CN205965470U - 高效脱硫脱硝复合除尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及烟气处理装置，具体是一种高效脱硫脱硝复合除尘装置。所述高效脱硫脱硝复合除尘装置依次包括吸热装置、旋风分离器、脱硫塔、第一脱硝塔和第二脱硝塔。所述高效脱硫脱硝复合除尘装置的除尘过程中，实现了对热量的回收利用，并且能够延长旋风分离器的使用寿命，提高旋风分离器的除尘效果；在脱硫的过程中产物能够实现在脱硝中充当还原剂，同时也可对产物进行回收加工后作为氮肥使用；第一脱硝塔和第二脱硝塔的双重作用实现了对NOx充分回收，产生的废液经过回收加工，可作为氮肥使用。

Description

高效脱硫脱硝复合除尘装置

技术领域

本实用新型涉及烟气处理装置，具体是一种高效脱硫脱硝复合除尘装置。

背景技术

随着世界各国工业化进程的不断加深，SO2、NOx污染已超过烟尘污染成为大气环境的第一大污染物。工业窑炉烟气污染物如烟尘、SO2、和NOx(氮氧化物增加了各地雾霾天气现象，近年来，人们环保意识的提高，国家和地方陆续颁布了更加严格的减排政策和排放标准。煤炭燃烧产生的硫、氯、氮氧化物是大气污染的主要污染源，它除了破坏生态环境还能形成光化学烟雾，危害人类健康。烟气脱硫(FGD)有别于其他脱硫方式是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是控制酸雨和SO2污染的最为有效的和主要的技术手段。

所谓脱硝，指的是除去烟气中的NOx，NOx主要是NO和NO2组成，而NO含量占90％以上。在高温燃烧过程中空气中的氮和燃料中的氮化物等不可能燃烧的物质与氧起化学反应，首先形成NO，随后它的一部分在烟道内与氧化合形成NO2,大部分的NO从烟囱中排入大气，并与大气中的氧结合成NO2。而未被氧化成NO2的NO就在大气中与NO2共存下来。在燃烧过程中燃烧气体温度越高，过剩空气越多，形成NO量就越多。即在燃烧效率越高的情况下，NO越容易生成。这种燃烧方式生成的NOx中NO占90％以上，NO2较少。按照常用的燃烧方式。煤的燃烧物中NOx的含量为500-1500ppm。

为了解决煤炭燃烧烟气中烟尘、SO2、和NOx对环境和人类的影响，因此需要对烟气进行脱硫脱硝除尘处理后排放到空气中，传统的脱硫脱硝复合除尘装置设备复杂，成本投入大，不能满足小面积煤炭燃烧烟气脱硫脱硝除尘的目的，且在对烟气进行除尘的时候会出现除尘不彻底，影响后续脱硫脱硝过程，无法实现高效脱硫脱硝除尘。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高效脱硫脱硝复合除尘装置。所述高效脱硫脱硝复合除尘装置成本低，脱硫脱硝除尘效果明显，并且能够充分利用烟气的热量，而且还能对脱硫脱硝中产生的氮肥进行回收利用。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案为：一种高效脱硫脱硝复合除尘装置，依次包括吸热装置、旋风分离器、脱硫塔、第一脱硝塔和第二脱硝塔；

所述吸热装置内设置水管，吸热装置的下部设置烟气入口，吸热装置的上部通过第一连接管与旋风分离器连接；

所述旋风分离器的气体出口通过第二连接管与脱硫塔下部连接，所述脱硫塔内设置若干氨水喷头，脱硫塔的上部通过第三连接管与第一脱硝塔底部连接，脱硫塔的底部通过第四连接管与第一脱硝塔连接，第一脱硝塔上部通过第五连接管与第二脱硝塔连接；

所述第二脱硝塔中上部设置催化剂，催化剂上部设置氨水喷头，第二脱硝塔内部底面设置加热器，第二脱硝塔的中部设置第六连接管与第三连接管连通，第二脱硝塔顶部设置烟囱。为了避免脱硫脱硝除尘中烟气热量的浪费，并且在旋风分离器进行除尘的过程中由于烟气温度过高，影响旋风分离器的寿命和除尘效果，所述高效脱硫脱硝复合除尘装置在进行除尘之前先降低烟气温度，因此设置吸热装置，吸热装置中设置水管，水管上设置水管入口和水管出口实现水循环，水循环的过程中，能够带走烟气的部分热量，带走的热量可以对水管中的水进行加热或者用来取暖，因此能够节约能源，同时还能够保护旋风分离器的使用寿命，保证旋风分离器的除尘效果。烟气经过除尘后，在脱硫塔内与氨水发生化学反应，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触进行气-气换热和瞬时化学反应,反应过程为:

SO2+H2O＝H2SO3 (1)；

H2SO3+NH3＝NH4HSO3 (2)；

NH4HSO3+NH3＝(NH4)2SO3 (3)；

2(NH4)2SO3+O2＝2(NH4)2SO4 (4)；

烟气中如果有氧气则进行反应(4)，由于烟气是燃烧的产物，因此氧气含量很少，因此在脱硫塔中得到的产物为反应式(2)和反应式(3)中的产物NH4HSO3和(NH4)2SO3。NH4HSO3和(NH4)2SO3通过第四连接管进入第一脱硝塔中。在第一脱硝塔中利用还原法进行脱硝，使用的还原剂为(NH4)2SO3和NH4HSO3，它们正是脱硫塔中的产物。有关研究表明：在0℃时，一体积水可溶解0.07体积的NO。当水溶液中硝酸含量>12％时，NO的溶解度比在纯水中大100倍，即一体积水能溶解7体积的NO。因此，在第一脱硝塔中设置硝酸水溶液>12％，加之反应式(2)和反应式(3)的产物(NH4)2SO3和NH4HSO3作为还原剂，在第一脱硝塔中发生的化学反应如下：

2NO+O2＝2NO2 (5)；

NO+NO2+H2O＝4HNO2 (6)；

NO2+2H2O＝HNO2+HNO3 (7)；

4NO2+O2+2H2O＝4HNO3 (8)；

NH3+HNO3＝NH4NO3 (9)；

NH3+HNO2＝N2+2H2O (10)；

NH4OH+HNO3＝NH4NO3+H2O (11)；

NH4OH+HNO2＝N2+3H2O (12)；

如果NOx的数量不能全部被还原，剩余的部分将变成NH4NO3被留在溶液中和(NH4)2SO4一起被从溶液中分离出来作为化肥，实现“变废为宝”。

发生反应后的气体，为了进一步对所述烟气中的NOx进行脱硝，进入第二脱硝塔内，首先使氨蒸发，然后氨和烟气混合。在催化剂的作用下进行加热，发生如下反应：

4NO+4NH3+O2＝3N2+6H2O (13)；

6NO+4NH3＝5N2+6H2O (14)；

2NO2+4NH3+O2＝3N2+6H2O (15)；

6NO2+8NH3＝7N2+12H2O (16)；

这样经过除尘脱硫脱硝后的烟气得到净化后通过烟囱排入大气中。所述高效脱硫脱硝复合除尘装置的除尘过程中，实现了对热量的回收利用，并且能够延长旋风分离器的使用寿命，提高旋风分离器的除尘效果；在脱硫的过程中产物能够实现在脱硝中充当还原剂，同时也可对产物进行回收加工后作为氮肥使用；第一脱硝塔和第二脱硝塔的双重作用实现了对NOx充分回收，产生的废液经过回收加工，可作为氮肥使用。

进一步的，由于烟气中含有大量的颗粒或者尘土，所述吸热装置的底部设置除尘盖。所述除尘盖能够定期打开对吸热装置进行清理，防止颗粒或者尘土覆盖在水管上，影响热量传递和交换。

进一步的，为了对脱硫塔中的液面进行检测，所述脱硫塔内部设置红外传感器。当液面达到设定值时，所述红外传感器能够将信号传给高效脱硫脱硝复合除尘装置的控制模块，进而实现相应的调控。

进一步的，所述烟囱内部设置NOx监测设备。由于催化剂是有活性的，在催化剂使用一定时间后会出现催化效果不明显的现象，影响NOx的回收，NOx监测设备能够将烟囱内部NOx的含量信息反馈到高效脱硫脱硝复合除尘装置的控制模块提醒操作者需要更换新的催化剂。

进一步的，为了提高氨水与烟气的充分接触，所述液氨喷头为绕所述液氨喷头的支架360°方向喷射。

进一步的，为了进一步增强氨水与烟气的充分接触，提高脱硫率，所述氨水喷头与液压缸连接。液压缸能够带动氨水喷头做上下往复运动，进而增加氨水与烟气接触的时间和接触面积。

进一步的，所述催化剂为TiO2为基体的V2O5和WoO3混合物。在不添加催化剂的条件下，氨与氮氧化物的化学反应温度为900℃，如果加入氨，部分氨会在高温下分解。如果加入催化剂，反应温度可以降低到320-400℃。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、所述高效脱硫脱硝复合除尘装置的除尘过程中，实现了对热量的回收利用；

2、，能够延长旋风分离器的使用寿命，提高旋风分离器的除尘效果；

3、在脱硫的过程中产物能够实现在脱硝中充当还原剂，同时也可对产物进行回收加工后作为氮肥使用；

4、第一脱硝塔和第二脱硝塔的双重作用实现了对NOx充分回收，产生的废液经过回收加工，可作为氮肥使用；

5、所述高效脱硫脱硝复合除尘装置结构简单，成本低，脱硫脱硝除尘简单且效率高。

附图说明

图1高效脱硫脱硝复合除尘装置的结构示意图；

图中：1、烟气入口，2、吸热装置，3、旋风分离器，4、脱硫塔，5、第一脱硝塔，6、第二脱硝塔，7、水管，8、水管入口，9、水管出口，10、第一连接管，11、氨水喷头，12、红外传感器，13、加热器，14、催化剂，15、烟囱，16、NOx监测设备，17、第五连接管，18、第六连接管，19、第三连接管，20、第二连接管，21、第四连接管，22、除尘盖。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步的描述：

如图1，一种高效脱硫脱硝复合除尘装置，依次包括吸热装置2、旋风分离器3、脱硫4塔、第一脱硝塔5和第二脱硝塔6；

所述吸热装置2内设置水管7，吸热装置2的下部设置烟气入口1，吸热装置2的上部通过第一连接管10与旋风分离器3连接；

所述旋风分离器3的气体出口通过第二连接管20与脱硫塔4下部连接，所述脱硫塔4内设置若干氨水喷头11，脱硫塔4的上部通过第三连接管19与第一脱硝塔5底部连接，脱硫塔4的底部通过第四连接管21与第一脱硝塔5连接，第一脱硝塔5上部通过第五连接管17与第二脱硝塔6连接；

所述第二脱硝塔6中上部设置催化剂14，催化剂上部设置氨水喷头11，第二脱硝塔6内部底面设置加热器13，第二脱硝塔6的中部设置第六连接管18与第三连接管19连通，第二脱硝塔6顶部设置烟囱15。为了避免脱硫脱硝除尘中烟气热量的浪费，并且由于烟气温度过高，在旋风分离器3进行除尘的过程中影响旋风分离器3的寿命和除尘效果，所述高效脱硫脱硝复合除尘装置在进行除尘之前先降低烟气温度，因此设置吸热装置2，吸热装置2中设置水管7，水管7上设置水管入口8和水管出口9实现水循环，水循环的过程中，能够带走烟气的部分热量，带走的热量可以对水管7中的水进行加热或者用来取暖，因此能够节约能源，同时还能够保护旋风分离器3的使用寿命，保证旋风分离器3的除尘效果。烟气经过除尘后，在脱硫塔4内与氨水发生化学反应，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触进行气-气换热和瞬时化学反应,反应过程为:

SO2+H2O＝H2SO3 (1)；

H2SO3+NH3＝NH4HSO3 (2)；

NH4HSO3+NH3＝(NH4)2SO3 (3)；

2(NH4)2SO3+O2＝2(NH4)2SO4 (4)；

烟气中如果有氧气则进行反应(4)，由于烟气是燃烧的产物，因此氧气含量很少，因此在脱硫塔4中得到的产物为反应式(2)和反应式(3)中的产物NH4HSO3和(NH4)2SO3。NH4HSO3和(NH4)2SO3通过第四连接管21进入第一脱硝塔5中。在第一脱硝塔5中利用还原法进行脱硝，使用的还原剂为(NH4)2SO3和NH4HSO3，它们正是脱硫塔中的产物。有关研究表明：在0℃时，一体积水可溶解0.07体积的NO。当水溶液中硝酸含量>12％时，NO的溶解度比在纯水中大100倍，即一体积水能溶解7体积的NO。因此，在第一脱硝塔5中设置硝酸水溶液>12％，加之反应式(2)和反应式(3)的产物(NH4)2SO3和NH4HSO3作为还原剂，在第一脱硝塔5中发生的化学反应如下：

2NO+O2＝2NO2 (5)；

NO+NO2+H2O＝4HNO2 (6)；

NO2+2H2O＝HNO2+HNO3 (7)；

4NO2+O2+2H2O＝4HNO3 (8)；

NH3+HNO3＝NH4NO3 (9)；

如果NOx的数量不能全部被还原，剩余的部分将变成NH4NO3被留在溶液中，和(NH4)2SO4一起被从溶液中分离出来作为化肥，实现“变废为宝”。

发生反应后的气体，为了进一步对所述烟气中的NOx进行脱硝，进入第二脱硝塔6内，首先使氨蒸发，然后氨和烟气混合。在催化剂的作用下进行加热，发生如下反应：

4NO+4NH3+O2＝3N2+6H2O (13)；

6NO+4NH3＝5N2+6H2O (14)；

2NO2+4NH3+O2＝3N2+6H2O (15)；

6NO2+8NH3＝7N2+12H2O (16)；

这样经过除尘脱硫脱硝后的烟气得到净化后通过烟囱15排入大气中。所述高效脱硫脱硝复合除尘装置的除尘过程中，实现了对热量的回收利用，并且能够延长旋风分离器3的使用寿命，提高旋风分离器3的除尘效果；在脱硫的过程中产物能够实现在脱硝中充当还原剂，同时也可对产物进行回收加工后作为氮肥使用；第一脱硝塔5和第二脱硝塔6的双重作用实现了对NOx充分回收，产生的废液经过回收加工，可作为氮肥使用。

如图1，由于烟气中含有大量的颗粒或者尘土，所述吸热装置2的底部设置除尘盖。所述除尘盖能够定期打开对吸热装置进行清理，防止颗粒或者尘土覆盖在水管上，影响热量传递和交换。

如图1，为了对脱硫塔中4的液面进行检测，所述脱硫塔4内部设置红外传感器12。当液面达到设定值时，所述红外传感器12能够将信号传给高效脱硫脱硝复合除尘装置的控制模块，进而实现相应的调控。

如图1，所述烟囱15内部设置NOx监测设备16。由于催化剂14是有活性的，在催化剂14使用一定时间后会出现催化效果不明显的现象，影响NOx的回收，NOx监测设备16能够将烟囱内部NOx的含量信息反馈到高效脱硫脱硝复合除尘装置的控制模块，提醒操作者需要更换新的催化剂14。

为了提高氨水与烟气的充分接触，所述氨水喷头11为绕所述液氨喷头的支架360°方向喷射。

为了进一步增强氨水与烟气的充分接触，提高脱硫率，所述氨水喷头11与液压缸连接。液压缸能够带动氨水喷头做上下往复运动，进而增加氨水与烟气接触的时间和接触面积。

所述催化剂14为TiO2为基体的V2O5和WoO3混合物。在不添加催化剂的条件下，氨与氮氧化物的化学反应温度为900℃，如果加入氨，部分氨会在高温下分解。如果加入催化剂，反应温度可以降低到320-400℃。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不是本实用新型的全部实施例，不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，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。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术，为了突出本实用新型的创新特点，上述技术特征在此不再赘述。

Claims (7)

1.一种高效脱硫脱硝复合除尘装置，其特征在于：依次包括吸热装置、旋风分离器、脱硫塔、第一脱硝塔和第二脱硝塔；

所述吸热装置内设置水管，吸热装置的下部设置烟气入口，吸热装置的上部通过第一连接管与旋风分离器连接；

所述旋风分离器的气体出口通过第二连接管与脱硫塔下部连接，所述脱硫塔内设置若干液氨喷头，脱硫塔的上部通过第三连接管与第一脱硝塔底部连接，脱硫塔的底部通过第四连接管与第一脱硝塔连接，第一脱硝塔上部通过第五连接管与第二脱硝塔连接；

所述第二脱硝塔中上部设置催化剂，催化剂上部设置氨水喷头，第二脱硝塔内部底面设置加热器，第二脱硝塔的中部设置第六连接管与第三连接管连通，第二脱硝塔顶部设置烟囱。

2.如权利要求1所述的一种高效脱硫脱硝复合除尘装置，其特征在于：所述脱硫塔内部设置红外传感器。

3.如权利要求1所述的一种高效脱硫脱硝复合除尘装置，其特征在于：所述烟囱内部设置NOx监测设备。

4.如权利要求1所述的一种高效脱硫脱硝复合除尘装置，其特征在于：所述氨水喷头为绕所述液氨喷头的支架360°方向喷射。

5.如权利要求1所述的一种高效脱硫脱硝复合除尘装置，其特征在于：所述氨水喷头与液压缸连接。

6.如权利要求1所述的一种高效脱硫脱硝复合除尘装置，其特征在于：所述催化剂为TiO2为基体的V2O5和WoO3混合物。

7.如权利要求1所述的一种高效脱硫脱硝复合除尘装置，其特征在于：所述吸热装置的底部设置除尘盖。