专利名称：蜂窝状催化板脱硫净化器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及锅炉烟气脱硫催化净化器结构的改进，特别是蜂窝状催化板脱硫 净化器。
背景技术：
当前世界各地能源资源以煤炭为主较多，特别在火力发电结构方面，今后相当长 的时间内以燃煤锅炉为主的基本格局不会改变，由此造成了严重的环境污染，特别是SO2即 酸雨的污染。燃煤锅炉的SO2排放量在其他SO2总排放量中占有相当大的比例，为SO2排放 污染的大户。近年来，随着联合国环境保护组织的要求、及世界各国国民经济的发展和人民 生活水平的提高，均开始加速对环境污染的治理，SO2是大气的重要污染物之一，已对农作 物、森林、建筑物和人体健康等方面造成了巨大的经济损失，排放的控制十分重要。因此，采 取必要的措施，控制燃煤锅炉的SO2排放，对于推行集中供热洁净生产和改善当地的大气环 境质量有着十分重要的意义。通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点情况的分析研究，目 前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。①燃烧前脱硫_燃烧前脱硫就是在煤燃烧前把煤中的硫分脱除掉，燃烧前脱硫技 术主要有物理洗选煤法、化学洗选煤法、煤的气化和液化、水煤浆技术等。燃烧前脱硫技术 中物理洗选煤技术已成熟，应用最广泛、最经济，但只能脱无机硫；生物、化学法脱硫不仅 能脱无机硫，也能脱除有机硫，但生产成本昂贵，距工业应用尚有较大距离；煤的气化和液 化还有待于进一步研究完善；微生物脱硫技术正在开发；水煤浆是一种新型低污染代油燃 料，它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性，被称为液态煤炭 产品，市场潜力巨大，目前已具备商业化条件。②燃烧中脱硫，又称炉内脱硫，炉内脱硫是在燃烧过程中，向炉内加入固硫剂如 CaCO3等，使煤中硫分转化成硫酸盐，随炉渣排除。炉内喷钙技术Ca/S在2以上时，用石灰 石或消石灰作吸收剂，脱硫率分别可达40%和60%。对燃用中、低含硫量的煤的脱硫来说， 只要能满足环保要求，不一定非要求用投资费用很高的烟气脱硫技术。炉内喷钙脱硫工艺 简单，投资费用低，特别适用于老厂的改造。③燃烧后脱硫，又称烟气脱硫(Fuel gas desulfurization，简称FGD)燃煤的烟气 脱硫技术是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。对燃煤电厂而言，在今后一个相当长的时 期内，FGD将是控制SO2排放的主要方法，湿法FGD工艺较为成熟的还有氢氧化镁法；氢氧 化钠法；氨法等。其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫(Fuel gas desulfurization，简称FGD)，在FGD 技术中，按脱硫剂的种类划分，可分为以下五种方法以CaCO3 (石灰石)为基础的钙法，以 MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机 碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。按吸收剂及脱硫产物 在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度 快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污 染等问题。干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水废酸 排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩 散、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。半干法FGD技 术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流程)，或者在湿状 态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物(如喷雾干燥法)的烟气脱硫技术。特别是在湿状态 下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的 优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。近年来国家对环保工作越来越重视，对污染物的排放要求也越来越高，特别SO2是 主要大气污染物之一。国家相继制定了严格的SO2排放标准和中长期控制战略，加速了控 制SO2排放的步伐。目前，我国脱硫行业虽然发展比较迅速，但也存在不少问题，例如，大型 电厂国产脱硫技术因投资大、占地面积大、耗能大、操作难度大等难以推广应用；缺乏拥有 自主知识产权的含有烟气脱硫技术的装备。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种蜂窝状催化板脱硫净化器，其结构合理，化学反 应速率快，提高脱硫效率，采用回流燃烧技术将未燃尽的烟灰、有机硫等返回炉膛再燃烧， 节能、降灰，减少硫在烟气中的含量，降低林格曼黑度指标，可抑制或降低SO2的产生，运行 费用和维修费用低，脱硫剂用量少，减排效果优良。本实用新型的目的是这样实现的一种蜂窝状催化板脱硫净化器，包括烟气排出 通道和烟气进口，催化脱硫净化箱底端设置着连通其内腔的出灰斗，在催化脱硫净化箱内 配合设置着含有催化剂的催化床板，催化床板之间以倾斜状态通过其上、下端自上而下首 尾相交连接构成横截面呈折线形的催化板，催化板将催化脱硫净化箱内腔分隔成烟气回流 室和含硫烟气排出室，烟气回流室和含硫烟气排出室通过每个催化床板本体上均布的蜂窝 状孔道相互连通，蜂窝状孔道的进气口的口径大于其出气口的口径，进气口设置在催化床 板位于烟气回流室内的一侧板壁上，出气口设置在催化床板位于含硫烟气排出室内的另一 侧板壁上；烟气回流室其箱壁上、下部分别设置着烟气进口和烟气回流出口，含硫烟气排出 室连通其箱壁上设置的烟气排出通道。本实用新型利用在催化脱硫净化箱中多层曲面及蜂窝状催化床板(按每吨锅炉 净化器内装填1. 5m3的催化板)使烟气形成高速旋转涡流，经锅炉排出的烟尘进入本催化 脱硫净化箱中后，本实用新型使烟尘呈涡流形旋转运动，在涡流运动过程中，烟尘微粒与催 化床板高速反复碰撞，燃尽的灰尘较重落入灰斗，使碳黑、粉尘等颗粒变的更加细小，部分 烟尘流进烟气回流出口重新进入炉膛时在高温作用下被燃尽，既释放了热能，又减少了烟 尘排放；烟尘流重新流入炉膛时，其中一氧化碳、碳氢化合物等可燃物在炉膛中燃烧释放 出热能，燃料被充分利用，达到节能的目的；涡流运动过程中由于蜂窝状催化床板内含有 V2O5, Fe2O3^ GuO, Cr2O等多种过度金属氧化物及有代表性的TiO2等有一定的催化还原活性 的SCR催化剂载体，有一定的催化还原活性，在高热状态下有良好的催化效果，使一部分二 氧化硫转化为三氧化硫通过蜂窝状孔道进入含硫烟气排出室，然后再进入脱硫塔后很快被
4脱硫液吸收，比相同类型的脱硫设备化学反应时间短，吸收快，脱硫效率高；通过回流烟道 一部分二氧化硫进入炉膛与煤或灰渣中的钙(也可喷入石灰石)、镁、铝、铁等的氧化物反 应生成硫酸盐固体，沉淀于炉渣中，从而达到良好的脱硫效果。由上述其对结构和原理的综 合分析可得知，本实用新型结构合理，化学反应速率快，提高脱硫效率，采用回流燃烧技术 将未燃尽的烟灰、有机硫等返回炉膛再燃烧，节能、降灰，减少硫在烟气中的含量，降低林格 曼黑度指标，可抑制或降低SO2的产生，运行费用和维修费用低，脱硫剂用量少，减排效果优 良ο
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。图1为本实用新型实施例1的主视剖视结构示意图；图2为图1中A处(催化床板)的放大结构示意图；图3为图2的俯视结构示意图；图4为本实用新型实施例2催化床板蜂窝状孔道的剖视结构示意图。
具体实施方式
一种蜂窝状催化板脱硫净化器，如图1至图4所示，包括烟气排出通道1和烟气进 口 6，催化脱硫净化箱4底端设置着连通其内腔的出灰斗10，在催化脱硫净化箱4内配合设 置着含有催化剂的催化床板3，催化床板3之间以倾斜状态通过其上、下端自上而下首尾相 交连接构成横截面呈折线形的催化板，催化板将催化脱硫净化箱内腔4分隔成烟气回流室 5和含硫烟气排出室2，烟气回流室5和含硫烟气排出室2通过每个催化床板3本体上均布 的蜂窝状孔道10相互连通，蜂窝状孔道10的进气口 11的口径大于其出气口 9的口径，进 气口 11设置在催化床板3位于烟气回流室5内的一侧板壁上，出气口 9设置在催化床板3 位于含硫烟气排出室2内的另一侧板壁上；烟气回流室5其箱壁上、下部分别设置着烟气进 口 6和烟气回流出口 7，含硫烟气排出室2连通其箱壁上设置的烟气排出通道1。烟气进口 6可通过管路与引风机出风口连接，在与烟气回流出口 7连通的回流烟 道内设置着可调节回流风量的风量调节装置，即烟气回流出口 7通过管路连通风量调节
ο所述呈倾斜状态的催化床板3与水平面的夹角角度θ取值范围为5° < θ彡20°。烟气回流出口 7的口径与烟气进口 6的口径之比为1/4-1/2。烟气回流出口 7通过管路连通风量调节器。如图2所示，所述的蜂窝状孔道10由细管孔12和粗管孔13构成。如图4所示， 所述的蜂窝状孔道10其横截面形状为等腰梯形。本实用新型将进入无烟尘净化器的部分烟气及未燃尽的烟灰，利用炉堂内与无烟 尘净化器的正负压差，通过回流烟道送入炉内，降低燃烧温度和氧的浓度，达到降低so2、 NOx生成量的目的。同时未完全燃烧的煤灰、有机硫等，在炉温800-1000°C下“再燃烧”。这 种循环的短回流，减少了部分SO2的排放量。其过程为通过省煤器、除尘器及引风机进入无 烟尘净化器的烟气，其温度有所下降，再经过回流烟道进入炉堂内的燃烧气流中，由于温度 低的烟气可以降低火焰总体温度，并且烟气中的惰性气体又能够冲淡氧的浓度，从而导致
5SO2, NOx生成量的减少。当烟气循环量超过燃烧空气总量的15%时，降低S02、NOx含量的 作用开始减弱。此外，最大的烟气循环量受限于火焰稳定性，过量的回流烟气造成炉内缺 氧，影响燃烧，所以在与烟气回流出口连通的回流烟道内可设有风量调节装置，一般控制在 总烟气量的10-25%。 降低燃烧过程中S02、N0X生成量的途径主要有两个⑴降低火焰温度，防止局部 高温；(2)降低过量空气系数和氧浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧。通过特珠设计回烟道的 可调节风门来控制风煤比例，在保证煤在炉膛中完全燃烧的同时，有效抑制S02、NOx的生 成。
权利要求一种蜂窝状催化板脱硫净化器，包括烟气排出通道(1)和烟气进口(6)，催化脱硫净化箱(4)底端设置着连通其内腔的出灰斗(10)，其特征是在催化脱硫净化箱(4)内配合设置着含有催化剂的催化床板(3)，催化床板(3)之间以倾斜状态通过其上、下端自上而下首尾相交连接构成横截面呈折线形的催化板，催化板将催化脱硫净化箱内腔(4)分隔成烟气回流室(5)和含硫烟气排出室(2)，烟气回流室(5)和含硫烟气排出室(2)通过每个催化床板(3)本体上均布的蜂窝状孔道(10)相互连通，蜂窝状孔道(10)的进气口(11)的口径大于其出气口(9)的口径，进气口(11)设置在催化床板(3)位于烟气回流室(5)内的一侧板壁上，出气口(9)设置在催化床板(3)位于含硫烟气排出室(2)内的另一侧板壁上；烟气回流室(5)其箱壁上、下部分别设置着烟气进口(6)和烟气回流出口(7)，含硫烟气排出室(2)连通其箱壁上设置的烟气排出通道(1)。
2.根据权利要求1所述的蜂窝状催化板脱硫净化器，其特征是所述呈倾斜状态的催 化床板(3)与水平面的夹角角度θ取值范围为5° < θ <20°。
3.根据权利要求1所述的蜂窝状催化板脱硫净化器，其特征是烟气回流出口(7)的 口径与烟气进口(6)的口径之比为1/4-1/2。
4.根据权利要求1所述的蜂窝状催化板脱硫净化器，其特征是烟气回流出口(7)通 过管路连通风量调节器。
5.根据权利要求1所述的蜂窝状催化板脱硫净化器，其特征是所述的蜂窝状孔道 (10)由细管孔(12)和粗管孔(13)构成。
6.根据权利要求1所述的蜂窝状催化板脱硫净化器，其特征是所述的蜂窝状孔道 (10)其横截面形状为等腰梯形。
专利摘要本实用新型公开了一种蜂窝状催化板脱硫净化器，在催化脱硫净化箱内配合设置着催化床板，催化床板之间以倾斜状态通过其上、下端自上而下首尾相交连接构成横截面呈折线形的催化板，催化板将催化脱硫净化箱内腔分隔成烟气回流室和含硫烟气排出室，烟气回流室和含硫烟气排出室通过每个催化床板本体上均布的蜂窝状孔道相互连通，蜂窝状孔道进气口的口径大于其出气口口径，进气口设置在催化床板位于烟气回流室内的一侧板壁上，出气口设置在催化床板位于含硫烟气排出室内的另一侧板壁上；烟气回流室其箱壁上、下部分别设置着烟气进口和烟气回流出口，含硫烟气排出室连通其箱壁上设置的烟气排出通道。本实用新型可提高脱硫效率，节能，降灰。
文档编号B01D53/50GK201701875SQ201020175869
公开日2011年1月12日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者赵新疆 申请人:赵新疆