CN201239608Y - 半干法同时脱硫脱硝一体化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种半干法同时脱硫脱硝一体化系统，脱硫脱硝反应塔(4)底部装有文丘里(4－1)，生石灰熟化给料装置(1)通过给料管(5)与脱硫脱硝反应塔(4)中部连通，烟气除尘氧化装置(2)通过送烟管(6)与脱硫脱硝反应塔(4)底部连通，烟气排放装置(3)通过排烟管(7)与脱硫脱硝反应塔(4)上部连通；脱硫脱硝反应塔(4)通过输水管(8)依次连接有水泵(9)和工艺水箱(10)。本实用新型可同时脱除SO2、NOx等多种污染物；工艺简单、系统简化、占地面积小，投资与运行成本低，耗水量少，副产品可利用；整套系统无需防腐。
Description
技术领域
本实用新型属于烟气脱硫脱硝净化系统，具体地说，是一种半干法同时脱硫脱硝一体化系统。
背景技术
我国是一个以煤炭为主要能源的国家，燃煤发电是我国煤炭利用的最重要途径之一。根据我国的国情，二十一世纪燃煤发电将占主导地位。在燃煤火电机组排放的众多大气污染物中，SO2、NOx以及粉尘对环境的危害较大，也是要控制的主要污染物。随着社会的进步和经济的发展，火电厂对大气环境的污染已受到人们的普遍关注，因此有效的降低污染物排放以改善对环境的影响是我国能源领域可持续发展所面临的严峻挑战。
目前，已有的烟气净化技术都是针对脱硫(脱除烟气中的SO2)、脱硝、以及去除烟气中的灰尘这几方面的问题单独进行研究开发的，都有各自的一套系统及工艺流程。如果想将烟气中的污染物同时脱除以达到允许的排放标准，则需要至少两套独立的脱除系统及工艺流程，不仅系统工艺流程复杂、占地面积庞大、设备投入重复、运行费用昂贵，而且如何将这些互不相干的系统合理地组织起来达到较高的烟气净化效率也还存在很多的问题。
现有脱硫脱硝技术存在的问题：
湿法烟气脱硫技术主要存在投资大、动力消耗大、占地面积大、设备复杂、运行费用和技术要求高等缺点。
半干法脱硫技术与湿法相比，具有投资少、占地面积小、运行费用低、设备简单、维修方便、烟气无需再热等优点，但存在着钙硫比高、脱硫效率低、副产物不能商品化等缺点。
烟气脱硝技术中的SCR或SNCR法，虽然可以实现很高的脱硝效率、满足非常严格的环保标准，但其脱硝系统庞大、设备组成复杂、投资及运行成本高昂。
目前，与该课题相关的专利有：申请号为200710052129.7的中国发明专利说明书提出了同时脱硫脱硝的湿式烟气洁净工艺及其系统，由于其系统实际采用的是湿法，整个工艺的耗水量很大，对于缺水地区的烟气脱硫就非常困难，不利用该技术的推广；且吸收剂—氨水的价格较高，原材料费用高。申请号为03125332.6的中国发明专利说明书提出了—同时脱硫脱硝的干法烟气洁净工艺及其系统，该系统实际上分别设置了脱硫系统和脱硝系统，系统组成还是比较复杂，没有达到一体化目标。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种用半干法在一个反应塔内同时脱硫脱硝的一体化系统。
本实用新型的技术方案如下：一种半干法同时脱硫脱硝一体化系统，包括生石灰熟化给料装置、烟气除尘氧化装置及烟气排放装置，其关键在于：所述生石灰熟化给料装置、烟气除尘氧化装置与烟气排放装置之间通过管道连接有脱硫脱硝反应塔，该脱硫脱硝反应塔底部装有文丘里，所述生石灰熟化给料装置输出端通过给料管与脱硫脱硝反应塔中部连通，所述烟气除尘氧化装置输出端通过送烟管与脱硫脱硝反应塔底部连通，所述烟气排放装置输入端通过排烟管与脱硫脱硝反应塔上部连通；所述脱硫脱硝反应塔通过输水管依次连接有水泵和工艺水箱，且输水管和给料管与脱硫脱硝反应塔连接处均位于所述文丘里上方。
上述生石灰熟化给料装置由生石灰仓、第一称重给料机、传送带、消化器、消石灰仓及第二称重给料机等组成，所述生石灰仓下端设置第一称重给料机，该第一称重给料机下方的传送带与消化器入口相连，该消化器出料端经管道与消石灰仓顶部连通，所述消石灰仓下端第二称重给料机连接给料管；所述工艺水箱经消化器水泵通过管道与消化器入口端连通。工艺水箱既向脱硫脱硝反应塔供水也向消化器供水。
上述烟气除尘氧化装置由预除尘器通过管道连接烟气氧化装置组成，所述烟气氧化装置连接送烟管。
上述烟气排放装置由静电除尘器、增压风机及烟囱组成，所述静电除尘器、增压风机及烟囱依次由管道连通，所述静电除尘器入口连接排烟管。上述静电除尘器底部通过管道与脱硫脱硝反应塔下部连通，该管道与脱硫脱硝反应塔连接处位于给料管和输水管与脱硫脱硝反应塔连接处之间。被静电除尘器捕集的大部分灰份经静电除尘器底部与脱硫脱硝反应塔下部连通的管道返回吸收塔继续反应。
有益效果：
(1)本实用新型系统一体化设计，可同时脱除SO2、NOx等多种污染物；工艺简单、系统简化、占地面积小，投资与运行成本低；
(2)系统脱除剂生石灰或熟石灰的市场供应充足，方便在当地购买。
(3)系统采用半干法技术，耗水量少，特别适合缺水地区使用；
(4)副产品属于可利用资源；
(5)该脱除系统几乎完全可以脱除烟气中的三氧化硫，因此整套脱硫装置无需防腐。
附图说明
图1是本实用新型的连接示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，本实用新型半干法同时脱硫脱硝一体化系统，由生石灰熟化给料装置1、烟气除尘氧化装置2、烟气排放装置3及脱硫脱硝反应塔4等组成，所述生石灰熟化给料装置1、烟气除尘氧化装置2及烟气排放装置3之间设置有脱硫脱硝反应塔4，该脱硫脱硝反应塔4底部装有文丘里4-1，生石灰熟化给料装置1由生石灰仓1-1、第一称重给料机1-2、传送带1-3、消化器1-4、消石灰仓1-5及第二称重给料机1-6组成，所述生石灰仓1-1下端设置第一称重给料机1-2，该第一称重给料机1-2下方的传送带1-3与消化器1-4入口相连，该消化器1-4出料端经管道与消石灰仓1-5顶部连通，所述消石灰仓1-5下端第二称重给料机1-6连接给料管5；所述工艺水箱10经消化器水泵11通过管道与消化器1-4入口端连通。所述生石灰熟化给料装置1通过给料管5与脱硫脱硝反应塔4中部连通，所述烟气除尘氧化装置2由预除尘器2-1通过管道连接烟气氧化装置2-2组成，所述烟气氧化装置2-2连接送烟管6。所述烟气除尘氧化装置2通过送烟管6与脱硫脱硝反应塔4底部连通，所述烟气排放装置3通过排烟管7与脱硫脱硝反应塔4上部连通；所述脱硫脱硝反应塔4通过输水管8依次连接有水泵9和工艺水箱10，且输水管8与脱硫脱硝反应塔4连接处低于给料管5与脱硫脱硝反应塔4连接处。所述静电除尘器3-1底部通过管道与脱硫脱硝反应塔4下部连通，该管道与脱硫脱硝反应塔4连接处位于给料管5和输水管8与脱硫脱硝反应塔4连接处之间的塔壁上。
工作原理：外购的生石灰由罐车送入生石灰仓1-1，然后传送带1-3输送至消化器1-4，在消化器1-4内生石灰与水混合反应，生成熟石灰。
主要反应方程式如下：CaO+H2O＝Ca(OH)2
消化生成的熟石灰送入消石灰仓1-5待用。
预除尘器2-1接入烟气，脱硫烟气经过预除尘器2-1可除去烟气中90％以上的飞灰。接着，经过预除尘器2-1的烟气通过烟气氧化装置2-2，以空气作为雾化介质，将双氧水均匀喷射到经过除尘后的烟气中，
主要发生的方程式如下：
NO+H2O2＝NO2+H2O
2NO+O2＝2NO2
SO2+H2O2＝SO3+H2O
使烟气中的一氧化氮NO被氧化成二氧化氮NO2，二氧化硫SO2被氧化成三氧化硫SO3，有利于下一步的吸收；烟气温度控制在100℃以上，目的是为了使烟气发生的氧化反应更容易进行，
提高氧化率。一般而言，从锅炉出来的烟气经预除尘器除尘后进入反应塔底部，烟气温度一般为120～160℃，完全能够满足系统要求。然后，经过氧化处理的烟气从脱硫脱硝反应塔4底部进入塔内，经过塔内的文丘里4-1加速到40～50米/秒流速，然后与吸收剂熟石灰混合扰动，形成高含尘量的反应床层，
脱硫脱硝反应塔4内主要发生的反应如下：
Ca(OH)2+H2O+SO2+1/2H2O＝CaSO4*2H2O
Ca(OH)2+H2O+NO2＝Ca(NO3)2+2H2O
Ca(OH)2+2HCl＝CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+2HF＝CaF2+2H2O
在此，烟气中的二氧化硫、二氧化氮与吸收剂发生反应，生成亚硫酸钙、硝酸钙。同时工艺水箱10内的水用水泵9通过输水管8喷入雾化水到反应床层处，使烟气增湿降温，达到最佳的反应温度和湿度，有利于吸收。同时，亚硫酸钙在二氧化氮的催化作用下变成硫酸钙。
根据脱硫脱硝反应塔4进口烟气流量及进口SO2浓度，通过调节Ca(OH)2仓卸灰阀的转速，可以控制熟石灰粉的给料量。而脱硫脱硝反应塔4出口SO2浓度，则用来作为校核和精确地调节熟石灰粉给料量的辅助调控参数，以保证达到要求的SO2排放浓度。这样，即使工况变化，给料系统也可根据SO2浓度及时调整Ca/S比，从而调整石灰给料量。
最后，脱除掉二氧化硫的烟气夹杂高浓度的固体反应产物从脱硫脱硝反应塔4顶部排出，进入静电除尘器3-1，被静电除尘器3-1捕集的大部分灰份经静电除尘器3-1经底部与脱硫脱硝反应塔4下部连通的管道返回脱硫脱硝反应塔4继续反应。
少部分脱硫灰作为脱硫副产物送到脱硫灰库12。经静电除尘器3-1净化的烟气由增压风机3-2送至烟囱3-3排放。在这里用于除尘使用电除尘器或布袋除尘器具有等同的作用。
系统脱除效果：
1 系统除尘效率不低于99％；
2 系统SO2脱除效率不低于85％；
3 NOx脱除率不低于40％；Hg脱除率不低于70％；
4 对烟气中的HCl、VOCs等也具有一定脱除效果。
Claims (5)
1、一种半干法同时脱硫脱硝一体化系统，包括生石灰熟化给料装置(1)、烟气除尘氧化装置(2)及烟气排放装置(3)，其特征在于：所述生石灰熟化给料装置(1)、烟气除尘氧化装置(2)与烟气排放装置(3)之间通过管道连接有脱硫脱硝反应塔(4)，该脱硫脱硝反应塔(4)底部装有文丘里(4-1)，所述生石灰熟化给料装置(1)的输出端通过给料管(5)与脱硫脱硝反应塔(4)中部连通，所述烟气除尘氧化装置(2)的输出端通过送烟管(6)与脱硫脱硝反应塔(4)底端连通，所述烟气排放装置(3)的输入端通过排烟管(7)与脱硫脱硝反应塔(4)上部连通；所述脱硫脱硝反应塔(4)通过输水管(8)依次连接有水泵(9)和工艺水箱(10)，且输水管(8)和给料管(5)与脱硫脱硝反应塔(4)连接处均位于所述文丘里(4-1)上方。
2、根据权利要求1所述半干法同时脱硫脱硝一体化系统，其特征在于：所述生石灰熟化给料装置(1)包括生石灰仓(1-1)、第一称重给料机(1-2)、传送带(1-3)、消化器(1-4)、消石灰仓(1-5)及第二称重给料机(1-6)，所述生石灰仓(1-1)下端设置第一称重给料机(1-2)，该第一称重给料机(1-2)下方的传送带(1-3)与消化器(1-4)入口相连，该消化器(1-4)出料端经管道与消石灰仓(1-5)顶部连通，所述消石灰仓(1-5)下端第二称重给料机(1-6)连接给料管(5)；所述消化器(1-4)内反应所需水由工艺水箱(10)经消化器水泵(11)通过管道供给。
3、根据权利要求1所述半干法同时脱硫脱硝一体化系统，其特征在于：所述烟气除尘氧化装置(2)由预除尘器(2-1)通过管道连接烟气氧化装置(2-2)组成，所述烟气氧化装置(2-2)连接送烟管(6)。
4、根据权利要求1所述半干法同时脱硫脱硝一体化系统，其特征在于：所述烟气排放装置(3)由静电除尘器(3-1)、增压风机(3-2)及烟囱(3-3)组成，所述静电除尘器(3-1)、增压风机(3-2)及烟囱(3-3)依次由管道连通，所述静电除尘器(3-1)入口连接排烟管(7)。
5、根据权利要求4所述半干法同时脱硫脱硝一体化系统，其特征在于：所述静电除尘器(3-1)底部通过管道与脱硫脱硝反应塔(4)下部连通，该管道与脱硫脱硝反应塔(4)连接处位于给料管(5)和输水管(8)与脱硫脱硝反应塔(4)连接处之间。
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