CN203916431U - 一种气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置 - Google Patents

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王岳军
莫建松
寿冬金
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Abstract

本实用新型公开了一种气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,包括吸收塔、进气烟道和排气烟道,所述吸收塔内由上至下依次为气体室、除雾段、喷淋段和浆液池,所述气体室与浆液池之间通过若干根竖直向设置的鼓泡管相连通;所述排气烟道连通至除雾段与气体室之间的塔壁;所述进气烟道连通至气体室,该进气烟道上设置臭氧发生器。本实用新型解决了普通吸收装置脱除效率低、改造成本高、空间占用大等技术问题,提高了吸收效率,降低了投资成本。

Description

一种气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于大气污染技术控制领域,具体涉及一种易改装、高效率、低能耗的气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置。
背景技术
[0002] 煤燃烧产生的烟气中含有大量的二氧化硫和氮氧化物,这些污染物危害性极大,是造成温室效应、酸雨和臭氧层破坏的主要原因。据统计,我国大气污染物的排放主要来自燃煤,因此对电厂等燃煤锅炉进行烟气排放控制非常必要。近年来,我国环保法规对烟气排放标准进行了更严格的限制和规定。
[0003]目前主要的烟气脱硫技术有石灰/石灰石-石膏法、镁法、氨法等湿法工艺和半干法、干法脱硫工艺。较为成熟的脱硝方法有:烟气脱硝选择性催化还原法(简称SCR)、选择性非催化还原法(简称SNCR)或SNCR-SCR联合脱硝法。对于原有的大型燃煤电站燃煤锅炉,因受炉膛几何尺寸、温度窗口等综合因素的限制,采用SNCR工艺,脱硝效率不高;采用SCR工艺,则需要催化剂的用量和反应器尺寸较大,还需增加还原剂氨气制备和喷射系统等设备,投资和运行费用较高;而SNCR-SCR混合烟气脱硝法亦存在空间占用大、改造费用高等问题,不适用于普通中小型火电厂。
[0004] 气相氧化结合湿法吸收烟气脱硝作为一种新型的脱硝技术,利用臭氧等气相氧化剂将烟气中溶解度较小的NO氧化成Ν02、Ν205等,然后再以碱性吸收液进行脱除。现在许多火电厂已经装有湿法脱硫系统,气相氧化结合湿法吸收脱硝技术可以充分利用原有的脱硫系统实现二氧化硫和氮氧化物的同时脱除,节约建造成本,符合国家现阶段大气污染控制领域烟气脱硫脱硝除尘脱汞等多种污染物协同控制的趋势。
[0005] 在实际工程中,采用普通湿法吸收塔进行吸收时,传质较低,吸收率较低,要达到较高吸收率则必须提高氧氮比,因而产生较高的能耗。
[0006]因此,考虑对吸收塔进行塔器的改良,将喷淋吸收与鼓泡吸收相结合,增大气液接触,从而提高烟气脱硝效率,同时又兼具空间占用面积小、便于在改造且改造费用较低、降低臭氧能耗、节省资源、减少成本等优势。
实用新型内容
[0007] 本实用新型提供了一种气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,可解决普通吸收装置脱除效率低、改造成本高、空间占用大等技术问题,提高了吸收效率,降低了投资成本。
[0008] 一种气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,包括吸收塔、进气烟道和排气烟道,所述吸收塔内由上至下依次为气体室、除雾段、喷淋段和浆液池,所述气体室与浆液池之间通过若干根竖直向设置的鼓泡管相连通;所述排气烟道连通至除雾段与气体室之间的塔壁;所述进气烟道连通至气体室,该进气烟道上设置臭氧发生器。
[0009] 经过臭氧氧化后的烟气进入吸收塔内的气体室,烟气经过多根鼓泡管分配后进入塔底部的吸收浆液,鼓起大量气泡,烟气中的S02、NOx等与塔内浆液进行化学反应从而被吸收,经过鼓泡初步吸收后的烟气喷出液面,在中部的喷淋区进行二次喷淋吸收,再经过除雾器,得到符合排放标准的烟气,最终进入烟®排放至空气中。
[0010] 烟气臭氧氧化系统采用干燥压缩气源,包括空气源与氧气源两种,产生臭氧与氮氧化物浓度比范围为0.5-1.5。
[0011] 作为优选,所述鼓泡管的设置密度为10-50根/m2,鼓泡管的管径为10-15cm。所述鼓泡管垂直插入液面以下。
[0012] 作为优选,所述臭氧发生器通过臭氧喷射装置与进气烟道连接,所述臭氧喷射装置为喷射格栅。
[0013] 作为优选,所述喷射格栅的格栅平面垂直于进气烟道的烟道壁布置。
[0014] 喷射格栅的主要作用是将臭氧均匀地喷入烟气中,臭氧喷射的均匀性对气相氧化结合湿法吸收系统具有重要作用,不仅可以使得气相混合均匀,避免局部地区由于氧氮比不足而造成的脱硝效率下降,提高脱硝效率。同时还可以提高臭氧的利用率,降低排烟尾气中的臭氧逃逸率,减少对后续设备的腐蚀。
[0015] 作为优选,所述喷射格栅包括:
[0016] 支撑框;
[0017] 安装于支撑框内的若干喷臭氧支管;
[0018] 开设在喷臭氧支管上的若干喷口。
[0019] 进一步优选,各喷臭氧支管上均设有流量调节阀。各喷臭氧支管可以独立控制。
[0020] 进一步优选,还设有连接臭氧发生器的喷臭氧总管,所有喷臭氧支管均与该喷臭氧总管连通,喷臭氧总管上设有总流量调节阀。
[0021] 进一步优选,所有喷臭氧支管相互平行,且在支撑框内均匀设置。
[0022] 作为优选,还设有一与臭氧发生器连接的气源平台,臭氧氧化系统采用干燥压缩气源,包括空气源与氧气源两种,产生臭氧与氮氧化物浓度比范围为0.5-1.5。
[0023] 进一步优选,所述喷口位于喷臭氧支管背离烟气来流的一侧,喷臭氧支管面向烟气来流的一侧设有加强挡板。即臭氧的喷射方向与烟气气流方向一致,加强挡板可以增强喷臭氧支管的强度,减少烟气气流中颗粒物质对喷臭氧支管的磨损。
[0024] 进一步优选,所述喷射格栅内喷口的设置密度为20-40个/m2,喷口内径为5_15mm。控制喷口流速为15_35m/s。
[0025] 作为优选,所述除雾段设置2〜3层除雾器。除雾器由一系列厚度在0.5厘米左右的塑料板组成,每个塑料板成折叠状,除雾器设有折叠烟道。
[0026] 作为优选,所述喷淋段设置3〜4层喷淋层。每层喷淋层都由若干个喷嘴组成。
[0027] 与现有设备相比,本实用新型具有如下有益效果:
[0028] (I)空间占用面积较小,便于在吸收塔原有基础上进行改造且改造费用较低;
[0029] (2)增大吸收塔的传质,提高吸收效率,降低气相氧化系统臭氧的能耗,节省资源,降低成本。
附图说明
[0030] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0031] 图2是本实用新型喷射隔栅的结构示意图。
[0032] 图3是本实用新型喷射隔栅与进气烟道的剖视图。
[0033] 图4是喷口的剖视图。
[0034] 图中所示附图标记如下:
[0035] 1-气源平台 2-臭氧发生器3-臭氧喷入口
[0036] 4-臭氧喷射装置5-烟气入口 6-气体室
[0037] 7-鼓泡管 8-除雾器 9-喷淋层
[0038] 10-浆液池 11-排气烟道 12-进气烟道
[0039] 13-吸收塔 14-喷臭氧支管15-喷口
[0040] 16-流量调节阀17-加强挡板 18-烟道壁。
具体实施方式
[0041] 如图1〜图4所示,一种脱硫脱硝装置,包括吸收塔13,吸收塔13内顶部隔离为气体室6,气体室6下方依次为除雾段、喷淋段和浆液池10,进气烟道12连接至气体室6,排气烟道11连接至吸收塔13的塔壁。
[0042] 本实施方式中,除雾段设置两层除雾器8,每层除雾器由一系列厚度在0.5厘米左右的塑料板组成,每个塑料板成折叠状,除雾器设有折叠烟道;喷淋段设置3〜4层喷淋层9,每层喷淋层都由若干个喷嘴组成。
[0043] 气体室6与浆液池10之间通过鼓泡管7连通,鼓泡管设置为若干根,设置密度为10-50根/m2,鼓泡管的管径为10-15cm,所有鼓泡管沿竖直向贯穿除雾段和喷淋段,顶端与气体室连通,底端伸入浆液池10中。
[0044] 上层除雾器与气体室之间的塔壁上设置烟气出口,排气烟道11与该烟气出口连接。
[0045] 气体室上设置烟气入口 5,进气烟道12与该烟气入口连接,进气烟道12上设置臭氧喷入口 3,臭氧发生器2通过管道与进气烟道12的臭氧喷入口 3连通,气源平台I与臭氧发生器2连接。
[0046] 臭氧发生器与进气烟道的连接处设置臭氧喷射装置4,本实施方式中,臭氧喷射装置4米用喷射格栅,喷射格栅的结构不意图如图2〜图4所75,喷射格栅包括支撑框(图中未示出)和若干根臭氧喷射支管14,臭氧喷射支管14上开设喷口 15。
[0047] 所有的臭氧喷射支管14相互平行且间隔均匀地安装在支撑框内,各喷臭氧支管上均独立设置流量调节16,在进气烟道的臭氧喷入口 3外还设置一根喷臭氧总管(图中未示出),用于连接臭氧发生器2,所有的臭氧喷射支管14均连通在该喷臭氧总管上,喷臭氧总管上设置总流量调节阀。
[0048] 喷射格栅的喷口的设置密度为20-40个/m2,喷口内径5-15mm ;喷口位于臭氧喷射支管的背离烟气来流的一侧,臭氧的喷射方向与烟气流向一致,喷臭氧支管上面向烟气来流的一侧设有加强挡板17 (如图4所示),用于减小烟气中隔离物质对臭氧喷射支管的磨损,延长使用寿命。
[0049] 喷射格栅在氧化烟道内的设置位置和设置方式如图1和图3所示,喷射格栅的隔栅平面垂直于进气烟道12的烟道壁18设置。
[0050] 臭氧发生器2还连接一个气源平台1,气源平台可使用空气源和氧气源两种,负责提供洁净干燥的气源。臭氧发生器通过高频放电利用合适气源产生高浓度臭氧。
[0051] 本实用新型的工艺流程如下:
[0052] 采用如图所示的工艺装置,炉膛燃烧产生烟气。初步脱硝后的烟气经过除尘装置除尘后进入烟道。
[0053] 臭氧氧化系统由气源平台提供洁净干燥的气源,气源经过臭氧发生器产生高浓度臭氧气体,并经由臭氧入口进入烟道,将烟气中的NO氧化成Ν02、Ν205等高价态氮氧化物。
[0054] 经过臭氧氧化后的烟气通过喷臭氧格栅均匀喷入氧化烟道中,再进入吸收塔内的气体室进过充分混合,烟气经过多根鼓泡管分配后进入塔底部的吸收浆液,鼓起大量气泡,烟气中的S02、NOx等与塔内浆液进行化学反应从而被吸收,经过鼓泡初步吸收后的烟气喷出液面,在中部的喷淋区进行二次喷淋吸收,再经过除雾器,得到符合排放标准的烟气,最终进入烟囱排放至空气中。

Claims (10)

1.一种气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,包括吸收塔、进气烟道和排气烟道,其特征在于, 所述吸收塔内由上至下依次为气体室、除雾段、喷淋段和浆液池,所述气体室与浆液池之间通过若干根竖直向设置的鼓泡管相连通; 所述排气烟道连通至除雾段与气体室之间的塔壁; 所述进气烟道连通至气体室,该进气烟道上设置臭氧发生器。
2.根据权利要求1所述气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,其特征在于,所述鼓泡管的设置密度为10-50根/m2,鼓泡管的管径为10-15cm。
3.根据权利要求1所述气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,其特征在于,所述臭氧发生器通过臭氧喷射装置与进气烟道连接,所述臭氧喷射装置为喷射格栅。
4.根据权利要求3所述气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,其特征在于,所述喷射格栅的格栅平面垂直于进气烟道的烟道壁布置。
5.根据权利要求3所述气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,其特征在于,所述喷射格栅包括: 支撑框; 安装于支撑框内的若干喷臭氧支管; 开设在喷臭氧支管上的若干喷口。
6.根据权利要求5所述气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,其特征在于,各喷臭氧支管上均设有流量调节阀。
7.根据权利要求5所述气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,其特征在于,还设有连接臭氧发生器的喷臭氧总管,所有喷臭氧支管均与该喷臭氧总管连通,喷臭氧总管上设有总流量调节阀。
8.根据权利要求5所述气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,其特征在于,所有喷臭氧支管相互平行,且在支撑框内均匀设置。
9.根据权利要求5所述气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,其特征在于,所述喷口位于喷臭氧支管背离烟气来流的一侧,喷臭氧支管面向烟气来流的一侧设有加强挡板。
10.根据权利要求5所述气相氧化结合湿法吸收的烟气联合脱硫脱硝装置,其特征在于,所述喷射格栅内喷口的设置密度为20-40个/m2,喷口内径为5-15mm。
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