CN209317409U - 一种烟气脱硫脱硝一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及烟气脱硫脱硝技术领域，具体涉及一种烟气脱硫脱硝一体化装置，其包括喷淋吸收塔，喷淋吸收塔的顶部一侧设有烟气出口，喷淋吸收塔的中下部一侧设有入口烟道；喷淋吸收塔内部中上方依次设有第一喷淋层、第二喷淋层、第三喷淋层、第四喷淋层、第五喷淋层和除雾器；喷淋吸收塔的底部设有浆液池，浆液池分别通过第一溶液循环泵和第二溶液循环泵连接至第四喷淋层和第五喷淋层，浆液池还通过位于喷淋吸收塔的溶液排出泵连接分离提纯装置；第一喷淋层通过风机连接臭氧发生器，氨水分别通过第一溶液输送泵和第二溶液输送泵输送至第二喷淋层和第三喷淋层。本实用新型能够有效控制成本，降低投资，提高净化效率，无任何二次污染。

Description

一种烟气脱硫脱硝一体化装置

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硫脱硝技术领域，具体涉及一种烟气脱硫脱硝一体化装置。

背景技术

我国是一个以煤炭为主要能源的国家，约占全国一次能源总产量的74％，在相当长的时间内燃煤火力发电仍将在我国发电领域占主导地位，而燃煤排放的主要污染物有：SO₂、O₃、O、NO_x、烃类、醛类和固体颗粒物等，其中SO₂和NO_x是最为主要的大气污染物，也是形成酸雨的主要因素，国家明确规定，到2020年，全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放(即在基准氧含量6％条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/Nm³)。

目前应用比较普遍的烟气脱硫脱硝方法分别是湿法烟气脱硫和选择性催化还原脱硝法(SCR)。湿法脱硫的优点是脱硫效率较高，吸收剂利用率高，煤种适应性好，缺点是设备过于庞大，占地面积大，运行成本高，设备磨损、腐蚀严重，脱硫反应过程中还需要大量的水，极易造成二次污染。SCR法所用的氨气易腐蚀设备，产生氨逃逸，污染环境，部分SO₂在SCR反应器中的催化剂作用下，被氧化形成SO₃，SO₃与未参与脱硝反应的氨气反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵具有粘性，会对催化剂和空预器造成危害。两项技术都具有一定的局限性。

实用新型内容

针对传统分段脱硫脱硝技术在设备投资、能源消耗和运行维护等方面成本比较高，且容易造成二次污染的问题，本实用新型的目的是提供一种烟气脱硫脱硝一体化装置，能够有效的控制成本，降低投资，提高净化效率，无任何二次污染，能够产生巨大的环境效益和经济效益。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种烟气脱硫脱硝一体化装置，包括喷淋吸收塔，所述喷淋吸收塔的顶部一侧设有烟气出口，所述喷淋吸收塔的中下部一侧设有入口烟道；所述喷淋吸收塔内部中上方依次设有第一喷淋层、第二喷淋层、第三喷淋层、第四喷淋层、第五喷淋层和除雾器；所述喷淋吸收塔的底部设有浆液池，所述浆液池分别通过位于所述喷淋吸收塔的第一溶液循环泵和第二溶液循环泵连接至第四喷淋层和第五喷淋层，所述浆液池还通过位于所述喷淋吸收塔的溶液排出泵连接分离提纯装置；所述第一喷淋层通过风机连接臭氧发生器，氨水分别通过第一溶液输送泵和第二溶液输送泵输送至所述第二喷淋层和第三喷淋层。

进一步的，所述除雾器7位于所述第一喷淋层2、第二喷淋层3、第三喷淋层4、第四喷淋层5和第五喷淋层6的上方。

进一步的，所述浆液池13内配置有若干台搅拌器。

进一步的，所述第一喷淋层2、第二喷淋层3、第三喷淋层4、第四喷淋层5和第五喷淋层6上分别设置有60-80个实心锥形喷嘴，覆盖整个喷淋吸收塔截面，且所述实心锥形喷嘴沿同心圆周均匀设置。

进一步的，所述第一喷淋层2上的喷嘴为臭氧喷嘴，所述第二喷淋层3和第三喷淋层4上的喷嘴为氨水喷嘴，所述第四喷淋层5和第五喷淋层6上的喷嘴为混合液喷嘴。

进一步的，所述入口烟道1沿靠近喷淋吸收塔16的方向向下倾斜。

本实用新型的有益效果为：

(1)高效性：本实用新型采用臭氧氧化、氨水吸收、(NH₄)₂SO₃溶液补充吸收的方法同时脱除烟气中的SO₂和氮氧化物，脱硫效率可达98％以上，脱硝效率在80％以上，与其他脱硫脱硝装置相比，将臭氧布置在吸收塔内喷射，增大了喷射面积，保证氧化效率，利于后续的反应进行；

(2)经济性：脱硫脱硝反应同时在一个吸收塔内进行，大幅节约了初投资和运行管理费用，将原有的工艺水系统和喷氨合为一体，现在的氨水喷淋既能溶解NO₂，又可以吸收SO₂，将浆液区的(NH₄)₂SO₃循环利用，降低运行成本，提高脱硫效率，配置有分离提纯装置，将反应生成的NH₄NO₃和(NH₄)₂SO₄分离提纯，可以产生一定的经济效益；

(3)适应性：各层喷淋的流量都可以调节，氨水和循环溶液各设置两层喷淋，低负荷时，可以根据情况关闭其中一层，能够适合40％到满负荷的运行，整个喷淋塔阻力小于1000Pa，不影响机组稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型所述烟气脱硫脱硝一体化装置结构示意图；

其中，1-入口烟道，2-第一喷淋层，3-第二喷淋层，4-第三喷淋层，5-第四喷淋层，6-第五喷淋层，7-除雾器，8-风机，9-第一溶液输送泵，10-第二溶液输送泵，11-第一溶液循环泵，12-第二溶液循环泵，13-浆液池，14-溶液排出泵，15-分离提纯装置，16-喷淋吸收塔，17-烟气出口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种烟气脱硫脱硝一体化装置，如图1所示，包括喷淋吸收塔16，所述喷淋吸收塔16的顶部一侧设有烟气出口17，所述喷淋吸收塔16的中下部一侧设有入口烟道1；所述喷淋吸收塔16内部中上方依次设有第一喷淋层2、第二喷淋层3、第三喷淋层4、第四喷淋层5、第五喷淋层6和除雾器7，所述除雾器7位于所述第一喷淋层2、第二喷淋层3、第三喷淋层4、第四喷淋层5和第五喷淋层6的上方。所述第一喷淋层2上的喷嘴为臭氧喷嘴，所述第二喷淋层3和第三喷淋层4上的喷嘴为氨水喷嘴，所述第四喷淋层5和第五喷淋层6上的喷嘴为混合液喷嘴。

所述喷淋吸收塔16的底部设有浆液池13，所述浆液池13内配置有若干台搅拌器，将浆液均匀混合。所述浆液池13分别通过位于所述喷淋吸收塔16的第一溶液循环泵11和第二溶液循环泵12连接至第四喷淋层5和第五喷淋层6，所述浆液池还通过位于所述喷淋吸收塔16的溶液排出泵14连接分离提纯装置15；所述第一喷淋层2通过风机8连接臭氧发生器，氨水分别通过第一溶液输送泵9和第二溶液输送泵10输送至所述第二喷淋层3和第三喷淋层4。

所述第一喷淋层2、第二喷淋层3、第三喷淋层4、第四喷淋层5和第五喷淋层6上分别设置有60-80个实心锥形喷嘴，覆盖整个喷淋吸收塔截面，且所述实心锥形喷嘴沿同心圆周均匀设置，避免烟气短路。

所述入口烟道1沿靠近喷淋吸收塔16的方向向下倾斜。

本实用新型采用的脱硫脱硝介质为臭氧和氨水，臭氧的作用是将NO氧化成易溶于水的NO₂，便于后续吸收，臭氧与NO_x的摩尔比为1-1.3，氨水作为NO₂和SO₂的吸收剂，其质量浓度为10-20％。

烟气由入口烟道进入喷淋吸收塔，流速在3-5m/s，温度在100到150℃之间，依次经过五层喷淋层，喷淋层介质均向下喷射，与烟气逆向接触。其中第一喷淋层2中的气体为臭氧，利用其强氧化性将烟气中的NO氧化成易溶于水的NO₂，第二喷淋层3和第三喷淋层4中的溶液为氨水，吸收烟气中的NO₂和SO₂，第四喷淋层5和第五喷淋层6中的溶液为浆液池形成的(NH₄)₂SO₃等混合液，用来吸收烟气中的NO₂和SO₂，生成NH₄HSO₃和(NH₄)₂SO₄。在浆液池，多余的氨水和NH₄HSO₃生成(NH₄)₂SO₃，(NH₄)₂SO₃对SO₂和NO₂的吸附性较强，循环利用，提高脱除效率，节省运行成本。溶液中(NH₄)₂SO₃和NH₄HSO₃的质量浓度控制在2.5:1。烟气经过5层喷淋后会携带大量的液滴，在第五层喷淋层上方，布置一级除雾器，除去烟气中液滴，最后由出口烟道进入后续系统。当浆液区液位较高时，启动溶液排出泵，输送至分离提纯装置，最终提取出具有一定经济价值的NH₄NO₃和(NH₄)₂SO₄。

其中，第一喷淋层2发生的反应为：

NO+O₃→NO₂+O₂

第二喷淋层3和第三喷淋层4发生的反应为：

NO₂+H₂O→HNO₃+HNO₂

NH₃+HNO₃→NH₄NO₃

NH₃+HNO₂→NH₄NO₂

SO₂+H₂O+NH₃→(NH₄)₂SO₃

第四喷淋层5和第五喷淋层6发生的反应为：

(NH₄)₂SO₃+SO₂+H₂O→NH₄HSO₃

(NH₄)₂SO₃+NO₂→(NH₄)₂SO₄+N₂

浆液池发生的反应为：

NH₄HSO₃+H₂O+NH₃→(NH₄)₂SO₃

当机组负荷较高烟气量较大时，可将五层喷淋全部打开，保证脱除效率；当负荷下降时，可适当调整每层喷淋介质的流量，或者关闭其中一层的氨水喷淋和循环溶液喷淋；当浆液区液位较高时，启动溶液排出泵将多余溶液送至分离提纯装置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。

Claims (5)

1.一种烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，包括喷淋吸收塔(16)，所述喷淋吸收塔(16)的顶部一侧设有烟气出口(17)，所述喷淋吸收塔(16)的中下部一侧设有入口烟道(1)；所述喷淋吸收塔(16)内部中上方依次设有第一喷淋层(2)、第二喷淋层(3)、第三喷淋层(4)、第四喷淋层(5)、第五喷淋层(6)和除雾器(7)；所述喷淋吸收塔(16)的底部设有浆液池(13)，所述浆液池(13)分别通过位于所述喷淋吸收塔(16)的第一溶液循环泵(11)和第二溶液循环泵(12)连接至第四喷淋层(5)和第五喷淋层(6)，所述浆液池还通过位于所述喷淋吸收塔(16)的溶液排出泵(14)连接分离提纯装置(15)；所述第一喷淋层(2)通过风机(8)连接臭氧发生器，氨水分别通过第一溶液输送泵(9)和第二溶液输送泵(10)输送至所述第二喷淋层(3)和第三喷淋层(4)；

所述第一喷淋层(2)、第二喷淋层(3)、第三喷淋层(4)、第四喷淋层(5)和第五喷淋层(6)上分别设置有60-80个实心锥形喷嘴，覆盖整个喷淋吸收塔截面，且所述实心锥形喷嘴沿同心圆周均匀设置。

2.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，所述除雾器(7)位于所述第一喷淋层(2)、第二喷淋层(3)、第三喷淋层(4)、第四喷淋层(5)和第五喷淋层(6)的上方。

3.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，所述浆液池(13)内配置有若干台搅拌器。

4.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，所述第一喷淋层(2)上的喷嘴为臭氧喷嘴，所述第二喷淋层(3)和第三喷淋层(4)上的喷嘴为氨水喷嘴，所述第四喷淋层(5)和第五喷淋层(6)上的喷嘴为混合液喷嘴。

5.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，所述入口烟道(1)沿靠近喷淋吸收塔(16)的方向向下倾斜。