双重烟气调质系统的制作方法_2

文档序号:10024444阅读:来源:国知局
装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0043]需要说明的是,本实用新型中的电除尘器可以是静电除尘器、也可以是静电除尘和布袋除尘复合形成的电袋复合式除尘器。
[0044]图1为本实用新型一种实施例提供的双重烟气调质系统的结构示意图;如图1所示,本实用新型提供一种双重烟气调质系统,所述双重烟气调质系统用于与电除尘器I的入口烟道2连接,所述双重烟气调质系统包括三氧化硫源、氨源、三氧化硫输送管路3和氨气输送管路4 ;三氧化硫源和氨源可以是各种能够提供三氧化硫和氨气的来源;所述三氧化硫输送管路3的入口与所述三氧化硫源连接,所述三氧化硫输送管路3的出口用于与所述入口烟道2连接;所述氨气输送管路4的入口与所述氨源连接,所述氨气输送管路4的出口用于与所述入口烟道2连接,并且所述氨气输送管路4将氨气与空气的混合气体输送至所述电除尘器I中;其中,在单位体积的烟气中,氨气的喷射浓度为Ι-lOppm,三氧化硫的喷射浓度为10-30ppm。
[0045]在火电厂中,锅炉产生的烟气通过入口烟道2进入电除尘器I中,经电除尘器I除尘之后排入大气中。本实用新型中的双重烟气调质系统包括两重调质:
[0046]第一重调质:即SO3调质,向入口烟道2内精确喷入微量503调质剂,503调质剂与烟气中的H2O分子结合形成H2SO4分子,H #04分子借助飞灰表面毛细孔的孔壁场力、静电力等作用,吸附并凝结在这些毛细孔内,继而扩展到飞灰表面,形成液膜;飞灰表层所含的可溶金属离子将溶于液膜中,在电除尘器I中的电场力的作用下,溶于膜中的离子以膜为媒介,快速迁移,传递电荷,可提尚粉尘荷电和电场力的效果,以提尚除尘效率。
[0047]第二重调质:即NH3调质,在第一重SO3调质的基础上,经精确计量,向入口烟道2中喷入微量NH3蒸气,NH 3分子与部分H 2S04分子化合生成NH 4HS04,氨及其化合物能提高电场内空间电荷和击穿电压,增强运行电压,消除反电晕现象;此外利用粉尘凝并作用,可以减小二次扬尘,从而达到大幅度提高电除尘器I效率的效果。
[0048]影响电除尘器I的除尘效率的重要因素有以下两个:⑴粉尘的比电阻,其中,粉尘的比电阻越高,电除尘器I的除尘效率越低;⑵粉尘的粒径,其中,粉尘的粒径越小,电除尘器I的效率越低。
[0049]由此可见,本实用新型提供的双重烟气调质系统通过加入S0#P NH3调质,一方面,使细小粉尘颗粒凝并,减少二次扬尘,提高电除尘器I的除尘效率;另一方面,提高烟尘荷电和电场力的效果,降低粉尘比电阻,有效控制反电晕现象的产生,从而进一步提高电除尘效率。相较于现有技术,本实用新型投资成本低、运行成本低,从物理和化学特性上改善了粉尘特性,占地面积小,系统设备安装需要机组停机时间为10日以内。此外,氨气和三氧化硫的喷射量直接影响除尘器的除尘效率,在本实用新型提供的双重烟气调质系统中,在单位体积的烟气中,氨气的喷射量为Ι-lOppm,三氧化硫的喷射量为10-30ppm,可将电除尘效率提高到99.96%以上,电除尘器I出口粉尘排放浓度在15毫克/立方米以下,电除尘器I设计、运行参数优良的可达到10毫克/立方米以下,甚至达到5毫克/立方米左右。
[0050]图2是双重烟气调质前后粉尘比电阻对比曲线图(图中弯曲的虚线表示调质前的粉尘的比电阻曲线,弯曲的实线表示调质后的粉尘的比电阻曲线)。电除尘器入口烟道2内的延期的温度一般为150°左右,如图2所示,第一直线C与第二直线D之间的区域为理想的粉尘比电阻范围,观察图2可知,调质前的粉尘的比电阻曲线A高于调质后的粉尘的比电阻曲线B,由此可见,相对于调质前的比电阻,微量的SOjPMUJf质后粉尘的比电阻下降约两个数量级,至电除尘器I除尘的理想的粉尘比电阻范围内。
[0051]进一步地,本实用新型提供的双重烟气调质系统还包括三氧化硫喷枪,所述三氧化硫喷枪与所述三氧化硫输送管路3连接,用于将三氧化硫喷射至所述入口烟道2中。三氧化硫喷枪位置位于电除尘器I入口前,通过合理布置三氧化硫喷枪,以达到三氧化硫与烟气中的粉尘充分混合的目的。本实用新型采用喷枪来将三氧化硫喷射至入口烟道2中,喷射的三氧化硫为近分子状态,三氧化硫与烟气中的水分子结合形成的硫酸分子,可提高粉尘荷电和电场力的效果,提高除尘效率。
[0052]进一步地,所述双重烟气调质系统还包括氨喷枪,所述氨喷枪与所述氨气输送管路4连接,用于将氨气喷射至所述入口烟道2中。氨喷枪位置位于电除尘器I入口前,通过合理布置氨喷枪,以达到氨与烟气中的粉尘充分混合的目的。本实用新型采用喷枪来将氨气喷射至入口烟道2中,喷射的氨气为近分子状态,氨气与硫酸分子化合生成的硫酸氢铵能够起到凝并作用,提高除尘效率。
[0053]每台锅炉根据烟气量和烟道尺寸,需要设计配置若干三氧化硫喷枪和氨喷枪。三氧化硫喷枪和氨喷枪安装在空气预热器下游,电除尘器I入口之前,竖直或者水平烟道上,根据现场实际情况而定。
[0054]进一步地,所述双重烟气调质系统还包括依次连接的硫磺储罐5、硫磺栗6和集成箱;所述集成箱包括燃烧室7和催化室8,所述硫磺栗6与所述燃烧室7连接,所述硫磺栗6用于将所述硫磺储罐5中的硫磺输送至所述燃烧室7中,硫磺在所述燃烧室7内燃烧生成二氧化硫,二氧化硫在所述催化室8中转化成三氧化硫,所述催化室8的出口与所述三氧化硫输送管路3的入口连接。
[0055]集成箱是用于生成303的设备。硫磺到SO3需要两步转化:第一步硫磺燃烧生成302;第二步是SO2催化氧化生成S03。这两个反应都是放热反应。硫磺完全燃烧全部转化为SO2,采用优质的催化剂(例如V2O5),严格控制反应温度,使SO2K乎全部转化为SO 3,该系统的正常转化率为97%以上。
[0056]硫磺储罐5用于将固态硫磺熔化并储存,固态硫磺熔化成液态硫磺后经硫磺栗6输送至燃烧室7中,液态硫磺在燃烧室7中燃烧生成二氧化硫;二氧化硫经过催化室8转化成三氧化硫;三氧化硫经由三氧化硫喷枪均匀的喷入烟道中。
[0057]进一步地,所述集成箱还包括依次连接的鼓风机9、第一空气管10和加热器11,所述鼓风机9将空气通过所述第一空气管10输送至所述加热器11中,所述加热器11对空气进行加热,所述加热器11的出口与所述燃烧室7的入口连接。加热器11可以为电加热器。本实施例利用加热器11将鼓风机9提供的空气加热至系统要求温度,热空气进入燃烧室7中,与硫磺发生燃烧反应生成二氧化硫;利用蒸汽使固态硫磺在硫磺储罐5中熔化并对液态硫磺进行保温,使之保持在最佳输送状态,防止硫磺凝固。
[0058]优选地,集成箱还包括空气过滤器16,所述空气过滤器16设置与所述鼓风机9之前,并与所述鼓风机9连接,空气过滤器16用于对空气进行过滤,以得到洁净空气,防止空气中的杂质对整个双重烟气调质系统造成损害。
[0059]进一步地,所述双重烟气调质系统还包括厂区氨源输送管道13和第二空气管14 ;所述厂区氨源输送管道13的入口与电厂氨源连接,电厂氨源可以是纯净的氨蒸气,所述厂区氨源输送管道13的出口与所述氨气输送管路4的入口连接;所述第二空气管14的入口与所述鼓风机9的出气口连接,所述第二空气管14的出口与所述氨气输送管路4的入口连接。本实施例利用空气或者其它惰性气体(例如氮气)对氨蒸气进行稀释,使得在氨气的体积浓度低于5%,一般氨气的体积浓度为3%左右。本实用新型采用电厂氨源提供氨气,电厂氨源经厂区氨源输送管道13流入氨气输送管路4,第二空气管14中的空气也流入氨气输送管路4中,在氨气输送管路4中氨气与空气混合均匀。本实用新型直接采用电厂提供的氨源,与采用其他原料(例如尿素)提供氨气相比,本实用新型喷入除尘器进口烟道内的氨气纯净,不会堵塞管道,并且能够精确控制氨气的剂量。
[0060]进一步地,所述双重烟气调质系统还包括控制系统,所述控制系统与所述鼓风机9和所述加热器11连接,用于控制所述鼓风机
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