一种脱除烟气中三氧化硫的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种脱除烟气中三氧化硫的装置和方法，属于大气污染物治理领域。
【背景技术】
[0002] 燃煤过程中产生大量的污染物，其中由于煤炭中含有一定浓度的硫元素，因此最 终排放的烟气中会生成一定浓度的SOdP SO 3。
[0003] 303的生成机理主要包括以下部分，在炉膛的燃烧过程中，煤中一部分硫元素直接 转化为30 3;烟气在尾部受热面换热过程中，受到金属管壁、飞灰的催化氧化作用，一部分 SO2会被氧化成SO 3;对于新增SCR脱硝装置的机组，脱硝催化剂也具有很强的催化氧化作 用，使得一部分302被氧化成SO 3。通常对于未安装脱硝装置的燃煤机组，SO3的生成率占总 含硫量的1%;对于安装SCR脱硝装置的机组，SO 3的生成率更高，通常可以占到总含硫量的 1. 5-2% 〇
[0004] SO3的危害主要表现在以下方面： USO3的浓度升高，导致硫酸氢铵的生成浓度增加，造成脱硝装置的最低连续喷氨温度 升高，导致SCR脱硝装置在低负荷条件下无法投运，脱硝装置的可用率下降。
[0005] 2、SO3在空预器的低温段造成烟气中酸露点升高，空预器的低温腐蚀严重，在SCR 运行条件下，硫酸氢铵的生成容易造成空预器堵塞，造成空预器的运行阻力上升，设备寿命 下降。
[0006] 3、503进入湿法脱硫后，容易形成气溶胶，造成烟囱最终排放"蓝烟"、"烟羽拖尾" 现象，感官极差，同时30 3的直接排放是造成酸雨的主要来源。
[0007] 目前so3i要脱除手段为湿法脱硫技术、湿式静电除尘技术等，但上述技术均布置 在静电除尘之后，可以保证降低最终的30 3浓度排放，但是无法消除SO3对前端脱硝装置、空 预器的危害。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的为一种脱除烟气中SO3的装置和方法，要解决现有技术中SO 3对前端 脱硝装置、空预器危害的问题；还解决SO3对脱硝入口烟道产生腐蚀、烟气中污染物排放多 的问题。
[0009] 为实现上述目的，在本发明第一方面公开了一种脱除烟气中三氧化硫的装置，包 括：料仓；螺旋给料机，具有进料口与出料口，所述进料口用于与料仓连接，其用于控制吸 收剂的出料速率；输气管，具有进气口与出气口，出料口与输气管相连接；喷射枪，所述出 气口与喷射枪相连接，其用于喷射强碱性颗粒的吸收剂；脱硝入口烟道，其用于将吸收剂 与烟气混合，所述出气口与喷射枪位于烟道中；脱硝反应器，与脱销入口烟道相连接；扰流 板。
[0010] 进一步地，所述喷射装置端部中轴线的延长线与脱硝入口烟道的中轴线的夹角 β 为 15~65 度。
[0011] 进一步地，所述扰流板相对于水平面倾斜而置，其板面与喷射装置端部中轴线延 长线的夹角α为45~135度。
[0012] 在本发明的第二方面公开了一种脱除烟气中三氧化硫的方法，其采用本发明第一 方面的装置，采用强碱性颗粒作为吸收剂，并将其加入至脱硝入口烟道中、所述强碱性颗粒 为碱金属盐、碱土金属盐或碱土氧化物。
[0013] 进一步地，所述强碱性的颗粒为氢氧化IiCa (OH)2、氧化fiCaO、氧化镁MgO、氢氧化 镁Mg (OH)2、碳酸氢钠 NaHCO3或倍半碳酸钠 Na 2C03 · NaHCO3 · 2H20。
[0014] 进一步地，所述三氧化硫与强碱性颗粒的反应当量比为I: (I. 5~15)。
[0015] 进一步地，所述强碱性颗粒为粒径20~150 μ m的干颗粒粉料。
[0016] 进一步地，所述强碱性颗粒在烟气中的停留时间为0. 1~2 s。
[0017] 进一步地，强碱性颗粒与脱硝反应器中还原剂混合使用。
[0018] 与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果： 可应用于火力发电厂燃煤机组，有效降低SO3的含量，减少三氧化硫对脱硝装置、空预 器的影响，同时降低污染物实现烟气的清洁排放。
[0019] 本发明的优点在于系统简单，通过向烟道中喷射碱性吸收剂颗粒，利用强碱性的 吸收剂脱除烟气中的SO 3，可实现三氧化硫80~90%的脱除效率；利用气力输送实现吸收剂 颗粒的输送和喷射，同时可有效利用SCR脱硝还原剂的喷射装置实现吸收剂颗粒与烟气的 均匀掺混，保证SO 3较高的脱除效率。
【附图说明】
[0020] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0021] 图1是本发明的脱除烟气中三氧化硫装置的结构示意图。
[0022] 图2是本发明的脱除烟气中三氧化硫装置的结构示意图。
[0023] 图3是本发明实施例1中的喷射装置示意图。
[0024] 附图标记：1 一料仓、2 -螺旋给料机、21 -进料口、22 -出料口、3 -输气管、31 - 进气口、32 -出气口、4 一喷射装置、5 -脱硝入口烟道、6 -脱硝反应器、7 -扰流板。
【具体实施方式】 [0025] 实施例1 碱性吸收剂选择氢氧化镁Mg (OH) 2颗粒，平均粒径40 μ m。
[0026] 脱硝入口烟气温度350°C，SO3含量20ppm，根据烟气条件和氧化镁成分，确定化学 反应当量比S0 3:Mg(OH) 2=1:3,通过较高的化学当量比保证SO3的脱除效率。
[0027] 如图1所示，一种脱除烟气中的SO3的工艺系统，氢氧化镁吸收剂以粉料的形式储 存在料仓1中，经过螺旋给料机2控制吸收剂的给料速率，气力输送系统3利用压缩空气输 送氢氧化镁颗粒至喷射装置4,将氢氧化镁颗粒喷入脱硝入口烟道5中。氢氧化镁在脱硝烟 道中实现与烟气的均匀掺混，脱除掉烟气中的部分SO 3，之后进入脱硝反应器6中。
[0028] 如图2所示为吸收剂喷嘴4的【具体实施方式】。脱硝入口烟道截面2米X 11. 67米， 共配置四根DMO的碱性吸收剂喷管7,用于喷射气力输送的氢氧化镁粉末，对应在烟道中 设置四套扰流板8,涡流板直径1500mm，涡流板与喷管位置一一对应。烟气经过扰流板8后 形成涡流9,卷吸周边烟气，实现氢氧化镁粉末与烟气的均匀掺混，完成后续三氧化硫的脱 除。
[0029] 在设计工况条件下，可以保证SO3的脱除效率86%，同时由于喷入的氢氧化镁占烟 气飞灰总量质量比小于〇. 5%，因此不会对下游的脱硝催化剂产生较大影响。
[0030] 实施例2 本实施例与实施例1的区别在于采用碳酸氢钠作为碱性吸收剂，吸收剂的粒径60 μm。
[0031] 碳酸氢钠碱性吸收剂的碱性高于氢氧化镁，因此化学当量比S03 :NaHC03=l:5,在 设计条件下，S03的脱除效率为90%。
[0032] 实施例3 本实施例与实施例1的区别在于采用氢氧化钙（Ca(OH) 2)作为碱性吸收剂，吸收剂的 粒径40 μ m。
[0033] 氢氧化钙的碱性稍弱，因此因此化学当量比S03 :Ca(0H)2=l:8,在设计条件下， S03的脱除效率为65%。
[0034] 实施例4 本实施例与实施例1的区别在于采用倍半碳酸钠（Na2C03· NaHCO3* 2H20)作为碱性吸 收剂，吸收剂的粒径100 μ m。
[0035] 倍半碳酸钠碱性很强，因此控制其余S03反应的化学当量比S03 !Na2CO3 · NaHCO3 · 2H20 =1:6,在设计条件下，S03的脱除效率为72%。
【主权项】
1. 一种脱除烟气中三氧化硫的装置，其特征在于，包括： 料仓（1); 螺旋给料机（2)，具有进料口（ 21)与出料口（ 22)，所述进料口（ 21)用于与料仓（1)连 接，其用于控制吸收剂的出料速率； 输气管（3)，具有进气口（31)与出气口（32)，出料口（22)与输气管（3)相连接； 喷射枪（4)，所述出气口（32)与喷射枪（4)相连接，其用于喷射强碱性颗粒的吸收剂； 脱硝入口烟道（5)，其用于将吸收剂与烟气混合，所述出气口（32)与喷射枪（4)位于烟 道（5)中； 脱硝反应器（6)，与脱销入口烟道（5)相连接； 扰流板（7)。
2. 根据权利要求1所述一种应用于SCR烟气脱硝的还原剂混合装置，其特征 在于：所述喷射装置（4)端部中轴线的延长线与脱硝入口烟道（5)的中轴线的夹角 β 为 15~65 度。
3. 根据权利要求1所述一种应用于SCR烟气脱硝的还原剂混合装置，其特征在于：所 述扰流板（7)相对于水平面倾斜而置，其板面与喷射装置（4)端部中轴线延长线的夹角α 为 45~135 度。
4. 一种采用权利要求1-3中所述的任一项装置脱除烟气中三氧化硫的方法，采用强碱 性颗粒作为吸收剂，并将其加入至脱硝入口烟道（5)中、其特征在于，所述强碱性颗粒为碱 金属盐、碱土金属盐或碱土氧化物。
5. 根据权利要求4所述的脱除烟气中三氧化硫的方法，其特征在于，所述强碱性的颗 粒为氢氧化妈Ca (OH) 2、氧化妈CaO、氧化镁MgO、氢氧化镁Mg (OH) 2、碳酸氢钠 NaHCO3或倍半 碳酸钠 Na2CO3 · NaHCO3 · 2H20。
6. 根据权利要求5所述的脱除烟气中三氧化硫的方法，其特征在于，所述三氧化硫与 强碱性颗粒的反应当量比为I: (1. 5~15)。
7. 根据权利要求4所述的脱除烟气中三氧化硫的方法，其特征在于，所述强碱性颗粒 为粒径20~150 μ m的干颗粒粉料。
8. 根据权利要求4所述的脱除烟气中三氧化硫的方法，其特征在于，所述强碱性颗粒 在烟气中的停留时间为0.1~2 s。
9. 根据权利要求4所述的脱除烟气中三氧化硫的装置，其特征在于， 强碱性颗粒与脱硝反应器（6)中还原剂混合使用。
【专利摘要】本发明公开了一种脱除烟气中三氧化硫的装置，包括：料仓；螺旋给料机，具有进料口与出料口，所述进料口用于与料仓连接，其用于控制吸收剂的出料速率；输气管，具有进气口与出气口，出料口与输气管相连接；喷射枪，所述出气口与喷射枪相连接，其用于喷射强碱性颗粒的吸收剂；脱硝入口烟道，其用于将吸收剂与烟气混合，所述出气口与喷射枪位于烟道中；脱硝反应器，与脱销入口烟道相连接；扰流板。该装置可应用于火力发电厂燃煤机组，有效降低SO3的含量，减少三氧化硫对脱硝装置、空预器的影响，同时降低污染物实现烟气的清洁排放。
【IPC分类】B01D53-83, B01D53-75, B01D53-50, B01D53-56
【公开号】CN104857841
【申请号】CN201510298152
【发明人】陈振宇, 庄烨, 郑鹏, 刘科伟, 姚宣
【申请人】北京国电龙源环保工程有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月3日