CN205007832U - 一种烟气一体化处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种烟气一体化处理系统，包括陶瓷滤袋除尘器和反应器，所述反应器包括反应器壳体，所述反应器壳体下部设有烟气进口、上部设有烟气出口，所述烟气出口与陶瓷滤袋除尘器的进口相连通；反应器壳体上在烟气进口与烟气出口之间设有用于将处理剂喷射入反应器壳体内的喷射装置；所述喷射装置包括自上而下依次设置的用于向反应器壳体内喷射水或碱液的第一喷射装置和用于向反应器壳体内喷射脱硝剂的第二喷射装置。本实用新型的烟气一体化处理系统，延长了处理剂与烟气的接触时间，使处理剂与烟气混合均匀；同时实现了烟气一体化脱硫脱硝除尘，烟气处理效率高，处理效果好；系统简单，成本低，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于烟气处理技术领域，具体涉及一种烟气一体化处理系统。
背景技术
随着国家工业发展，煤、石油、天然气等化石燃料的大量使用，产生了大量的污染物(如粉尘、SOx、NOx、HCl等)，大气污染越来越严重，特别是近几年，出现了雾霾天气常态化的现象，严重影响了环境和人们的身心健康。为治理污染，减少排放，国家制定了越来越严格的环保政策和法规。为使烟气排放达到国家环保要求，近几年来烟气脱硫脱硝除尘工艺与设备不断更新。
在玻璃窑炉生产过程中，需要消耗大量的能源，燃料燃烧产生的污染物包括危害极大的酸性气体(SO2、SO3、NOx、HF、HCl等)、重金属(Hg等)和粉尘等。目前，玻璃窑炉尾部烟气治理工艺主要有两种，一是先高温静电除尘，再进行脱硫脱硝；二是先脱硫，再除尘，然后脱硝。这两种工艺的脱硫、脱硝、除尘设备都是单独的，烟气处理所用设备较多，系统较复杂，一次性投资大。
为解决上述问题，减少使用设备及投资，现有技术尝试将脱硫、脱硝、除尘等耦合在一起，形成烟气处理的一体化系统。现有技术中，CN103604133A公开了一种多污染物一体化干法脱除的烟气净化系统，包括设置在锅炉尾部的省煤器，省煤器的出口烟道依次与一体化脱除塔、空气预热器和排烟装置相连通；省煤器与一体化脱除塔之间的烟道上依次布置有用于将脱硫剂喷射到烟道中的第一喷射系统以及将NOx还原剂喷射到烟道中的第二喷射系统；所述的一体化脱除塔中布有催化陶瓷滤袋，催化陶瓷滤袋是由添加氮氧化物催化剂的陶瓷纤维制成的(即为陶瓷滤袋除尘器)。其中，所述的一体化脱除塔包括带有进烟道和排烟道的一体化脱除塔壳体内自上而下布置有上箱体、中箱体以及灰斗；且中箱体内沿一体化脱除塔壳体的高度方向布置有若干层催化陶瓷滤袋，催化陶瓷滤袋的底部设置有烟气分配装置，顶部设置有喷吹系统；催化陶瓷滤袋的顶部连接在上箱体上，上箱体与排烟道相连通。该烟气净化系统运行时，烟气从省煤器的尾部烟道中出来后，烟气中的SOx和HCl与脱硫剂反应，烟气携带未反应完的脱硫剂和脱酸产物与氨气混合后进入一体化脱除塔，将混合体系中的粉尘、未反应的脱硫剂、脱酸产物以及NOx除去，烟气得到净化，并通过排烟装置排出，实现了脱硫、脱硝、除尘的一体化操作。但是，该系统中第一、第二喷射系统均设置在省煤器与一体化脱除塔之间的烟道上，烟道中烟气流动速度快，脱硫剂、NOx还原剂与烟气混合不充分、接触时间短，严重影响脱硫及后续脱硝效率；过多的脱硫剂来不及与烟气反应便进入后续一体化脱除塔被催化陶瓷滤袋脱除，造成了资源的浪费。同时，由于烟气来源燃烧情况的复杂性，进口烟气的温度和污染物含量波动较大，高温烟气及高污染物含量时常对烟气处理系统造成冲击，导致系统运行及排放烟气达标情况不稳定。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种烟气一体化处理系统，解决现有烟气净化系统中处理剂与烟气混合不充分、处理效率不高及系统运行不稳定的问题。
为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种烟气一体化处理系统，包括陶瓷滤袋除尘器和反应器，所述反应器包括反应器壳体，所述反应器壳体下部设有烟气进口、上部设有烟气出口，所述烟气出口与陶瓷滤袋除尘器的进口相连通；反应器壳体上在烟气进口与烟气出口之间设有用于将处理剂喷射入反应器壳体内的喷射装置；所述喷射装置包括自上而下依次设置的用于向反应器壳体内喷射水或碱液的第一喷射装置和用于向反应器壳体内喷射脱硝剂的第二喷射装置。
反应器壳体内在第二喷射装置的下方固设有文丘里管，文丘里管与反应器壳体之间围成第一烟气通道，第一烟气通道的上端在烟气进口的上方处被封闭；所述文丘里管包括从下到上依次设置的收缩段、喉管段和扩散段，烟气进口位于文丘里管周围处。
所述反应器壳体内在文丘里管的下方设有集灰室，所述集灰室与第一烟气通道通过固设在反应器壳体内部的集灰板隔开；所述集灰板上设有连通第一烟气通道与集灰室的排灰口。
所述集灰室的侧壁上设有用于清灰的清灰口。所述的清灰口也可用于设备维护与检修时人员的进出。
所述喷射装置包括环绕反应器壳体外侧设置的喷雾总管，所述喷雾总管上设有两个以上一端与喷雾总管连通、另一端悬伸入反应器壳体内的喷雾支管，所述喷雾支管悬伸入反应器壳体内的部分设有喷嘴。
所述喷雾总管上连接有用于与处理剂储罐相连通的供液管和用于与压缩气源相连通的供气管。
所述第一喷射装置中，喷嘴的喷射方向与烟气流动方向相垂直；所述第二喷射装置中，喷嘴的喷射方向与烟气流动方向相同。
反应器的烟气进口连接有风管，所述风管上设有用于将脱硫剂加入风管中的脱硫剂加料装置。
与反应器的烟气进口相连接的风管为第一风管，所述第一风管上在所述脱硫剂加料装置与反应器的烟气进口之间设有用于使处理剂与烟气混合的混合器。
反应器的烟气出口与所述陶瓷滤袋除尘器的进口通过第二风管相连接，所述第二风管上设有至少一个用于使处理剂与烟气混合的混合器。
本实用新型的烟气一体化处理系统，在陶瓷滤袋除尘器前设置反应器，在反应器的烟气进口与烟气出口之间自上而下依次设置用于向反应器壳体内喷射水或碱液的第一喷射装置和用于向反应器壳体内喷射脱硝剂的第二喷射装置；使用时，携带脱硫剂的烟气经烟气进口进入反应器壳体内部，自下向上流动进行反应生成脱硫产物，与第二喷射装置喷出的脱硝剂及第一喷射装置喷出的水或碱液混合后，经烟气出口流向后续陶瓷滤袋除尘器；反应器提供了处理剂与烟气混合反应的场所，使烟气流速放缓，处理剂与烟气混合均匀，提高了整个系统的脱硫效率；第一喷射装置的作用是向反应器壳体内喷射水或碱液，当进入烟气的温度过高时，向反应器中的烟气喷水进行降温；当进入烟气的含硫量过高时，向反应器中的烟气喷碱液进行进一步脱硫；陶瓷滤袋除尘器(如专利CN103604133A记载的一体化脱除塔)中设置有脱硝催化剂，第二喷射装置将脱硝剂喷入反应器内的烟气中，使脱硝剂与烟气充分混合，在保证烟气脱硫效率的同时，先进行预脱硝，后续在陶瓷滤袋除尘器中在催化剂的作用下进一步深度脱硝，提高一体化脱硝除尘的效果；第一喷射装置与第二喷射装置上下设置，喷水或碱液不影响脱硝剂与烟气的混合；同时，陶瓷滤袋除尘器内部的陶瓷滤袋外壁吸附烟气中的粉尘，粉尘中含有未反应的脱硫剂，因此当烟气经过陶瓷滤袋时，会再次发生脱硫反应，进行二次脱硫，进一步提高脱硫效率，减少了除尘器脱除的未反应的脱硫剂的量，提高了脱硫剂的使用率，避免了资源的浪费。
本发明的烟气处理系统将烟气脱硫、烟气脱硝与烟气除尘装置整合在一个系统中，同时实现了烟气一体化脱硫脱硝除尘，烟气处理效率高，处理效果好；缩短了烟气净化的流程，烟气处理所用设备少，系统简单，成本低，具有广阔的应用前景。
进一步的，反应器内固设的文丘里管延长了烟气的流程及处理剂与烟气的接触时间，调整烟气的分布，脱硫剂与烟气在反应器内充分混合反应后生成脱硫产物。喷雾装置中喷雾总管环设在反应器壳体外侧，只有喷雾支管悬伸入反应器内部，便于安装与固定；当喷雾支管或喷嘴故障时，只需将对应的支管取出修理即可，不需要进入反应器内部，操作方便，保证了维修人员的安全与身体健康；反应器设备较大时，只需增加喷雾支管的数量或适当增加喷雾支管的长度及喷嘴的数量，喷雾分布均匀，处理剂与烟气的混合更充分，烟气处理效果好。
附图说明
图1为实施例1的烟气一体化处理系统的结构示意图；
图2为图1中脱硫剂加料装置的结构示意图；
图3为图1中反应器的结构示意图；
图4为实施例2的烟气一体化处理系统中反应器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
实施例1
本实施例的烟气一体化处理系统，如图1所示，包括反应器和陶瓷滤袋除尘器8，所述陶瓷滤袋除尘器8上具有进口8-1、出口8-2和排灰口8-3；所述反应器包括立式反应器壳体9，反应器壳体9上部设有烟气出口10、下部设有烟气进口1，烟气出口10与陶瓷滤袋除尘器8的进口8-1通过第二风管7相连接，所述第二风管7上沿烟气流动方向间隔设有两个用于使处理剂与烟气混合的混合器6；所述陶瓷滤袋除尘器8的出口经引风机与排烟装置(烟囱，图中未画出)的进口相连接；
反应器的烟气进口1连接有第一风管5，第一风管5的另一端与烟气来源(如玻璃窑炉的烟气排放口)相连接；所述第一风管5上设有用于将脱硫剂(石灰)加入第一风管5中的脱硫剂加料装置3；第一风管5上在所述脱硫剂加料装置3与反应器的烟气进口1之间设有用于使脱硫剂与烟气混合的混合器6；
所述脱硫剂加料装置3如图2所示，包括依次连接的脱硫剂料仓31、缓冲料仓33、螺旋输送机34和落料管36；所述脱硫剂料仓31设置在所述缓冲料仓33的上方，脱硫剂料仓31的顶部设有脱硫剂进口和袋式除尘器38，脱硫剂料仓31的下部为锥形斗，所述锥形斗的侧壁上装有仓壁振动器37，脱硫剂料仓31的底部出口设在锥形斗的底部并与缓冲料仓33的顶部进口相连接，脱硫剂料仓31的底部出口处设有旋转阀32；所述缓冲料仓33的底部出口与所述螺旋输送机34的进料口相连接，螺旋输送机34的出料口与垂直设置的落料管36的侧开口通过水平输送管35相连接；所述落料管36的上端口用于与压缩气源相连接，下端口与所述第一风管5相连接；螺旋输送机34将脱硫剂输送至落料管36，脱硫剂在压缩空气作用下喷射进入第一风管5；
所述反应器的结构如图1、3所示，反应器壳体9内固设有文丘里管2，文丘里管17与反应器壳体9之间围成第一烟气通道18，第一烟气通道18的上端在烟气进口1的上方处被封闭；所述文丘里管17包括从下到上依次设置的收缩段17-3、喉管段17-2和扩散段17-1，烟气进口1位于文丘里管17周围处；所述反应器壳体9上在文丘里管17与烟气出口10之间自上而下依次设有用于将水或碱液喷射入反应器壳体内的第一喷射装置11和用于将脱硝剂喷射入反应器壳体内的第二喷射装置14；
所述第一喷射装置11包括环绕反应器壳体9外侧设置的第一喷雾总管11-1，所述第一喷雾总管11-1与反应器壳体9外壁间隔设置，喷雾总管11-1上设有两个以上一端与喷雾总管11-1连通、另一端悬伸入反应器壳体9内的一级喷雾支管11-2，所述一级喷雾支管11-2在第一喷雾总管11-1上均布；一级喷雾支管11-2悬伸入反应器壳体内的末端设有一级喷嘴11-3，一级喷嘴11-3靠近反应器壳体9内壁设置；一级喷嘴11-3的喷射方向与反应器中烟气流动方向相垂直，即在水平方向上从四周向中间喷射；该系统还包括储液罐13和浓碱储罐15，所述浓碱储罐15经供液泵12与储液罐13相连接；所述储液罐13上还设有进水口；所述第一喷雾总管11-1上连接有与储液罐13相连通的第一供液管11-5和用于与压缩气源相连通的第一供气管11-4，所述第一供液管11-5上设有供液泵12，用于将储液罐13中的水或氢氧化钠溶液输送至第一喷雾总管11-1；
所述第二喷射装置14包括环绕反应器壳体9外侧设置的第二喷雾总管14-1，所述第二喷雾总管14-1与反应器壳体9外壁间隔设置，第二喷雾总管14-1上设有两个以上一端与第二喷雾总管14-1连通、另一端悬伸入反应器壳体9内的二级喷雾支管14-2，所述二级喷雾支管14-2在第二喷雾总管14-1上均布；二级喷雾支管14-2悬伸入反应器壳体内的末端设有二级喷嘴14-3；二级喷嘴14-3靠近反应器壳体内中轴线设置，二级喷嘴14-3的喷射方向与反应器中烟气流动方向相同，即从下向上喷射；该系统还包括脱硝剂(氨水)储罐16，所述第二喷雾总管14-1上连接有用于与脱硝剂储罐16相连通的第二供液管14-5和用于与压缩气源相连通以增压喷雾的第二供气管14-5，所述第二供液管14-5上设有供液泵12，用于将脱硝剂储罐16中的氨水输送至第二喷雾总管14-1。
本实施例的陶瓷滤袋除尘器8可采用CN103604133A公开的一体化脱除塔，一体化脱除塔中布有催化陶瓷滤袋，催化陶瓷滤袋是由添加氮氧化物催化剂的陶瓷纤维制成的。
本实施例的烟气一体化处理系统运行时，烟气来源(如玻璃窑炉的烟气排放口)排出的烟气进入第一风管5，与来自脱硫剂加料装置3的脱硫剂(石灰)混合后，经反应器的烟气进口1进入反应器内部，遇到文丘里管2后被迫向下流动，经第一烟气通道由下方进入文丘里管2，依次经过文丘里管的收缩段2-1、喉管段2-2和扩散段2-3，进入反应器壳体内部上方，延长烟气流程，调整烟气分布，烟气流速放缓，脱硫剂与烟气充分混合反应生成脱硫产物；脱硝剂(氨水)经第二喷射装置喷入反应器内与烟气充分混合后，携带脱硫产物、脱硝剂和粉尘的烟气经第二风管7进入陶瓷滤袋除尘器8，烟气中携带的粉尘、脱硫产物被催化陶瓷滤袋拦截脱除，烟气中的氮氧化物与脱硝剂在催化陶瓷滤袋中的氮氧化物催化剂作用下反应生成氮气，烟气得到净化，经陶瓷滤袋除尘器8的出口8-2排出；脱除的粉尘及其他固体颗粒物质经陶瓷滤袋除尘器8底部的排灰口8-3排出。在系统运行过程中，如进口烟气温度过高，第一喷射装置将来自储液罐14中的水喷入反应器，给烟气降温，维持烟气温度在设定范围；如进口烟气硫氧化物含量过高，将浓碱罐15中的浓氢氧化钠溶液输送至储液罐13，加水稀释后，经第一喷射装置喷入反应器，与烟气中的硫氧化物反应，进一步提高脱硫效率，满足排放要求。本系统可根据需要调节加水或碱液的量，以及碱液的浓度，以维持系统运行稳定。
本实施例的烟气一体化处理系统，反应器内固设的文丘里管延长了烟气的流程，调整烟气的分布，脱硫剂与烟气在反应器内充分混合反应后生成脱硫产物，再进入后续除尘器与粉尘一起被进行脱除；反应器提供了脱硫剂与烟气混合反应的场所，使烟气流速放缓，文丘里管延长了处理剂与烟气的接触时间，使处理剂与烟气混合均匀，提高了整个系统的脱硫效率；同时，陶瓷滤袋除尘器内部的陶瓷滤袋外壁吸附烟气中的粉尘，粉尘中含有未反应的脱硫剂，因此当烟气经过陶瓷滤袋时，会再次发生脱硫反应，进行二次脱硫，进一步提高脱硫效率，减少了除尘器脱除的未反应的脱硫剂的量，提高了脱硫剂的使用率，避免了资源的浪费。喷雾总管环设在反应器壳体外侧，只有喷雾支管悬伸入反应器内部，便于安装与固定；喷雾总管与反应器壳体之间具有一定距离，方便对总管的安装与维护；同时使喷雾总管内的处理剂不受反应器壳体高温的影响；当喷雾支管或喷嘴故障时，只需将对应的支管取出修理即可，不需要进入反应器内部，操作方便，保证了维修人员的安全与身体健康；反应器设备较大时，只需增加喷雾支管的数量或适当增加喷雾支管的长度及喷嘴的数量，喷雾分布均匀，处理剂与烟气的混合更充分，烟气处理效果好。
本实施例的烟气处理系统将烟气脱硫、烟气脱硝与烟气除尘装置整合在一个系统中，同时实现了烟气一体化脱硫脱硝除尘，烟气处理效率高，处理效果好；缩短了烟气净化的流程，烟气处理所用设备少，系统简单，成本低，具有广阔的应用前景。
实施例2
本实施例的烟气处理系统，与实施例1不同之处在于：如图4所示，反应器壳体9内在文丘里管17的下方设有集灰室19，所述集灰室19与第一烟气通道18通过周向上固设在反应器壳体内壁的集灰板20隔开；所述集灰板20上设有连通第一烟气通道18与集灰室19的排灰口21(排灰口处设有阀门，反应器工作时阀门处于关闭状态)；所述集灰室29的侧壁上设有连通清灰室19与反应器外部的用于清灰的清灰口22。在烟气进入文丘里管之前及流经文丘里管时，烟气因改道或变速，部分粉尘落在集灰板上，经排灰口进入清灰室，工作人员可经清灰口进入清灰室进行清灰，操作方便。
在本实用新型的其他实施例中，也可根据需要将实施例1中反应器内的文丘里管省去，烟气从反应器的烟气进口进入后直接向上流动，适用于反应器壳体较大或烟气处理量较小的工况，反应器本身可为脱硫反应和预脱硝反应提供足够的场所。
在本实用新型的其他实施例中，所述脱硫剂加料装置还可以采用其他形式，如CN103604133A记载的用于将脱硫剂喷射到烟道中的第一喷射系统，或CN1704647A记载的炉前喷钙气力输送系统等，只要能将脱硫剂加入第一风管中的技术方案都是可行的。
Claims (10)
1.一种烟气一体化处理系统，包括陶瓷滤袋除尘器，其特征在于：还包括反应器，所述反应器包括反应器壳体，所述反应器壳体下部设有烟气进口、上部设有烟气出口，所述烟气出口与陶瓷滤袋除尘器的进口相连通；反应器壳体上在烟气进口与烟气出口之间设有用于将处理剂喷射入反应器壳体内的喷射装置；所述喷射装置包括自上而下依次设置的用于向反应器壳体内喷射水或碱液的第一喷射装置和用于向反应器壳体内喷射脱硝剂的第二喷射装置。
2.根据权利要求1所述的烟气一体化处理系统，其特征在于：反应器壳体内在第二喷射装置的下方固设有文丘里管，文丘里管与反应器壳体之间围成第一烟气通道，第一烟气通道的上端在烟气进口的上方处被封闭；所述文丘里管包括从下到上依次设置的收缩段、喉管段和扩散段，烟气进口位于文丘里管周围处。
3.根据权利要求2所述的烟气一体化处理系统，其特征在于：所述反应器壳体内在文丘里管的下方设有集灰室，所述集灰室与第一烟气通道通过固设在反应器壳体内部的集灰板隔开；所述集灰板上设有连通第一烟气通道与集灰室的排灰口。
4.根据权利要求3所述的烟气一体化处理系统，其特征在于：所述集灰室的侧壁上设有用于清灰的清灰口。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的烟气一体化处理系统，其特征在于：所述喷射装置包括环绕反应器壳体外侧设置的喷雾总管，所述喷雾总管上设有两个以上一端与喷雾总管连通、另一端悬伸入反应器壳体内的喷雾支管，所述喷雾支管悬伸入反应器壳体内的部分设有喷嘴。
6.根据权利要求5所述的烟气一体化处理系统，其特征在于：所述喷雾总管上连接有用于与处理剂储罐相连通的供液管和用于与压缩气源相连通的供气管。
7.根据权利要求5所述的烟气一体化处理系统，其特征在于：所述第一喷射装置中，喷嘴的喷射方向与烟气流动方向相垂直；所述第二喷射装置中，喷嘴的喷射方向与烟气流动方向相同。
8.根据权利要求1所述的烟气一体化处理系统，其特征在于：反应器的烟气进口连接有风管，所述风管上设有用于将脱硫剂加入风管中的脱硫剂加料装置。
9.根据权利要求8所述的烟气一体化处理系统，其特征在于：与反应器的烟气进口相连接的风管为第一风管，所述第一风管上在所述脱硫剂加料装置与反应器的烟气进口之间设有用于使处理剂与烟气混合的混合器。
10.根据权利要求9所述的烟气一体化处理系统，其特征在于：反应器的烟气出口与所述陶瓷滤袋除尘器的进口通过第二风管相连接，所述第二风管上设有至少一个用于使处理剂与烟气混合的混合器。
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