一种SO₃浓度控制装置的制作方法

专利名称：一种SO₃浓度控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及烟气排放装置，尤其涉及一种可以在线检测并控制S03气体浓度
的装置。
背景技术：
发电厂在发电过程中排放的燃烧烟气一直是环境的一大污染源。尤其是矿物燃料
中的的硫经过燃烧氧化作用形成了大量的so3气体。当so3的浓度超过了某临界值就会带 来一系列的生产问题和环境问题。例如，当so3浓度过高时，烟气的酸露点温度就会升高， 若烟气的温度低于烟气的酸露点温度，烟气中的S03气体就会发生凝结并与水起反应形成 H^04，引发炉内腐蚀问题。从烟囱排出的烟气可迅速冷却并与其它酸发生凝结，形成局部 酸雨，这种后续腐蚀性，极大的破坏了环境。此外过多的S03还会凝结成小液滴，并在离开 炉膛时形成可见的烟流，对设备造成污染和破坏。当烟气中存有含氮化合物时，则这些含氮 化合物还可能与S(^起反应形成硫酸氢氨(NH3HS04)而对空气加热器造成污染。 在煤燃烧过程中，S03气体的产生源主要有天然存在的硫转化为S03 ;部分S02在 SCR(催化剂)装置中通过氧化反应产生S(^ ;S03还可以经由催化方式在燃煤锅炉表面经与 某些元素/化学品(例如钒)相互作用而产生。 然而S03气体的浓度也不是越低越好。在电厂排放烟气中载有的颗粒物质可通过 静电除尘器除去，静电除尘器可使单个颗粒接受一电荷并随后利用此电荷将它们吸引至收 集板而实施清理。这些静电除尘器的效率取决于所述单个颗粒获取电荷的能力，即颗粒的 电阻率。经研究发现烟气中存在的S03可有效降低所述颗粒的电阻率，使其更易于以静电 方式带电。因此，在煤燃烧过程中，一方面某些天然存在的硫转化为S03;另一方面，S0J$ 低所述颗粒物质电阻率的有效性取决于S03的浓度，其中约15至20百万份数(ppm)可获 得最佳结果。因此，除尘器效率受烟气中S03浓度的影响，且该最佳浓度为15至20ppm的 最佳浓度。 因此将S03气体的浓度控制在一个比较适宜的范围内对于电厂，同样也适用于钢 铁等使用燃煤锅炉的产业，节能减排是具有很重要的意义的。若S(^浓度太低，则除尘器的 工作效率较低，导致不能有效的去除烟尘；若S03浓度太高，则烟气会呈高酸性，造成对设备 的腐蚀和对环境的污染。 对于S03气体的处理，现有主流技术方案是通过燃烧分级。燃烧分级是将燃料燃 烧分为两个或更多个阶段的过程。富燃料阶段是指可用空气对于燃料而言不充分的阶段， 贫燃料阶段是对于燃料而言具有充分或过量空气的阶段。分级燃烧在现有技术中是通过降 低峰温度或提供还原环境来实现的。其中宏观分级是将炉膛各段划分成富集阶段和贫乏阶 段且通过使用如燃尽风等技术实现。微观分级是通过在炉膛的第一阶段中通过使用低NOx 燃烧器并调节旋转叶轮设定值及配风器来实现。增加的分级可增加在还原气氛中的停留时 间并可增强所述还原气氛的作用。 然而，宏观分级燃烧是由较低炉膛中高度混合的燃料及空气组成，对于大部分气流而言混合至低于一比一的化学计量比，最终还是需要过量的氧来确保所有燃料已经燃 烧，带这随之带来了爆炸的危险，不利于安全生产。而微观分级则设备复杂，大量的设备必 然导致故障的频发、生产效率的降低。此外分级燃烧这一控制S03气体的方法过于粗放，并 不能实现S03气体浓度的精确控制，因此不能实现既保证电除尘器有较高的工作效率，又保 证S03气体的排放浓度不超标这一 目标。

发明内容本实用新型的目的是提供一种全新的S03浓度控制装置，该装置既要结构简单、使 用方便，还要能实现既保证电除尘器有较高的工作效率，又保证S03气体的排放浓度不超标 这一目标。 本实用新型的技术构思为，通过使用S03浓度检测元件实时检测S03气体的浓度，
并将检测结果传送给控制系统，控制系统根据检测结果对该S03浓度控制装置的动作进行
控制，从而使S03气体的浓度达到15 20ppm这一 目标范围内。 为实现上述发明目的，本实用新型提供了 一种S03浓度控制装置，包括 —反应腔，其上端和下端分别设有一开口 ，其中上端开口为烟气入口 ，下端开口为
烟气排放口，所述反应腔内设有一还原层，将所述反应腔分隔成一上腔体和一下腔体，所述
上腔体和下腔体的侧壁上分别设有一气口； —抽取风管，与所述下腔体侧壁上的气口连接； —送风管，与所述抽取风管和所述上腔体侧壁上的气口连接； —调节阀，设于所述抽取风管上； —S03浓度检测元件，设于所述反应腔的下腔体内，用于检测下腔体内S(^气体的 浓度信号； —抽取风机，设于所述抽取风管上； —控制单元，通过数据传输线分别与所述S03浓度检测元件、调节阀以及抽取风机 连接，接收S03浓度检测元件测得的浓度信号，根据该信号做出判断，调节所述抽取风机的 工作状态以及调节阀的开度。 优选地，所述还原层包括上下两层滤板和设于两层滤板中间的还原介质。 优选地，所述还原层为可替换还原层。 优选地，所述滤板为耐热绝缘滤板。 优选地，所述还原介质为具有H基团或0H基团或C基团或CO基团或N基团的还 原介质。 优选地，所述调节阀也可以设于所述送风管上。 本实用新型由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，大大简化了设备，降 低了设备故障率，同时能够精确测得反应腔内S03浓度，并根据该浓度值，对S03浓度进行进 一步的而控制。
以下结合附图和具体实施例来对本实用新型作进一步说明。


图1为本实用新型一种S03浓度控制装置的结构示意图。[0026] 图2为本实用新型一种S03浓度控制装置中还原层的结构示意图。 图3为本实用新型一种S03浓度控制装置中滤板的示意图。
具体实施方式如
图1所示，本实施例中的S03浓度控制装置包括反应腔l，反应腔的上端和下端 分别设有开口，其中上端开口为烟气入口，下端开口为烟气排放口。反应腔l内设有还原层 2，该还原层2将反应腔1分隔成了一个上腔体和一个下腔体，上腔体和下腔体的右侧壁上 分别设有一个气口 ，其中抽取风管3与下腔体侧壁上的气口连接，送风管4的两端分别与抽 取风管3和上腔体侧壁上的气口连接，调节阀5设于抽取风管3上，作为替代方案调节阀5 也可设于送风管4上。抽取风机7设于所述抽取风管上，用于从下腔体中抽取烟气。SOj农 度检测元件6，设于反应腔1的下腔体内，用于检测下腔体内S(^气体的浓度信号。 控制单元8通过数据传输线分别与S03浓度检测元件6、调节阀5以及抽取风机7 连接，接收S03浓度检测元件6测得的浓度信号，根据该信号做出判断，调节抽取风机7的 工作状态以及调节阀5的开度。 如图2和图3所示，还原层2包括上下两层耐热绝缘滤板21和设于两层耐热绝缘 滤板21中间的还原介质层22。滤板21上布满了小孔，小孔的孔径小于还原剂的粒径，以在 保证气体通过的同时而不会泄漏还原剂。滤板21中间的还原介质层22为具有H基团的还 原介质。作为替代方案，具有OH基团、C基团、CO基团或是N基团的还原介质都可以实现本 技术方案的目的。 工作时，来自上一道工序的烟气自反应腔l的上端开口进入到反应腔内，此时由 控制单元8操作抽取风机7进行预抽，使得反应腔1的上腔体和下腔体具有一压力差，烟气 在该压力差的作用下，进入到还原层2中，在还原层2中，烟气中的S(^气体与还原剂发生 反应，一部分S03气体被还原，经过还原的烟气继续在压力差的作用下进入到反应腔1的下 腔体中，此时S03浓度检测元件6对S03气体的浓度进行检测，并将该浓度信号传送给控制 单元8，控制单元8判断该浓度信号是否达到了 15 20ppm所对应的预设信号，如果没有达 到，则不对抽取风机7发出指令，抽取风机7继续从下腔体抽取烟气，控制单元8仅仅控制 调节阀5的开度，适量的烟气则经由抽取风管3和送风管4送入上腔体中，继续进行下一个 循环的还原反应，直到S03浓度检测元件6检测到的浓度信号达到了预设的15 20ppm所 对应的信号，此时控制单元8对抽取风机7做出停止工作的指令，并将调节阀5调整至关闭 状态。S(^气体浓度达标的烟气经由反应腔1下端的开口进入下一道工序，即烟气除尘。 工作一段时间后，由于还原层2中的还原介质层22中的大部分还原剂已被氧化， 故需要对还原层2进行替换。 由此可见，本实用新型不同于现有技术通过分级燃烧对S03浓度进行控制，而是采 用简单的设备实现了 S03浓度的精确控制，在降低了设备故障率、提高了生产效率的同时， 将S03气体的浓度精确的控制在15 20ppm范围内，从而有效的保证了接下来电除尘器的
工作效率。 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新 型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述 实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求一种SO3浓度控制装置，其特征在于包括一反应腔，其上端和下端分别设有一开口，其中上端开口为烟气入口，下端开口为烟气排放口，所述反应腔内设有一还原层，将所述反应腔分隔成一上腔体和一下腔体，所述上腔体和下腔体的侧壁上分别设有一气口；一抽取风管，与所述下腔体侧壁上的气口连接；一送风管，其两端分别与所述抽取风管和所述上腔体侧壁上的气口连接；一调节阀，设于所述抽取风管上；一SO3浓度检测元件，设于所述反应腔的下腔体内，用于检测下腔体内SO3气体的浓度信号；一抽取风机，设于所述抽取风管上；一控制单元，通过数据传输线分别与所述SO3浓度检测元件、调节阀以及抽取风机连接，接收SO3浓度检测元件测得的浓度信号，根据该信号做出判断，调节所述抽取风机的工作状态以及调节阀的开度。
2. 如权利要求1所述的S03浓度控制装置，其特征在于所述还原层包括上下两层滤板和设于两层滤板中间的还原介质层。
3. 如权利要求2所述的S03浓度控制装置，其特征在于所述还原层为可替换还原层。
4. 如权利要求3所述的S03浓度控制装置，其特征在于所述滤板为耐热绝缘滤板。
5. 如权利要求4所述的S03浓度控制装置，其特征在于所述还原介质层为具有H、 0H、C、CO、或N基团中的一种基团的还原介质层。
6. 如权利要求5所述的S03浓度控制装置，其特征在于所述调节阀设于所述送风管上。
专利摘要本实用新型公开了一种SO3浓度控制装置，包括侧壁上部和下部还有气口的反应腔，设于反应腔内的还原层，与反应腔侧壁上部气口连接的抽取风管，反应腔侧壁下部气口连接的送风管，设于风管上的调节阀，设于反应腔内下部的SO3浓度检测元件，设于抽取风管上的抽取风机，以及与SO3浓度检测元件、调节阀以及抽取风机分别连接的控制单元。控制单元通过接收SO3浓度检测元件测得的实时浓度信号做出判断，进而指示抽取风机是否工作，并调节调节阀的开度。本实用新型能够实现SO3浓度的精确控制，从而保证了电除尘器的工作效率。
文档编号B01D53/50GK201537459SQ20092021203
公开日2010年8月4日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者尹高昆, 李双鹏, 郭秋萍 申请人:纳尔科摩博泰柯环保科技(上海)有限公司