專利名稱：煙氣脫硫及氧化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煙氣脫硫及氧化裝置，該裝置不但能夠脫硫，還能 夠脫硝及脫汞。
背景技術：
近年來，隨著國家環(huán)保政策的嚴格要求，燃煤電站煙氣脫硫、脫硝被廣 泛采用。其中脫硫裝置以濕法脫硫塔為主，主要有填料塔、噴淋空塔、噴射 鼓泡塔，無論是哪一種塔型，其都具有較高的脫硫效率，通常情況下可達到
95%的脫硫效率，且濕法脫硫投資運行成本低，性能穩(wěn)定。對于脫硝，應用 較多的是選擇性催化還原工藝(SCR)，在催化劑作用下采用NH,將煙氣中 NO還原為N^達到脫硝目的。然而，SCR脫硝運行成本較高，在使用一定 時間后催化劑逐漸失活，脫硝效率隨之下降，而催化劑再生或者更換催化劑 都需要較高的費用。另外，雖然目前已有不少科研工作者研究了各種脫汞方 法，如活性炭吸附、飛灰吸附、濕法氧化洗滌等，然而，工業(yè)上還沒有一個 成熟的工藝裝置來脫除煙氣中的汞。因此，迫切希望有一種能夠高效脫除煙 氣中的硫、硝以及汞的裝置。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種煙氣脫硫及氧化裝置，能夠聯(lián)合脫硫、脫 硝及脫汞。
本實用新型的煙氣脫硫及氧化裝置包括設置有煙氣入口和煙氣出口的塔 體。所述塔體內部由豎直隔離板分成上部氣體連通的脫硫室和氧化室，所述 煙氣入口設在所述塔體的所述脫硫室一側，而所述煙氣出口設在所述塔體的 所述氧化室一側。
所述豎直隔離板從所述塔體底部向上延伸，但不接觸所述塔體的頂部， 所述脫硫室和所述氧化室不能通過所述豎直隔離板而流體連通。
所述脫硫室采用噴淋空塔結構，而所述氧化室采用噴射鼓泡塔結構。所述脫硫室具有在所述煙氣入口上方水平設置的脫硫漿液噴射裝置，所 述脫硫槳液噴射裝置的高度低于所述豎直隔離板的高度。
所述脫硫漿液噴射裝置由設置在所述塔體外部的漿液循環(huán)泵來提供漿液。
所述氧化室包括氧化吸收液噴射裝置，水平設置在所述煙氣出口上方， 所述氧化吸收液噴射裝置的高度低于所述豎直隔離板的高度；水平隔板，設 置在所述煙氣出口上方并且在所述氧化吸收液噴射裝置下方；和噴射管，豎 直穿過所述水平隔板并固定于所述水平隔板，所述噴射管的下端開口位于所 述煙氣出口下方。所述氧化室的所述水平隔板上方空間與所述水平隔板下方 空間通過所述噴射管而氣體連通。
所述噴射管的上端開口不突出于所述水平隔板。
所述噴射管為多個，以等邊三角形的方式布置在所述水平隔板上。 所述氧化吸收液噴射裝置包括補液管路和設置在所述補液管路上的多個
噴嘴，所述補液管路或者所述噴嘴與所述水平隔板之間的距離為20-100cm。
所述氧化室下部還設置有多個均布于同一水平面上的攪拌器，所述水平
面距離所述塔體底平面50-300cm。
該煙氣脫硫及氧化裝置將應用較為廣泛、技術成熟的噴淋空塔和噴射鼓 泡塔脫硫技術合為一體，采用石灰石一石膏噴淋法脫硫，并采用噴射鼓泡法 脫硝及脫汞。對于濕法脫硫技術常用的兩種塔型，石灰石一石膏噴淋空塔內 部件少，塔內無結垢現(xiàn)象；噴射鼓泡塔內部件較多，運行要求嚴格，易出現(xiàn) 結垢現(xiàn)象，但噴射鼓泡塔氣液接觸面積遠比噴淋塔大，其對污染物的洗滌效 果較噴淋塔好。本實用新型借鑒這兩種塔型的優(yōu)點，首先利用石灰石一石膏 噴淋法脫除煙氣中大部分S02，而后采用氣液接觸面積較高的鼓泡法氧化吸 收煙氣中的剩余S02、 NO和Hg，而氧化吸收液采用易溶于水的氧化劑，吸 收液為溶液而不是漿液，因而內構件較多的鼓泡裝置不會出現(xiàn)堵塞或結栃現(xiàn) 象。為降低投資、運行成本，減小占地面積，本實用新型的煙氣脫硫及氧化 裝置為采用噴淋/鼓泡法脫硫、脫硝及脫汞的一體裝置，即一個整體塔型， 內分為兩個室——脫硫室和氧化室。

圖1是本實用新型的煙氣脫硫及氧化裝置的正面結構示意圖2是本實用新型的煙氣脫硫及氧化裝置的一個橫截面示意圖，示出了 氧化吸收液補液管路的布置方式；
圖3是本實用新型的煙氣脫硫及氧化裝置的另一個橫截面示意圖，示出 了噴射管的布置方式；以及
圖4是本實用新型的煙氣脫硫及氧化裝置的又一個橫截面示意圖，示出 了氧化吸收液攪拌器的布置方式。
具體實施方式
參看圖1，本實用新型的煙氣脫硫及氧化裝置(也可稱作噴淋/鼓泡聯(lián)合 脫硫、脫硝及脫汞裝置)的主體為塔體10，塔體10內設兩個室，即脫硫室 13和氧化室11。兩室用豎直隔離板12分開，隔離板12從塔底向上延伸但 不接觸塔頂，以使兩室上部保持氣體連通，但是兩室之間不能通過隔離板12 進行流體連通。塔體IO設置有煙氣入口 16和煙氣出口 5，其中煙氣入口 16 設置在脫硫室13遠離隔離板12 —側的中部稍靠下處，煙氣出口 5設置在氧 化室II遠離隔離板12 —側的中部稍靠下處。
脫硫室13水平設置有包括漿液循環(huán)管路15和脫硫漿液噴嘴14的脫硫 槳液噴射裝置，位于煙氣入口16上方，但高度要低于隔離板12的高度。噴 嘴14由脫硫室13外部的漿液循環(huán)泵19來提供脫硫漿液。另外，脫硫室13 還設置有排漿泵l、補漿管20、衆(zhòng)液攪拌器18、氧化風管17等常規(guī)設備。
氧化室11水平設置有包括噴嘴8、補液管9以及圖2所示的補液管支 路21的氧化吸收液噴射裝置，位于煙氣出口 5上方，但高度要低于隔離板 12的高度。氧化室11內還設置有水平隔板7和多個噴射管4。隔板7位于 煙氣出口 5上方和噴嘴8下方。多個噴射管4豎直穿過隔板7，其上端部垂 直安裝在隔板7上，下端開口位于煙氣出口 5下方，以伸入氧化吸收液中。 通過這些噴射管4，氧化室11的隔板7上方空間與隔板7下方空間氣體連 通。另外，在煙氣出口 5處還設置有除霧器6。
參看圖2，示出了氧化吸收液補液管路的布置方式。氧化吸收液補液管 路由補液管9及其上聯(lián)接的多個支路21構成，各個支路21均勻水平分布于 隔板7上方，各個支路21間的距離以及支路21上安裝的噴嘴8的個數依據噴嘴8的沖洗范圍確定。優(yōu)選補液管路或者噴嘴8與隔板7間的距離在20 100cm范圍內。
隔板7上噴射管4的布置釆用等邊三角形的均勻布置方法，即將隔板7 均勻劃分出多個相同的等邊三角形，在每個三角形的頂點上布置噴射管4， 如圖3所示。噴射管4的直徑優(yōu)選為50 300mm,噴射管4的數目依據噴 射管4內煙氣流速在8 12m/s范圍內所需要的橫截面積來計算。在確定噴 射管4的數目后，即可確定等邊三角形的邊長，從而確定各個噴射管4在隔 板7上的布置位置。
對于常規(guī)的石灰石一石膏噴射鼓泡脫硫塔，為避免漿液分層，加強氣液 傳質，通常在塔頂上安裝攪拌裝置，即攪拌器電機布置在塔頂，通過較長的 軸與漿液中的攪拌葉片聯(lián)接，對漿液進行攪拌。而對于本實用新型，由于采 用單隔板形式，且氧化劑易溶于水，即使考慮上被煙氣帶入的少量石膏，氧 化劑溶液(氧化吸收液)與石膏形成的漿液濃度仍然較低。因而，本實用新 型采用側入式小型氧化吸收液攪拌器3，均布于氧化室下方，如圖4所示。 攪拌器3的數目依據攪拌器攪拌能力的大小確定，多個攪拌器3位于同一水 平位置且均布，保證每個攪拌器3攪拌覆蓋范圍都相等。攪拌器3與塔底的 距離應在50 300cm范圍內。
本實用新型的結構類似于傳統(tǒng)的例如日本川崎重工的折返脫硫塔，脫硫 室部分遵照典型濕法脫硫裝置設計，但不同的是川崎重工的折返脫硫塔隔離 板只是起使煙氣折返的作用，下部漿液池仍舊為一個圓形，并未像本實用新 型這樣將一個圓形分成兩部分_一脫硫漿液池和氧化吸收液池；此外，川崎 重工的折返塔，煙氣噴淋洗滌脫硫后發(fā)生折返，進入空塔部分，無任何內構 件，而后進入水平煙道，在水平煙道中布置除霧器對煙氣中的液滴進行脫除。 而本實用新型除了保留水平煙道和除霧器外，煙氣折返后需要進入氧化室 11，從噴射管4進入氧化吸收液進行剩余S02、 NO和Hg的脫除，脫除后 煙氣沖出液面，向上移動隨后進入水平煙道并經過除霧器6 (圖中箭頭方向 為煙氣流向)。
在本實用新型中，氧化室11采用噴射鼓泡技術對煙氣進行洗滌，脫除 其中的污染物。氧化室11采用單隔板7形式，噴射管4上端部垂直安裝在隔板7上，保持隔板7上方與噴射管4相通。隔板7上方設置如圖2所示形 式分布的補液管路，各個支路21上都安裝噴嘴8，不僅能夠實現(xiàn)新鮮氧化 吸收液的補充，而且還能夠對隔板7上方的石膏垢物進行沖洗，最終石膏垢 物以及氧化吸收液通過噴射管4進入塔體10下部氧化吸收液池內。在煙氣 脫硫過程中，煙氣會攜帶漿液液滴進入氧化室11，部分液滴會落在隔板7 上方，如果不及時沖洗，石膏垢物會逐漸累積，影響設備的安全運行。
塔體10直徑的選取根據處理煙氣量確定，煙氣在脫硫室13和氧化室11 的隔板7的上方的流速按照3—4m/s考慮，在煙氣流量已知的情況下，即可 按此原則計算出脫硫室13和氧化室11的煙氣流通橫截面積，兩部分橫截面 積之和為塔體10的橫截面積，據此可計算出塔體10的直徑。脫硫室13與 氧化室11中間的隔離板12位置的確定，依據兩個室橫截面積之比來確定。 隔離板12頂部到塔頂的垂直距離的確定，依據煙氣流通此處時流速為3 — 7m/s所需的橫截面積計算。
另外，為保證氧化室11的持續(xù)穩(wěn)定運行，新鮮氧化吸收液不斷地通過 補液管路進入塔體10內，同時氧化室11內的液體也需要不斷地通過排液泵 2排出，保證液位平衡。
氧化室11的噴射管4與隔板7的聯(lián)接方式、噴射管4下端開設噴射孔 的方式、排液管路的布置等都廣為人知，有較多的工業(yè)應用，本實用新型不 再詳細討論這些部分。
此外，脫硫室13的各個構件的設計、選型、安裝等可以參照傳統(tǒng)的石 灰石一石膏濕法脫硫噴淋空塔，該技術已廣為人知。
下面簡要描述本實用新型的煙氣脫硫及氧化裝置的工作原理
首先，含有S02、 NO和Hg的燃煤煙氣從塔體10的煙氣入口 16進入 脫硫室13內，被脫硫噴嘴14霧化的脫硫漿液液滴洗漆，脫除煙氣中大部分 S02。隨后，煙氣折返進入氧化室ll,從布置在隔板7上的噴射管4鼓入氧 化吸收液，在吸收液內，氣液接觸，煙氣中的未脫除SC^以及NO和Hg被 氧化為溶解度較高的S03、 N(^和Hg2、達到脫除目的。最后，煙氣沖出液 面，進入煙氣出口5，再經過除霧器6除霧后排出。
脫硫室13中的脫硫漿液在循環(huán)泵19的作用下進入脫硫噴嘴14霧化，形成較大的氣液接觸面積，吸收煙氣中的S02，液滴從上向下，與煙氣逆向 接觸，最后落入塔體10下部漿液池內，在池內完成與石灰石的反應，生成 石膏，經排漿泵l排出。同時，新鮮石灰石脫硫漿液也源源不斷地從補漿管
20進入漿液池內。為防止塔體內漿液沉淀，漿液攪拌器18對脫硫室內漿液 進行不間斷攪拌，同時氧化空氣從攪拌器18正壓側通過氧化風管17鼓入， 用來將亞硫酸氧化為硫酸。
氧化室11中的新鮮氧化吸收液的補充通過補液管路的噴嘴8噴入。首 先噴嘴8將氧化吸收液噴出，對隔板7上的石膏垢進行沖洗，隨后從噴射管 4流入氧化吸收液池中。為防止進入氧化吸收液的少量石膏沉淀，同時加強 氣液傳質，氧化吸收液攪拌器3不間斷地對溶液進行攪拌。新鮮氧化劑的加 入補充了被消耗掉的氧化劑，同時有酸性物質(如硫酸、硝酸)和可溶性Hg" 在溶液中生成，為達到液位和化學反應平衡，同時也需要通過排液泵2進行 排液，排出的溶液進行再利用或者廢水處理。
本實用新型具有如下優(yōu)點
1、 通過噴淋/鼓泡一體化聯(lián)合脫硫、脫硝及脫汞，可以進行煙氣中so2、 NO和Hg的一塔脫除-,
2、 該煙氣脫硫及氧化裝置占地面積小，工藝簡單，操作方便，投資運 行費用低，脫硫、脫硝及脫汞效率高。
權利要求1.一種煙氣脫硫及氧化裝置，包括設置有煙氣入口和煙氣出口的塔體，其特征在于所述塔體內部由豎直隔離板分成上部氣體連通的脫硫室和氧化室，所述煙氣入口設在所述塔體的所述脫硫室一側，而所述煙氣出口設在所述塔體的所述氧化室一側。
2. 根據權利要求1所述的煙氣脫硫及氧化裝置，其特征在于 所述豎直隔離板從所述塔體底部向上延伸，但不接觸所述塔體的頂部，所述脫硫室和所述氧化室不能通過所述豎直隔離板而流體連通。
3. 根據權利要求2所述的煙氣脫硫及氧化裝置，其特征在于 所述脫硫室采用噴淋空塔結構，而所述氧化室采用噴射鼓泡塔結構。
4. 根據權利要求3所述的煙氣脫硫及氧化裝置，其特征在于 所述脫硫室具有在所述煙氣入口上方水平設置的脫硫漿液噴射裝置，所述脫硫漿液噴射裝置的高度低于所述豎直隔離板的高度。
5. 根據權利要求4所述的煙氣脫硫及氧化裝置，其特征在于 所述脫硫漿液噴射裝置由設置在所述塔體外部的漿液循環(huán)泵來提供漿液。
6. 根據權利要求3所述的煙氣脫硫及氧化裝置，其特征在于 所述氧化室包括氧化吸收液噴射裝置，水平設置在所述煙氣出口上方，所述氧化吸收液噴射裝置的高度低于所述豎直隔離板的高度；水平隔板，設 置在所述煙氣出口上方并且在所述氧化吸收液噴射裝置下方；噴射管，豎直 穿過所述水平隔板并固定于所述水平隔板，所述噴射管的下端開口位于所述 煙氣出口下方，其中所述氧化室的所述水平隔板上方空間與所述水平隔板下方空間通過 所述噴射管而氣體連通。
7. 根據權利要求6所述的煙氣脫硫及氧化裝置，其特征在于 所述噴射管的上端開口不突出于所述水平隔板。
8. 根據權利要求6所述的煙氣脫硫及氧化裝置，其特征在于所述噴射管為多個，以等邊三角形的方式布置在所述水平隔板上。
9. 根據權利要求6所述的煙氣脫硫及氧化裝置，其特征在于所述氧 化吸收液噴射裝置包括補液管路和設置在所述補液管路上的多個噴嘴，所述補液管路或者所述噴嘴與所述水平隔板之間的距離為20-100cm。
10. 根據權利要求6所述的煙氣脫硫及氧化裝置，其特征在于 所述氧化室下部還設置有多個均布于同一水平面上的攪拌器，所述水平面距離所述塔體底平面50-300cm。
專利摘要本實用新型提供了一種煙氣脫硫及氧化裝置，能夠聯(lián)合脫硫、脫硝及脫汞。該煙氣脫硫及氧化裝置包括設置有煙氣入口和煙氣出口的塔體。塔體內部由豎直隔離板分成上部氣體連通的脫硫室和氧化室，煙氣入口設在塔體的脫硫室一側，而煙氣出口設在塔體的氧化室一側。該裝置通過噴淋/鼓泡法一體化聯(lián)合脫硫、脫硝及脫汞，可以進行煙氣中SO₂、NO和Hg的一塔脫除；另外，該裝置占地面積小，工藝簡單，操作方便，投資運行費用低，脫硫、脫硝及脫汞效率高。
文檔編號B01D53/64GK201161157SQ20072031177
公開日2008年12月10日 申請日期2007年12月24日 優(yōu)先權日2007年12月24日
發(fā)明者吳樹志, 李永旺, 白云峰 申請人:北京博奇電力科技有限公司