一種雙噴口矩形噴動床煙氣脫硫脫硝除塵一體化的方法
2023-05-17 08:41:46
專利名稱：一種雙噴口矩形噴動床煙氣脫硫脫硝除塵一體化的方法
技術領域：
本發明涉及一種雙噴口矩形噴動床煙氣脫硫脫硝除塵的方法，屬於能源、化工、冶 金領域。
背景技術：
在有色金屬冶煉、煤燃燒等行業生產過程中會產生大量的含有二氧化硫、氮氧化 物和粉塵的煙氣，二氧化硫、氮氧化物是造成大氣汙染，產生酸雨、及光化學汙染的主要來 源，危害極大，而粉塵密度小、質量輕，難於回收，因此這些煙氣的排放嚴重影響了人們的日 常生活與自然生態的發展。近年來，脫硫脫硝一體化技術發展迅速，開發或改進的方法有幾十種。其中尿素溼 式吸收法具有一定發展潛力，它是以尿素為吸收劑在液相中同時脫除煙氣中的二氧化硫、 氮氧化物，但其反應後的排放物種含有二氧化碳，不符合低碳環保標準。作為煙氣淨化方式 的SCR、SNCR技術，由於其較高的NOx脫出率，正在得到越來越廣泛的應用，但是SCR技術由 於其昂貴的催化劑及壽命問題造成了投資過大，限制了其廣泛應用，相對較廉價的SNCR技 術在實施中還存在著一定的困難，目前主要的困難在於如何減少氨氣的洩露、以及如何確 定最優的氨水噴入量等問題。在二十世紀九十年代，日本的科研人員利用噴動床傳熱傳質效率高、流態化性能 好的優點發明了粉末顆粒-噴動床，利用粉末顆粒-噴動床進行半乾法煙氣脫硫脫硝，這種 技術應用氨水作為脫硫脫硝試劑，無工業廢水的排放，除化肥硫酸銨外也基本無廢渣排放， 裝置緊湊、系統簡單、佔地面積小、投資和運行費用低、沒有二次汙染等優點，所以特別適合 於中小型燃煤鍋爐的煙氣脫脫硝，但是該技術採用的傳統柱錐形噴動床由於受高徑比的限 制在大型化上存在一定困難。
發明內容
本發明的目的在於，為含有大量二氧化硫、氮氧化物和粉塵的煙氣排放企業提供 一種運行費用低、脫硫效率高、脫氮效果顯著，環境汙染小的煙氣脫硫脫硝除塵一體化方 法。本發明的目的通過下列途徑實現先在雙噴口矩形噴動床內加入惰性固體顆粒，通過雙個噴口引入煙氣使床內顆粒 達到穩定噴動狀態，再開啟漿液泵輸送氨水溶液，溶液由安置在床層上方一定高度處的霧 化噴嘴噴出，液滴呈霧狀噴灑在噴動粒子上，在與二氧化硫、氮氧化物進行反應的同時，也 把煙氣中的部分粉塵粘附在噴動粒子上。反應後的固體產物在粒子的碰撞中脫落，經脫硫 脫硝後的煙氣乾燥後帶出噴動床，並在高效除塵器中實現氣固分離。所述的雙噴口矩形噴動床應至少包括兩個以上的噴口、矩形床體、霧化噴嘴和高 效除塵器。噴口位於噴動床的下部，噴口以上是矩形的床體，在床體內部，沿著每個噴口中 心線以上一定高度處安裝霧化噴嘴，在床體上部安裝高效除塵器。
所述的惰性固體顆粒要具有良好的噴動性能，對噴動床的磨損要小，不易破碎，不 與煙氣及氨水發生反應，直徑在1 8mm之間，在噴動床內實現穩定噴動的條件下，固體顆 粒裝填高度依據脫硫脫硝反應時間而定。所述的煙氣進口溫度為70 180°C，高於床體內部5 25°C，在床內煙氣表觀流 速為(1. 05 1. 7) Ums, Ums為最小噴動速度。所述的一種雙噴口矩形噴動床煙氣脫硫脫硝除塵一體化的方法，其特徵在於 所述的氨水溶液選用2 10%的氨水溶液。同時，作為一種可選擇性的實施方式，氨水 溶液中可加入起緩衝作用的酸，如三乙醇胺、乙二胺等添加劑，添加劑濃度為氨水溶液的 0. 005% 0. 025%。所述的霧化噴嘴安裝位置應根據床內顆粒的噴動高度而定，既要保證漿液均勻噴 於顆粒上，又要保證半溼物料充分乾燥，避免粘壁現象的發生，噴林密度在0. 2 2. 5m3/ (m2 · h)之間。本發明與現有技術相比，存在明顯的優點在於(1)裝置緊湊、系統簡單、佔地面積小，脫硫、脫硝和除塵過程可在同一套設備中進 行；( 投資和運行費用低、沒有二次汙染；C3)加入噴動粒子，增大了反應接觸表面積，有 利於二氧化硫和氮氧化物的脫除效率及氨水的利用率；(4)煙氣中密度小的粉塵粘附在密 度大的反應物上，有利於提高除塵效率；(5)雙噴口矩形結構，有利於工業大型化作業。
附圖是一種雙噴口矩形噴動床煙氣脫硫脫硝除塵方法的流程示意圖；
具體實施例方式下面通過具體的實施例並結合附圖來詳細說明本發明。參見附圖，噴動床下部設有兩個噴口，採用矩形床體，沿著每個噴口中心線以上一 定高度處安裝兩個霧化噴嘴，在床體上部設有高效除塵器。先在雙噴口矩形噴動床內加入 2mm的剛玉顆粒，通過兩個噴口引入煙氣使床內顆粒達到穩定噴動狀態，再開啟漿液泵輸送 氨水，漿液由霧化噴嘴噴出，液滴呈霧狀噴灑在噴動粒子上，在與二氧化硫、氮氧化物氣體 進行反應的同時，也把煙氣中的部分粉塵粘附在了噴動粒子上。反應後的固體產物在粒子 的碰撞中脫落，被脫硫和脫氮後的煙氣乾燥後帶出噴動床，並在高效除塵器中實現氣固分 離。煙氣進口溫度為130°C，高於床體內部12°C，在床內煙氣表觀流速為0.68 0. 75m/s， 脫硫脫硝試劑選用2 10%的氨水溶液，並加入起緩衝作用的酸，三乙醇胺和乙二胺添加 劑，添加劑濃度為氨水溶液的0. 005% 0. 025%。霧化噴嘴的噴林密度為1. Om3/(m2 · h)。採用本發明提供的方法，脫硫效率能保持在85%以上，託效效率達70%以上，在 操作條件合適的情況下，脫硫效率可以達到90%。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明而並非限制本發明所描述的技術 方案；因此，儘管本說明書參照上述的各個實施例對本發明已進行了詳細的說明，但是，本 領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或者等同替換；而一切不脫離 本發明的精神和範圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種雙噴口矩形噴動床煙氣脫硫脫硝除塵一體化方法，其特徵在於先在雙噴口矩 形噴動床內加入惰性固體顆粒，通過雙個噴口引入煙氣使床內顆粒達到穩定噴動狀態，再 開啟漿液泵輸送氨水溶液，漿液由安置在床層上方一定高度處的霧化噴嘴噴出，液滴呈霧 狀噴灑在噴動粒子上，在與二氧化硫、氮氧化物進行反應的同時，也把煙氣中的部分粉塵粘 附在噴動粒子上。反應後的固體產物在粒子的碰撞中脫落，經脫硫、脫硝後的煙氣乾燥後帶 出噴動床，並在高效除塵器中實現氣固分離。
2.根據權利要求1所述的一種雙噴口矩形噴動床煙氣脫硫脫硝除塵一體化的方法，其 特徵在於所述的雙噴口矩形噴動床應至少包括兩個以上的噴口、矩形床體、霧化噴嘴和 高效除塵器。噴口位於噴動床的下部，噴口以上是矩形的床體，在床體內部，沿著每個噴口 中心線以上一定高度處安裝霧化噴嘴，在床體上部安裝高效除塵器。
3.根據權利要求1所述的一種雙噴口矩形噴動床煙氣脫硫脫硝除塵一體化的方法，其 特徵在於所述的惰性固體顆粒要具有良好的噴動性能，對噴動床的磨損要小，不易破碎， 不與煙氣及氨水溶液發生反應，直徑在1 8mm之間，在噴動床內實現穩定噴動的條件下， 固體顆粒裝填高度依據脫硫、脫硝反應時間而定。
4.根據權利要求1所述的一種雙噴口矩形噴動床煙氣脫硫脫硝除塵一體化的方法，其 特徵在於所述的煙氣進口溫度為70 180°C，高於床體內部5 25°C，在床內煙氣表觀流 速為(1. 05 1. 7) Ums, Ums為最小噴動速度。
5.根據權利要求1所述的一種雙噴口矩形噴動床煙氣脫硫脫硝除塵一體化的方法，其 特徵在於所述的氨水溶液選用2 10%的氨水溶液。同時，作為一種可選擇性的實施方 式，氨水溶液中可加入起緩衝作用的酸，如三乙醇胺、乙二胺等添加劑，添加劑濃度為氨水 溶液的 0. 005% 0. 025%。
6.根據權利要求1所述的一種雙噴口矩形噴動床煙氣脫硫脫硝除塵一體化的方法，其 特徵在於所述的霧化噴嘴安裝位置應根據床內顆粒的噴動高度而定，既要保證漿液均勻 噴於顆粒上，又要保證半溼物料充分乾燥，避免粘壁現象的發生，噴林密度在0. 2 2. 5m3/ (m2 · h)之間。
全文摘要
本發明提供了一種雙噴口矩形噴動床煙氣脫硫脫硝除塵一體化的方法，先在雙噴口矩形噴動床內加入惰性固體顆粒，通過雙個噴口引入含有二氧化硫、氮氧化物和粉塵的煙氣，使床內顆粒達到穩定噴動狀態，再開啟漿液泵輸送氨水溶液，氨水溶液由安置在床層上方一定高度處的霧化噴嘴噴出，液滴呈霧狀噴灑在噴動粒子上，在與二氧化硫、氮氧化物進行反應的同時，也把部分粉塵粘附在噴動粒子上。反應後的固體產物在粒子的碰撞中脫落，經脫硫脫硝後的煙氣乾燥後帶出噴動床，並在高效除塵器中實現氣固分離。本發明具有裝置緊湊、系統簡單、易於大型化、投資和運行費用低等優點，同時，加入噴動粒子，增大了反應物接觸面積，提高了脫硫脫硝效率，可廣泛應用於能源、化工、冶金等領域。
文檔編號B01D53/78GK102059052SQ201010516588
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月22日 優先權日2010年10月22日
發明者張少峰, 張 傑, 王德武, 王晉剛, 趙會蘭 申請人:天津聚賢技術研發中心