一种烟气脱酸脱硝一体化装置及其使用方法与流程

本发明涉及烟气净化处理领域，具体为一种烟气脱酸脱硝一体化装置及其使用方法。

背景技术：

在废弃物焚烧处理过程中，会产生大量的污染物，如氮氧化物、二氧化硫、氯化氢等，而引起酸雨和光化学烟雾等污染，为此也就需要对烟气分别进行脱酸脱硝处理，目前广泛应用的脱酸方法是干法(碱性粉状物中和)、半干法工艺(石灰浆中和)和湿法(钙碱或钠碱中和)，脱硝方法则是采用选择性催化还原等方法，而采用上述方法来实现脱酸脱硝，其在实施过程中，脱酸脱硝处理均需要单独的设备来进行，则不仅需要较大的占地面积，设备投资和运行费用也比较高；此外，烟气一般在经过旋转喷雾塔脱酸及除尘器除尘后，烟气的温度比较低，则在进行选择性催化还原进行脱硝前，需要对烟气进行再加热至150℃以上，这样就使得能耗增加，烟气运行成本也增加；且在脱酸脱销处理过程中，对于烟气的净化，通常采用有如公开号是CN205730848U专利的结构，虽然达到了净化效果，但其采用的是直入式结构的烟气进口，即烟气通过烟气进口直接进入净化设备内，也就会导致进口烟气分布不均匀，从而会使得烟气与喷淋液之间的传质传热效率低，压损也比较大。

技术实现要素：

针对现有需要较大占地面积实施烟气处理、成本高、对烟温要求高、烟气分配不均匀、传质传热效率差的问题，本发明提供了一种烟气脱酸脱硝一体化装置，其不仅可节省占地面积，降低设备投资和运行费用，还可满足烟气处理的烟温要求，并实现烟气分配均匀，提高传质传热效率，减小压损，此外，本发明还提供了一种烟气脱酸脱硝一体化装置的使用方法。

其技术方案是这样的：其包括反应塔，所述反应塔上设有进烟口、出烟口，所述反应塔内设有喷淋装置，其特征在于：所述反应塔内通过托板分隔成上下层设置的烟气脱硝反应区、烟气脱酸反应区，每个所述反应区上方均设有所述喷淋装置，所述反应区底部存有相应反应液，所述反应塔内设有烟气分配器，所述烟气分配器包括至少两个分配盘，所述分配盘之间环状分布连接有导流叶片，且通过所述导流叶片分割成至少两个径向风道，顶层的所述分配盘上开有与所述径向风道相连通的进风孔，所述进风孔与所述进烟口连接，所述径向风道浸没于所述反应液中，所述托板上贯穿有高于所述反应液液面高度的扰流管，所述扰流管出口上方支承有挡板，所述挡板的外径大于所述扰流管出口的外径。

其进一步特征在于：

所述分配盘中心设有环形圈，所述导流叶片沿所述环形圈环向分布，相邻的所述导流叶片之间的环向夹角相同，所述进风孔设置于顶层的所述分配盘中心，所述进风孔上连接有与所述进烟口相连的连接管；

所述托板上开有均匀分布的通孔，所述扰流管相应插装于所述通孔中，所述扰流管中心设有连接杆，所述连接杆上环向连接有扰流叶片，且所述扰流叶片的外端部与所述扰流管管壁连接，相邻的所述扰流叶片之间的环向夹角相同；

所述挡板呈伞状，所述连接杆的高度高于所述扰流管的高度，所述挡板连接于所述连接杆顶端；

所述进烟口设置于所述烟气脱酸反应区的所述反应塔壁体，所述出烟口设置于所述反应塔顶部，所述反应塔底部设有排出口；

所述喷淋装置包括喷淋管以及设置于所述反应塔外的循环泵，所述反应液通过所述循环泵抽入所述喷淋管中，上层所述反应区中的所述喷淋管的喷淋口朝上，下层所述反应区中的所述喷淋管的喷淋口朝下；

下层的所述反应液为脱酸反应液，采用的是浓度为5％～15％的NaOH碱液；上层的所述反应液为脱硝反应液，采用的是含有NH3和NaClO的混合液，所述混合液中NH3和NaClO的摩尔比为0.2～2，NH3浓度为0.1％～20％，NaClO浓度为2％～10％；所述扰流管的高度高于所述脱硝反应液的存储液面高度。

一种烟气脱酸脱硝一体化装置的使用方法，其特征在于：其包括下述步骤：

(1)、烟气通过进烟口进入烟气脱酸反应区，并由烟气分配器上导流叶片分割成的径向通道均匀送入反应塔内，烟气中的酸性污染物直接与反应塔底部蓄积的脱酸反应液进行初步中和反应，随后烟气上升，并与通过喷淋装置喷出的雾化后的脱酸反应液再次进行中和反应以实现脱酸；

(2)、经过脱酸后的烟气继续上升，并通过扰流管进入烟气脱硝反应区，烟气通过挡板紊流后与被喷洒出的脱硝反应液进行充分的接触反应，且通过挡板截留喷淋下来的脱硝反应液而被收集至托板上，烟气中的NOx与脱硝反应液反应后形成可溶于水的生成物，并脱除烟气中的SO2，达到了脱酸脱硝双重效果，随后经过脱酸脱销的净烟气从反应塔的出烟口排出。

其进一步特征在于：

在所述步骤(1)中，烟气与雾化后的脱酸反应液再次中和反应后产生的盐溶解于所述反应塔底部蓄积的脱酸反应液中，待脱酸反应液中盐浓度达到4％-6％后，通过所述反应塔底部的排出口排出；所述步骤(2)中，被收集至托板上的脱硝反应液，一部分通过循环泵抽送至所述扰流管上方的喷淋装置中，另一部分被排放至所述反应塔外；

烟气在所述烟气脱酸反应区、烟气脱硝反应区中的停留时间均不少于10s；所述烟气脱硝反应区中的反应温度为40℃～80℃；在所述烟气脱硝反应区中的烟气与脱硝反应液的反应式为：

本发明的有益效果是，烟气经过进烟口进入反应塔的烟气脱酸反应区内，并由烟气分配器上导流叶片分割成的径向通道均匀送入脱酸反应液中进行初步中和反应，烟气上升后再次与被喷淋出的脱酸反应液进行中和反应，烟气得到进一步地净化，从而实现脱酸，脱酸后的烟气通过扰流管进入烟气脱硝反应区，并通过挡板使烟气流态充分紊流，强化了烟气与脱硝反应液间的传质，且挡板可截留上方喷淋下来的脱硝反应液，避免脱酸与脱硝两种反应液的混合，从而烟气中的NOX与脱硝反应液反应后形成可溶于水的生成物，并可脱除烟气中的SO2，达到了脱酸脱硝的双重效果，随后经过脱酸脱销的净烟气从出烟口排出，从而在反应塔内即可完成先脱酸后脱销的烟气一体化处理，无需增设单独的处理设备，节省了占地面积，降低了设备投资和运行费用，且烟气分配均匀，净化效率高，而在脱硝反应区可通过喷淋量来实现对烟气的降温，满足了烟气处理的烟温要求，具有较好的经济效益和使用推广价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是扰流管与挡板装配的结构示意图；

图3是烟气分配器的主视图；

图4是图3的A-A向结构示意图；

图5是烟气分配器的立体图。

具体实施方式

如图1～图5所示，本发明包括反应塔1，反应塔1上设有进烟口2、出烟口3，反应塔1内设有喷淋装置，反应塔1内通过托板4分隔成不同的反应区，且为上下层设置，每个反应区上方均设有喷淋装置，反应区底部存有反应液，上层的反应区为烟气脱硝反应区19，下层的反应区为烟气脱酸反应区15，进烟口2设置于烟气脱酸反应区15的反应塔1壁体，出烟口3设置于反应塔1顶部，反应塔1底部设有排出口16；喷淋装置包括喷淋管17以及设置于反应塔1外的循环泵18，反应液通过循环泵18抽入喷淋管17中，上层反应区中的喷淋管17的喷淋口朝上，下层反应区中的喷淋管17的喷淋口朝下；反应塔1内设有烟气分配器5，烟气分配器5包括两个分配盘6，分配盘6之间环状分布连接有12个导流叶片7，且通过导流叶片7分割成12个径向风道8，顶层的分配盘6上开有与径向风道8相连通的进风孔，进风孔与进烟口2连接，径向风道8浸没于反应液中，托板4上贯穿有高于反应液液面高度的扰流管9，防止反应液溢流至设备下部与脱酸反应液混合，扰流管9出口上方支承有挡板10，挡板10的外径大于扰流管9出口的外径。

分配盘6中心设有环形圈11，导流叶片7沿环形圈11环向分布，相邻的导流叶片7之间的环向夹角相同，进风孔设置于顶层的分配盘6中心，进风孔上连接有与进烟口2相连的连接管12，即12个径向风道8经过进风孔、连接管12与进烟口2连通；托板4上开有均匀分布的5个通孔，扰流管9分别相应插装于通孔中，扰流管9中心设有连接杆13，连接杆13上环向连接有5个扰流叶片14，且扰流叶片14的外端部与扰流管9管壁连接，相邻的扰流叶片14之间的环向夹角相同；挡板10呈伞状，连接杆13的高度高于扰流管9的高度，挡板10连接于连接杆13顶端。

下层的反应液为脱酸反应液，采用的是浓度为12％的NaOH碱液；上层的反应液为脱硝反应液，采用的是含有NH3和NaClO的混合液，混合液中NH3和NaClO的摩尔比为1.1，NH3浓度为8％，NaClO浓度为7％；扰流管9的高度高于脱硝反应液的存储液面高度。

一种烟气脱酸脱硝一体化装置的使用方法，其包括下述步骤：

(1)、废弃物焚烧产生的烟气通过进烟口2进入烟气脱酸反应区15，并由烟气分配器5上导流叶片7分割成的径向通道8均匀送入含有NaOH的脱酸反应液中，烟气中的酸性污染物直接与反应塔1底部蓄积的脱酸反应液进行初步中和反应，随后烟气上升，反应塔1底部蓄积的含有NaOH的脱酸反应液被循环泵18抽送至设置于烟气分配器5上方的喷淋管17中，则烟气与被喷出雾化后的脱酸反应液再次进行中和反应以实现脱酸，烟气也得到了进一步的净化，同时烟气与雾化后的脱酸反应液再次中和反应后产生的盐会溶解于反应塔1底部蓄积的脱酸反应液中，待脱酸反应液中盐浓度达到5％后，通过反应塔1底部的排出口16排出；

(2)、经过脱酸后的烟气继续上升，并通过扰流管9进入烟气脱硝反应区14，烟气通过挡板10使烟气流态充分紊流，强化了烟气与脱硝反应液间的传质，而后与被均匀喷洒出的脱硝反应液进行充分的接触反应，且通过伞型挡板10可截留喷淋下来的脱硝反应液而被收集至托板4上，避免了脱酸与脱硝两种反应液的混合，且烟气脱硝反应区19中的反应温度为50℃，远低于现有催化还原和非催化还原脱硝所需要的150℃以上温度，满足了烟气处理的烟温要求，而烟气中的NOx与脱硝反应液反应后形成可溶于水的生成物，并可脱除烟气中的SO2，达到了脱酸脱硝双重效果，随后经过脱酸脱销的净烟气从反应塔1的出烟口3排出，满足了烟气排放要求，则烟气脱酸效率达95％以上，脱硝效率可达70％以上；而污染物经过托板4收集后可被排出反应塔，同时，被收集至托板4上的脱硝反应液，一部分可通过循环泵18抽送至扰流管9上方的喷淋装置中循环喷淋，另一部分被排放至反应塔1外；从而在反应塔1内即可高效率完成先脱酸后脱销的烟气一体化处理，也无需增设单独的脱酸脱销处理设备，节省了占地面积，降低了设备投资和运行费用，且烟气分配均匀，净化效率高，而在脱硝反应区14可通过控制喷淋量来实现对烟气的降温，满足了烟气处理的烟温要求，具有较好的经济效益和使用推广价值。

其中，烟气在烟气脱酸反应区15、烟气脱硝反应区19中的停留时间均为15s；在烟气脱硝反应区19中的烟气与脱硝反应液的反应式为：

其中，aq表示水溶液的液体，l表示液体，g表示气体；通过上述反应式，烟气中的酸性气体，尤其是二氧化硫的存在会对烟气脱硝产生竞争效应，二氧化硫也会跟脱硝反应液反应，从而有效去除了烟气中的二氧化硫实现了在烟气脱硝反应区19中的再次脱酸，进一步净化了烟气。