专利名称：一次性脱除燃煤锅炉烟气中so的制作方法
技术领域：
本发明属于环保设备技术领域，具体涉及一种适用于大、中、小型燃煤锅炉烟气净化的一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO2，NO，CO的装置。
背景技术：
锅炉是最常用的热工设备，多以煤为能源。由于排放的烟尘中含有SO2、NO、CO，这些有害气体严重污染大气环境，我国高硫煤区二氧化硫形成的酸雨危害十分严重，已严重制约了经济和社会的发展，对人们的生存环境带来极大的影响。因此，解决锅炉烟气的净化问题是科技工作者的重要课题。经过多年的研究开发出了许多锅炉烟气的净化方法。早在70年代我国就开始研究锅炉烟气脱硫的方法，在吸收国外脱硫技术基础上，形成具有自主知识产权的脱硫技术。目前主要有(1)磷氨复肥法，该法用天然磷矿石与氨为原料，其吸收塔的脱硫率大于84％(N+P2O5，品位大于35％)。(2)喷雾干燥法，用石灰浆液作吸收剂，把细雾滴喷入反应器与SO2，边反应边干燥，最后形成颗粒混合物，该方法可脱除SO270-95％。(3)吸着剂喷射法，因吸收剂不同分为钙基工艺或钠基工艺。脱硫率可达50-70％。(4)半干半湿烟气脱硫法，用吸收塔吸收，其塔高31米，直径达15米。其他还有碳酸钠、镁和氨作吸收剂的方法，一般用于小型电厂的脱硫。上述多种SO2治理技术的开发研究，在国内大都没有形成产业化，较大规模的脱硫工程只是示范性工程。目前大部分采用进口设备，引进国外技术，因此，存在许多缺陷与不足。一是国外进口设备价格非常昂贵，一般都在几千万元乃至数亿元。二是性能单一，只能部分脱硫，而脱硝技术目前尚不成熟，脱碳尚无先例。三是脱硫效率低，易形成地面二次污染。为了克服现有技术的不足，本发明人经过多年潜心研究，研制开发了一种一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO2，NO，CO的装置。试验证明，应用效果良好。
发明创造内容1、发明创造的目的本发明的目的在于提供一种结构简单，工作性能稳定可靠，使用成本低廉，适用于一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO2，NO，CO工艺的装置。
2、技术方案本发明的目的是这样实现的，在其烟气引道烟气进口部位设有氧化反应区，氧化反应区后部设有中和反应区；两反应区之间安装有烟气温度测试传感器，烟气输出引道的出口端设有烟气干燥升温装置；两反应区的核心部件为氧化粒子发生器和中和粒子发生器，氧化粒子发生器通过管道、净化液计量装置、供液装置与氧化液池连通；中和粒子发生器通过管道、净化液计量装置、供液装置与中和液池连通；烟气温度传感器与中央控制器电性连接。烟气质量在线监测系统由SOX测试仪，NOX测试仪，COX测试仪(或粉尘测试仪)组成，烟气采样头分别设置于烟气引道的烟气输入端与输出端，分别取出净化前及净化后的两种烟气，烟气采样头通过采样管道、烟气采样抽风机与烟气采样干燥清洁器连通，干燥清洁器的输出端与在线气体分析器连通，在线气体分析器与中心控制器电性连接。
3、有益效果本发明系统采用H2O2水溶液一级氧化反应，氨基、钾基二级中和反应的工艺，将烟气中重点有害气体SO2、NO、CO化合生成对大地植被生长有益的化肥气体，经烟气引道出口端烟囱排出。从而把有害气体变成对大气环境无害，对大地植被有益的气体化肥，实现化害为利，变废为宝，把过去燃煤地区的大气受害区变成受益区。
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明，但不对本发明作任何限制。
图1为本发明装置整体结构及工作原理图；图2为本发明反应剂粒子发生器结构示意图；图3为图2之局部放大图；图4为本发明四联组合实施例结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明装置在烟气进口部设有氧化反应区，氧化反应区后设有中和反应区，两反应区的核心部件为氧化粒子发生器1和中和粒子发生器2，氧化粒子发生器1通过管道4、净化液计量装置5、供液阀39、40与氧化液池8、37连通；中和粒子发生器2通过管道9、净化液计量装置10、供液阀48、49与中和液池12、38连通；烟气质量在线监测系统由SOX测试仪14，NOX测试仪15，COX测试仪16组成，烟气采样头17、18分别设置于氧化反应区的烟气入口处和烟气引道的烟气输出端，烟气采样头17、18通过采样管19、20，烟气采样抽风机21、22与采样烟气干燥清洁器23连通，干燥清洁器23输出端与在线气体分析器14、15、16连通，在线气体分析器与中心控制器13电性连接。
氧化液池8、37，中和液池12、38均为互补式结构配置，双池交替工作，即其中一个池处于工作状态时，另一个池作净化液的预调备用。烟气质量平衡泵26、27分别设置于氧化池或中和液池之供液装置中，并分别与中央控制器13电性连接。
氧化液池8、37中装有过氧化氢(H2O2)溶液和由氢氧化钠或石灰沉淀水中和后的净化液，在氧化区烟道内壁涂布有抗强酸的保护层，以防止烟道内壁的腐蚀；中和液池12中装有氨基或钾基碱式盐水溶液。
所述氧化液供液装置由氧化液池8、37，前置高压大流量空气压缩机25及阀门41、42，液池供液泵28，供液阀门39、40、43、44、52工作转换连通管50组成。所述中和液供液装置由中和液池12、38，前置高压大流量空气压缩机29及阀门46、47，液池供液泵30，供液阀门45、48、49、56、57及工作转换连通管51组成。
在两级反应区之间设有烟温温度测试传感器6，在中和反应区的后部还设有烟气干燥升温装置3，两者分别与中央控制器13电性连接。。
烟气干燥清洁器23之前设置酸碱度检测采样阀24。
图2-图3示出了本发明粒子发生器的整体结构，粒子发生器由闭合管道31和连通管道32和粒子发生头33组成。连通管道32平行排列，粒子发生头33成组装置于连通管道32上，并于连通管道32内部连通。
粒子发生头33为桶式结构，桶底部设有中孔板34，其中心为喷射孔；桶底内部装置带有一对同向倾斜旋流孔36的旋流板35。
整个净化装置安装于烟道气输出引道7内，净化后的烟气从引道输出口11排出。
图4示出了本发明四联组合实施例结构。本发明可以实现基本结构的多联组合，可以如图1单独使用，也可以组合使用，不影响本发明目的的实现。
本发明适用于大、中、小型燃煤锅炉，特别是燃煤、燃油火力发电厂大烟气流量，而且SO2、NO、CO含量高的烟气净化，既适合单烟道烟气无害化处理，又适合多烟道组合净化处理。
本发明的工作原理本发明的粒子发生器产生的反应剂粒子是非常微小的，故在高温下烟气中迅速被蒸发成气体，与烟气在烟道内同向等速运动。根据物理学理论，当二物体在作同向等速运动时，动态中的物体间相对而言是静止的，使得两者在较短的运动时间内能有效地接触从而达到完全化合的目的。基于这一原理，氧化液经粒子发生器呈烟雾状的微细净化粒子在氧化反应区，与流经烟道的燃煤烟气发生氧化反应，烟气中SO2、NO、CO与氧化液中的H2O2反应分别生成硫酸、硝酸与碳酸气体，即，；；。产生的酸性气体进入中和反应区后，与氨基或钾基碱性中和液反应生成硫酸铵、硝酸铵和碳酸铵，或者硫酸钾、硝酸钾和碳酸钾的气体化肥，排放至大气中，不仅对大气没有污染，而且对排放区的大地植物是有益的。
本发明的工作过程从燃煤锅炉53排出的污染高温烟气，经除尘器54除尘后通过烟气引道7进入氧化反应区，氧化液H2O2在高压空气压力之下被压至氧化粒子发生器，粒子发生头33喷射出呈烟雾状微细氧化液粒子，与流经烟道的烟气中的SOX，NOX，COX进行氧化反应，生成硫酸、硝酸和碳酸气体；酸性气体上升进入中和反应区，氨基或钾基碱性中和液在高压空气压力之下被压至中和粒子发生器，粒子发生头33喷射出呈烟雾状微细中和液粒子，与上升的酸性气体反应分别生成硫酸铵(钾)、硝酸铵(钾)、碳酸铵(钾)化肥气体。在线烟气质量监测装置烟气采样头17、18通过采样管19、烟气采样抽风机20采取净化反应区上下的烟气样品，经烟气干燥清洁器23送至在线气体分析器14、15、16中进行检测，其结果输入道中央控制器13中进行对比分析，当净化效果变差时，中央控制器13控制启动平衡液泵26或27，增加向粒子发生器的供液量，提高净化质量。
所述的烟气干燥升温系统3主要针对含硫量较大(一般超过3％)的煤，所需净化液量大，烟气净化后湿度大，设此装置。其为微波干燥器，水分子在其微波照射下产生高速摩擦作和振动作用而产生高热，使烟气干燥，并提高烟气温度，保持烟气输出的物理参数及抬升烟速不变。
作为一个实施例，使用云南可保煤矿的褐煤，采集该高硫煤区的全硫含量大于8％的高硫煤作为燃料，按上述工艺流程进行处理，昆明市环境监测中心进行现场监测，测试结果如下二氧化硫(SO2)的进口浓度为8973mg/m3，出口浓度为56mg/m3，净化效率为99.38％；氮氧化物(NO)的进口浓度为133mg/m3，出口浓度为1mg/m3，净化效率为99.25％；一氧化碳(CO)的进口浓度为2400mg/m3，出口浓度为314mg/m3，净化效率为86.92％。
本结果系特定工作状态下的结果，本发明具有在线监测功能，可以工艺需要调整反应剂的加入量，改善净化效果。
本发明的技术特点1、实现了脱硫的同时，脱硝、脱碳，净化效率高，解决了现有技术脱除污染物单一，效率低的弊端。
2、采用化学合成反应技术，设备简单，造价低，易于安装。不需要传统工艺中体积庞大的吸收塔及冷却等复杂工艺设备，有利于普及推广。
3、粒子发生器喷射出的反应剂粒子粒度极其微小，在高温烟气中迅速气化并与烟气中的有害气体反应，生成气体肥料排出，没有二次污染物质排出。
4、在线监测装置随时对排放烟气中污染物的参数进行实时检测，即时调整反应剂的供给量，改善净化效果，达到SO2，NO，CO有害气体“零排放”的目的，设备自动化程度高，能耗低，运行费用及管理成本低。
5、本发明之净化装置安装在锅炉烟气的引道中，该设备在安装、检修、维护时，锅炉机组都可以在正常工况下运行，降低维护成本，保证安全生产。
6、因净化谱域广，净化效率高，故在工业燃煤锅炉中可用源煤全硫含量大于8％以上的高硫煤，适应于我国高硫煤能源的开发利用。
7、输入到烟道中的净化液被高温烟气所蒸发，整体设备对净化液无循环使用的弊端，不但净化效果稳定，且无堵塞现象发生。
8、由于在线检测装置随时受中央控制器的控制，自动调整净化液的流量，故在运行中不受锅炉烟气流量及污染物浓度的影响，适应范围广。
权利要求
1.一种一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO2，NO，CO的装置，整个净化装置安装于烟道气输出引道(7)内，在烟气进口部设有氧化反应区，氧化反应区后设有中和反应区，净化后的烟气从引道输出口(11)排出，其特征是两反应区的核心部件为氧化粒子发生器(1)和中和粒子发生器(2)，氧化粒子发生器(1)通过管道(4)、净化液计量装置(5)、供液装置与氧化液池(8、37)连通；中和粒子发生器(2)通过管道(9)、净化液计量装置(10)、供液装置与中和液池(12、38)连通。
2.如权利要求1所述的一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO2，NO，CO的装置，其特征是氧化液池(8、37)，中和液池(12、38)均为互补式结构配置，烟气质量平衡泵(26、27)分别设置于氧化池或中和液池之供液装置中，并分别与中央控制器(13)电性连接。
3.如权利要求1或2所述的一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO2，NO，CO的装置，其特征是所述氧化液供液装置由氧化液池(8、37)，前置高压大流量空气压缩机(25)及阀门(41、42)，液池供液泵(28)，供液阀门(39、40、43、44、52)及工作转换连通管(50)组成；所述中和液供液装置由中和液池(12、38)，前置高压大流量空气压缩机(29)及阀门(46、47)，液池供液泵(30)，供液阀门(45、48、49、56、57)及工作转换连通管(51)组成。
4.如权利要求1或3所述的一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO2，NO，CO的装置，其特征是氧化液池(8、37)中装有过氧化氢(H2O2)溶液和由氢氧化钠或石灰沉淀水中和后的净化液，在氧化区烟道内壁涂布有抗强酸的保护层；中和液池(12、38)中装有氨基或钾基碱式盐水溶液。
5.如权利要求1所述的一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO2，NO，CO的装置，其特征是烟气质量在线监测系统由SOX测试仪(14)，NOX测试仪(15)，COX测试仪(16)组成，烟气采样头(17、18)分别设置于氧化反应区的烟气入口处和烟气引道的烟气输出端，烟气采样头(17、18)通过采样管(19、20)，烟气采样抽风机(21、22)与采样烟气干燥清洁器(23)连通，干燥清洁器(23)输出端与在线气体分析器(14、15、16)连通，在线气体分析器与中心控制器(13)电性连接。
6.如权利要求1所述的一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO2，NO，CO的装置，其特征是在两级反应区之间设有烟温温度测试传感器(6)，在中和反应区的后部还设有烟气干燥升温装置(3)，两者分别与中央控制器(13)电性连接。
7.如权利要求1所述的一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO2，NO，CO的装置，其特征是烟气干燥清洁器(23)之前设置酸碱度检测采样阀(24)。
8.如权利要求1所述的一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO2，NO，CO的装置，其特征是所述的粒子发生器由闭合管道(31)和连通管道(32)和粒子发生头(33组成)，连通管道(32)平行排列，粒子发生头(33)成组装置于连通管道(32)上，并于连通管道(32)内部连通。
9.如权利要求1或8所述的一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO2，NO，CO的装置，其特征是粒子发生头(33)为桶式结构，桶底部设有中孔板(34)，其中心为喷射孔；桶底内部装置带有一对同向倾斜旋流孔(36)的旋流板(35)。
全文摘要
本发明公开了一种一次性脱除燃煤锅炉烟气中SO
文档编号B01D53/60GK1597063SQ20041004051
公开日2005年3月23日 申请日期2004年8月20日 优先权日2004年8月20日
发明者李少泉 申请人:李少泉, 张光太