CN203469804U - 烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置 - Google Patents

烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置，它包括纵向设置的塔内隔板（8），所述塔内隔板（8）将吸收塔内部分隔成脱硫区（7）和脱硝区（9），所述分隔成脱硫区（7）包括硫浆液池（17）、脱硫产物排浆口（1）、石灰石浆液外部补给装置（2）和氧化空气系统（4）、烟气入口（5）和浆液喷淋区（6）；所述脱硝区（9）包括脱硝氧化剂池（16）、烟气出口区（11）、脱硝氧化剂喷射区（12）、脱硝产物排出口（15）和脱硝氧化剂外补充装置（14）。其具有结构简单，成本低，可以在一个装置内实现SO2和NO的同时脱除、氧化剂耗量低等优点。

Description

烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置
技术领域
本实用新型涉及一种烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置，主要用于对燃煤电站锅炉所排放烟气的净化处理。
背景技术
在我国的一次能源构成中，煤占有绝对性的主导地位。以燃煤为主的火力发电但煤燃烧时会产生大量污染物质，是目前我国大气污染排放最大的污染源，其危害性已成为共识。燃煤带来的SO2和NOx污染不仅是中国大气环境污染的主要问题，目前还是制约经济协调稳定发展的重要环境因素。
湿法烟气脱硫工艺由于具有运行可靠性好、脱硫效率高、煤种适应性强等优点，已成为主流的火电厂烟气脱硫工艺。对于火电厂的NOx控制来说，目前常用的烟气脱硝工艺为选择性催化还原脱硝工艺。这样一来，使得火电厂污染物控制系统设备庞大，工艺复杂，增加了投资和运行费用。
由于火电厂排放的NOx以难溶于水的NO为主，约占90%以上，若是利用氧化剂将其氧化为易溶于水的NO2，则可利用湿式洗涤的工艺实现SO2和NOx的同时脱除。但是火电厂烟气中的SO2也会造成氧化剂的消耗。为此，本实用新型目的在于设计一种新型的吸收塔，实现SO2和NOx的协同脱除并降低脱硝氧化剂用量。 
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种结构简单，成本低，可以在一个装置内实现SO2和NO的同时脱除、氧化剂耗量低的烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置。
本实用新型的目的是这样实现的：一种烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置，它包括纵向设置的塔内隔板，所述塔内隔板将吸收塔内部分隔成脱硫区和脱硝区，所述脱硫区和脱硝区顶端相连通，
所述的脱硫区底部设置有脱硫浆液池，脱硫浆液池底部侧边设置有脱硫产物排浆口，所述脱硫浆液池外还连接有石灰石浆液外部补给装置和氧化空气系统，所述脱硫浆液池上方设置有烟气入口，所述烟气入口的上方为浆液喷淋区，脱硫浆液池与浆液喷淋区之间通过外置的浆液循环泵相连；
所述脱硝区底部设置有脱硝氧化剂池，脱硝区的中部开设有烟气出口区，所述脱硝氧化剂池与烟气出口区之间设置脱硝氧化剂喷射区，脱硝喷射区和脱硝氧化剂池通过脱硝氧化剂循环泵相连，所述脱硝氧化剂池底部侧边开有脱硝产物排出口，所述脱硝氧化剂池外还连接有脱硝氧化剂外补充装置。
所述浆液喷淋区设有3层交错布置的喷淋层。
所述脱硝氧化剂喷射区设有脱硝氧化剂喷管，所述脱硝氧化剂喷管的喷嘴向上设置，用于喷射脱硝氧化剂。
所述烟气出口区设置除雾器，可用于除去烟气中所含的雾滴。
采用上述的一种烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置进行烟气的同时脱硫脱硝，其脱硫脱硝的工艺过程如下：
对需要脱硫的烟气首先经过除尘预处理，将经过预除尘处理的烟气经脱硫塔下部入口送入脱硫区，然后烟气流经脱硫塔中上方交错布置的喷淋层，与喷淋层喷出的石灰石浆液液滴逆流接触，其中所含的SO2被吸收形成CaSO3，此时烟气由于受到浆液的喷淋整流而使得其流场分布更为均匀，同时也强化了烟气和浆液之间的气液传质，促进了SO2的吸收。
石灰石浆液吸收SO2形成CaSO3后，含有CaSO3落入脱硫塔底部的浆液池内，与空气发生充分的氧化反应，所生成的副产品石膏在浆液池底部经石膏浆液泵排出，同时，脱硫后的净烟气流经脱硫区上部，转向绕流进入脱硝区。
上述脱硫塔浆液池内的石灰石浆液pH值控制在5.4～5.6为宜。这样，可以确保石灰石具有适当的溶解速率以提供与SO2反应的CO                                               
Figure 2013205562059100002DEST_PATH_IMAGE002
和HCO
Figure 2013205562059100002DEST_PATH_IMAGE004
，以使得烟气中的SO2与石灰石浆液始终处于最佳化学反应状态，以进一步提高SO2的脱除效率。
上述工艺中，SO2首先溶于水，生成H2SO3，而后与石灰石浆液中溶解的CaCO3反应生成CaSO3，其化学反应式为：
 
Figure DEST_PATH_IMAGE006
                         (1)
     
Figure DEST_PATH_IMAGE008
         (2)
    同时，从浆液池内鼓入的空气不断地与CaSO3反应生成CaSO4，其化学反应式为：
CaSO3+O2 CaSO4                         　　　　　（3）
石膏浆液在浆液池底部经石膏浆液泵排出，通过水力旋流分离器和真空皮带脱水机脱除其中所含的水分，最终得到副产品石膏。
烟气进入脱硝区后，与来自脱硝氧化剂喷射区的氧化剂溶液发生反应，烟气中的NO被氧化为NO
Figure 840634DEST_PATH_IMAGE004
，所发生的化学反应为（以NaClO2氧化剂为例）
Figure DEST_PATH_IMAGE014
                     （4）
Figure DEST_PATH_IMAGE016
          （5）
本实用新型的有益效果：
本实用新烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置具有结构简单，成本低，可以在一个装置内实现SO2和NO的同时脱除、氧化剂耗量低等优点。
附图说明
图1为本实用新型烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置的结构示意图。
其中：
脱硫产物排浆口1、石灰石浆液外部补给装置2、浆液循环泵3、氧化空气系统4、烟气入口5、浆液喷淋区6、脱硫区7、塔内隔板8、脱硝区9、除雾器10、烟气出口区11、脱硝氧化剂喷射区12、脱硝氧化剂循环泵13、脱硝氧化剂外补充装置14、脱硝产物排出口15、脱硝氧化剂池16、脱硫浆液池17。
具体实施方式
下面针对一台燃煤锅炉机组所排放的烟气结合附图对本实用新型的工艺及其装置进行进一步说明。
实施例1
如图1所示的一种烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置，它包括纵向设置的塔内隔板8，所述塔内隔板8将吸收塔内部分隔成脱硫区7和脱硝区9，所述脱硫区7和脱硝区9顶端相连通，
所述的脱硫区7底部设置有脱硫浆液池17，脱硫浆液池17底部侧边设置有脱硫产物排浆口1，所述脱硫浆液池17外还连接有石灰石浆液外部补给装置2和氧化空气系统4，所述脱硫浆液池17上方设置有烟气入口5，所述烟气入口5的上方为浆液喷淋区6，脱硫浆液池17与浆液喷淋区6之间通过外置的浆液循环泵2相连；
所述脱硝区9底部设置有脱硝氧化剂池16，脱硝区9的中部开设有烟气出口区11，所述脱硝氧化剂池16与烟气出口区11之间设置脱硝氧化剂喷射区12，脱硝喷射区12和脱硝氧化剂池16通过脱硝氧化剂循环泵13相连，所述脱硝氧化剂池16底部侧边开有脱硝产物排出口15，所述脱硝氧化剂池16外还连接有脱硝氧化剂外补充装置14。
浆液喷淋区6设有3层交错布置的喷淋层；
脱硝氧化剂喷射区12设有一层脱硝氧化剂喷管，该喷管的喷嘴向上设置，用于喷射脱硝氧化剂。
烟气出口区11设置除雾器10，可用于除去烟气中所含的雾滴。
单纯采用脱硫区7进行同时脱硫脱硝的情况：
从锅炉排出的烟气，其中SO2浓度为1500mg/m3，NO的浓度为1339mg/m3经过经电除尘器除尘后通过增压风机选择烟气流量为6785m3/h经脱硫区7的烟气入口5送入脱硫区7内，并继续向上流动，穿过交错布置在脱硫区7中上方的喷淋区6，脱硫浆液池内17的石灰石浆液经石灰石浆液循环泵3以流量为67.85 m3/h不断输送到喷淋区6，经喷嘴喷出，与烟气逆流接触，从而完成脱硫。同时，石灰石浆液补给装置2不断的向浆液池内补给石灰石浆液，维持其pH值介于5.4～5.6之间；同时氧化空气系统则不断的向脱硫浆液池17内供给空气，将CaSO3氧化为CaSO4，生成的石膏浆液则由脱硫副产物排浆口1排出，经脱水后形成副产品石膏，烟气出口处11利用德图350XL烟气分析仪测量出口SO2浓度和NOx浓度，计算可得脱硫效率为90.4%，脱硝效率为50.4%。
所用的石灰石浆液中的石灰石粒径为30-50
Figure DEST_PATH_IMAGE018
，浆液含固率为20wt%，采用的脱硝氧化剂为NaClO2，浓度为50mol/m3，进口SO2浓度为1500mg/m3，NO的浓度为1339mg/m3。
采用本实用新型的烟气同时脱硫脱硝的吸收塔进行同时脱硫脱硝的情况：
从锅炉排出的烟气，其中SO2浓度为1500mg/m3，NO的浓度为1339mg/m3经过经电除尘器除尘后通过增压风机选择烟气流量为6785m3/h经脱硫区的烟气入口送入脱硫区7内，并继续向上流动，穿过交错布置在脱硫区7中上方的喷淋区6，脱硫浆液池17内的石灰石浆液经石灰石浆液循环泵以流量为67.85 m3/h不断输送到喷淋区6，经喷嘴喷出，与烟气逆流接触，从而完成脱硫。同时，石灰石浆液补给装置2不断的向脱硫浆液池17内补给石灰石浆液，维持其pH值介于5.4～5.6之间；同时氧化空气系统则不断的向脱硫浆液池内供给空气，将CaSO3氧化为CaSO4，生成的石膏浆液则由脱硫副产物排浆口排出，经脱水后形成副产品石膏，在脱硝区内，脱硝氧化剂池内的脱硝氧化剂16经通过脱硝氧化剂循环泵13打入脱硝喷射区，其流量维持在67.85 m3/h，同时，通过脱硝氧化剂外补充装置14向脱硝氧化剂池内供给NaClO2溶液，维持其浓度值为50mol/m3；在烟气出口处利用德图350XL烟气分析仪测量出口SO2和NOx浓度，计算可得脱硫效率为93.5%， 脱硝效率为78.6%。
所用的石灰石浆液中的石灰石粒径为30-50
Figure 367561DEST_PATH_IMAGE018
，浆液含固率为20wt%，采用的脱硝氧化剂为NaClO2，浓度为50mol/m3，进口SO2浓度为1500mg/m3，NO的浓度为1339mg/m3。

Claims (5)

1.一种烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置，其特征在于：它包括纵向设置的塔内隔板（8），所述塔内隔板（8）将吸收塔内部分隔成脱硫区（7）和脱硝区（9），所述脱硫区（7）和脱硝区（9）顶端相连通，
所述的脱硫区（7）底部设置有脱硫浆液池（17），脱硫浆液池（17）底部侧边设置有脱硫产物排浆口（1），所述脱硫浆液池（17）外还连接有石灰石浆液外部补给装置（2）和氧化空气系统（4），所述脱硫浆液池（17）上方设置有烟气入口（5），所述烟气入口（5）的上方为浆液喷淋区（6），脱硫浆液池（17）与浆液喷淋区（6）之间通过外置的浆液循环泵（2）相连；
所述脱硝区（9）底部设置有脱硝氧化剂池（16），脱硝区（9）的中部开设有烟气出口区（11），所述脱硝氧化剂池（16）与烟气出口区（11）之间设置脱硝氧化剂喷射区（12），脱硝喷射区（12）和脱硝氧化剂池（16）通过脱硝氧化剂循环泵（13）相连，所述脱硝氧化剂池（16）底部侧边开有脱硝产物排出口（15），所述脱硝氧化剂池（16）外还连接有脱硝氧化剂外补充装置（14）。
2.根据权利要求1所述的烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置，其特征在于：所述浆液喷淋区（6）设有3层交错布置的喷淋层。
3.根据权利要求1或2所述的烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置，其特征在于：所述脱硝氧化剂喷射区（12）设有脱硝氧化剂喷管。
4.根据权利要求3所述的烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置，其特征在于：所述脱硝氧化剂喷管的喷嘴向上设置。
5.根据权利要求1或2所述的烟气同时脱硫脱硝的吸收塔装置，其特征在于：所述烟气出口区（11）设置除雾器（10）。
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