脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔及煙氣凈化方法
【專利摘要】脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔及煙氣凈化方法 。 常規(guī)的脫硫、脫硝的設備體積龐大占用面積大，需用的附屬設備多，建設費用高、運行能耗大。本發(fā)明 組成包括：外層塔（3），所述的外層塔內(nèi)部設置有中層塔（5），所述的中層塔內(nèi)部設置有內(nèi)層塔（4），所述的內(nèi)層塔安裝有一組噴淋器（8），所述的內(nèi)層塔設置有與電機連接的旋轉(zhuǎn)葉片（12），所述的內(nèi)層塔內(nèi)設置有托盤（10），所述的外層塔、所述的中層塔和所述的內(nèi)層塔上端具有煙氣出口（6），所述的外層塔、所述的中層塔和所述的內(nèi)層塔下端設置有煙氣進口（2），所述的外層塔、所述的中層塔和所述的內(nèi)層塔安裝在底盤（1）上。本發(fā)明用于凈化煙氣。
【專利說明】脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔及煙氣凈化方法
[0001]【技術領域】:
本發(fā)明涉及一種脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔及煙氣凈化方法。
[0002]【背景技術】:
常規(guī)的脫硫、脫硝是單一的脫硫或脫硝塔加附屬設備進行工作，設備體積龐大占用面積大，需用的附屬設備多，建設費用高、運行能耗大。隨著環(huán)保意識的不斷增強，國家對環(huán)保設備的性能要求越來越高。我國政府十分重視酸雨、二氧化硫和氮氧化物的控制。
[0003]傳統(tǒng)的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，具有以下缺點(I)脫硝效率低，由于NO難溶于水，反應時間短造成NO隨著煙氣溢出，降低了脫硝效率；(2)脫硫、脫硝裝置輔助設備多，如煙氣預熱器、燃燒器、反應器、濃縮回收器、銑槽、除霧器等，由于輔助設備多增加了投資成本，使脫硫、脫硝裝置推廣困難；(3)運行成本高，脫硫、脫硝裝置在運行中需要大量催化劑，很多催化劑都是進口的，進口催化劑價格很高，所以難以推廣。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔及煙氣凈化方法。
[0005]上述的目的通過以下的技術方案實現(xiàn):
脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，其組成包括:外層塔，所述的外層塔內(nèi)部設置有中層塔，所述的中層塔內(nèi)部設置有內(nèi)層塔，所述的內(nèi)層塔安裝有一組噴淋器，所述的內(nèi)層塔設置有與電機連接的旋轉(zhuǎn)葉片，所述的內(nèi)層塔內(nèi)設置有托盤，所述的外層塔、所述的中層塔和所述的內(nèi)層塔上端均具有煙氣出口，所述的外層塔、所述的中層塔和所述的內(nèi)層塔下端均設置有煙氣進口，所述的外層塔、所述的中層塔和所述的內(nèi)層塔直接或者間接安裝在底盤上。
[0006]所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，所述的內(nèi)層塔及所述的中層塔內(nèi)具有一層膠泥防腐層，所述的外層塔外部設置有一組外部走臺，所述的外層塔外部縱向安裝有爬梯，所述的外層塔、中層塔、內(nèi)層塔均具有人孔。
[0007]所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，所述的的內(nèi)層塔具有的除霧器和循環(huán)管，所述的托盤為網(wǎng)格形狀。
[0008]一種利用所述的環(huán)形塔進行脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的方法，該方法包括如下步驟:
(1)將碳酰胺固體與水混合，其中水和碳酰胺按照重量份數(shù)100:7^12.5的比例混合形成碳酰胺溶液，充分攪拌使碳酰胺充分溶解到水中；
(2)將碳酰胺溶液用循環(huán)泵打入內(nèi)層塔進行噴淋，將外層塔、中層塔、內(nèi)層塔中的煙氣溫度降低到90-95攝氏度，煙氣與碳酰胺溶液進行反應，發(fā)生如下反應:
2S02 +2C0 (NH2 ) 2 + O 2+4H 20 — 2 (NH 4) 2 SO 4+2C0 2
6N02+ 4C0 (NH2 ) 2 — 4C02+7N 2+8H 20
6N0+ 2C0 (NH2 ) 2 — 2C02+5N 2+4H 20
總反應化學方程式為:
2S02+8C0 (NH2) 2+02+6N02+6N0-2 (NH4)2 S04+8C02+12N2+8H20 脫除煙氣中的 S02、N02、N0有酸雨害氣體；
(3)煙氣在內(nèi)層塔反應后，順次通過內(nèi)層塔、中層塔和外層塔之間的2個空腔后排出，煙氣從內(nèi)層塔排出后在2個空腔中形成煙氣走向，煙氣在2空腔內(nèi)循環(huán)增加2倍的反應時間，實現(xiàn)脫硫、脫氮效率達到90%-95%。
[0009]上述的利用所述的環(huán)形塔進行脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的方法，碳酰胺溶液經(jīng)內(nèi)層塔、中層塔、外層塔三個循環(huán)，碳酰胺與煙氣中的S02、NO2, NO反應生成N2、7jc、(NH 4)2S04、CO2，未反應的碳酰胺溶液再進入內(nèi)層塔、中層塔、外層塔進行重復利用。
[0010]上述的利用所述的環(huán)形塔進行脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的方法，碳酰胺溶液中水和碳酰胺為質(zhì)量份數(shù)為100:7時，并且煙氣進入內(nèi)層塔、中層塔、外層塔三個塔內(nèi)進行噴淋后煙氣溫度降低到90攝氏度時，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，實現(xiàn)脫硫、脫硝達到90%。
[0011]上述的利用所述的環(huán)形塔進行脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的方法，酰胺溶液中水和碳酰胺為質(zhì)量份數(shù)為100:12.5時，并且煙氣進入內(nèi)層塔、中層塔、外層塔三個塔內(nèi)進行噴淋后煙氣溫度降低到95攝氏度時，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，實現(xiàn)脫硫、脫硝達到95%。
[0012]上述的利用所述的環(huán)形塔進行脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的方法，碳酰胺溶液中水和碳酰胺為質(zhì)量份數(shù)為100:10時，并且煙氣進入內(nèi)層塔、中層塔、外層塔三個塔內(nèi)進行噴淋后煙氣溫度降低到92攝氏度時，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，實現(xiàn)脫硫、脫硝達到92%。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，采用脫硫、脫硝一體化凈化煙氣環(huán)形塔控制。由于設備結(jié)構(gòu)簡單，控制、操作都即為簡化?？刂乒窨稍O置在脫硫、脫硝間內(nèi)，僅需進行定時巡視，節(jié)約人力。
[0014]2、本發(fā)明運行耗能少，安裝脫硫、脫硝一體話煙氣環(huán)形塔僅需一套循環(huán)泵體進行工作，單一的脫硫或脫硝需要2套循環(huán)泵工作，每年節(jié)約電費22kwX4320小時Xl元=95040 元。
[0015]3、本發(fā)明脫硫、脫硝效率高，NOx脫除率隨反應溫度而提高，90度時可達90%，吸收液的PH值由7提高到10時N02、S02脫除率也相應提高，當尿素濃度為70-120克/升，反應溫度95攝氏度時，NO2^NOx的脫出率接近95%。
[0016]4、本發(fā)明占地面積小，原來脫硫、脫硝各為一個設備獨立體，二臺設備分別占有自己的位置，根據(jù)設備的不同用按其順序排列，占地面積特別大，經(jīng)過反復的實踐研究，研究出及脫硫、脫硝為一體的優(yōu)化裝置，該裝置的應用使脫硫、脫硝又上了一個新的臺階。
[0017]5、本發(fā)明節(jié)省投資，原來脫硫、脫硝各為一個設備獨立體，二臺設備分別有各自的投資，二種投資總額比較大，我們研究的該裝置集脫硫、脫硝為一體化，一體化的投資比以前兩臺的投資節(jié)約資金約1/4左右，占地面積小也節(jié)約一部分投資資金，所以該裝置的使用前景是廣闊的。
[0018]6、本發(fā)明運費用低，原來脫硫、脫硝各為一個設備獨立體，二臺設備分別進行維護、維修工作，工作量大用工工時多，另一方面脫硫、脫硝用大量及脫除劑比原來節(jié)約1/2左右，維護、維修工作量也減少了 1/3左右，大大降低了運行成本。
7、本發(fā)明的脫硫原理為脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的凈化方法。該脫硫、脫硝凈化方法及環(huán)形塔的工作原理:
尿素與SO2 ,NO2發(fā)生的反應如下

2S02 +2C0 (NH2 ) 2 + O 2+4H 20 — 2 (NH 4) 2 SO 4+2C0 2
6N02+ 4C0 (NH2 ) 2 — 4C02+7N 2+8H 20
6N0+ 2C0 (NH2 ) 2 — 2C02+5N 2+4H 20
總反應化學方程式為:
2S02+8C0 (NH2) 2+02+6N02+6N0-2 (NH4) 2 S 04+8C02+12N2+8H20
脫除煙氣中的S02、NO2, NO有酸雨害氣體，碳酰胺溶液由儲槽經(jīng)循環(huán)泵抽送進入內(nèi)層塔，在內(nèi)層塔內(nèi)，碳酰胺溶液與NHx和SO2反應生成N 2、水、(NH 4) 2S04、CO2,尾氣排放在室夕卜，未反應完全的碳酰胺溶液濃循環(huán)入碳酰胺溶液濃儲槽重復利用，提高了碳酰胺溶液的利用率，NO脫除率隨反應溫度而提高，90度時可達90%，吸收液的PH值由7提高到10時N02、SO2脫出率也相當提高，當碳酰胺溶液濃度為70-120克/升，反應溫度95度時，N0、S02、N0x的脫出率接近95%。
[0019]8、本發(fā)明采用的316L不銹鋼能夠使所述的噴淋器、所述的托盤耐腐蝕性，耐高溫、抗蠕變的特性；采用的Q235-A碳素結(jié)構(gòu)鋼能夠使所述的外層塔、所述的中層塔、所述的內(nèi)層塔制造方便、可焊接性好，強度、硬度低、抗震性強。
[0020]9、本發(fā)明采利用煙氣從煙氣進氣口進入內(nèi)層塔，再通過內(nèi)層塔進所述的中層塔、最后進入外層塔，所述的層塔之間的空隙中，形成煙氣走向，在從煙氣出口出來，通過噴淋器噴出的碳酰胺溶液，實現(xiàn)了一體化脫硫、脫硝，其中葉片給煙氣走向提供動力。
[0021]【專利附圖】

【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖2是本發(fā)明的底板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]附圖3是本發(fā)明的煙氣進口的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖4是本發(fā)明的內(nèi)層塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖5是本發(fā)明的中層塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]附圖6是本發(fā)明的外部走臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]附圖7是本發(fā)明的噴淋器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]附圖8是本發(fā)明的人孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]附圖9是本發(fā)明的托盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]附圖10是本發(fā)明的爬梯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]附圖11是本發(fā)明的葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]【具體實施方式】:
實施例1:
一種脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，其組成包括:外層塔3，所述的外層塔內(nèi)部設置有中層塔5，所述的中層塔內(nèi)部設置有內(nèi)層塔4，所述的內(nèi)層塔安裝有一組噴淋器8，所述的內(nèi)層塔設置有與電機連接的旋轉(zhuǎn)葉片12，所述的內(nèi)層塔內(nèi)設置有托盤10，所述的外層塔、所述的中層塔和所述的內(nèi)層塔上端具有煙氣出口 6，所述的外層塔、所述的中層塔和所述的內(nèi)層塔下端設置有煙氣進口 2，所述的外層塔、所述的中層塔和所述的內(nèi)層塔安裝在底盤I上。
[0033]實施例2:
根據(jù)實施例1所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，所述的內(nèi)層塔及所述的中層塔內(nèi)具有一層膠泥防腐層，所述的外層塔外部設置有一組外部走臺7，所述的外層塔外部縱向安裝有爬梯11，所述的外層塔、中層塔、內(nèi)層塔具有人孔9。
[0034]實施例3:
根據(jù)實施例1或2所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，所述的的內(nèi)層塔具有的除霧器和循環(huán)管，所述的托盤為網(wǎng)格形狀。
[0035]實施例4:
一種利用實施例1-3之一所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，進行煙氣凈化方法，該方法包括如下步驟:
(1)將碳酰胺固體與水混合，其中水和碳酰胺按照重量份數(shù)100:7^12.5的比例混合形成碳酰胺溶液，充分攪拌使碳酰胺充分溶解到水中；
(2)將碳酰胺溶液用循環(huán)泵打入內(nèi)層塔進行噴淋，將外層塔、中層塔、內(nèi)層塔中的煙氣溫度降低到90-95攝氏度，煙氣與碳酰胺溶液進行反應，發(fā)生如下反應:
2S02 +2C0 (NH2 ) 2 + O 2+4H 20 — 2 (NH 4) 2 SO 4+2C0 2
6N02+ 4C0 (NH2 ) 2 — 4C02+7N 2+8H 20
6N0+ 2C0 (NH2 ) 2 — 2C02+5N 2+4H 20
總反應化學方程式為:
2S02+8C0 (NH2) 2+02+6N02+6N0-2 (NH4)2 S04+8C02+12N2+8H20 脫除煙氣中的 S02、N02、N0
有酸雨害氣體；
(3)煙氣在內(nèi)層塔反應后在通過內(nèi)層塔、中層塔和外層塔之間的2個空腔排出，煙氣從內(nèi)層塔排出后在2個空腔中形成煙氣走向，煙氣在2空腔內(nèi)循環(huán)增加2倍的反應時間，實現(xiàn)脫硫、脫氮效率達到90%-95%。
[0036]實施例5:
利用實施例4所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔進行煙氣凈化方法，碳酰胺溶液經(jīng)內(nèi)層塔、中層塔、外層塔三個循環(huán)，碳酰胺與煙氣中的S02、NO2, NO反應生成N2、水、(NH 4) 2S04、CO2,未反應的碳酰胺溶液重新進入內(nèi)層塔、中層塔、外層塔進行重復利用。
[0037]實施例6:
實施例4或5所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔進行煙氣凈化的方法，碳酰胺溶液中水和碳酰胺為質(zhì)量份數(shù)為100:7時，煙氣進入內(nèi)層塔、中層塔、外層塔三個塔內(nèi)進行噴淋后煙氣溫度降低到90攝氏度時，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，實現(xiàn)脫硫、脫硝達到90%。
[0038]實施例7:
實施例4或5或6所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔進行煙氣凈化方法，碳酰胺溶液中水和碳酰胺為質(zhì)量份數(shù)為100:12.5時，煙氣進入內(nèi)層塔、中層塔、外層塔三個塔內(nèi)進行噴淋后煙氣溫度降低到95攝氏度時，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，實現(xiàn)脫硫、脫硝達到95%。
[0039]實施例8:
根據(jù)實施例4或5或6或7所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔進行煙氣凈化方法，碳酰胺溶液中水和碳酰胺為質(zhì)量份數(shù)為100:10時，煙氣進入內(nèi)層塔、中層塔、外層塔三個塔內(nèi)進行噴淋后煙氣溫度降低到92攝氏度時，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，實現(xiàn)脫硫、脫硝達到92%。
[0040]實施例9:
根據(jù)實施例1-3之一所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，所述的外層塔、所述的中層塔、所述的內(nèi)層塔的材料為Q235-A碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，所述的內(nèi)層塔及所述的中層塔經(jīng)過膠泥防腐處理。
[0041]實施例10:
根據(jù)實施例1-3之一所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，所述的噴淋器、所述的托盤的材料為316L不銹鋼制成，所述的的內(nèi)層塔具有的除霧器和循環(huán)管，所述的除霧器和循環(huán)管的材料為316L不銹鋼制成，所述的托盤為網(wǎng)格形狀。
[0042]實施例11:
利用實施例1-3之一所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔進行煙氣凈化方法，在具體實施時為了讓化學反應更加充分必須在尿素溶液中加入添加劑使其化學反應完全，這樣脫硫、脫硝的俠侶就會大大提高，保證脫硫、脫硝裝置的正常運行。
[0043]實施例12:
利用實施例1-3之一所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔進行煙氣凈化方法，碳酰胺溶液PH值由7提高到10是指碳酰胺溶液由中性溶液逐漸變成堿性溶液，可知碳酰胺溶液與煙氣反應生成硫酸銨呈堿性，堿性值到達10，證明溶液反應完全，即達到脫硫、脫硝的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，其組成包括:外層塔，其特征是:所述的外層塔內(nèi)部設置有中層塔，所述的中層塔內(nèi)部設置有內(nèi)層塔，所述的內(nèi)層塔安裝有一組噴淋器，所述的內(nèi)層塔設置有與電機連接的旋轉(zhuǎn)葉片，所述的內(nèi)層塔內(nèi)設置有托盤，所述的外層塔、所述的中層塔和所述的內(nèi)層塔上端均具有煙氣出口，所述的外層塔、所述的中層塔和所述的內(nèi)層塔下端均設置有煙氣進口，所述的外層塔、所述的中層塔和所述的內(nèi)層塔直接或者間接安裝在底盤上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，其特征是:所述的內(nèi)層塔及所述的中層塔內(nèi)具有一層膠泥防腐層，所述的外層塔外部設置有一組外部走臺，所述的外層塔外部縱向安裝有爬梯，所述的外層塔、中層塔、內(nèi)層塔均具有人孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔，其特征是:所述的的內(nèi)層塔具有的除霧器和循環(huán)管，所述的托盤為網(wǎng)格形狀。
4.一種利用權(quán)利要求1-3之一所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的環(huán)形塔進行煙氣凈化方法，其特征是:該方法包括如下步驟: (1)將碳酰胺固體與水混合，其中水和碳酰胺按照重量份數(shù)100:7^12.5的比例混合形成碳酰胺溶液，充分攪拌使碳酰胺充分溶解到水中； (2)將碳酰胺溶液用循環(huán)泵打入內(nèi)層塔進行噴淋，將外層塔、中層塔、內(nèi)層塔中的煙氣溫度降低到90-95攝氏度，煙氣與碳酰胺溶液進行反應，發(fā)生如下反應:
2S02 +2CO (NH2 ) 2 + O 2+4H 20 — 2 (NH 4) 2 SO 4+2C0 2
6N02+ 4C0 (NH2 ) 2 — 4C02+7N 2+8H 20
6N0+ 2C0 (NH2 ) 2 — 2C02+5N 2+4H 20 總反應化學方程式為:
2S02+8C0 (NH2) 2+02+6N02+6N0-2 (NH4)2 S04+8C02+12N2+8H20 脫除煙氣中的 S02、N02、N0有酸雨害氣體； (3)煙氣在內(nèi)層塔反應后，順次通過內(nèi)層塔、中層塔和外層塔之間的2個空腔后排出，煙氣從內(nèi)層塔排出后在2個空腔中形成煙氣走向，煙氣在2空腔內(nèi)循環(huán)增加2倍的反應時間，實現(xiàn)脫硫、脫氮效率達到90%-95%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硫、脫硝一體化凈化煙氣的煙氣凈化方法，其特征是:碳酰胺溶液經(jīng)內(nèi)層塔、中層塔、外層塔三個循環(huán)，碳酰胺與煙氣中的S02、NO2, NO反應生成N2、水、(NH4) 2 S04、CO2，未反應的碳酰胺溶液再進入內(nèi)層塔、中層塔、外層塔進行重復利用。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的煙氣凈化方法，其特征是:碳酰胺溶液中水和碳酰胺為質(zhì)量份數(shù)為100:7時，并且煙氣進入內(nèi)層塔、中層塔、外層塔三個塔內(nèi)進行噴淋后煙氣溫度降低到90攝氏度時，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，實現(xiàn)脫硫、脫硝達到90%。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的煙氣凈化方法，其特征是:碳酰胺溶液中水和碳酰胺為質(zhì)量份數(shù)為100:12.5時，并且煙氣進入內(nèi)層塔、中層塔、外層塔三個塔內(nèi)進行噴淋后煙氣溫度降低到95攝氏度時，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，實現(xiàn)脫硫、脫硝達到95%。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的煙氣凈化方法，其特征是:碳酰胺溶液中水和碳酰胺為質(zhì)量份數(shù)為100:10時，并且煙氣進入內(nèi)層塔、中層塔、外層塔三個塔內(nèi)進行噴淋后煙氣溫度降低到92攝氏度時，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，實現(xiàn)脫硫、脫硝達到92%。
【文檔編號】B01D53/60GK104258712SQ201410523895
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】孫洪志, 陳姝容, 白昕 申請人:哈爾濱蔚藍環(huán)保設備制造有限公司