CN102059052A - 一种双喷口矩形喷动床烟气脱硫脱硝除尘一体化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双喷口矩形喷动床烟气脱硫脱硝除尘一体化的方法，先在双喷口矩形喷动床内加入惰性固体颗粒，通过双个喷口引入含有二氧化硫、氮氧化物和粉尘的烟气，使床内颗粒达到稳定喷动状态，再开启浆液泵输送氨水溶液，氨水溶液由安置在床层上方一定高度处的雾化喷嘴喷出，液滴呈雾状喷洒在喷动粒子上，在与二氧化硫、氮氧化物进行反应的同时，也把部分粉尘粘附在喷动粒子上。反应后的固体产物在粒子的碰撞中脱落，经脱硫脱硝后的烟气干燥后带出喷动床，并在高效除尘器中实现气固分离。本发明具有装置紧凑、系统简单、易于大型化、投资和运行费用低等优点，同时，加入喷动粒子，增大了反应物接触面积，提高了脱硫脱硝效率，可广泛应用于能源、化工、冶金等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种双喷口矩形喷动床烟气脱硫脱硝除尘的方法，属于能源、化工、冶金领域。
背景技术
在有色金属冶炼、煤燃烧等行业生产过程中会产生大量的含有二氧化硫、氮氧化物和粉尘的烟气，二氧化硫、氮氧化物是造成大气污染，产生酸雨、及光化学污染的主要来源，危害极大，而粉尘密度小、质量轻，难于回收，因此这些烟气的排放严重影响了人们的日常生活与自然生态的发展。
近年来，脱硫脱硝一体化技术发展迅速，开发或改进的方法有几十种。其中尿素湿式吸收法具有一定发展潜力，它是以尿素为吸收剂在液相中同时脱除烟气中的二氧化硫、氮氧化物，但其反应后的排放物种含有二氧化碳，不符合低碳环保标准。作为烟气净化方式的SCR、SNCR技术，由于其较高的NOx脱出率，正在得到越来越广泛的应用，但是SCR技术由于其昂贵的催化剂及寿命问题造成了投资过大，限制了其广泛应用，相对较廉价的SNCR技术在实施中还存在着一定的困难，目前主要的困难在于如何减少氨气的泄露、以及如何确定最优的氨水喷入量等问题。
在二十世纪九十年代，日本的科研人员利用喷动床传热传质效率高、流态化性能好的优点发明了粉末颗粒-喷动床，利用粉末颗粒-喷动床进行半干法烟气脱硫脱硝，这种技术应用氨水作为脱硫脱硝试剂，无工业废水的排放，除化肥硫酸铵外也基本无废渣排放，装置紧凑、系统简单、占地面积小、投资和运行费用低、没有二次污染等优点，所以特别适合于中小型燃煤锅炉的烟气脱脱硝，但是该技术采用的传统柱锥形喷动床由于受高径比的限制在大型化上存在一定困难。
发明内容
本发明的目的在于，为含有大量二氧化硫、氮氧化物和粉尘的烟气排放企业提供一种运行费用低、脱硫效率高、脱氮效果显著，环境污染小的烟气脱硫脱硝除尘一体化方法。
本发明的目的通过下列途径实现：
先在双喷口矩形喷动床内加入惰性固体颗粒，通过双个喷口引入烟气使床内颗粒达到稳定喷动状态，再开启浆液泵输送氨水溶液，溶液由安置在床层上方一定高度处的雾化喷嘴喷出，液滴呈雾状喷洒在喷动粒子上，在与二氧化硫、氮氧化物进行反应的同时，也把烟气中的部分粉尘粘附在喷动粒子上。反应后的固体产物在粒子的碰撞中脱落，经脱硫脱硝后的烟气干燥后带出喷动床，并在高效除尘器中实现气固分离。
所述的双喷口矩形喷动床应至少包括：两个以上的喷口、矩形床体、雾化喷嘴和高效除尘器。喷口位于喷动床的下部，喷口以上是矩形的床体，在床体内部，沿着每个喷口中心线以上一定高度处安装雾化喷嘴，在床体上部安装高效除尘器。
所述的惰性固体颗粒要具有良好的喷动性能，对喷动床的磨损要小，不易破碎，不与烟气及氨水发生反应，直径在1～8mm之间，在喷动床内实现稳定喷动的条件下，固体颗粒装填高度依据脱硫脱硝反应时间而定。
所述的烟气进口温度为70～180℃，高于床体内部5～25℃，在床内烟气表观流速为(1.05～1.7)Ums，Ums为最小喷动速度。
所述的一种双喷口矩形喷动床烟气脱硫脱硝除尘一体化的方法，其特征在于：所述的氨水溶液选用2～10％的氨水溶液。同时，作为一种可选择性的实施方式，氨水溶液中可加入起缓冲作用的酸，如三乙醇胺、乙二胺等添加剂，添加剂浓度为氨水溶液的0.005％～0.025％。
所述的雾化喷嘴安装位置应根据床内颗粒的喷动高度而定，既要保证浆液均匀喷于颗粒上，又要保证半湿物料充分干燥，避免粘壁现象的发生，喷林密度在0.2～2.5m3/(m2·h)之间。
本发明与现有技术相比，存在明显的优点在于：
(1)装置紧凑、系统简单、占地面积小，脱硫、脱硝和除尘过程可在同一套设备中进行；(2)投资和运行费用低、没有二次污染；(3)加入喷动粒子，增大了反应接触表面积，有利于二氧化硫和氮氧化物的脱除效率及氨水的利用率；(4)烟气中密度小的粉尘粘附在密度大的反应物上，有利于提高除尘效率；(5)双喷口矩形结构，有利于工业大型化作业。
附图说明
附图是一种双喷口矩形喷动床烟气脱硫脱硝除尘方法的流程示意图；
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图来详细说明本发明。
参见附图，喷动床下部设有两个喷口，采用矩形床体，沿着每个喷口中心线以上一定高度处安装两个雾化喷嘴，在床体上部设有高效除尘器。先在双喷口矩形喷动床内加入2mm的刚玉颗粒，通过两个喷口引入烟气使床内颗粒达到稳定喷动状态，再开启浆液泵输送氨水，浆液由雾化喷嘴喷出，液滴呈雾状喷洒在喷动粒子上，在与二氧化硫、氮氧化物气体进行反应的同时，也把烟气中的部分粉尘粘附在了喷动粒子上。反应后的固体产物在粒子的碰撞中脱落，被脱硫和脱氮后的烟气干燥后带出喷动床，并在高效除尘器中实现气固分离。烟气进口温度为130℃，高于床体内部12℃，在床内烟气表观流速为0.68～0.75m/s，脱硫脱硝试剂选用2～10％的氨水溶液，并加入起缓冲作用的酸，三乙醇胺和乙二胺添加剂，添加剂浓度为氨水溶液的0.005％～0.025％。雾化喷嘴的喷林密度为1.0m3/(m2·h)。
采用本发明提供的方法，脱硫效率能保持在85％以上，托效效率达70％以上，在操作条件合适的情况下，脱硫效率可以达到90％。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种双喷口矩形喷动床烟气脱硫脱硝除尘一体化方法，其特征在于：先在双喷口矩形喷动床内加入惰性固体颗粒，通过双个喷口引入烟气使床内颗粒达到稳定喷动状态，再开启浆液泵输送氨水溶液，浆液由安置在床层上方一定高度处的雾化喷嘴喷出，液滴呈雾状喷洒在喷动粒子上，在与二氧化硫、氮氧化物进行反应的同时，也把烟气中的部分粉尘粘附在喷动粒子上。反应后的固体产物在粒子的碰撞中脱落，经脱硫、脱硝后的烟气干燥后带出喷动床，并在高效除尘器中实现气固分离。
2.根据权利要求1所述的一种双喷口矩形喷动床烟气脱硫脱硝除尘一体化的方法，其特征在于：所述的双喷口矩形喷动床应至少包括：两个以上的喷口、矩形床体、雾化喷嘴和高效除尘器。喷口位于喷动床的下部，喷口以上是矩形的床体，在床体内部，沿着每个喷口中心线以上一定高度处安装雾化喷嘴，在床体上部安装高效除尘器。
3.根据权利要求1所述的一种双喷口矩形喷动床烟气脱硫脱硝除尘一体化的方法，其特征在于：所述的惰性固体颗粒要具有良好的喷动性能，对喷动床的磨损要小，不易破碎，不与烟气及氨水溶液发生反应，直径在1～8mm之间，在喷动床内实现稳定喷动的条件下，固体颗粒装填高度依据脱硫、脱硝反应时间而定。
4.根据权利要求1所述的一种双喷口矩形喷动床烟气脱硫脱硝除尘一体化的方法，其特征在于：所述的烟气进口温度为70～180℃，高于床体内部5～25℃，在床内烟气表观流速为(1.05～1.7)Ums，Ums为最小喷动速度。
5.根据权利要求1所述的一种双喷口矩形喷动床烟气脱硫脱硝除尘一体化的方法，其特征在于：所述的氨水溶液选用2～10％的氨水溶液。同时，作为一种可选择性的实施方式，氨水溶液中可加入起缓冲作用的酸，如三乙醇胺、乙二胺等添加剂，添加剂浓度为氨水溶液的0.005％～0.025％。
6.根据权利要求1所述的一种双喷口矩形喷动床烟气脱硫脱硝除尘一体化的方法，其特征在于：所述的雾化喷嘴安装位置应根据床内颗粒的喷动高度而定，既要保证浆液均匀喷于颗粒上，又要保证半湿物料充分干燥，避免粘壁现象的发生，喷林密度在0.2～2.5m3/(m2·h)之间。
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