CN205461713U - 一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置 - Google Patents

一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置，包括吸收塔、喷淋装置、臭氧气体分布器、臭氧发生器、自制氧气单元、氧化风机、固液分离器、液液分离器，还包括气旋除雾器、布袋除尘器、循环泵吸收塔与臭氧气体分布器相连，燃煤锅炉直接连接布袋除尘器，布袋除尘器设有2个排出口，排出口分别与储尘设备和臭氧气体分布器相连，气旋除雾器设于吸收塔的顶部并且与燃煤烟囱相连。本实用新型主要应用于中小型燃煤锅炉烟气除尘及脱硫脱硝。

Description

一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置
技术领域
本实用新型属于大气污染治理领域，特别是涉及一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置，应用于中小型燃煤锅炉烟气除尘脱硫脱硝。
背景技术
燃煤锅炉烟气排放的处理，一直是环保领域不可缺少的一部分，燃煤锅炉烟气排放污染物主要为二氧化硫、氮氧化物和粉尘。二氧化硫是具有刺激性臭味的无色透明气体，在大气中，它会被氧化成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是形成酸雨的主要物质。氮氧化物主要是指一氧化氮和二氧化氮。氮氧化物主要损害人的呼吸道，二氧化氮还是酸雨的成因之一。在阳光的照射下，由于紫外线的作用使大气中的氮氧化物、碳氢化合物和臭氧之间常会发生一系列光化学反应，而生成蓝色烟雾(有时带些紫色或黄褐色)。光化学烟雾的刺激性和危害性比一次污染物强烈得多，所以需杜绝一次污染的产生。
现有技术中，对于硫化物、氮氧化物等物质的处理主要有以下几种方法。单独脱硝工艺装置，SCR脱硝工艺装置的脱硝效率较高，可以达到90％，但是传统的SCR脱硝工艺装置的适宜的反应温度在350～420℃之间，常用燃气烟气最高温度210℃，采用SCR脱硝工艺装置不能达到最佳的反应温度窗口。现在虽然有了最新的中低温SCR脱硝装置，可以在160～300℃之间达到较好的脱硝效率，但经过脱硫塔后的烟气温度一般在50～60℃，若采用中低温SCR脱硝装置，则需要配备一套GGH系统装置，将脱硫塔排出的烟气加热后才能达到脱硝的目的，整个装置投资提升，GGH占地面积较大，且GGH容易堵塞，腐蚀，运行状态不稳定。单独脱硫工艺装置，石灰石-石膏湿法脱硫工艺需要为脱硫剂配备一套输送、储存系统和后续的石膏脱水系统装置，随着电厂大量运行石灰石-石膏湿法脱硫工艺装置，副产品石膏的销售市场也趋于饱和，且采用石灰石-石膏法制成的硫酸钙固体大多发黑发黄，品相不佳，销路有限，且价格较低，副产品收益较低，其他行业已经不适宜使用此种方法；且石灰石为微溶介质，在水中的溶解度下，化学反应速率较缓慢，当气相中SO2的浓度较低时，需要较大的钙硫比和较大的循环浆液量才能使浆液与烟气中的SO2进一步反应，对现在重点地区要求的SO2排放浓度35mg/Nm3以下，限制了石灰石-石膏法的使用，加上石灰石-石膏运行过程中浆液含固量大，对设备的磨损严重(特别是是循环泵)，增加了装置运行过程中设备的更换、维护费用。单独除尘技术，除尘主流工艺技术为干式除尘和湿式除尘工艺。干式除尘工艺主要为干式电除尘工艺装置，电袋复合除尘装置等。采用这些除尘装置，达不到高效除尘超洁净的效果。
因此，研发一种能在燃煤锅炉尾部烟气技术中同步达标处理粉尘、SO2、NOX大气污染物等的系统装置，解决在燃煤锅炉30～180℃的低温下处理NOX、SO2、粉尘的问题。
实用新型内容
本实用新型公开了一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置，适用于中小型燃煤锅炉烟气除尘脱硫脱硝的一体化装置。
本实用新型的目的是解决当前使用燃煤锅炉燃烧后烟气粉尘、二氧化硫、氮氧化物排放不达标的问题，本实用新型能使燃煤锅炉所产生的烟气在低温下，处理效果达到99％以上的脱硫率、95％以上的脱硝率和99.9％以上的除尘率，达到超洁净排放的效果，本套装置投资成本低、能量消耗低、使用便捷。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置，包括吸收塔、喷淋装置、臭氧气体分布器、臭氧发生器、自制氧气单元、氧化风机、固液分离器、液液分离器，其特征在于，还包括气旋除雾器、布袋除尘器、循环泵，所述的吸收塔与臭氧气体分布器相连，所述的吸收塔的内壁为混元体防腐层，所述的喷淋装置与吸收塔混元体防腐层相连，所述燃煤锅炉直接连接布袋除尘器，所述布袋除尘器设有2个排出口，所述排出口分别与储尘设备和臭氧气体分布器相连，所述气旋除雾器设于吸收塔的顶部并且与燃煤烟囱相连。
进一步的，所述喷淋装置设于吸收塔的中部。
进一步的，所述循环泵连接于吸收塔的底部与喷淋装置之间。
进一步的，所述吸收塔的底部通过管道连接有氧化风机。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步的，所述包括采用自制氧气单元作为臭氧制备的原料气制备臭氧来作为一氧化氮氧化剂。
进一步的，所述液液分离器，可采用静止沉降的方法实现低温有机催化剂和盐液的分离。
进一步的，副产品铵盐溶液送入铵盐溶液池。
本实用新型的有益效果：吸收塔内装填低温有机催化剂，加速亚酸根盐的氧化速度，提高氮氧化物和二氧化硫的脱除效率，并能循环利用。吸收塔的底部由氧化风机鼓入空气，在低温有机催化剂催化的作用下将塔底浆液池的亚硫酸根离子及亚硝酸根离子分别氧化为硫酸根离子及硝酸根离子；本实用新型采用高效除尘的布袋除尘器，用以去除燃煤锅炉烟气中99％的粉尘颗粒。通过采用气旋除雾器从而使得净烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物互相碰撞团聚凝聚成打液滴，最后被气旋筒壁液膜捕获吸收，实现高效除雾除尘。本实用新型在具体实施中副产品铵盐溶液送入铵盐溶液池，经过回收干燥处理后送往化肥厂销售处理，产生经济效益。
本实用新型主要工艺是燃煤锅炉的烟气经过布袋除尘器高效除尘、臭氧分布器后流入吸收塔，烟气在吸收塔内垂直向上移动，与用循环泵提供给四层喷淋模式的喷淋装置喷出的混合液中的水发生反应，生成H2SO3和HNO2，其中，SO3 2-和NO2 -被混合液中的低温有机催化剂捕捉，生成稳定的螯合物，在有氧环境的作用下，螯合物中的SO3 2-和NO2 -成分被氧化成稳定的SO4 2-和NO3 -，并与提供的氨水反应生成稳定的铵盐溶液，同时，低温有机催化剂从螯合物中分离并还原。低温有机催化剂通过采用与流入的混合气体结合除去氮氧化物、二氧化硫以及部分粉尘，最后经过气旋除雾器后到燃煤烟囱把超洁净的净化气体排出。
本系统装置实现了真正的低温脱硝，无需再提高温度，仅需对原烟气系统装置稍作改动，通过臭氧和低温有机催化剂共同作用，在30～180℃的温度区间即实现了对烟气的低温脱硝。在同一个整体系统中，可以同时具有脱硝(达95％以上)、脱硫(可达99％以上)、除尘(可达99.9％以上)；使二氧化硫：10mg/Nm3以下，氮氧化物：30mg/Nm3以下，粉尘5mg/Nm3以下等污染物超洁净减排效果；独特的反应基理和一体化装置，低温有机催化剂可有效阻止亚酸盐分解的逆反应发生，并且无氨法脱硫中间产物NH4SO3的产生，气体通过气旋除雾器技术装置处理后更有效的避免了烟气拖尾、氨逃逸现象的产生。
附图说明
图1为本实用新型一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置的流程示意图。
附图说明：其中1为吸收塔，2为喷淋装置，3为臭氧气体分布器，4为臭氧发生器，5为自制氧气单元，6为氧化风机，7为固液分离器，8为液液分离器，9为铵盐溶液池，10为燃煤锅炉，11为气旋除雾器，12为储渣设备，13为混元体防腐层，14为布袋除尘器，15为储尘设备，16为氨水供给罐，17为氨水供给泵，18为循环泵，19为燃煤烟囱。
具体实施方式
以下对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1：
本实用新型是一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置，系统装置包括吸收塔(1)、喷淋装置(2)、臭氧气体分布器(3)、臭氧发生器(4)、自制氧气单元(5)、氧化风机(6)、固液分离器(7)、液液分离器(8)、气旋除雾器(11)、混元体防腐层(13)、布袋除尘器(14)、循环泵(18)、燃煤烟囱(19)。
本实用新型的工艺流程步骤如下：
步骤一：燃煤锅炉(10)烟气经过高效除尘的布袋除尘器(14)除去大部分粉尘，然后再经过臭氧气体分布器(3)与臭氧反应后，进入吸收塔(1)，本步骤属于低温脱硝，其温度为50℃左右；
步骤二：自制氧气单元(5)的氧气进入臭氧发生器(4)，臭氧发生器(4)产生的臭氧混合气进入烟道内安装的臭氧气体分布器(3)氧化烟气中的低价氮氧化物，烟道内的臭氧气体分布器(3)使臭氧与烟气充分接触，烟气中低价态的氮氧化物被氧化成高价氮氧化物后，进入吸收塔(1)；
步骤三：烟气在有防止被腐蚀的混元体防腐层(13)的吸收塔(1)内垂直向上移动，与吸收塔(1)内的喷淋装置(2)的四层喷淋层喷出，并与混合液中的水发生反应，其混合液体是经循环泵把底部混合溶液循环喷淋使用，生成H2SO3和HNO2，其中，SO3 2-和NO2 -被混合液中的低温有机催化剂捕捉，生成稳定的螯合物，在有氧环境下，螯合物中的SO3 2-和NO2 -成分被氧化成稳定的SO4 2-和NO3 -。气体通过气旋除雾器(11)后，使得净烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物互相碰撞团聚凝聚成打液滴，最后被气旋筒壁液膜捕获吸收，实现高效除雾除尘，其吸收塔(1)内壁不受腐蚀，净化的超洁净气体经燃煤烟囱排出。
步骤四：稳定的SO4 2-和NO3 -，与氨水供给罐(16)内由氨水供给泵送来的氨水反应生成稳定的铵盐溶液，并经固液分离器(7)分离出固体渣粒到储渣设备进行后续处理，然后再经液液分离器(8)把低温有机催化剂从螯合物中分离并还原，再次流入吸收塔(1)内。液液分离器(8)分离出的铵盐溶液进入铵盐溶液池(9)，经过回收干燥处理后送往化肥厂等销售处理，产生经济效益。
进一步的，所述自制氧气单元(5)，也可采用使用方提供的制备氧气的设备供氧给臭氧发生器(4)产生臭氧；
进一步，所述液液分离器(8)，可采用静止沉降的方法实现低温有机催化剂和盐液的分离。
实施例2：
本实用新型是一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置，系统装置包括吸收塔(1)、喷淋装置(2)、臭氧气体分布器(3)、臭氧发生器(4)、自制氧气单元(5)、氧化风机(6)、固液分离器(7)、液液分离器(8)、气旋除雾器(11)、混元体防腐层(13)、布袋除尘器(14)、循环泵(18)、燃煤烟囱(19)。
本实用新型的工艺流程步骤如下：
步骤一：燃煤锅炉(10)烟气经过高效除尘的布袋除尘器(14)除去大部分粉尘，然后再经过臭氧气体分布器(3)与臭氧反应后，进入吸收塔(1)，本步骤属于低温脱硝，其温度为100℃；
步骤二：自制氧气单元(5)的氧气进入臭氧发生器(4)，臭氧发生器(4)产生的臭氧混合气进入烟道内安装的臭氧气体分布器(3)氧化烟气中的低价氮氧化物，烟道内的臭氧气体分布器(3)使臭氧与烟气充分接触，烟气中低价态的氮氧化物被氧化成高价氮氧化物后，进入吸收塔(1)；
步骤三：烟气在有防止被腐蚀的混元体防腐层(13)的吸收塔(1)内垂直向上移动，与吸收塔(1)内的喷淋装置(2)的四层喷淋层喷出，并与混合液中的水发生反应，其混合液体是经循环泵把底部混合溶液循环喷淋使用，生成H2SO3和HNO2，其中，SO3 2-和NO2 -被混合液中的低温有机催化剂捕捉，生成稳定的螯合物，在有氧环境下，螯合物中的SO3 2-和NO2 -成分被氧化成稳定的SO4 2-和NO3 -。气体通过气旋除雾器(11)后，使得净烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物互相碰撞团聚凝聚成打液滴，最后被气旋简壁液膜捕获吸收，实现高效除雾除尘，其吸收塔(1)内壁不受腐蚀，净化的超洁净气体经燃煤烟囱排出。
步骤四：稳定的SO4 2-和NO3 -，与氨水供给罐(16)内由氨水供给泵送来的氨水反应生成稳定的铵盐溶液，并经固液分离器(7)分离出固体渣粒到储渣设备进行后续处理，然后再经液液分离器(8)把低温有机催化剂从螯合物中分离并还原，再次流入吸收塔(1)内。液液分离器(8)分离出的铵盐溶液进入铵盐溶液池(9)，经过回收干燥处理后送往化肥厂等销售处理，产生经济效益。
实施例3：
本实用新型是一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置，系统装置包括吸收塔(1)、喷淋装置(2)、臭氧气体分布器(3)、臭氧发生器(4)、自制氧气单元(5)、氧化风机(6)、固液分离器(7)、液液分离器(8)、气旋除雾器(11)、混元体防腐层(13)、布袋除尘器(14)、循环泵(18)、燃煤烟囱(19)。
本实用新型的工艺流程步骤如下：
步骤一：燃煤锅炉(10)烟气经过高效除尘的布袋除尘器(14)除去大部分粉尘，然后再经过臭氧气体分布器(3)与臭氧反应后，进入吸收塔(1)，本步骤属于低温脱硝，其温度为150℃；
步骤二：自制氧气单元(5)的氧气进入臭氧发生器(4)，臭氧发生器(4)产生的臭氧混合气进入烟道内安装的臭氧气体分布器(3)氧化烟气中的低价氮氧化物，烟道内的臭氧气体分布器(3)使臭氧与烟气充分接触，烟气中低价态的氮氧化物被氧化成高价氮氧化物后，进入吸收塔(1)；
步骤三：烟气在有防止被腐蚀的混元体防腐层(13)的吸收塔(1)内垂直向上移动，与吸收塔(1)内的喷淋装置(2)的四层喷淋层喷出，并与混合液中的水发生反应，其混合液体是经循环泵把底部混合溶液循环喷淋使用，生成H2SO3和HNO2，其中，SO3 2-和NO2 -被混合液中的低温有机催化剂捕捉，生成稳定的螯合物，在有氧环境下，螯合物中的SO3 2-和NO2 -成分被氧化成稳定的SO4 2-和NO3 -。气体通过气旋除雾器(11)后，使得净烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物互相碰撞团聚凝聚成打液滴，最后被气旋筒壁液膜捕获吸收，实现高效除雾除尘，其吸收塔(1)内壁不受腐蚀，净化的超洁净气体经燃煤烟囱排出。
步骤四：稳定的SO4 2-和NO3 -，与氨水供给罐(16)内由氨水供给泵送来的氨水反应生成稳定的铵盐溶液，并经固液分离器(7)分离出固体渣粒到储渣设备进行后续处理，然后再经液液分离器(8)把低温有机催化剂从螯合物中分离并还原，再次流入吸收塔(1)内。液液分离器(8)分离出的铵盐溶液进入铵盐溶液池(9)，经过回收干燥处理后送往化肥厂等销售处理，产生经济效益。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的原理和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置，包括吸收塔、喷淋装置、臭氧气体分布器、臭氧发生器、自制氧气单元、氧化风机、固液分离器、液液分离器，其特征在于，还包括气旋除雾器、布袋除尘器、循环泵，所述的吸收塔与臭氧气体分布器相连，所述的吸收塔的内壁为混元体防腐层，所述的喷淋装置与吸收塔混元体防腐层相连，所述燃煤锅炉直接连接布袋除尘器，所述布袋除尘器设有2个排出口，所述排出口分别与储尘设备和臭氧气体分布器相连，所述气旋除雾器设于吸收塔的顶部并且与燃煤烟囱相连。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置，其特征在于，所述喷淋装置设于吸收塔的中部。
3.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置，其特征在于，所述循环泵连接于吸收塔的底部与喷淋装置之间。
4.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉烟气低温有机催化超洁净循环的一体化装置，其特征在于，所述吸收塔的底部通过管道连接有氧化风机。
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