一种火电厂超声波雾化脱硫除尘阻止氨逃逸一体化系统的制作方法

本发明涉及烟气脱硫技术，尤其是一种火电厂超声波雾化脱硫除尘阻止氨逃逸一体化系统。

背景技术：

煤炭中硫的存在形式有硫化物、硫酸盐和有机硫。煤炭在燃烧过程中，低价态的硫化物，一部分直接氧化成so3，并形成稳定的硫酸盐；另一部分则氧化成so2。这部分so2的绝大多数能够再次与高温的碱性物料和o2发生反应生成硫酸盐。剩下的少部分so2会进入烟囱排放。反应生成的硫酸盐主要有硫酸钾、硫酸钠、硫酸钙等化合物，这些化合物的熔融温度分别为1074℃、852℃、1397℃，会在炉锥部、缩口、四级筒和五级筒等温度适宜部位产生结皮、堵塞现象，如果存在还原气氛，硫酸盐矿物在co和c的还原下重新生成so2及粉尘，或温度超过1500℃的情况下，发生挥发现象，参与内循环。有关so2及粉尘的控制方法从燃料的生命周期的三个阶段人手，分为燃烧前、燃烧中、燃烧后。燃烧前、燃烧中脱硫比较困难且成本较高，相关研究较少，几乎所有的研究都集中在燃烧后对so2及粉尘的控制。行业中，火电厂、炼钢厂和水泥厂均匀主要的so2及粉尘污染源，目前这些污染源都有相应的控制措施，其脱硫除尘技术大致可分为干法、半干法、湿法，但采用上述方法成本高，且脱硫、脱硝和除尘的效果较差。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种火电厂超声波雾化脱硫除尘阻止氨逃逸一体化系统，脱硫效率高，超声波脱硫工艺脱硫率高达99%以上，脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低，而且烟气含尘量也大大减少，有效组织氨的逃逸。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种火电厂超声波雾化脱硫除尘阻止氨逃逸一体化系统，包括：

超声波雾化系统，烟气经过导流通过超声波烟道，在超声波烟道内循环脱硫复合碱液通过高压泵供压及超声波设备雾化后将形成由微米级细小雾滴组成的均匀雾团，雾团充分填充超声波烟道，并阻截穿过的烟气，烟气中so2被雾化脱硫剂捕捉并迅速发生反应；通过超声波发生器释放出超声波，将脱硫复合碱液振荡成小于5-10μm的雾化气体，表面张力大，脱硫液本身具有一定的粘性，能够有效捕捉烟气中的粉尘，超声波发生器能有效捕捉脱硝工艺逃逸的氨，并使得逃的氨在超声波震荡雾化的环境下进一步与氮氧化物发生还原反应；

雾化系统，脱硫后烟气温度降低，烟气湿度较大，通过内置除雾填料层的除雾反应塔将大部分的粉尘及含有so2的水雾截留下来，经脱硫除雾后，洁净烟气在引流风机作用下返回到原有烟道并；

水处理系统，超声波系统及除雾塔中产生的废液在雾化区烟道下方汇集并通过定向导流收集至再生池中；在再生池中添加消化的石灰粉使之与脱硫生成的硫酸盐反应生成硫石膏，后续添加絮凝剂使生成的硫石膏及粉尘进一步絮凝成较大矾花；再生池中经再生絮凝处理后底流液抽提至水力旋流器处浓缩分离，清澈溢流液收集至循环药剂池供超声波系统使用，旋流器底部浓缩液至真空过滤机脱水处理，得到块状石膏；

加药系统，加药系统包括水处理加药系统及脱硫剂加药系统；水处理加药主要是石灰投加消化装置和pac、pam溶药池三部分构成，负责向再生池投加水处理药剂；脱硫剂加药系统包含脱硫剂自动投加装置、催化剂自动投加装置及脱硫剂池组成，脱硫药剂池内置ph计控制自动加药机加药，脱硫催化剂依据脱硫剂池进水量自动投加，脱硫剂在脱硫剂池内充分溶解混合后，补充至循环药剂池与再生液混合，形成循环药液。

作为改进，还包括烟气导流系统，烟气经静电除尘设备之后引入超声波雾化系统中进行脱硫处理，在引风管与超声波雾化系统之间设有分流区，烟气经导流均匀流量分别进入超声波系统各子烟道中。

作为改进，烟气经过导流以3.47m/s流速通过20米超声波烟道。

作为改进，再生池一侧设有事故应急池。

作为改进，所述水处理加药系统还包括石灰仓。

作为改进，一体化系统还包括自动控制系统，自动控制系统配备相应的压力传感器、ph检测器及液位计等监测设备及进出口烟气在线监测系统，通过电信号将监测结果传输至中控室处理器集中处理。

作为改进，脱硫复合碱液按照重量百分比计，复合碱液包括如下原料组成：

氯化钙8~25%

白泥2~3%

氢氧化钠4~8%

氧化钡0.5~1.2%

氢氧化镁0.8~1%

氢氧化钙5~10%

七水合硫酸亚铁9~16%

过氧化锂7~9%

高锰酸钾5~10%

水15~25%

氢氧化锂3~7%

氟硅酸钠4~10%

碳酸钠4~10%

乙二胺磷酸盐0.8~1.7%。

作为改进，所述静电除尘器具有四个高压放电电场，第一电场为负高压直流放电电场，与烟气入口管道相连，作为预收尘级；第二电场和第三电场均为正高压脉冲放电电场，与第一直流电场相连，作为粉尘颗粒荷电和烟气多种污染物协同脱除级；第四电场为负高压直流放电电场，位于第三正高压脉冲放电电场之后，作为凝并收尘级。

本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：

（1）脱硫效率高，超声波脱硫工艺脱硫率高达99%以上，脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低，而且烟气含尘量也大大减少，有效组织氨的逃逸；

（2）技术成熟，运行可靠性好，不会因脱硫设备而影响设备的正常运行。使用寿命长，可取得良好的投资效益；

（3）脱硫副产物便于综合利用，超声波雾化一体化技术的脱硫副产物为脱硫石膏，在日本、德国脱硫石膏年产量分别为250万吨和350万吨左右，基本上都能综合利用，主要用途是用于生产建材产品和水泥缓凝剂，脱硫副产物综合利用，不仅可以增加厂效益、降低运行费用，而且可以减少脱硫副产物处置费用，延长石灰场使用年限；

（4）投资成本低，施工周期短。超声波雾化一体化技术主要设备采用模块化集成，现场施工成本低（约为传统酸碱法的70%），同样一个工程项目施工周期不到传统酸碱法施工周期的一半；

（5）运营成本低，由于采用模块化集成，项目维护方便高效低廉；脱硫药剂利用率高，投加量少；废水全部回收再生利用，无外排；多元plc端口控制技术，项目维护人员少；

（6）兼容性好，超声波雾化一体化技术可很好的衔接至燃煤电厂、水泥厂、钢铁厂、焦化厂等多种行业，能适应不同烟气条件，具有极佳的兼容性；

（7）升级优势，超声波雾化一体化技术具有极大的升级改造空间，超洁净排放有普及趋势，传统脱硫工艺很难在原系统中进行升级改造，超声波雾化一体化技术则可在原设备基础上进行升级扩容以达到新的脱硫预期，避免了重复投资。

附图说明

图1为本发明系统框架图。

图2为本发明系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

如图1、2所示，一种火电厂超声波雾化脱硫除尘阻止氨逃逸一体化系统，包括：

烟气导流系统，本脱硫工艺设置于静电除尘设备之后，将烟气引入后续超声波雾化系统中进行脱硫处理；在引风管与超声波雾化系统之间设有分流区，烟气经导流以较均匀流量分别进入超声波系统各子烟道中；本系统在运行过程中可同时进行检修及维护，不影响脱硫效率。如出现应急事故导致系统停运，可通过电动阀板控制烟气走向，使烟气通过备用脱硫系统进行处理排放。

超声波雾化系统1，烟气经过导流以3.47m/s流速通过20米超声波烟道11，在超声波烟道11内循环脱硫液通过高压泵供压及超声波设备雾化后将形成由微米级细小雾滴组成的均匀雾团，雾团充分填充超声波烟道，并阻截穿过的烟气，烟气中so2被雾化脱硫剂捕捉并迅速发生反应，混合反应时间为5.76s，烟气与雾化后的脱硫复合碱液反应时间充足，使脱硫效率达到99%以上。通过超声波发生器释放出超声波，将脱硫复合碱液振荡成小于5-10μm的雾化气体，表面张力大，脱硫复合碱液本身具有一定的粘性，能够有效捕捉烟气中的粉尘。此外，超声波发生器能有效捕捉脱硝工艺逃逸的氨，并使得逃逸的氨在超声波震荡雾化的环境下进一步与氮氧化物发生还原反应，不仅较少了氨的逃逸，还进一步起到脱硝的作用。

雾化系统2，脱硫后烟气温度降低，烟气湿度较大，通过内置除雾填料层的除雾反应塔即可将大部分的粉尘及含有so2的水雾截留下来，经脱硫除雾后，洁净烟气在引流风机3作用下返回到原有烟道并完成达标排放。

水处理系统，超声波系统及除雾塔中产生的废液在雾化区烟道下方汇集并通过定向导流收集至再生池8中，再生池8一侧设有事故应急池9，当突发情况、水量异常或停机检修时，留以备用；在再生池8中添加消化的石灰粉使之与脱硫生成的硫酸盐反应生成硫石膏，后续添加絮凝剂使生成的硫石膏及粉尘进一步絮凝成较大矾花；再生池8中经再生絮凝处理后底流液抽提至水力旋流器5处浓缩分离，清澈溢流液收集至循环药剂池7供超声波系统1使用，水力旋流器5底部浓缩液至真空过滤机6脱水处理，得到块状石膏，可最为建筑材料再利用。

加药系统，加药系统主要包括水处理加药系统及脱硫复合碱液加药系统两部分：水处理加药主要是石灰投加消化装置和pac、pam溶药池三部分构成，负责向再生池投加水处理药剂，因本系统石灰消耗量较大，故备有相应石灰仓储4；脱硫复合碱液加药系统包含脱硫复合碱液自动投加装置、催化剂自动投加装置及脱硫复合碱液池组成，脱硫药剂池内置ph计控制自动加药机加药，脱硫催化剂依据脱硫复合碱液池进水量自动投加，脱硫复合碱液在脱硫复合碱液池内充分溶解混合后，补充至循环药剂池与再生液混合，形成循环药液。

自动控制系统，本超声波雾化工艺设有完整的dcs自动控制系统，配备相应的压力传感器、ph检测器及液位计等监测设备及进出口烟气在线监测系统，通过电信号将监测结果传输至中控室处理器集中处理，并自动对系统做出正确响应。

所述静电除尘器具有四个高压放电电场，第一电场为负高压直流放电电场，与烟气入口管道相连，作为预收尘级；第二电场和第三电场均为正高压脉冲放电电场，与第一直流电场相连，作为粉尘颗粒荷电和烟气多种污染物协同脱除级；第四电场为负高压直流放电电场，位于第三正高压脉冲放电电场之后，作为凝并收尘级。

脱硫复合碱液按照重量百分比计，复合碱液包括如下原料组成：氯化钙8~25%、白泥2~3%、氢氧化钠4~8%、氧化钡0.5~1.2%、氢氧化镁0.8~1%、氢氧化钙5~10%、七水合硫酸亚铁9~16%、过氧化锂7~9%、高锰酸钾5~10%、水15~25%、氢氧化锂3~7%、氟硅酸钠4~10%、碳酸钠4~10%、乙二胺磷酸盐0.8~1.7%。添加氢氧化钙进入复合碱液前，先将氢氧化钙磨成4000-5000目的粉末。

本年发明所带来的环境效益：超声波雾化脱硫、除尘及阻止氨逃逸一体化废气净化工艺能够有效的控制和减少水泥行业烟气中so2排放，同步达到除尘、阻止氨逃逸效果，具有极大的环境效益。

本年发明所带来的社会效益：环保项目功在当代，利在千秋。超声波雾化脱硫、除尘及阻止氨逃逸一体化废气净化工艺领域的一次大革命，必然带动水泥生产等其相关行业的变革，为推动我国工业转型起到积极的推动作用。目前我国有上千家水泥、钢铁、火电等产业急需超声波雾化工艺对其二氧化硫减排进行整改。