的除尘器，通过第二烟道与所述除尘器相连的吸收塔，所述吸收塔的顶部连接有烟囱，底部连接有循环泵，所述第二烟道的内部设置有过氧化氢高温分解系统，所述过氧化氢高温分解系统包括混气装置与加热装置，所述混气装置由至少三层管件组成，每层包括多根管件，所述多根管件水平排列；自烟气进入的方向计，所述加热装置设置于所述混气装置偶数层各管件的内部；所述过氧化氢高温分解系统与过氧化氢储罐通过管道相连接，所述过氧化氢高温分解系统的入口设置于所述混气装置的奇数层管件与偶数层管件之间。

优选的，所述混气装置的偶数层管件位于奇数层各管件之间缝隙的正下方。

优选的，所述管件为圆管，所述圆管的直径为25mm～159mm，相邻圆管的距离为10mm～140mm，且所述圆管的直径大于所述相邻圆管的距离。

优选的，所述管件为方管，所述方管的对角线长度为25mm～159mm，相邻方管的距离为10mm～140mm，且所述对角线长度大于所述相邻方管的距离。

优选的，所述加热装置为热电偶、远红外、高温烟气和高温蒸汽中的一种或多种。

优选的，所述吸收塔底部设置有氧化风机。

优选的，所述吸收塔内包括碱性溶液与助剂，所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙、氧化镁、碳酸钙、氨水和海水中的一种或多种，所述助剂为有机溶剂。

本实用新型提供了一种脱硫脱硝系统，本实用新型通过在脱硫脱硝系统的第二烟道中设置过氧化氢高温分解系统，使自过氧化氢储罐喷射的过氧化氢溶液被过氧化氢高温分解系统中的加热装置加热，使过氧化氢分解产生氧化自由基，同时烟气通过过氧化氢高温分解系统的混气装置与过氧化氢分解的氧化自由基混合并反应，将烟气中低价态氮氧化物氧化成易溶于水的高价态氮化物，二氧化硫氧化成三氧化硫，从而达到脱硫脱硝的目的。本实用新型通过在第二烟道中设置过氧化氢高温分解系统，其兼有烟气均混作用与过氧化氢激发作用，反应及时、充分，过氧化氢利用率高，且脱硫脱氮效率高。实验结果表明，本实用新型的脱硫效率可达95%以上，脱氮效率80%以上。另外，该脱硫脱硝系统投资及运行成本均低于选择性催化还原法+湿法烟气脱硫技术；占地面积小，容易实现脱硫脱硝一体化；应用范围广，便于推广。

附图说明

图1为本实用新型脱硫脱硝系统的示意图；

图2为本实用新型实施例1～3脱硫脱硝系统的示意图；

图3为本实用新型过氧化氢高温分解系统的纵向剖视结构示意图；

图4为本实用新型过氧化氢高温分解系统的纵向剖视结构示意图；

图5为图3、图4中烟道A-A向截面结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

本实用新型实施例公开了一种脱硫脱硝系统，包括烟气产生装置，通过第一烟道与烟气产生装置相连的除尘器，通过第二烟道与所述除尘器相连的吸收塔，所述吸收塔的顶部连接有烟囱，底部连接有循环泵，所述第二烟道的内部设置有过氧化氢高温分解系统，所述过氧化氢高温分解系统包括混气装置与加热装置，所述混气装置由至少三层管件组成，每层包括多根管件，所述多根管件水平排列；自烟气进入的方向计，所述加热装置设置于所述混气装置偶数层各管件的内部；所述过氧化氢高温分解系统与过氧化氢储罐通过管道相连接，所述过氧化氢高温分解系统的入口设置于所述混气装置的奇数层管件与偶数层管件之间。

如图1所示，图1为脱硫脱硝系统的示意图，图中1为烟气产生装置，2为除尘器，3为吸收塔，4为烟囱，5为液态除尘装置，6为浓缩结晶装置，7为干燥、包装或排弃装置，8为过氧化氢储罐，9为过氧化氢高温分解系统，10为氧化风机，11为循环泵。

如图3、图4与图5所示，图3为过氧化氢高温分解系统的纵向剖视结构示意图，图4为过氧化氢高温分解系统的纵向剖视结构示意图，图5为图3、图4中烟道A-A向截面结构示意图，图中12为加热装置，13为管件，图3中管件13为圆管，图4中管件13为方管。

本实用新型通过在脱硫脱硝系统中的第二烟道设置过氧化氢高温分解系统9，使来自过氧化氢储罐的中的过氧化氢溶液被加热分解成产生氧化自由基，产生的氧化自由基与第二烟道中通过由混气装置构成的文丘里构件的烟气混合并反应，将烟气中低价态氮氧化物氧化成易溶于水的高价态氮氧化物，二氧化硫氧化成三氧化硫，从而达到脱硫脱硝的目的。

按照本实用新型，由烟气产生装置1产生的烟气经所述第一烟道进入除尘器2，将烟气中的灰尘等大颗粒物质除去。经过除尘器的烟气进入第二烟道。

所述过氧化氢高温分解系统9设置于第二烟道内部，所述过氧化氢高温分解系统9包括混气装置与加热装置12；其中所述混气装置是由至少三层由多根并列的管件13组成。本实用新型所述混气装置是当气流通过时能产生文丘里效应的文丘里构件。自烟气进入第二烟道的方向计，管件记为奇数层管件与偶数层管件。为了使所述混气装置具有较好的文丘里效应，使烟气能够与过氧化氢加热分解的氧化自由基迅速混合并反应，尽可能减少烟气短路现象，即烟气没有与过氧化氢分解的氧化自由基反应便排走，所述混气装置的偶数层管件位于奇数层管件缝隙的正下方。

所述混气装置的管件可以为方管，也可以为圆管，本实用新型没有特别的限制。但是为了确保混气装置能够形成一定程度的文丘里效应，并使烟气与过氧化氢分解的氧化自由基充分接触、混合与反应，本实用新型优选限定了混气装置管件的尺寸，所述管件为圆管时，圆管的直径优选为25mm～159mm，所述管件为方管时，所述方管的对角线长度为25mm～159mm。为了增强文丘里效应，且水平并列的管件形成的阻力不能太大，若所述混气装置的管件为圆管，则相邻圆管的距离优选为10mm～140mm，且所述圆管的直径大于所述相邻圆管的距离；若所述管件为方管，相邻方管的距离优选为10mm～140mm，且所述对角线长度大于所述相邻方管的距离。本实用新型所述混气装置至少设置三层水平排列的管件，第一层并列管件能够保证烟气进入过氧化氢高温分解系统直接冲向加热管件并与过氧化氢分解后的氧化自由基反应，第二层并列管件是安装加热装置并维持上述过程的进行；第三层并列管件是一个强化过程，促进烟气中的氮氧化物与硫氧化物充分的与过氧化氢分解的氧化自由基混合反应。本实用新型所述混气装置的管件层数优选大于3层，更优选为5层。

本实用新型中所述过氧化氢高温分解系统的9设置的作用在于使烟气与过氧化氢分解的氧化自由基反应。而过氧化氢分解的氧化自由基是通过加热装置12实现的。所述加热装置12可以是热电偶、远红外、高温烟气和高温蒸汽中的一种或多种。自过氧化氢储罐提供的过氧化氢溶液沿管道喷射至过氧化氢高温分解系统9的偶数层管件表面，过氧化氢溶液在加热的情况下分解成氧化自由基，与经过过氧化氢高温分解系统9内的烟气混合，从而完成脱硫脱硝过程。为了使烟气与氧化自由基能够充分混合反应，作为优选方案，所述的过氧化氢储罐8上连接有供给泵，所述供给泵上连接有单向阀，所述单向阀上连接有控制阀，所述控制阀上连接有流量计与雾化喷头，所述雾化喷头设置于所述过氧化氢高温分解系统9内，所述雾化喷头的中心与所述混气装置偶数层管件的中心线相对应。

经过氧化氢高温分解系统氧化后的烟气进入吸收塔3，烟气中被氧化后的氮氧化物和硫氧化物由吸收塔3内洗涤液进行洗涤吸收，洗涤后的烟气经除湿从烟囱4排入大气。所述吸收塔的底部连接有循环泵11，所述循环泵11上连接有雾化喷头，所述洗涤液自雾化喷头喷射至吸收塔中，将氧化后的烟气进行洗涤。所述吸收塔3的底部还设置有液态除尘装置5，所述液态除尘装置5的出口与浓缩结晶装置6的入口相连接，所述浓缩结晶装置6的出口与干燥、包装或排弃装置7的入口相连接。所述吸收塔3的底部液体经过反复循环吸收，当吸收液中的盐分浓度达到30wt%～40wt%后，从吸收塔底部排出依次进行液态除尘、浓缩结晶和干燥，再进行包装或排弃。本实用新型吸收塔底部还优选设置了氧化风机10，所述氧化风机10用于强制氧化吸收液中未被氧化的亚硫酸根与亚硝酸根。

本实用新型提供了一种脱硫脱硝系统，本实用新型通过在脱硫脱硝系统的第二烟道中设置过氧化氢高温分解系统，使自过氧化氢储罐喷射的过氧化氢溶液被过氧化氢高温分解系统中的加热装置加热，使过氧化氢分解产生氧化自由基，同时烟气通过过氧化氢高温分解系统的混气装置与过氧化氢分解的氧化自由基混合并反应，将烟气中低价态氮氧化物氧化成易溶于水的高价态氮化物，二氧化硫氧化成三氧化硫，从而达到脱硫脱硝的目的。本实用新型通过在第二烟道中设置过氧化氢高温分解系统，其兼有烟气均混作用于过氧化氢激发作用，反应及时、充分，过氧化氢利用率高，且脱硫脱氮效率高。实验结果表明，本实用新型的脱硫效率可达95%以上，脱氮效率80%以上。另外，该脱硫脱硝系统投资及运行成本均低于WFGD+SCR；占地面积小，容易实现脱硫脱硝一体化；应用范围广，便于推广。

利用上述脱硫脱硝系统进行脱硫脱硝，包括以下步骤：

a）采用加热装置将混气装置的偶数层管件加热；

b）将过氧化氢储罐内的过氧化氢溶液喷射到加热后的偶数层管件表面，分解后与第二烟道内的除尘后的烟气混合并反应；

c）将反应后的烟气进入吸收塔进行洗涤，洗涤后的烟气经除湿后排放。

为了使烟气与过氧化氢加热分解后的氧化自由基混合反应，本实用新型采用过氧化氢高温分解系统9的加热装置将混气装置偶数层管件加热，使过氧化氢在进入第二烟道中时能够分解成氧化自由基，所述加热的温度优选为300～600℃，该温度值足以保证过氧化氢的完全激发分解。

在将过氧化氢高温分解系统9的偶数层管件加热后，则将过氧化氢溶液自过氧化氢储罐喷射进第二烟道的过氧化氢高温分解系统9的偶数层管件表面，使过氧化氢分解成氧化自由基，同时将经过除尘器除尘后的烟气进入第二烟道，除尘后的烟气经过所述过氧化氢高温分解系统9混气装置的奇数层管件与过氧化氢分解的氧化自由基混合并反应，则将烟气中的低价态氮氧化物氧化成易溶于水的高价态氮氧化物，二氧化硫氧化成三氧化硫。

按照本实用新型，烟气被氧化后进入吸收塔，在吸收塔中被洗涤液洗涤吸收，洗涤后的烟气经除湿后从烟囱排放。所述洗涤液优选为碱性溶液与助剂的混合物；所述碱性溶液优选为氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙、氧化镁、碳酸钙和氨水中的一种或多种。洗涤液重复循环后，当其中的盐分浓度达到30wt%～40wt%时，洗涤液自洗涤塔的底部排出，依次进行液态除尘、浓缩结晶和干燥，再进行包装或排弃。

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型提供的脱硫脱硝系统进行详细说明，本实用新型的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

本实施例中所述脱硫脱硝系统如图2所示，烟气产生装置1为锅炉，吸收塔3为喷淋塔，直径为1.2m，高度为18m；过氧化氢高温分解系统9设置于除尘器2与吸收塔3之间的烟道上，管件为圆管，文丘里构件设置5层，如图3所示，采用热电偶加热偶数层管件。在烟气进行脱硫脱硝操作时，采用加热装置将混气装置的偶数层管件加热至温度500℃；过氧化氢储罐内的过氧化氢溶液计量抽取后通过雾化喷头喷射到被加热管件的表面上，过氧化氢喷入量为氮氧化物摩尔数的1.36倍，使其在温度500℃下分解产生氧化自由基，产生的氧化自由基与烟道内的烟气混合并反应，将烟气中低价态氮氧化物氧化成易溶于水的高价态氮氧化物，二氧化硫氧化成三氧化硫；氧化后的烟气进入吸收塔，被塔内的氢氧化钠与助剂的混合液洗涤吸收，净化后的烟气经烟囱排入大气；吸收液反复循环后排入污水池。

采用Test350烟气分析仪测量烟气成份：烟气产生装置产生烟气中SO₂为350ppm，NO_x为165ppm；脱硫脱硝后吸收塔出口烟气中SO₂为0ppm，NO为10ppm，NO_x为25ppm。

实施例2

基于过氧化氢作用的烟气同时脱硫脱硝系统同实例1，不同之处在于，偶数层管件表面温度为490℃。采用Test350烟气分析仪测量烟气成份：烟气产生装置产生烟气中SO₂为345ppm，NO_x为172ppm；脱硫脱硝后吸收塔出口烟气中SO₂为2ppm，NO为16ppm，NO_x为33ppm。

实施例3

基于过氧化氢作用的烟气同时脱硫脱硝系统同实例1，不同之处在于，过氧化氢喷入量为氮氧化物摩尔数的1.1倍。用Test350烟气分析仪测量烟气成份：烟气产生装置产生烟气中SO₂为365ppm，NO_x为168ppm；脱硫脱硝后吸收塔出口烟气中SO₂为2ppm，NO为12ppm，NO_x为28ppm。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种脱硫脱硝系统，包括烟气产生装置，通过第一烟道与烟气产生装置相连的除尘器，通过第二烟道与所述除尘器相连的吸收塔，所述吸收塔的顶部连接有烟囱，底部连接有循环泵，其特征在于，所述第二烟道的内部设置有过氧化氢高温分解系统，所述过氧化氢高温分解系统包括混气装置与加热装置，所述混气装置由至少三层管件组成，每层包括多根管件，所述多根管件水平排列；自烟气进入的方向计，所述加热装置设置于所述混气装置偶数层各管件的内部；所述过氧化氢高温分解系统与过氧化氢储罐通过管道相连接，所述过氧化氢高温分解系统的入口设置于所述混气装置的奇数层管件与偶数层管件之间。

2.根据权利要求1所述的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述混气装置的偶数层管件位于奇数层各管件之间缝隙的正下方。

3.根据权利要求1所述的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述管件为圆管，所述圆管的直径为25mm～159mm，相邻圆管的距离为10mm～140mm，且所述圆管的直径大于所述相邻圆管的距离。

4.根据权利要求1所述的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述管件为方管，所述方管的对角线长度为25mm～159mm，相邻方管的距离为10mm～140mm，且所述对角线长度大于所述相邻方管的距离。

5.根据权利要求1所述的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述加热装置为热电偶、远红外、高温烟气和高温蒸汽中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述吸收塔底部设置有氧化风机。

7.根据权利要求1所述的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述吸收塔内包括碱性溶液与助剂，所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙、氧化镁、碳酸钙、氨水和海水中的一种或多种，所述助剂为有机溶剂。