CN204107328U - 一种高浓度烟气净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高浓度烟气净化装置，包括偏置式鼓泡吸收塔和中置式喷淋鼓泡吸收塔；在偏置式鼓泡吸收塔的进口处设有换热器，在偏置式鼓泡吸收塔内设有均流器、催化剂室、涡流混合器，在涡流混合器、鼓泡管、吸收液池、V型罩-筛孔网锁闭器，在中置式喷淋鼓泡吸收塔中设有环形喷淋室、鼓泡管、V型罩-筛孔网锁闭器、喷淋管和除雾器；本实用新型的有益效果是：应用低温氧化催化剂﹙150~250℃﹚和亚硫酸盐在液相还原催化剂作用下的还原NO_x的能力和鼓泡式吸收塔组合并形成多级烟气净化组合，可以实现烟气高效净化；还能够实现副产物的回收，使烟气资源利用最大化。

Description

一种高浓度烟气净化装置

技术领域

本实用新型属于工业炉窑烟气净化装置，尤其涉及一种高浓度烟气净化装置。

背景技术

在工业锅炉与窑炉的烟气净化过程中，由于燃料不同，作业方式不同，产生不于与主燃低硫煤锅炉的状态，比如燃烧石油焦或焦化煤气的玻璃窑或应用高硫煤的焦化窑，烧结机等。其特点是烟气浓度超高，可达8000mg∕Nm³～20000 mg∕Nm³；或NOx浓度超高，如使用硝酸盐作助熔剂的玻璃窑NOx浓度可以达到8000mg∕Nm³～15000mg∕Nm³。这使得传统的喷淋脱硫方法及NH3—SCR法无能为力，且运行费用高昂，这类窑炉的含氧量一般化较高(≥15﹪)，因此只能用组合的方法，选择比较经济的方式进行净化作业。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种高浓度烟气净化装置的技术方案。应用低温氧化催化剂和多级烟气净化装置，提高净化效果，并实现副产物的回收利用。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种高浓度烟气净化装置，包括偏置式鼓泡吸收塔和中置式喷淋鼓泡吸收塔；所述偏置式鼓泡吸收塔的进口处设有换热器，在偏置式鼓泡吸收塔的烟气进口的下方设有均流器，在均流器的下方设有催化剂室，在催化剂室的下方设有涡流混合器，在涡流混合器的下方设有第一鼓泡管，在第一鼓泡管的下方设有第一吸收液池，第一吸收液池中装有吸收液，所述第一鼓泡管的出口伸入第一吸收液池的吸收液中；在第一吸收液池的上方设有V型罩-筛孔网锁闭器，在V型罩-筛孔网锁闭器的上方设有第一喷淋管，所述第一喷淋管通过设有水泵的管道连接第一吸收液池，在第一喷淋管的上方设有偏置式鼓泡吸收塔的烟气出口；

所述中置式喷淋鼓泡吸收塔的烟气进口连接偏置式鼓泡吸收塔的烟气进口，中置式喷淋鼓泡吸收塔的烟气进口连接一个环形喷淋室，中置式喷淋鼓泡吸收塔的中央设有一个被所述环形喷淋室环绕的中央集烟管，在环形喷淋室的顶部设有第二喷淋管，所述第二喷淋管通过设有水泵的管道连接第二吸收液池，在环形喷淋室的底部设有第二鼓泡管，环形喷淋室的下方设有第二吸收液池，第二吸收液池中装有吸收液，所述第二鼓泡管的出口伸入第二吸收液池的吸收液中；所述中央集烟管上方的中置式喷淋鼓泡吸收塔内设有第二V型罩-筛孔网锁闭器，在第二V型罩-筛孔网锁闭器的上方设有第三喷淋管，所述第三喷淋管的入口通过设有水泵的管道连接一只溶液罐，所述溶液罐的入口通过管道连接第二V型罩-筛孔网锁闭器；在第三喷淋管的上方设有除雾器，在除雾器的上方设有旋转除雾引风机，在旋转除雾引风机的上方是中置式喷淋鼓泡吸收塔的烟气出口。

更进一步，在所述第一吸收液池中和第二吸收液池中设有搅拌器。

更进一步，所述涡流混合器设有涡流发生器和第四喷淋管，所述第四喷淋管通过设有水泵的管道连接第一吸收液池。

更进一步，所述高浓度烟气净化装置设有副产品回收装置；所述副产品回收装置包括水力旋流器、干燥器、溶液池；所述水力旋流器设有通过管道连接吸收液池的液相输入口，水力旋流器设有通过管道连接所述溶液池的液相输出口，溶液池通过设有水泵的管道连接吸收液池，水力旋流器的底部设有固相输出口；在所述固相输出口的下方设有所述干燥器。

更进一步，所述副产品回收装置包括前级品回收装置和后级回收装置；

所述前级回收装置的水力旋流器的液相输入口通过管道连接一台蒸发结晶器，所述蒸发结晶器通过管道连接第一吸收液池，前级回收装置的所述溶液池通过设有水泵的管道连接第一吸收液池；

所述后级回收装置的水力旋流器的液相输入口通过管道连接第二吸收液池，后级回收装置的所述溶液池通过设有水泵的管道连接第二吸收液池；后级回收装置的水力旋流器的固相输出口的下方设有一台真空转鼓压滤机，所述真空转鼓压滤机的出口的下方设有所述干燥器。

本实用新型的有益效果是：应用低温氧化催化剂﹙150 ~250℃﹚和亚硫酸盐在液相还原催化剂作用下的还原NO_x的能力和鼓泡式吸收塔组合并形成多级烟气净化组合，可以实现SO₂的脱除率≥99.5％，NO_x的脱除率≥98.5％，pm≤10㎎／NM³的脱除高效率，在一定条件下可实现脱碳(CO₂)的功能；还能够实现副产物的的回收，使烟气资源利用最大化。

下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。

附图说明

图1是本实用新型装置结构图；

图2是本实用新型取消了前级回收装置的结构图；

图3是本实用新型V型罩-筛孔板锁闭器结构图；

图4是图3的A向剖视图。

具体实施方式

一种高浓度烟气净化装置，应用低温氧化催化剂（150℃～250℃）和亚硫酸盐在液相还原催化剂作用下的还原NOx能力和鼓泡式吸收塔组合并形成二塔串联的方式形成多级烟气净化组合，并能使用两种不同的吸收液，实现副产物的价值最大化，可以实现SO2的脱除率≥99.5％，NOx的脱除率≥98.5％，pm≤10㎎／NM3的脱除高效率，在一定条件下可实现脱碳(CO2)的功能，最大限度实现烟气资源利用最大化。

实施例一：

一条500吨∕日浮法玻璃生产线，燃料为石油焦粉(中硫焦)，烟气量120000Nm³∕h，烟气温度：余热利用前350℃-360℃，余热利用后110℃—130℃，烟气中氧含量为15%-16%，SO_2：8900㎎／nm³，NOx：1500㎎／nm³，颗粒物PM:800㎎／nm³，年工作5000h。

如图1，一种高浓度烟气净化装置，包括偏置式鼓泡吸收塔和中置式喷淋鼓泡吸收塔。

偏置式鼓泡吸收塔的进口1处设有换热器2，在偏置式鼓泡吸收塔的烟气进口的下方设有均流器3，在均流器的下方设有催化剂室4，催化剂室是双层催化剂室；在催化剂室的下方设有涡流混合器5，在涡流混合器的下方设有第一鼓泡管6，在第一鼓泡管的下方设有第一吸收液池7，第一吸收液池中装有吸收液，所述第一鼓泡管的出口伸入第一吸收液池的吸收液中；在第一吸收液池的上方设有V型罩-筛孔网锁闭器8，在V型罩-筛孔网锁闭器的上方设有第一喷淋管9，所述第一喷淋管通过设有水泵的管道连接第一吸收液池，在第一喷淋管的上方设有偏置式鼓泡吸收塔的烟气出口10；

所述中置式喷淋鼓泡吸收塔的烟气进口11连接偏置式鼓泡吸收塔的烟气进口，在中置式喷淋鼓泡吸收塔的烟气进口和偏置式鼓泡吸收塔的烟气进口之间设有引风机12，中置式喷淋鼓泡吸收塔的烟气进口连接一个环形喷淋室13，中置式喷淋鼓泡吸收塔的中央设有一个被所述环形喷淋室环绕的中央集烟管14，在环形喷淋室的顶部设有第二喷淋管15，所述第二喷淋管通过设有水泵的管道连接第二吸收液池，在环形喷淋室的底部设有第二鼓泡管16，环形喷淋室的下方设有第二吸收液池17，第二吸收液池中装有吸收液，所述第二鼓泡管的出口伸入第二吸收液池的吸收液中；所述中央集烟管上方的中置式喷淋鼓泡吸收塔内设有第二V型罩-筛孔网锁闭器18，在第二V型罩-筛孔网锁闭器的上方设有第三喷淋管19，所述第三喷淋管的入口通过设有水泵的管道连接一只溶液罐32，所述溶液罐的入口通过管道连接第二V型罩-筛孔网锁闭器；在第三喷淋管的上方设有除雾器20，在除雾器的上方设有旋转除雾引风机21，在旋转除雾引风机的上方是中置式喷淋鼓泡吸收塔的烟气出口22。

在所述第一吸收液池中和第一吸收液池中分别设有搅拌器23。

涡流混合器设有涡流发生器5-1和第四喷淋管5-2，所述第四喷淋管通过设有水泵的管道连接第一吸收液池。

高浓度烟气净化装置设有副产品回收装置；所述副产品回收装置包括水力旋流器、干燥器、溶液池；所述水力旋流器设有通过管道连接吸收液池的液相输入口，水力旋流器设有通过管道连接所述溶液池的液相输出口，溶液池通过设有水泵的管道连接吸收液池，水力旋流器的底部设有固相输出口；在所述固相输出口的下方设有所述干燥器。

本实施例中，所述副产品回收装置包括前级品回收装置和后级回收装置。

前级回收装置的水力旋流器24的液相输入口通过管道连接一台蒸发结晶器25，所述蒸发结晶器通过管道连接第一吸收液池，前级回收装置的所述溶液池26通过设有水泵的管道连接第一吸收液池，前级回收装置的水力旋流器的固相输出口的下方设有干燥器27。

后级回收装置的水力旋流器28的液相输入口通过管道连接第二吸收液池，后级回收装置的所述溶液29池通过设有水泵的管道连接第二吸收液池；后级回收装置的水力旋流器的固相输出口的下方设有一台真空转鼓压滤机30，真空转鼓压滤机的出口的下方设有所述干燥器31。

如图3、图4，所述V型罩-筛孔板锁闭器包括锁闭器内芯81和锁闭器网罩82；锁闭器内芯和锁闭器网罩安装在一块水平设置的锁闭器筛孔板83的上端面上，在锁闭器筛孔板上设有多个筛孔；锁闭器内芯是下端设有进气接口的壳体，所述进气接口与锁闭器内芯壳体的内腔连通，在锁闭器内芯壳体的上端设有通气口，在锁闭器筛孔板的每个筛孔上都安装有一个锁闭器内芯，锁闭器内芯下端的进气接口固定在锁闭器筛孔板的筛孔中；锁闭器网罩是下端开口的壳体，锁闭器网罩下端的壳体上开设有通气网，锁闭器网罩上端的中设有安装孔；在每个锁闭器内芯之外都套装有一个锁闭器网罩, 锁闭器内芯与锁闭器网罩之间设有空隙，在锁闭器内芯壳体上端的中央设有网罩固定螺孔，一只螺栓84穿过锁闭器网罩的安装孔并旋紧在锁闭器内芯的网罩固定螺孔中、将锁闭器网罩固定在锁闭器筛孔板上，锁闭器网罩的下沿与锁闭器筛孔板接触。锁闭器可以安装在烟气净化装置的气流上行的空间中，采用湿法净化进行烟气净化。可有效利用烟气净化装置的内部空间，显著提高烟气净化率。

本实施例采用低温氧化催化剂和无顶舱结构的偏置式鼓泡吸收塔组合形成一级净化吸收体系，而后采用中置式喷淋鼓泡吸收塔为第二级净化装置，一级吸收塔吸收液可以采用氨法，副产物为硫硝铵类，由于 SO₂ 大部在一级脱除，二级吸收塔 可以复合用液相氧化催化剂和Ca (OH )₂组合，副产物为四水硝酸钙。

本方案共形成七级净化层次：

第一级﹕在偏置式鼓泡吸收塔内由二层低温氧化催化剂层组成，主要功能为﹕提高NOx的氧化度，从20％～30％提高到50％左右，同时氧化未燃尽的烃类﹑一氧化碳及单质汞。

第二级﹕由连接催化器和鼓泡管之间的涡流混合器承担，其功能为吸收喷淋混合烟气，可以吸收约60％左右的SO₂，约50％的NOx,同时给烟气降温到＜100℃，并防止高温烟气回蹿催化反应段。

第三级﹕在偏置式鼓泡吸收塔的吸收液池（即第一吸收液池）中的吸收液为氨水，通过鼓泡管使烟气水浴和吸收液充分接触，可以脱除90％SO₂和70％左右NOx，并使烟气温度降低到60℃～70℃。

第四级﹕偏置式鼓泡吸收塔的偏置烟道上方的V型罩-筛孔网组成锁闭系统，可以挡截烟气中的气溶胶，部分SO2和逸氨。

经过偏置式鼓泡吸收塔，SO₂的脱除率为97～98％，NOx的脱除率为80％～85％，PM的脱除率为70％，由于烟气净化的要求效率高，因此在引风机作用下进入后段吸收装置-中置型喷淋鼓泡吸收塔。

第五级﹕中置式喷淋鼓泡吸收塔的环形喷淋室中净化，由带有液相催化剂的Ca(OH)₂溶液作吸收剂进行喷淋吸收，可以再吸收烟气中60％的SO₂，由于经前段吸收后烟气中的NOx主要为NO，该阶段的NOx脱除效率较低仅为30％，烟气温度进一步降低。

第六级﹕在中置式喷淋鼓泡吸收塔的吸收液池（即第二吸收液池）中吸收液为氢氧化钠，通过鼓泡管进行水浴吸收，含液相催化剂的吸收液进一步吸收SO₂，和催化-氧化-吸收NO，吸收率为85%～95%之间。

第七级：在中置式喷淋鼓泡吸收塔的V型罩-筛孔网锁闭系统用来最后净化烟气，主要防止气溶胶。

经上述七级烟气净化后，被净化的烟气由中置式喷淋鼓泡吸收塔的烟气出口排出，烟气的最大综合脱除效率为：SO₂  99.9%，NOx  98.5%，PM  90%。

在第一吸收液池中的吸收液经前级回收装置的蒸发结晶器蒸发，排出蒸馏水；含有结晶体的混合液被送入水力旋流器，经水力旋流器进一步脱水后，其结晶体送入干燥器进行干燥处理，输出干燥的硫硝铵产品。水力旋流器脱除的液相物被送入溶液池26。当第一吸收液池需要排出吸收液时（如维修或清理），通过连接溶液池和第一吸收液池的管道将吸收液排入溶液池。

在第二吸收液池中的吸收液经后级回收装置的脱水后，其结晶体送入真空转鼓压滤机进一步脱水，进一步脱水后的结晶体送入干燥器进行干燥处理，输出干燥的四水硝酸钙产品。水力旋流器脱除的液相物被送入溶液池29。当第二吸收液池需要排出吸收液时（如维修或清理），通过连接溶液池和第二吸收液池的管道将吸收液排入溶液池。

吸收液的组成主要为碱性物质，通常采用氢氧化钠，氧化镁，氧化钙，氨水等，本实用新型可以多次应用不同的吸收液形成不同副产物，在本实施例中，采用很容易产生溢氨的氨水作为第一吸收液池中吸收液，约95%～98%的SO₂ 被吸收生成硫硝铵化肥，而随烟气溢出的氨则被第二吸收液池中的吸收液拦截，由于烟气到达中置式喷淋鼓泡吸收塔时含有的SO₂较少，在中置式喷淋鼓泡吸收塔采用氢氧化钠作为吸收液，并和液相氧化催化剂组合脱除烟气中的NOx、二噁英、单质汞和重金属，可以形成较为单纯的脱碳吸收层（脱除CO₂）。

本实用新型的实用意义也在于作为第二级吸收塔的中置式喷淋鼓泡吸收塔不仅可以分担第一级吸收塔（即偏置式鼓泡吸收塔）的净化负担，并且可以专业化承担未来脱除CO₂的要求，其化学反应式为：

2NaoH+CO₂→2NaCO₃+H₂O 。

连接第三喷淋管的溶液罐可以装入不同的吸收液或液相催化剂，使溶液罐和第二吸收液池的吸收液或液相催化剂优化组合。可以使昂贵的液体催化剂使用消耗最小从而降低运行成本。

本实施例可以年生产硫硝氨11000吨，四水硝酸钙135吨。

实施例二：

一座玻璃窑，燃料为焦炉煤气，助熔剂含有硝酸盐；烟气量：56000m³∕h，无SO₂，烟气温度297℃，NOx：8000㎎／nm³，折合16700㎎／nm³。要求脱除率为：99.4%，年工作时间5000h。

本实施例吸收液采用用Ca(OH)2水溶液和液相氧化催化剂组合。

本实施例是对实施例一的高浓度烟气净化装置的一种改型。

如图2，本实施例的装置中，取消了前级回收装置。后级回收装置的水力旋流器28的液相输入口通过管道连接第一吸收液池和第二吸收液池，后级回收装置的所述溶液29池通过设有水泵的管道连接第一吸收液池和第二吸收液池；后级回收装置的水力旋流器的固相输出口的下方设有一台真空转鼓压滤机30，真空转鼓压滤机的出口的下方设有所述干燥器31。第一吸收液池和第二吸收液池中的吸收液经后级回收装置的脱水后，其结晶体送入真空转鼓压滤机进一步脱水，进一步脱水后的结晶体送入干燥器进行干燥处理，输出干燥的硝酸钙产品。水力旋流器脱除的液相物被送入溶液池29。当第一吸收液池和第二吸收液池需要排出吸收液时（如维修或清理），通过连接溶液池与第一吸收液池和第二吸收液池的管道将吸收液排入溶液池。本实施例的装置可以年产硝酸钙：6600吨。

Claims (5)

1.一种高浓度烟气净化装置，包括偏置式鼓泡吸收塔和中置式喷淋鼓泡吸收塔；其特征在于，所述偏置式鼓泡吸收塔的进口处设有换热器，在偏置式鼓泡吸收塔的烟气进口的下方设有均流器，在均流器的下方设有催化剂室，在催化剂室的下方设有涡流混合器，在涡流混合器的下方设有第一鼓泡管，在第一鼓泡管的下方设有第一吸收液池，第一吸收液池中装有吸收液，所述第一鼓泡管的出口伸入第一吸收液池的吸收液中；在第一吸收液池的上方设有V型罩-筛孔网锁闭器，在V型罩-筛孔网锁闭器的上方设有第一喷淋管，所述第一喷淋管通过设有水泵的管道连接第一吸收液池，在第一喷淋管的上方设有偏置式鼓泡吸收塔的烟气出口；

所述中置式喷淋鼓泡吸收塔的烟气进口连接偏置式鼓泡吸收塔的烟气进口，中置式喷淋鼓泡吸收塔的烟气进口连接一个环形喷淋室，中置式喷淋鼓泡吸收塔的中央设有一个被所述环形喷淋室环绕的中央集烟管，在环形喷淋室的顶部设有第二喷淋管，所述第二喷淋管通过设有水泵的管道连接第二吸收液池，在环形喷淋室的底部设有第二鼓泡管，环形喷淋室的下方设有第二吸收液池，第二吸收液池中装有吸收液，所述第二鼓泡管的出口伸入第二吸收液池的吸收液中；所述中央集烟管上方的中置式喷淋鼓泡吸收塔内设有第二V型罩-筛孔网锁闭器，在第二V型罩-筛孔网锁闭器的上方设有第三喷淋管，所述第三喷淋管的入口通过设有水泵的管道连接一只溶液罐，所述溶液罐的入口通过管道连接第二V型罩-筛孔网锁闭器；在第三喷淋管的上方设有除雾器，在除雾器的上方设有旋转除雾引风机，在旋转除雾引风机的上方是中置式喷淋鼓泡吸收塔的烟气出口。

2.根据权利要求1所述的一种高浓度烟气净化装置，其特征在于，在所述第一吸收液池中和第二吸收液池中设有搅拌器。

3.根据权利要求1所述的一种高浓度烟气净化装置，其特征在于，所述涡流混合器设有涡流发生器和第四喷淋管，所述第四喷淋管通过设有水泵的管道连接第一吸收液池。

4.根据权利要求1所述的一种高浓度烟气净化装置，其特征在于，所述高浓度烟气净化装置设有副产品回收装置；所述副产品回收装置包括水力旋流器、干燥器、溶液池；所述水力旋流器设有通过管道连接吸收液池的液相输入口，水力旋流器设有通过管道连接所述溶液池的液相输出口，溶液池通过设有水泵的管道连接吸收液池，水力旋流器的底部设有固相输出口；在所述固相输出口的下方设有所述干燥器。

5.根据权利要求4所述的一种高浓度烟气净化装置，其特征在于，所述副产品回收装置包括前级品回收装置和后级回收装置；

所述前级回收装置的水力旋流器的液相输入口通过管道连接一台蒸发结晶器，所述蒸发结晶器通过管道连接第一吸收液池，前级回收装置的所述溶液池通过设有水泵的管道连接第一吸收液池；

所述后级回收装置的水力旋流器的液相输入口通过管道连接第二吸收液池，后级回收装置的所述溶液池通过设有水泵的管道连接第二吸收液池；后级回收装置的水力旋流器的固相输出口的下方设有一台真空转鼓压滤机，所述真空转鼓压滤机的出口的下方设有所述干燥器。