一种脱除电厂燃煤烟气中三氧化硫的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电厂燃煤烟气中三氧化硫脱除的系统，属于大气污染物治理技术领域。
【背景技术】
[0002]S03是燃煤电站烟气当中少量存在的一种污染物质，其产生主要有两方面:一是炉膛燃煤烟气中的S02进一步氧化后生成;二是在SCR反应器中由S02氧化生成。它的存在不仅会对电站的正常稳定运行产生潜在的威胁，同时也会对大气环境产生严重的污染。此外，由于烟气中S03浓度的增加，其对燃煤电站SCR下游设备的影响也日益突出。
[0003]烟气中的S03会与水蒸气、SCR中过量的NH3反应，生成硫酸铵和硫酸氢铵。会堵塞催化剂表面的微孔，使催化剂失效，降低了ΝΟχ的脱除效率，减少了催化剂的使用寿命。此外，S03和S02等酸性气体的存在还会对SCR催化剂脱除烟气中汞的脱除效率产生影响。
[0004]当烟气流经空气预热器时，烟温会迅速下降，如果烟气中S03的含量较多，容易产生112304的管壁凝结现象，增加了对空气预热器的腐蚀，减少了空气预热器的寿命。此外，硫酸氢铵的露点为147°C，是一种粘附性很强并具有较强腐蚀性的物质。当烟气流动到空气预热器常规设计的冷端层上方和中间层下方，硫酸氢铵极强的吸附性能会造成大量灰分沉降在金属表面和卡在层间引起堵塞。这种堵塞会增加烟道的阻力，增加引风机的功率消耗，甚至迫使停炉清理预热器堵灰。
[0005]烟气S03和水蒸气会生成!12504，当烟气温度降到一定程度时，H2S04就会凝结在管壁上，开始发生凝结的温度就是该烟气的酸露点。若烟气中的S03浓度从5ppm增加到lOppm时，烟气的露点温度将会提高7°C。烟气经过湿式脱硫塔时，由于温度的迅速降低，S03与水反应形成的H2S04会形成颗粒极小的雾滴。脱硫塔脱对于这种小雾滴的脱除率仅在30-50%之间。因此，当烟气中的S03浓度较高时，在烟囱出口就会出现“蓝羽”现象。
[0006]因此，随着SCR脱硝技术的大规模应用，S03污染问题逐渐得到了人们的重视，S03的污染控制工作迫在眉睫，并成为研究的热点。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种脱除电厂燃煤烟气中三氧化硫的系统，利用价廉易得的碳酸钠、碳酸氢钠、倍半碳酸钠及其混合物的天然碱，有效脱除烟气三氧化硫。
[0008]为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案:
[0009]—种脱除电厂燃煤烟气中三氧化硫的系统，在烟道上均匀布设外置喷枪系统，所述喷枪系统的喷嘴位于烟道内，且喷嘴的喷射方向与烟气流方向垂直，所述喷嘴与烟道侧壁成设定角度，保证浆液可以均匀充盈烟道截面;所述喷枪系统与天然碱浆液制备系统连通。
[0010]所述喷枪系统均匀布设在烟道正面或背面或侧面上;保证喷枪系统喷射的碱溶液能够覆盖整个烟道。
[0011]优选的，所述喷枪系统包括实心锥喷嘴喷枪和扇形喷嘴喷枪，实心锥喷嘴喷枪和扇形喷嘴喷枪在烟道上相隔布设;所述实心锥喷嘴喷枪上设置实心锥喷嘴，所述扇形喷嘴喷枪上设置扇形喷嘴;覆盖面广、穿透力强，喷枪喷出的碱溶液呈现扇形喷射状，使碱溶液与烟气中接触充分，达到尽可能的脱除烟气三氧化硫的目的。
[0012]所述实心锥喷嘴和扇形喷嘴均为耐磨材质制成，提高喷嘴对烟气的抗磨损度。
[0013]所述实心锥喷嘴和扇形喷嘴外部均套有防磨件，防止烟气对喷嘴的磨损。
[0014]天然碱浆液制备系统，根据烟气S03含量、天然碱成分及锅炉实际运行情况进行浆液配备，在保证半干法脱除S03的同时提高S03的脱除率。
[0015]喷嘴需要根据实际情况调整数量、布置角度及出口流速，提高喷嘴流速可增加碱液分布的均匀度，但会增加喷嘴的耗气量，降低烟气温度，增加能耗，同时也会加大吸收剂对喷嘴的磨损，缩短喷嘴的使用寿命，喷嘴数量、布置角度及出口流速的选择应保证吸收剂与烟气的均匀混合，同时尽量减小烟道阻力。
[0016]本实用新型通过在SCR反应器前面竖直烟道处设置喷嘴系统，向烟道内喷入天然碱浆液，利用天然碱的强碱特性对S03进行吸收脱除，脱除效率可达80 %以上。
[0017]本实用新型通过设置喷嘴的位置、数量、角度及出口流速保证吸收剂与烟气的均匀混合，解决了现有技术中S03对SCR脱硝装置、空预器危害的问题;还解决S03对脱硝入口烟道产生腐蚀、烟气中污染物排放多的问题，实现烟气的清洁排放。
[0018]本实用新型的有益效果为:
[0019]本实用新型减少了S03对SCR脱硝催化剂表面微孔的堵塞，提高了催化剂的使用寿命;减少了S03对SCR脱硝装置空气预热器的腐蚀堵塞，增加了空气预热器的寿命；同时有效降低空气中S03含量，解决了烟气中污染物排放多的问题，改善了环境。
[0020]本实用新型喷射系统对烟道无阻力，不影响原有设备运行。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型脱除三氧化硫的系统喷枪安装位置示意图；
[0022]图2为本实用新型喷枪喷射效果图；
[0023]图中，1-SCR脱硝反应器，2-进口烟道，3-喷枪，4_进口烟道截面，5_喷嘴喷射方向。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0025]利用天然碱溶液有效脱除烟气三氧化硫的装置，实施位置在SCR脱硝反应器的竖直烟道上规则排列外置喷枪。喷枪系统连接天然碱溶液制备系统，喷枪系统采用实心锥喷嘴喷枪与扇形喷嘴喷枪组合使用，喷枪喷出的碱溶液呈现扇形喷射状，布置的喷枪喷射的碱溶液能够覆盖整个烟道，使碱溶液与烟气中接触充分，达到尽可能的脱除烟气三氧化硫的目的。利用天然碱配置成溶液喷雾后与烟气混合有效脱除烟气三氧化硫的工艺，碱浆液喷洗充分吸收S03，再进入SCR反应器，吸收后的天然碱浆液被烟气干燥蒸发。
[0026]实施例1:
[0027]如图1所示，以某300WM燃煤机组为例，利用天然碱溶液有效脱除烟气三氧化硫的装置，包括在SCR脱硝反应器1的烟气入口烟道2底部位置开孔布设喷枪3。喷枪3连接的管道系统连接天然碱浆液制备系统。
[0028]根据烟气S03含量、天然碱成分及锅炉实际运行情况配置浆液，推荐天然碱(碱液质量浓度在15?30 % )与S03摩尔比9:1左右，在保证浆液挥发态下脱除S03的同时提高S03的脱除率。
[0029]喷嘴系统布置在SCR反应器进口的烟道，喷枪3采用外部布置方式，保证吸收剂与烟气的均匀混合，减小烟道阻力，有利于降低风机能耗。
[0030]如图2所示，喷枪3与进口烟道截面4垂直，喷嘴喷射方向5与进口烟道截面4垂直，且呈扇形喷射状，布置的喷枪3喷射的碱溶液能够覆盖整个烟道。
[0031]喷枪可采用竖直烟道正面、背面、侧面等多种位置布置，喷枪3布置与烟气方向垂直，喷嘴喷出的浆液与烟气来流方向垂直。喷嘴设置一定角度，保证浆液均匀充盈烟道截面，喷嘴优选覆盖面广、穿透力强的实心锥和扇形喷枪组合使用。
[0032]烟气三氧化硫浓度至少在3ppm，更一般的为约lOppm至约200ppm。烟道气的温度最优选为250°C?450°C。天然碱浆液的浓度根据三氧化硫浓度变化，质量浓度在15?30 %间，喷嘴出口速度约为40m/s。
[0033]为防止烟气对喷嘴的磨损，喷嘴可以选取碳化硅等耐磨损材质，或是采取套装防护套、防磨防腐陶瓷件等防磨措施。
[0034]本实例中在SCR反应器入口烟道处设置喷嘴系统，向烟道内喷入浓度20%天然碱浆液，利用天然碱的强碱特性对S03进行吸收脱除，脱除效率可达88%，通过设置喷嘴的位置、数量、角度及出口流速保证吸收剂与烟气的均匀混合，选用碳化硅材质喷嘴减少磨损，对整个烟道没有阻力影响。
[0035]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【主权项】
1.一种脱除电厂燃煤烟气中三氧化硫的系统，其特征是，在烟道上均匀布设外置喷枪系统，所述喷枪系统的喷嘴位于烟道内，且喷嘴的喷射方向与烟气流方向垂直，所述喷嘴与烟道侧壁成设定角度，保证浆液可以均匀充盈烟道截面;所述喷枪系统与天然碱浆液制备系统连通。2.如权利要求1所述的脱除电厂燃煤烟气中三氧化硫的系统，其特征是，所述喷枪系统均匀布设在烟道正面或背面或侧面上。3.如权利要求1或2所述的脱除电厂燃煤烟气中三氧化硫的系统，其特征是，所述喷枪系统包括实心锥喷嘴喷枪和扇形喷嘴喷枪，实心锥喷嘴喷枪和扇形喷嘴喷枪在烟道上相隔布设;所述实心锥喷嘴喷枪上设置实心锥喷嘴，所述扇形喷嘴喷枪上设置扇形喷嘴。4.如权利要求3所述的脱除电厂燃煤烟气中三氧化硫的系统，其特征是，所述实心锥喷嘴和扇形喷嘴均为耐磨材质制成。5.如权利要求3所述的脱除电厂燃煤烟气中三氧化硫的系统，其特征是，所述实心锥喷嘴和扇形喷嘴外部均套有防磨件。
【专利摘要】本实用新型公开了一种脱除电厂燃煤烟气中三氧化硫的系统，在烟道上均匀布设外置喷枪系统，所述喷枪系统的喷嘴位于烟道内，且喷嘴的喷射方向与烟气流方向垂直，所述喷嘴与烟道侧壁成设定角度，保证浆液可以均匀充盈烟道截面；所述喷枪系统与天然碱浆液制备系统连通。本实用新型减少了SO3对SCR脱硝催化剂表面微孔的堵塞，提高了催化剂的使用寿命；减少了SO3对SCR脱硝装置空气预热器的腐蚀堵塞，增加了空气预热器的寿命；同时有效降低空气中SO3含量，解决了烟气中污染物排放多的问题，改善了环境。
【IPC分类】B01D53/80, B01D53/50
【公开号】CN205084619
【申请号】CN201520910104
【发明人】姚广平, 邓徐帧, 刘畅, 张汝松, 刘昌峰
【申请人】山东山大华特环保工程有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月13日