CN212396367U - 一种脱除烟气中三氧化硫的喷射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及烟气净化技术领域，尤其是涉及一种脱除烟气中三氧化硫的喷射装置，设置在脱硝反应器和空预器之间，包括溶液稀释部件、计量分配部件和多个碱液喷射部件；多个碱液喷射部件均分布在所述脱硝反应器和所述空预器之间的水平烟道上；且在水平烟道的顶部，所述碱液喷射部件等距布设；在所述水平烟道的两侧，所述碱液喷射部件沿着水平烟道的轴向对称布设；所有所述碱液喷射部件均与计量分配部件相连通；所述溶液稀释部件与所述计量分配部件相连通。在水平烟道的顶部和侧面设置碱液喷射部件，不仅保证了脱除效率，而且当锅炉负荷或者煤质变化引起烟道内三氧化硫浓度变化时，可通过调整碱液喷射部件的投运来保证喷入的流量在合理的范围内。

Description

一种脱除烟气中三氧化硫的喷射装置

技术领域

本实用新型涉及烟气净化技术领域，尤其是涉及一种脱除烟气中三氧化硫的喷射装置。

背景技术

煤炭是我国最重要的一次能源，以煤炭为燃料的火力发电占全国总发电量的65％左右。煤炭燃烧会产生二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物和粉尘等污染物，其中，二氧化硫、氮氧化物和粉尘目前均具有较为成熟的脱除技术，效果比较明显。而对于三氧化硫的治理目前还没有强制性标准，相关的脱除技术应用也较少，但其产生的危害却不容忽视。

三氧化硫对火电厂设备的安全和大气环境均有诸多危害，首先，三氧化硫会提高烟气酸露点，降低锅炉效率、造成设备腐蚀；其次，三氧化硫与脱硝系统中逃逸的NH₃生成硫酸氢铵，造成空预器堵塞；再者，三氧化硫的排放易形成硫酸液滴，从而形成气溶胶和硫酸雾，造成大气污染，严重危害人类健康。

目前，国外采用在SCR脱硝反应器后和空预器前喷入碱性溶液的工艺脱除燃煤烟气中的三氧化硫，其工作流程是采用碱性吸附剂由输送装置送至锅炉空预器附近平台，再由计量喷射装置将适量的碱金属溶液经喷枪喷入空预器入口烟道，碱性吸附剂在烟道内与三氧化硫反应生成固体盐类颗粒物，通过下游的除尘器脱除。其中，喷枪主要通过压缩空气将溶液雾化成一定粒径的液滴，进而保证溶液能够均匀持续的喷入烟道，与烟气进行混合，达到脱除三氧化硫的目的。然而，现有技术中并没有考虑到喷枪设置位置对于脱除系统高效性、适用性和安全性的影响。

因此，如何通过喷枪的设置方式使其喷射面积覆盖整个烟道面积，进而在保证系统经济运行的前提下提高脱除效率，是目前亟需解决的一项技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种脱除烟气中三氧化硫的喷射装置，该装置可提高三氧化硫的脱除效率。

本实用新型提供一种脱除烟气中三氧化硫的喷射装置，设置在脱硝反应器和空预器之间，包括溶液稀释部件、计量分配部件和多个碱液喷射部件；

多个碱液喷射部件均分布在所述脱硝反应器和所述空预器之间的水平烟道上；且在水平烟道的顶部，所述碱液喷射部件等距布设；在所述水平烟道的两侧，所述碱液喷射部件沿着水平烟道的轴向对称布设；

所有所述碱液喷射部件均与计量分配部件相连通；所述溶液稀释部件与所述计量分配部件相连通。

三氧化硫喷射装置设置在脱硝反应器和空预器之间，烟气进入脱硝反应器中后，在催化剂的作用下，烟气中的部分二氧化硫被氧化为三氧化硫，因此，脱硝反应器出口位置烟气的三氧化硫的含量较高，当烟道中三氧化硫随烟气从脱硝烟道中流出后，碱性喷射部件将碱性吸附剂溶液雾化为一定粒径的液滴，进而保证碱性吸附剂能够均匀持续的喷入烟道，与烟气进行混合，达到脱出三氧化硫的目的。本实用新型的三氧化硫的喷射装置包括溶液稀释部件、计量分配部件和多个碱液喷射部件，溶液稀释部件将碱性吸附剂稀释成适宜浓度的溶液，再经计量分配部件将适量的碱金属溶液经碱液喷射部件喷入脱硝反应器和空预器之间的水平烟道，碱性吸附剂在烟道内与三氧化硫反应生成固体盐类颗粒物，通过下游的除尘器脱除。烟气通过脱硝反应器后，烟气中的三氧化硫被催化氧化为三氧化硫，因此脱硝反应器出口位置烟气的三氧化硫的含量较高，并且，水平烟道的烟气经过催化剂的整流作用，流场比较均匀，利于三氧化硫的脱除，此外，在水平烟道设置碱液喷射部件，可有效避免三氧化硫与脱硝还原剂氨气发生反应生成硫酸氢氨，进而避免硫酸氢氨导致下游空预器的堵塞的问题。因此，本实用新型在水平烟道的顶部和侧面设置碱液喷射部件，碱液喷射部件的喷射面积覆盖整个烟道截面，不仅保证了脱除效率，而且，当锅炉负荷或者煤质变化引起烟道内三氧化硫浓度变化时，可通过调整碱液喷射部件的投运来保证喷入的溶液流量在合理的范围内。此外，为便于单独控制每个碱液喷射部件，在每个碱液喷射部件与计量分配部件连通的通路上均设置有一控制阀。

进一步，所述水平烟道的顶部等距布置有3个所述碱液喷射部件；所述水平烟道的两侧对称布置有4个所述碱液喷射部件。

水平烟道的顶部等距布置有3个碱液喷射部件，而水平烟道的两侧对称布置有4个碱液喷射部件，水平烟道的上游和两侧设置碱液喷射部件可使喷射面积覆盖整个烟道截面，进而保证三氧化硫的脱除效率。此外，实际运行中，烟道内三氧化硫浓度随锅炉负荷和煤质而变化，当负荷较高和煤质含硫量较高时，可将全部7支碱液喷射部件全部投运，保证脱除效率；当负荷或者煤质含硫量较低时，可考虑逐渐退出水平烟道两侧的各2支喷枪，保证系统经济运行。

进一步，所述碱液喷射部件包括喷枪和喷嘴；

所述喷枪穿过所述水平烟道的壁体并延伸至其内，所述喷嘴可拆卸设置于在所述喷枪处于所述水平烟道内的一端；所述喷枪处于所述水平烟道外的一端与所述计量分配部件相连通。

喷枪从水平烟道的壁体外侧穿入至水平烟道的内部，喷枪的碱液入口端位于水平烟道的壁体外侧，喷枪的碱液出口端位于水平烟道的壁体内侧，且喷嘴设置在喷枪的碱液出口端。由此，碱液吸附剂溶液由溶液稀释部件、计量分配部件进入喷枪，在喷枪内雾化成颗粒状液滴并由喷嘴喷出，以一定的速度进入烟道，水平烟道内三氧化硫浓度较高、流场均匀且反应时间充分，利于三氧化硫脱除反应的充分进行。

进一步，所述喷枪的碱液出口端设置有伸缩部件，所述喷嘴设置在所述伸缩部件上，并与所述喷枪连通。

喷枪的碱液出口端设置有伸缩部件，伸缩部件可深入水平烟道半米的距离，增加了喷射深度，保证了碱液吸附剂与烟气的充分混合。

进一步，所述喷嘴的孔径为0.1-0.8mm。

根据锅炉负荷和煤质变化，可选择孔径为0.1-0.8mm喷嘴，可满足烟道内三氧化硫浓度变化的需求。

进一步，所述溶液稀释部件包括储水罐、溶解罐和控制器；

所述储水罐与所述溶解罐连通；

所述储水罐和所述溶解罐均与所述控制器连通；

所述溶解罐通过所述计量分配部件与所述碱液喷射部件连通。

溶液稀释部件包括储水罐、溶解罐和控制器，储水罐与溶解罐连通，用于为溶解罐提供溶剂水，而储水罐和溶解罐均与控制器连通，控制器根据所需碱液吸附剂的浓度，控制储水罐向溶解罐的供水量。溶解罐中配置好的碱液吸附剂经计量分别配件输送至碱液喷射部件。

进一步，所述计量分配部件包括压力表、流量计和调节阀；

所述压力表、所述流量计和所述调节阀依次设置在所述溶解罐与所述碱液喷射部件之间的通路上。

计量分配部件包括压力表、流量计和调节阀，并且依次设置在溶解罐与碱液喷射部件之间的通路上，用于调节和控制溶解罐向碱液喷射部件供应碱液吸附剂的流量。

进一步，所述溶解罐中设置有搅拌器。

溶解罐中设置有搅拌器，搅拌器可充分将碱液吸附剂混匀，以便于为碱液喷射部件提供均一浓度的吸附剂。

本实用新型的脱除烟气中三氧化硫的喷射装置，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本实用新型的三氧化硫的喷射装置包括溶液稀释部件、计量分配部件和多个碱液喷射部件，溶液稀释部件将碱性吸附剂稀释成适宜浓度的溶液，再经计量分配部件将适量的碱金属溶液经碱液喷射部件喷入脱硝反应器和空预器之间的水平烟道，碱性吸附剂在烟道内与三氧化硫反应生成固体盐类颗粒物，通过下游的除尘器脱除。

2、脱硝反应器出口水平烟道的顶部和两侧布置的碱液喷射部件，可保证喷射面积覆盖整个烟道截面，保证了三氧化硫的脱除效率；

3、当锅炉负荷或煤质变化引起烟道内三氧化硫浓度变化时，可通过碱液喷射部件的投运切换来保证喷入的溶液流量在最佳的范围；

4、碱液喷射部件设置在空预器烟气侧进口的上游，通过碱液吸附剂对三氧化硫的脱除，可有效降低进入空预器的三氧化硫的含量，极大避免了硫酸氢铵的生产，保证空预器的安全经济运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型脱除烟气中三氧化硫的喷射装置设置的示意图；

图2为本实用新型水平烟道截面示意图。

附图标记说明：

1：脱硝反应器；2：空预器；3：溶液稀释部件；4：计量分配部件；5：碱液喷射部件；6：水平烟道；7：喷枪；8：喷嘴；9：伸缩部件；10：储水罐；11：溶解罐；12：控制器；13：压力表；14：流量计；15：调节阀；16：搅拌器。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-2所示，本实用新型的脱除烟气中三氧化硫的喷射装置，设置在脱硝反应器1和空预器2之间，包括溶液稀释部件3、计量分配部件4和多个碱液喷射部件5；多个碱液喷射部件5均分布在所述脱硝反应器1和所述空预器2之间的水平烟道6上；且在水平烟道6的顶部，所述碱液喷射部件5等距布设；在所述水平烟道6的两侧，所述碱液喷射部件5沿着水平烟道6的轴向对称布设；所有所述碱液喷射部件5均与计量分配部件4相连通；所述溶液稀释部件3与所述计量分配部件4相连通。本实用新型的三氧化硫的喷射装置设置在脱硝反应箱和空预器2之间，碱性吸附剂溶液依次经溶液稀释部件3和计量分配部件4进入碱液喷射部件5，并在碱液喷射部件5内部雾化成颗粒状液滴，以一定速度进入水平烟道6，因脱硝反应器1和空预器2之间的水平烟道6内三氧化硫浓度较高、流场均匀，因此，碱液喷射部件5喷射出的碱液吸附剂可与水平烟道6中的三氧化硫充分反应生成固体盐类颗粒物，并通过下游的除尘器脱除。在本装置中，溶液稀释部件3可将碱液吸附剂稀释成适宜的浓度，并通过计量分配部件4根据运行负荷分配至碱液喷射部件5，而碱液喷射部件5分布在脱硝反应器1和空预器2之间的水平烟道6中，并且，水平烟道6的顶部等距布置有多个碱液喷射部件5，水平烟道6的两侧对称布置有多个碱液喷射部件5，顶部和两侧对称设置的方式，不仅可使碱液吸附剂覆盖整个烟道面积，而且可根据烟道内三氧化硫的浓度调整碱液喷射部件5的投运数量。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述水平烟道6的顶部等距布置有3个所述碱液喷射部件5；所述水平烟道6的两侧对称布置有4个所述碱液喷射部件5。

水平烟道6的顶部等距布置有3个碱液喷射部件5，水平烟道6的两侧对称布置有4个碱液喷射部件5，当锅炉负荷和煤质含硫量较高时，可将全部7支碱液喷射部件5全部投运，保证三氧化硫脱除效率；当锅炉负荷或者煤质含硫量较低时，可逐渐退出烟道两侧的各2支碱液喷射部件5，以保证脱除烟气中三氧化硫的喷射装置经济高效运行。

在上述技术方案的基础上，进一步优选地，所述碱液喷射部件5包括喷枪7和喷嘴8；所述喷枪7穿过所述水平烟道6的壁体并延伸至其内，所述喷嘴8可拆卸设置于在所述喷枪7处于所述水平烟道6内的一端；所述喷枪7处于所述水平烟道6外的一端与所述计量分配部件4相连通。

碱液喷射部件5包括喷枪7和喷嘴8，喷枪7从水平烟道6的壁体外侧穿入水平烟道6的内部，其中，喷枪7的碱液入口端位于水平烟道6的壁体外侧，碱液出口端位于水平烟道6的内部，而喷嘴8与喷枪7连通，可拆卸设置在喷枪7的碱液出口端。由此，经溶液稀释部件3和计量分配部件4输送至喷枪7的碱液吸附剂经喷嘴8喷出至烟道内部，由喷嘴8喷出的碱液吸附剂液滴尺寸小，可增大与三氧化硫的接触面积，提高反应完成率。

在上述技术方案的基础上，更为优选地，所述喷枪7的碱液出口端设置有伸缩部件9，所述喷嘴8设置在所述伸缩部件9上，并与所述喷枪7连通。

喷枪7的碱液出口端设置有伸缩部件9，而喷嘴8设置在伸缩部件9上，伸缩部件9可根据烟道内三氧化硫的浓度自由调整，增加或减少喷射深度，保证碱液吸附剂与烟气的充分混合。

在上述优选技术方案的基础上，进一步，所述喷嘴8的孔径为0.1-0.8mm。

为满足因锅炉负荷和煤质含硫量而导致的烟道内三氧化硫含量变化时，三氧化硫脱除效率一直处于较高水平，喷嘴8的孔径为0.1-0.8mm。

在上述优选技术方案的基础上，更为优选地，所述溶液稀释部件3包括储水罐10、溶解罐11和控制器12；所述储水罐10与所述溶解罐11连通；所述储水罐10和所述溶解罐11均与所述控制器12连通；所述溶解罐11通过所述计量分配部件4与所述碱液喷射部件5连通。所述计量分配部件4包括压力表13、流量计14和调节阀15；所述压力表13、所述流量计14和所述调节阀15依次设置在所述溶解罐11与所述碱液喷射部件5之间的通路上。

本装置中的溶液稀释部件3包括储水罐10、溶解罐11和控制器12，其中，储水罐10与溶解罐11连通，用于为溶解罐11提供水溶剂，而储水罐10和溶解罐11均与控制器12连通，控制器12可根据所需碱液吸附剂的浓度调整储水罐10为溶剂罐提供的水量，进而控制溶解罐11中碱液吸附剂的浓度处于合适范围。计量分配部件4包括压力表13、流量计14和调节阀15，并且压力表13、流量计14和调节阀15依次设置在溶解罐11和碱液喷射部件5之间的通路上，压力表13用于监测通路中试剂的输送压力，流量计14用于计量由溶解罐11输送至碱液喷射部件5中的试剂用量，调节阀15用于控制碱液吸附剂的流量大小。

为提高溶剂罐中碱性吸附剂的均一性，所述溶解罐11中设置有搅拌器16。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种脱除烟气中三氧化硫的喷射装置，设置在脱硝反应器(1)和空预器(2)之间，其特征在于，包括溶液稀释部件(3)、计量分配部件(4)和多个碱液喷射部件(5)；

多个碱液喷射部件(5)均分布在所述脱硝反应器(1)和所述空预器(2)之间的水平烟道(6)上；且在水平烟道(6)的顶部，所述碱液喷射部件(5)等距布设；在所述水平烟道(6)的两侧，所述碱液喷射部件(5)沿着水平烟道(6)的轴向对称布设；

所有所述碱液喷射部件(5)均与计量分配部件(4)相连通；所述溶液稀释部件(3)与所述计量分配部件(4)相连通。

2.根据权利要求1所述的喷射装置，其特征在于，所述水平烟道(6)的顶部等距布置有3个所述碱液喷射部件(5)；所述水平烟道(6)的两侧对称布置有4个所述碱液喷射部件(5)。

3.根据权利要求2所述的喷射装置，其特征在于，所述碱液喷射部件(5)包括喷枪(7)和喷嘴(8)；

所述喷枪(7)穿过所述水平烟道(6)的壁体并延伸至其内，所述喷嘴(8)可拆卸设置于在所述喷枪(7)处于所述水平烟道(6)内的一端；所述喷枪(7)处于所述水平烟道(6)外的一端与所述计量分配部件(4)相连通。

4.根据权利要求3所述的喷射装置，其特征在于，所述喷枪(7)的碱液出口端设置有伸缩部件(9)，所述喷嘴(8)设置在所述伸缩部件(9)上，并与所述喷枪(7)连通。

5.根据权利要求4所述的喷射装置，其特征在于，所述喷嘴(8)的孔径为0.1-0.8mm。

6.根据权利要求1所述的喷射装置，其特征在于，所述溶液稀释部件(3)包括储水罐(10)、溶解罐(11)和控制器(12)；

所述储水罐(10)与所述溶解罐(11)连通；

所述储水罐(10)和所述溶解罐(11)均与所述控制器(12)连通；

所述溶解罐(11)通过所述计量分配部件(4)与所述碱液喷射部件(5)连通。

7.根据权利要求6所述的喷射装置，其特征在于，所述计量分配部件(4)包括压力表(13)、流量计(14)和调节阀(15)；

所述压力表(13)、所述流量计(14)和所述调节阀(15)依次设置在所述溶解罐(11)与所述碱液喷射部件(5)之间的通路上。

8.根据权利要求6所述的喷射装置，其特征在于，所述溶解罐(11)中设置有搅拌器(16)。

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