鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備的製作方法
2023-05-30 19:08:41
鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，包括塔體，所述塔體上設有煙氣進口和煙氣出口，所述煙氣進口設於所述塔體的側壁上，所述煙氣出口設於塔體的頂部；所述煙氣進口處設有煙氣導流裝置，所述煙氣導流裝置包括一端延伸至所述塔體外的煙氣導流橫管，所述煙氣導流橫管的另一端延伸至塔體內，並連接有開口向下的煙氣導流豎管；所述煙氣導流橫管內的頂部設有脫汞脫硝液噴淋裝置，所述煙氣導流豎管內設有脫硫脫硝液噴淋裝置。本發明的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，能夠在一體化設備中對鍋爐煙氣進行脫硫、脫硝以及脫汞處理，投資小、佔地面積小。
【專利說明】鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及鍋爐煙氣淨化設備【技術領域】，具體地說，涉及一種鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備。
【背景技術】
[0002]在現代社會中，熱電廠等單位都用到大型的鍋爐，鍋爐在運行過程中會產生大量的煙氣，鍋爐煙氣中存在含硝、硫以及汞的有毒化合物，這些有毒化合物如果直接排放到大氣中會對大氣造成嚴重汙染，影響大氣環境，因此鍋爐煙氣的處理非常重要。
[0003]目前對於鍋爐煙氣的脫硫與脫硝分別採用單獨的設備來進行。例如鍋爐煙氣脫硝設備常用的方法是選擇性催化還原法(S0R)，和非選擇性催化還原法(SNCR)，這兩種脫硝方法中的還原劑一般採用含氨化合物，例如氨水、液氨或尿素，操作方法是將含氨化合物的溶解液在爐內噴淋。這兩種脫硝方法存在以下缺點:1.脫除率低-X氨的逃逸不好控制，產生異味造成二次汙染；3.運行成本太高；4.液氨易爆炸。而目前國內脫硫常用的方法是單獨建一座脫硫塔，用鹼液噴淋，以對鍋爐煙氣進行脫硫處理。像目前這種將鍋爐煙氣脫硫和脫硝分開分別用單獨的設備進行處理，投資大且淨化效果不好。
[0004]另外，中國國家要求從2013年10月I日開始，對鍋爐煙氣要進行脫汞處理，並達到排放標準要求，但是目前的鍋爐煙氣處理設備都不進行脫汞處理，如果在單獨的脫硫設備和脫硝設備後序再安裝脫汞處理設備，去單獨進行鍋爐煙氣脫汞處理，非常麻煩，而且費用高，佔地面積大。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是:提供一種能夠脫除鍋爐煙氣中的硫、硝以及汞的一體化淨化設備，能夠在一體化設備中對鍋爐煙氣進行脫硫、脫硝以及脫汞處理，投資小、佔地面積小。
[0006]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:
[0007]—種鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，包括塔體，所述塔體上設有煙氣進口和煙氣出口，所述煙氣進口設於所述塔體的側壁上，所述煙氣出口設於塔體的頂部；
[0008]所述煙氣進口處設有煙氣導流裝置，所述煙氣導流裝置包括一端延伸至所述塔體外的煙氣導流橫管，所述煙氣導流橫管的另一端延伸至塔體內，並連接有開口向下的煙氣導流豎管；
[0009]所述煙氣導流橫管內的頂部設有用於噴淋脫汞脫硝液的脫汞脫硝液噴淋裝置，所述脫汞脫硝液噴淋裝置包括脫汞脫硝液噴淋頭，所述脫汞脫硝液噴淋頭通過管道連接到盛裝脫汞脫硝液池；所述煙氣導流豎管內設有用於噴淋脫硫脫硝液的脫硫脫硝液噴淋裝置所述脫硫脫硝液噴淋裝置包括脫硫脫硝液噴淋頭，所述脫硫脫硝液噴淋頭通過管道連接到溶液循環池。
[0010]優選的，所述脫硫脫硝液噴淋裝置包括若干排脫硫脫硝液噴淋頭。[0011]優選的，所述煙氣導流豎管的下方設有集流裝置。
[0012]優選的，所述集流裝置包括呈漏鬥狀的集流罩，所述集流罩的底部連接有回流槽，所述回流槽通過管道連接到溶液循環池。
[0013]優選的，所述脫汞脫硝液為雙氧水。
[0014]優選的，所述脫硫脫硝液為氧化鎂溶液或氧化鈣溶液或造紙白泥漿。
[0015]優選的，所述煙氣導流橫管的進口處設有軸流風機。
[0016]優選的，所述塔體為碳鋼塔體或不鏽鋼塔體。
[0017]優選的，所述碳鋼塔體內部設有防腐層。
[0018]採用了上述技術方案後，本發明的有益效果是:
[0019]由於本發明的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備包括塔體，所述塔體上設有煙氣進口和煙氣出口，所述煙氣進口設於所述塔體的側壁上，所述煙氣出口設於塔體的頂部；所述煙氣進口處設有煙氣導流裝置，所述煙氣導流裝置包括一端延伸至所述塔體外的煙氣導流橫管，所述煙氣導流橫管的另一端延伸至塔體內，並連接有開口向下的煙氣導流豎管；所述煙氣導流橫管內的頂部設有脫汞脫硝液噴淋裝置，所述煙氣導流豎管內設有脫硫脫硝液噴淋裝置。因此，本發明的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備在使用時，鍋爐煙氣從煙氣導流橫管遠離煙氣導流豎管的一埠進入，在煙氣導流橫管中，脫汞脫硝液噴淋裝置噴淋脫汞脫硝液，脫汞脫硝液與汞反應，當脫汞脫硝液採用雙氧水時，在塔體的煙氣導流橫管的進口處，鍋爐煙氣中的汞被噴淋的雙氧水氧化，生成易溶於水的二價汞，同時，鍋爐煙氣中的一氧化氮與雙氧水反應產生易溶於水的二氧化氮，二價汞以及二氧化氮易溶於水，二氧化氮溶於水形成硝酸，同時，鍋爐煙氣中的二氧化硫溶於水形成亞硫酸，脫硫脫硝液噴淋裝置噴淋脫硫脫硝液，例如氧化鎂溶液或氧化鈣溶液或造紙白泥漿，氧化鎂在水中生成氫氧化鎂，氧化鈣在水中生成氫氧化鈣，造紙白泥漿中的碳酸鈣，氫氧化鎂、氫氧化鈣或碳酸鈣分別與硝酸或亞硫酸反應，生成硫酸鎂、硝酸鎂或者硫酸鈣和硝酸鈣結晶析出。隨著噴淋下落，從煙氣導流豎管下落，然後進入集流裝置中的回流槽，通過回流槽排出塔體外，從而對鍋爐煙氣脫汞脫硫脫硝。
[0020]由於煙氣導流橫管的進口處設有軸流風機，軸流風機將含氧空氣與煙氣混合吹入煙道底部，此過程中，空氣中的氧氣與鍋爐煙氣中的一氧化氮進行氧化反應，部分一氧化氮轉化成二氧化氮，在雙氧水噴淋時，二氧化氮更容易溶與水，從而隨著噴淋液被除去，達到鍋爐煙氣脫硝的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明:
[0022]圖1是本發明的一種鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備的結構示意圖；
[0023]圖中:1、塔體；2、煙氣進口 ；3、煙氣出口 ；4、煙氣導流橫管；5、煙氣導流豎管；6、脫汞脫硝液噴淋裝置；61、脫汞脫硝液噴淋頭；7、脫硫脫硝液噴淋裝置；71、脫硫脫硝液噴淋頭；8、集流裝置；81、集流罩；82、回流槽。
【具體實施方式】
[0024]圖1是本發明的一種鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備的結構示意圖。[0025]參照圖1，本實施例的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，包括塔體1，塔體I上設有煙氣進口 2和煙氣出口 3，煙氣進口 2設於塔體I的側壁上，煙氣出口 3設於塔體I的頂部；煙氣進口 2處設有煙氣導流裝置，煙氣導流裝置包括一端延伸至塔體I外的煙氣導流橫管4，煙氣導流橫管4的另一端延伸至塔體I內，並連接有開口向下的煙氣導流豎管5 ;煙氣導流橫管4內的頂部設有用於噴淋脫汞脫硝液的脫汞脫硝液噴淋裝置6，煙氣導流豎管5內設有用於噴淋脫硫脫硝液的脫硫脫硝液噴淋裝置7。煙氣導流橫管4的進口處設有軸流風機。
[0026]本實施例中，脫汞脫硝液噴淋裝置6包括脫汞脫硝液噴淋頭61，脫汞脫硝液噴淋頭61通過管道連接到盛裝脫汞脫硝液池；脫硫脫硝液噴淋裝置7包括脫硫脫硝液噴淋頭71，脫硫脫硝液噴淋頭71通過管道連接到溶液循環池，其中，脫硫脫硝液噴淋裝置7包括若干排脫硫脫硝液噴淋頭71。
[0027]本實施例中，煙氣導流豎管5的下方設有集流裝置8。集流裝置8包括呈漏鬥狀的集流罩81，集流罩81的底部連接有回流槽82，回流槽82通過管道連接到溶液循環池。
[0028]本實施例中，所述脫汞脫硝液為雙氧水。所述脫硫脫硝液為氧化鎂溶液或氧化鈣溶液或造紙白泥漿。
[0029]本實施例的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，塔體I為碳鋼塔體或不鏽鋼塔體或玻璃鋼塔體或麻石塔體，當採用碳鋼塔體時，碳鋼塔體內部設有防腐層，例如採用玻璃鱗片或者其它的防腐層。
[0030]本發明的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備在使用時，鍋爐煙氣從煙氣導流橫管遠離煙氣導流豎管的一埠進入，在煙氣導流橫管中，脫汞脫硝液噴淋裝置噴淋脫汞脫硝液，脫汞脫硝液與汞反應，當脫汞脫硝液採用雙氧水時，在塔體的煙氣導流橫管的進口處，鍋爐煙氣中的汞被噴淋的雙氧水氧化，生成易溶於水的二價汞，同時，鍋爐煙氣中的一氧化氮與雙氧水反應產生易溶於水的二氧化氮，二價汞以及二氧化氮易溶於水，二氧化氮溶於水形成硝酸，同時，鍋爐煙氣中的二氧化硫溶於水形成亞硫酸，脫硫脫硝液噴淋裝置噴淋脫硫脫硝液，例如氧化鎂溶液或氧化鈣溶液或造紙白泥漿，氧化鎂在水中生成氫氧化鎂，氧化鈣在水中生成氫氧化鈣，造紙白泥漿中的碳酸鈣，氫氧化鎂、氫氧化鈣或碳酸鈣分別與硝酸或亞硫酸反應，生成硫酸鎂、硝酸鎂或者硫酸鈣和硝酸鈣結晶析出。隨著噴淋下落，從煙氣導流豎管下落，然後進入集流裝置中的回流槽，通過回流槽排出塔體外，從而對鍋爐煙氣脫汞脫硫脫硝。
[0031]由於煙氣導流橫管的進口處設有軸流風機，軸流風機將含氧空氣與煙氣混合吹入煙道底部，此過程中，空氣中的氧氣與鍋爐煙氣中的一氧化氮進行氧化反應，部分一氧化氮轉化成二氧化氮，在雙氧水噴淋時，二氧化氮更容易溶與水，從而隨著噴淋液被除去，達到鍋爐煙氣脫硝的目的。
[0032]其中，氧化鎂脫硫工藝的反應機理為:
[0033]吸收:S02(g) — S02 (I) +H20 — H++HS03- — H++S032-
[0034]溶解:Mg(OH) 2 (s) — Mg2++20H_
[0035]MgS03 (s) — Mg2++S032-
[0036]中和:0H+H+ — H20
[0037]0H_+HS03_ — S032_+H20[0038]氧化:HS03>l/202— S042>H+
[0039]S032>l/202 — S042-
[0040]結晶:Mg2++S032>l/2H20— MgS03.1/2H20 (s)
[0041]Mg2++S042>2H20 — MgS04.2H20 (s)
[0042]氧化鎂脫硝工藝的反應機理為:
[0043]I)軸流風機充氧一次氧化
[0044]軸流風機將含氧空氣與煙氣混合吹入入口煙道底部，此過程中氧氣與煙氣中NO進行氧化反應，部分NO被氧化成NO2。
[0045]O2與NO反應式為
[0046]2N0+02 — 2N02
[0047]2 )過氧化氫(H2O2)噴淋二次氧化
[0048]雙氧水經螺旋噴嘴以噴淋的形式將煙氣中NO氧化，錐形實心霧狀的H2O2溶液能與NO充分接觸。主要反應式為:
[0049]NCHH2O2 — NO2+H2 O
[0050]2N0+3H202 — 2HN03+2H20
[0051]2N02+H202 — 2HN03
[0052]3)氧化鎂法脫硫漿液吸收與洗滌
[0053]燃燒後的煙氣經一次氧化和二次氧化，NO被氧化成NO2。少量NO與NO2和H2O反應生成HNO2,HNO3與Mg (OH)2溶液反應生成Mg (NO3) 2。Mg (NO3) 2易溶於水，132°C以下不會分解。
[0054]Ν0+Ν02+Η20 — 2HN02
[0055]2N02>02 — 2N0f
[0056]2HN03+Mg (OH) 2 — Mg (NO3) 2+2H20
[0057]造紙白泥脫硫工藝
[0058](I)在脫硫吸收塔內，煙氣中的SO2首先被漿液中的水吸收，形成亞硫酸並部分電離:
[0059]SO2 十 H2O — H2SO3 — H + 十 HSO3 — 2H + + SO32
[0060](2)白泥中的主要成份CaCO3細顆粒與S032 —反應生成CaSO3:
[0061]CaCO3 + 2H + + SO32 — — CaSO3 + CO2 f + H2O
[0062](3 )漿液中的CaSO3被氧化成為CaSO4:
[0063]CaSO3 十 O2 — CaSO4
[0064]上述反應中第一步是較關鍵的一步，即SO2被漿液中的水吸收。根據SO2的化學特性，SO2在水中能發生電離反應，易於被水吸收，只要有足夠的水，就能將煙氣中絕大部分SO2吸收下來。但隨著漿液中HSO3—和SO32 —離子數量的增加，漿液的吸收能力不斷下降，直至完全消失。因此要保證系統良好的吸收效率，不僅要有充分的漿液量和充分的氣液接觸面積，還要保證漿液的充分新鮮。要控制吸收漿液的PH值，促進吸收反應的連續順利進行。同時通入空氣氧化亞硫酸鈣，生成穩定的硫酸鈣，也有利於脫硫反應的進行。
[0065]造紙白泥脫硝工藝
[0066]I)軸流風機充氧一次氧化[0067]軸流風機將含氧空氣與煙氣混合吹入入口煙道底部，此過程中氧氣與煙氣中NO進行氧化反應，部分NO被氧化成NO2。
[0068]O2與NO反應式為
[0069]2N0+02——2N02 (紅棕色)
[0070]2 )過氧化氫(H2O2)噴淋二次氧化
[0071]雙氧水經螺旋噴嘴以噴淋的形式將煙氣中NO氧化，錐形實心霧狀的H2O2溶液能與NO充分接觸。主要反應式為:
[0072]NCHH2O2 — Ν02+Η20
[0073]2N0+3H202 — 2HN03+2H20
[0074]2N02+H202 — 2HN03
[0075]3)白泥漿液的吸收與洗滌
[0076]燃燒後的煙氣經一次氧化和二次氧化，NO被氧化成NO2。少量NO與NO2和H2O反應生成HNO2, HNO3與CaC03溶液反應生成Ca(NO3)2。Ca(NO3)2易溶於水，132°C以下不會分解。
[0077]Ν0+Ν02+Η20 — 2HN02
[0078]2N02>02 — 2N0f
[0079]2HN03+CaC03 — Ca (NO3) 2+H20+C02
[0080]造紙白泥脫汞工藝
[0081]通過向吸收塔底部亞硫酸鈣氧化池中加入微量的輕柴油作為捕收劑，加入微量仲辛醇作為起泡劑，使疏水性的與氣泡互相碰撞並附著，並由氣泡攜帶到液體上層，與脫硫石膏分離，可提高石膏品位。
[0082]Hg0 (g) +Cl0 — Hg2++CF
[0083]由於脫硫副產物分離後的黑色膠狀物中氯的含量較高，利用分享後的黑色膠狀物作為汞氧化劑，在900°C的高溫燃燒條件下利用產生的氯將煙氣中的汞氧化，產生可溶於水的二價汞，最後通過後續的溼法脫硫去除。使用造紙白泥漿對鍋爐煙氣脫硫脫硝的同時，進一步去除鍋爐煙氣中的汞。
[0084]綜上，本發明的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，，能夠在一體化設備中對鍋爐煙氣進行脫硫、脫硝以及脫汞處理，投資小、佔地面積小。
[0085]以上所述為本發明最佳實施方式的舉例，其中未詳細述及的部分均為本領域普通技術人員的公知常識。本發明的保護範圍以權利要求的內容為準，任何基於本發明的技術啟示而進行的等效變換，也在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，其特徵在於:包括塔體，所述塔體上設有煙氣進口和煙氣出口，所述煙氣進口設於所述塔體的側壁上，所述煙氣出口設於塔體的頂部； 所述煙氣進口處設有煙氣導流裝置，所述煙氣導流裝置包括一端延伸至所述塔體外的煙氣導流橫管，所述煙氣導流橫管的另一端延伸至塔體內，並連接有開口向下的煙氣導流OS管.、f.曰 ， 所述煙氣導流橫管內的頂部設有用於噴淋脫汞脫硝液的脫汞脫硝液噴淋裝置，所述脫汞脫硝液噴淋裝置包括脫汞脫硝液噴淋頭，所述脫汞脫硝液噴淋頭通過管道連接到盛裝脫汞脫硝液池；所述煙氣導流豎管內設有用於噴淋脫硫脫硝液的脫硫脫硝液噴淋裝置所述脫硫脫硝液噴淋裝置包括脫硫脫硝液噴淋頭，所述脫硫脫硝液噴淋頭通過管道連接到溶液循環池。
2.如權利要求1所述的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，其特徵在於:所述脫硫脫硝液噴淋裝置包括若干排脫硫脫硝液噴淋頭。
3.如權利要求1所述的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，其特徵在於:所述煙氣導流豎管的下方設有集流裝置。
4.如權利要求3所述的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，其特徵在於:所述集流裝置包括呈漏鬥狀的集流罩，所述集流罩的底部連接有回流槽，所述回流槽通過管道連接到溶液循環池。
5.如權利要求1所述的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，其特徵在於:所述脫汞脫硝液為雙氧水。
6.如權利要求1所述的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，其特徵在於:所述脫硫脫硝液為氧化鎂溶液或氧化鈣溶液或造紙白泥漿。
7.如權利要求1所述的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，其特徵在於:所述煙氣導流橫管的進口處設有軸流風機。
8.如權利要求1至7任一項所述的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，其特徵在於:所述塔體為碳鋼塔體或不鏽鋼塔體或玻璃鋼塔體或麻石塔體。
9.如權利要求8所述的鍋爐煙氣脫硫、脫硝、脫汞一體化淨化設備，其特徵在於:所述碳鋼塔體內部設有防腐層。
【文檔編號】B01D53/60GK103721551SQ201410038192
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月26日 優先權日:2014年1月26日
【發明者】王騫 申請人:王騫