一种基于烟气半干法的脱硫脱硝装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及环境保护技术领域，具体涉及一种基于烟气半干法的脱硫脱硝装置。


背景技术：

[0002]
燃煤锅炉或冶炼行业污染物主要成分为so2(包括so3)、nox和粉尘。这些污染物随烟气排往大气中，将会严重影响空气质量，还会对装置产生腐蚀，影响装置的正常运行，故燃煤锅炉或冶炼行业烟气净化是环保治理的重中之重。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种基于烟气半干法的脱硫脱硝装置，它可以实现至少一定程度上解决现有技术的问题。
[0004]
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[0005]
一种基于烟气半干法的脱硫脱硝装置，包括：
[0006]
脱硫剂供应单元，所述脱硫剂供应单元包括脱硫剂仓、螺旋计量称、风送斜槽、高压离心鼓风机、星型卸料器、气力提升泵、加料器、罗茨鼓风机，所述脱硫剂仓用于储存脱硫剂，所述螺旋计量称用于对由脱硫剂仓内送出的脱硫剂进行称量，并将所述脱硫剂输送到所述风送斜槽的上端，进而喂入所述风送斜槽的料室中，所述高压离心鼓风机用于向风送斜槽内位于下层的风室进行鼓风，使粉料呈悬浮状态，所述风送斜槽具有斜度，使所述脱硫剂依在风送斜槽上自行流动至星型卸料器内，并进入所述气力提升泵内，所述气力提升泵的上部为泵体，下部为由所述罗茨鼓风机供气的气化室，上下部之间隔有多孔透气板，所述星型卸料器中的粉料进入气力提升泵的上部泵体中，所述气力提升泵下部的气化室将罗茨鼓风机的气流经由多孔透气板输送至上部的泵体中，使粉料成流态化，并将物料通过所述罗茨鼓风机的高压气流经由输送管输送至加料器中，所述加料器内的喷嘴喷出同烟气混合；
[0007]
脱硫剂反应吸收单元，所述脱硫剂反应吸收单元包括v型混料器、反应吸收器、水箱、高压水泵、雾化喷枪、排渣器，所述v型混料器与加料器连通，所述加料器的喷嘴喷出的烟气进入v型混料器中进行雾化混合，并进入所述反应吸收器中，所述高压水泵对水箱中的自来水进行加压，并经由设于反应吸收器内的雾化喷枪喷出，使所述烟气中的so2溶于雾化的水中形成亚硫酸，亚硫酸同氢氧化钙反应生成亚硫酸钙固体沉淀，达到脱硫的目的，所述排渣器用于对反应吸收器中脱落的结疤进行收集并排除；
[0008]
臭氧混合反应单元，所述臭氧混合反应单元包括臭氧发生器、臭氧混合器，所述臭氧发生器用于产生臭氧，并将所述臭氧输送至臭氧混合器中，所述臭氧混合器连通加料器。
[0009]
作为如上所述技术方案的进一步优化，所述脱硫剂仓顶部设有仓顶布袋除尘器。
[0010]
作为如上所述技术方案的进一步优化，所述反应吸收器的内壁上贴耐磨陶瓷。
[0011]
作为如上所述技术方案的进一步优化，所述雾化喷枪采用单流体回流式结构。
[0012]
作为如上所述技术方案的进一步优化，所述水箱通过水管与反应吸收器连通，且水管上设置回水调节阀，所述回水调节阀用于调节水管中的供水压力。
[0013]
本实用新型的有益效果：采用一套装置可同时完成烟气的so2、no
x
和粉尘等多组分污染物净化，实现烟气的脱硫脱硝除尘一体化治理；整个过程为干态，无废水排放，不但可以脱除烟气中的so2、no
x
和粉尘，还可以有效地脱除hcl、hf、重金属等有害物质，整个脱硫系统及烟囱无需防腐；臭氧易分解为氧气，相对于scr、sncr脱硝工艺，没有nh3逃逸现象；脱硫脱硝效率高，完全可满足环保要求；脱硫脱硝根据不同的工况采取不同的配置，适用范围广，可以很好地适应烟气量波动和so2、no
x
有害成分的波动。
附图说明
[0014]
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]
图1为本实用新型的结构示意图；
[0016]
图2为本实用新型实施例中臭氧发生器的臭氧生成原理示意图。
具体实施方式
[0017]
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018]
请参阅图1-2，图1-2示出了一种基于烟气半干法的脱硫脱硝装置，包括：
[0019]
一、半干法消石灰脱硫系统
[0020]
1.脱硫剂供应单元
[0021]
将符合品质(ca(oh)2含量≥80％，细度200目，含水率≤1％)的消石灰或电石渣作为脱硫吸收剂，由罐车42运至现场打到脱硫剂仓16，脱硫剂仓16的底部锥体设置防堵料装置。脱硫剂仓16顶部设置仓顶布袋除尘器36，以使排出的气体符合污染物排放标准的要求。
[0022]
脱硫剂仓16中的脱硫剂经过仓底的螺旋计量称18称重计量到设计值后，把脱硫剂下到风送斜槽19的高端，喂入上壳体的料室，风送斜槽19由高压离心鼓风机20向风送斜槽19的下层的气室鼓风，带压气体从上下层之间的透气层(流化床)微孔中穿过，让被流化的脱硫剂改变安息角，粉料呈"悬浮"状态。风送斜槽19具有一定斜度，脱硫剂靠自身重力和分力作用向前流动，输送到星型卸料器17后进入气力提升泵21中，气力提升泵21的上部为泵体，下部为气化室(气化室的气源由罗茨鼓风机22供给)，中间隔有多孔透气板。一次风出口装有喷嘴，对准输料管，输料管下部出口装有膨胀仓，二次风出口与气化室相连，透过透气层，将灰吹起形成流态化状态，输送的物料随来自喷嘴的压缩空气流通过提升管向上输送到加料器23，从加料器23中的喷嘴24中喷出同烟气混合。
[0023]
2.脱硫剂反应吸收单元
[0024]
脱硫剂从喷嘴24中喷出后在v型混料器25中同烟气充分加速雾化混合，进入反应吸收器27中，在反应吸收器27中设有导流装置，以使气流均匀经过并且内表面贴耐磨陶瓷。
[0025]
自来水进入水箱28中备用，自来水通过高压水泵29加压，通过反应吸收器27中的雾化喷枪31喷出，雾化喷枪31采用单流体回流式，反应吸收器27通过出口烟气温度自动调节反应吸收器27的喷水量，供水回路中设计回水调节阀30在dcs自动调节水路的供水压力，合理调节喷水量使其达到全蒸发。在反应吸收器27中，烟气中的so2溶于雾化的水中形成亚硫酸，亚硫酸同氢氧化钙反应生成亚硫酸钙固体沉淀，达到脱硫的目的。
[0026]
在反应吸收器27中产生的结疤，脱落后，滑落到v型混料器25中，经过排渣器26自动排出系统。
[0027]
烟气携带反应后脱硫剂进入布袋除尘器(旋风布袋除尘器)32。
[0028]
布袋除尘器(旋风布袋除尘器)32(如果气量偏小可以采用旋风布袋除尘器)主要由灰斗、过滤室、净气室、进口烟箱、出口烟箱、低压脉冲清灰装置、电控装置、阀门及其它等部分组成。采用上进风方式，以便利用重力作用进行预收尘，减轻布袋的过滤负荷。
[0029]
滤袋采用进口pps滤料+ptfe表面处理，持续运行温度小于150℃，瞬间可耐160℃，单位重量不低于580g/m2。
[0030]
布袋笼骨采用低碳钢材质，使用笼骨生产线一次成型，保证笼骨的直线度和扭曲度，表面防腐采用电泳+有机硅喷涂烘烤工艺，且表面光滑无毛刺。
[0031]
袋笼的纵筋和反撑环分布均匀，保证无脱焊、虚焊和漏焊现象，并有足够的强度和刚度，防止损坏和变形。
[0032]
除尘器花板采用激光加工，不使用冲床加工。滤袋与花板的配合合理，确保滤袋安装严密、牢固不掉袋、装拆方便。
[0033]
清灰模式、间隔、强度均可通过逻辑控制程序调整。
[0034]
灰斗斜壁与水平面的夹角不小于65，灰斗有良好的加热保温措施，底部采用全流化的流化槽并设有一组料位测量装置，料位计提供的灰位信号，满足布袋除尘器控制系统、物料循环、脱硫灰外排等控制需要。
[0035]
3.物料循环及外排单元
[0036]
布袋除尘器(旋风布袋除尘器)32的灰斗及排灰口的设计，保证灰能自由流动排出灰斗，并且其标高满足物料循环，灰斗流化槽下部还设有分料器33，一路进风送斜槽34循环进气力提升泵21，通过脱硫剂供应系统再进反应吸收器27循环利用，另一路接外排灰接口，该接口下方连接有仓泵37，配一套外排灰气力输送系统，气力输送系统采用正压浓相仓泵输送方式，将脱硫灰泵送进入脱硫灰仓35，脱硫灰仓35仓顶部设置仓顶布袋除尘器36，以使排出的气体符合污染物排放标准的要求。
[0037]
脱硫灰仓35的底部锥体，内表面布置流化板防堵和干灰散装机38，脱硫灰经干灰散装机38进入罐车42外运。
[0038]
4.压缩空气单元
[0039]
压缩空气系统，主要是压缩空气主要是给仓顶布袋除尘器36、布袋除尘器(旋风布袋除尘器)32、仓泵37提供压缩空气气源。
[0040]
二、vpsa空分制氧臭氧脱硝系统
[0041]
vpsa空分制氧臭氧脱硝系统由以下几部分组成：vpsa空分制氧单元、
[0042]
臭氧单元、水冷却单元、臭氧混合反应单元、电气控制单元和烟风单元组成。
[0043]
臭氧脱硝的原理在于臭氧可以将难溶于水的no氧化成易溶于水的no2、n2o3、n2o5等高价态氮氧化物，高价态氮氧化物易溶于水形成硝酸，硝酸在脱硫系统中同氢氧化钙反应后随脱硫灰一齐外排。
[0044]
vpsa空分制氧臭氧脱硝单元比对scr或sncr脱硝有几个明显的优点：
[0045]
1)、适应性强脱硝效率高：低温氧化脱硝适应性强，可以很好地适应烟气量波动以及烟气温度在90-200℃变化的大范围波动情况，在o3/no摩尔比为0.9时，η≥84％；
[0046]
2)、设备投资低、占地面积小、系统简单、无废水排放；
[0047]
3)、脱硫脱硝工艺合并无二次污染：臭氧作为氧化剂，与氢氧化钙吸收反应，使脱硫脱硝同时进行。
[0048]
4)、无nh3逃逸现象：臭氧易分解为氧气，相对于scr、sncr脱硝工艺，没有nh3逃逸现象。
[0049]
1.vpsa空分制氧单元
[0050]
本系统通过空气预处理器1进行除去空气中的杂质和水份，进入罗茨鼓风-真空泵一体机2中的罗茨鼓风机被压缩，然后经过换热器3，进入2个吸附罐5，空气的h2o、n2、co2等组分经多种吸附剂后被依次吸附掉，可以得到纯度90％(纯度可通过计算机在60％～93％间任意设定)的富o2从塔顶输出，进入氧气缓冲罐6。当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段某一位置时，plc程序自动开关程控气动阀4，关掉该吸附塔的原料气进料阀和产品气出口阀，停止吸附。吸附床开始转入再生过程，再生时吸附罐5的其中一个是被罗茨鼓风-真空泵一体机2中的真空泵抽负压，吸附罐5中的分子筛吸附的n2、co2等就会被吸入真空泵，经过汽水分离器10后外排大气。两个吸附罐交替作业，通过加压吸附
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均压降压
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负压再生
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均压升压
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氧气加压等过程，吸附罐5便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，又为下一次吸附做好了准备。
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两个吸附罐5按程序交替工作，即可实现连续分离空气得到氧气，氧气后经管道送至氧气压缩机7增压到设计压力后进入低压氧气缓冲罐8，再根据生产用氧量经稳压调节后由管道输送至臭氧工段。
[0052]
2.臭氧制备单元
[0053]
臭氧制备系统采用臭氧发生器9中电晕放电法制取臭氧。其原理为：臭氧发生器的核心采用了先进的介质阻挡双间隙放电技术，原料氧气流经绝缘介质与高压电极之间，以及绝缘介质层和臭氧发生器9罐体接地极之间的狭小间隙，两个环状间隙之间的高压电场双面放电，将通过的氧气转化为臭氧。
[0054]
当氧气通过对高压交流电极之间的放电电场时，在高速电子流的轰击下将氧分子离解为氧原子，氧原子迅速与氧分子反应生成臭氧分子。如下图所示：
[0055]
在臭氧发生室内部分氧气通过中频高压放电变成臭氧，产品气体经温度、压力、流量监测调节后由臭氧出气口产出。臭氧发生器9上设有臭氧取气口，通过在臭氧发生器9配备的臭氧浓度检测仪在线监控臭氧发生器9的臭氧出气浓度。
[0056]
3.水冷却单元
[0057]
臭氧发生器9冷却水设计闭路循环冷却水系统，二网通过循环水泵12为臭氧发生
器9提供冷却水，在板式换热器11换热，把热量传递到一网的循环水，
[0058]
一网通过循环水泵13把水送入冷却塔14散热，达到系统冷却的目的。
[0059]
臭氧发生器9冷却水出水管路装有流量开关、温度变送器，当冷却水流量不足、温度超过设定值时报警。
[0060]
4.臭氧混合反应单元
[0061]
利用臭氧发生器9制备臭氧，通过不锈钢管道送到臭氧混合器15中，布气装置把臭氧气体均布到烟气管道截面，使臭氧与含nox的烟气在烟气管道中充分混合并发生氧化反应。将烟气中的no
x
氧化为容易吸收的no2和n2o5。
[0062]
no2和n2o5通过烟道、脱硫加料器23、v型混料器25进入反应吸收器27中，no2和n2o5易溶于水，形成硝酸或亚硝酸，同脱硫剂氢氧化钙发生酸碱中和反应，完成吸收反应，完成脱硝过程，随脱硫灰外排。
[0063]
由此可见臭氧脱硝离不开脱硫工序的支持，采用臭氧脱硝可以实现脱硫脱硝一块脱除。
[0064]
5.烟风单元
[0065]
含nox的烟气经烟气管道进入臭氧混合器15中同臭氧充分混合并发生氧化反应，将烟气中的no
x
氧化为容易吸收的no2和n2o5，通过烟道、在脱硫加料器23中加入脱硫剂氢氧化钙、脱硫剂氢氧化钙在v型混料器25中同烟气充分加速雾化混合，进入反应吸收器27中，同雾化喷枪31喷出的水发生溶解反应，so2、no2和n2o5易溶于水，形成硫酸或亚硫酸、硝酸或亚硝酸，在反应吸收器27中同脱硫剂氢氧化钙发生酸碱中和反应，完成吸收的脱硫、脱硝过程，再经过布袋除尘器(旋风布袋除尘器)32固气分离，经过过滤后的达到排放标准的洁净气体，通过引风机39(包括补偿器、烟道及挡板门)进入烟囱40外排大气。
[0066]
6.电气和仪表控制单元
[0067]
低压元器件采用性能优良、质量稳定可靠的正品品牌产品，电气设备安装在环境洁净的室内，其外壳的防护等级为ip30；在其余环境条件下的电气设备和照明设备，其防护等级为ip54；在多粉尘环境恶劣的极端区域的电气设备，其防护等级为ip65。
[0068]
电缆设施符合相关的标准和规范。电缆根据工程实际情况恰当地采用电缆沟道﹑电缆桥架(热镀锌)﹑地下埋管以及电缆直埋的敷设方式。直埋电缆每隔15m左右在地面设置永久性标志。0.4kv动力电缆、控制电缆、信号电缆等按有关标准和规范分层(或分隔)敷设。桥架采用梯级式桥架。
[0069]
系统采用plc或dcs控制，设备的工作模式分为自动工作状态、远程手动状态和就地手动状态，而就地电气控制系统应能独立完成所有功能。仪表采用性能优良、质量稳定可靠的正品品牌产品，设备运行状态参数(包括电压、液位、温度、压力、流量、振动检测、故障报警、主机电流、主机运行、主机停止等)均应实现远程监测或设定。电气控制要求设置以太网接口，便于联网。上位机设置操作站和工程师站，数据自动保存到数据库，关键数据超标自动报警，报表自动生成，可以随时调阅任意时间段的运行曲线等功能。
[0070]
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本
实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。