脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔及烟气净化方法
【专利摘要】脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔及烟气净化方法 。 常规的脱硫、脱硝的设备体积庞大占用面积大，需用的附属设备多，建设费用高、运行能耗大。本发明 组成包括：外层塔（3），所述的外层塔内部设置有中层塔（5），所述的中层塔内部设置有内层塔（4），所述的内层塔安装有一组喷淋器（8），所述的内层塔设置有与电机连接的旋转叶片（12），所述的内层塔内设置有托盘（10），所述的外层塔、所述的中层塔和所述的内层塔上端具有烟气出口（6），所述的外层塔、所述的中层塔和所述的内层塔下端设置有烟气进口（2），所述的外层塔、所述的中层塔和所述的内层塔安装在底盘（1）上。本发明用于净化烟气。
【专利说明】脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔及烟气净化方法
[0001]【技术领域】:
本发明涉及一种脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔及烟气净化方法。
[0002]【背景技术】:
常规的脱硫、脱硝是单一的脱硫或脱硝塔加附属设备进行工作，设备体积庞大占用面积大，需用的附属设备多，建设费用高、运行能耗大。随着环保意识的不断增强，国家对环保设备的性能要求越来越高。我国政府十分重视酸雨、二氧化硫和氮氧化物的控制。
[0003]传统的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，具有以下缺点(I)脱硝效率低，由于NO难溶于水，反应时间短造成NO随着烟气溢出，降低了脱硝效率；(2)脱硫、脱硝装置辅助设备多，如烟气预热器、燃烧器、反应器、浓缩回收器、铣槽、除雾器等，由于辅助设备多增加了投资成本，使脱硫、脱硝装置推广困难；(3)运行成本高，脱硫、脱硝装置在运行中需要大量催化剂，很多催化剂都是进口的，进口催化剂价格很高，所以难以推广。
[0004]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔及烟气净化方法。
[0005]上述的目的通过以下的技术方案实现:
脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，其组成包括:外层塔，所述的外层塔内部设置有中层塔，所述的中层塔内部设置有内层塔，所述的内层塔安装有一组喷淋器，所述的内层塔设置有与电机连接的旋转叶片，所述的内层塔内设置有托盘，所述的外层塔、所述的中层塔和所述的内层塔上端均具有烟气出口，所述的外层塔、所述的中层塔和所述的内层塔下端均设置有烟气进口，所述的外层塔、所述的中层塔和所述的内层塔直接或者间接安装在底盘上。
[0006]所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，所述的内层塔及所述的中层塔内具有一层胶泥防腐层，所述的外层塔外部设置有一组外部走台，所述的外层塔外部纵向安装有爬梯，所述的外层塔、中层塔、内层塔均具有人孔。
[0007]所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，所述的的内层塔具有的除雾器和循环管，所述的托盘为网格形状。
[0008]一种利用所述的环形塔进行脱硫、脱硝一体化净化烟气的方法，该方法包括如下步骤:
(1)将碳酰胺固体与水混合，其中水和碳酰胺按照重量份数100:7^12.5的比例混合形成碳酰胺溶液，充分搅拌使碳酰胺充分溶解到水中；
(2)将碳酰胺溶液用循环泵打入内层塔进行喷淋，将外层塔、中层塔、内层塔中的烟气温度降低到90-95摄氏度，烟气与碳酰胺溶液进行反应，发生如下反应:
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
总反应化学方程式为:
2S02+8C0 (NH2) 2+02+6N02+6N0-2 (NH4)2 S04+8C02+12N2+8H20 脱除烟气中的 S02、N02、N0有酸雨害气体；
(3)烟气在内层塔反应后，顺次通过内层塔、中层塔和外层塔之间的2个空腔后排出，烟气从内层塔排出后在2个空腔中形成烟气走向，烟气在2空腔内循环增加2倍的反应时间，实现脱硫、脱氮效率达到90%-95%。
[0009]上述的利用所述的环形塔进行脱硫、脱硝一体化净化烟气的方法，碳酰胺溶液经内层塔、中层塔、外层塔三个循环，碳酰胺与烟气中的S02、NO2, NO反应生成N2、7jc、(NH 4)2S04、CO2，未反应的碳酰胺溶液再进入内层塔、中层塔、外层塔进行重复利用。
[0010]上述的利用所述的环形塔进行脱硫、脱硝一体化净化烟气的方法，碳酰胺溶液中水和碳酰胺为质量份数为100:7时，并且烟气进入内层塔、中层塔、外层塔三个塔内进行喷淋后烟气温度降低到90摄氏度时，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，实现脱硫、脱硝达到90%。
[0011]上述的利用所述的环形塔进行脱硫、脱硝一体化净化烟气的方法，酰胺溶液中水和碳酰胺为质量份数为100:12.5时，并且烟气进入内层塔、中层塔、外层塔三个塔内进行喷淋后烟气温度降低到95摄氏度时，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，实现脱硫、脱硝达到95%。
[0012]上述的利用所述的环形塔进行脱硫、脱硝一体化净化烟气的方法，碳酰胺溶液中水和碳酰胺为质量份数为100:10时，并且烟气进入内层塔、中层塔、外层塔三个塔内进行喷淋后烟气温度降低到92摄氏度时，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，实现脱硫、脱硝达到92%。
[0013]本发明的有益效果:
1、本发明的结构简单，采用脱硫、脱硝一体化净化烟气环形塔控制。由于设备结构简单，控制、操作都即为简化。控制柜可设置在脱硫、脱硝间内，仅需进行定时巡视，节约人力。
[0014]2、本发明运行耗能少，安装脱硫、脱硝一体话烟气环形塔仅需一套循环泵体进行工作，单一的脱硫或脱硝需要2套循环泵工作，每年节约电费22kwX4320小时Xl元=95040 元。
[0015]3、本发明脱硫、脱硝效率高，NOx脱除率随反应温度而提高，90度时可达90%，吸收液的PH值由7提高到10时N02、S02脱除率也相应提高，当尿素浓度为70-120克/升，反应温度95摄氏度时，NO2^NOx的脱出率接近95%。
[0016]4、本发明占地面积小，原来脱硫、脱硝各为一个设备独立体，二台设备分别占有自己的位置，根据设备的不同用按其顺序排列，占地面积特别大，经过反复的实践研究，研究出及脱硫、脱硝为一体的优化装置，该装置的应用使脱硫、脱硝又上了一个新的台阶。
[0017]5、本发明节省投资，原来脱硫、脱硝各为一个设备独立体，二台设备分别有各自的投资，二种投资总额比较大，我们研究的该装置集脱硫、脱硝为一体化，一体化的投资比以前两台的投资节约资金约1/4左右，占地面积小也节约一部分投资资金，所以该装置的使用前景是广阔的。
[0018]6、本发明运费用低，原来脱硫、脱硝各为一个设备独立体，二台设备分别进行维护、维修工作，工作量大用工工时多，另一方面脱硫、脱硝用大量及脱除剂比原来节约1/2左右，维护、维修工作量也减少了 1/3左右，大大降低了运行成本。
7、本发明的脱硫原理为脱硫、脱硝一体化净化烟气的净化方法。该脱硫、脱硝净化方法及环形塔的工作原理:
尿素与SO2 ,NO2发生的反应如下
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
总反应化学方程式为:
2S02+8C0 (NH2) 2+02+6N02+6N0-2 (NH4) 2 S 04+8C02+12N2+8H20
脱除烟气中的S02、NO2, NO有酸雨害气体，碳酰胺溶液由储槽经循环泵抽送进入内层塔，在内层塔内，碳酰胺溶液与NHx和SO2反应生成N 2、水、(NH 4) 2S04、CO2,尾气排放在室夕卜，未反应完全的碳酰胺溶液浓循环入碳酰胺溶液浓储槽重复利用，提高了碳酰胺溶液的利用率，NO脱除率随反应温度而提高，90度时可达90%，吸收液的PH值由7提高到10时N02、SO2脱出率也相当提高，当碳酰胺溶液浓度为70-120克/升，反应温度95度时，N0、S02、N0x的脱出率接近95%。
[0019]8、本发明采用的316L不锈钢能够使所述的喷淋器、所述的托盘耐腐蚀性，耐高温、抗蠕变的特性；采用的Q235-A碳素结构钢能够使所述的外层塔、所述的中层塔、所述的内层塔制造方便、可焊接性好，强度、硬度低、抗震性强。
[0020]9、本发明采利用烟气从烟气进气口进入内层塔，再通过内层塔进所述的中层塔、最后进入外层塔，所述的层塔之间的空隙中，形成烟气走向，在从烟气出口出来，通过喷淋器喷出的碳酰胺溶液，实现了一体化脱硫、脱硝，其中叶片给烟气走向提供动力。
[0021]【专利附图】
【附图说明】:
附图1是本发明的结构示意图。
[0022]附图2是本发明的底板的结构示意图。
[0023]附图3是本发明的烟气进口的结构示意图。
[0024]附图4是本发明的内层塔的结构示意图。
[0025]附图5是本发明的中层塔的结构示意图。
[0026]附图6是本发明的外部走台的结构示意图。
[0027]附图7是本发明的喷淋器的结构示意图。
[0028]附图8是本发明的人孔的结构示意图。
[0029]附图9是本发明的托盘的结构示意图。
[0030]附图10是本发明的爬梯的结构示意图。
[0031]附图11是本发明的叶片的结构示意图。
[0032]【具体实施方式】:
实施例1:
一种脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，其组成包括:外层塔3，所述的外层塔内部设置有中层塔5，所述的中层塔内部设置有内层塔4，所述的内层塔安装有一组喷淋器8，所述的内层塔设置有与电机连接的旋转叶片12，所述的内层塔内设置有托盘10，所述的外层塔、所述的中层塔和所述的内层塔上端具有烟气出口 6，所述的外层塔、所述的中层塔和所述的内层塔下端设置有烟气进口 2，所述的外层塔、所述的中层塔和所述的内层塔安装在底盘I上。
[0033]实施例2:
根据实施例1所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，所述的内层塔及所述的中层塔内具有一层胶泥防腐层，所述的外层塔外部设置有一组外部走台7，所述的外层塔外部纵向安装有爬梯11，所述的外层塔、中层塔、内层塔具有人孔9。
[0034]实施例3:
根据实施例1或2所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，所述的的内层塔具有的除雾器和循环管，所述的托盘为网格形状。
[0035]实施例4:
一种利用实施例1-3之一所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，进行烟气净化方法，该方法包括如下步骤:
(1)将碳酰胺固体与水混合，其中水和碳酰胺按照重量份数100:7^12.5的比例混合形成碳酰胺溶液，充分搅拌使碳酰胺充分溶解到水中；
(2)将碳酰胺溶液用循环泵打入内层塔进行喷淋，将外层塔、中层塔、内层塔中的烟气温度降低到90-95摄氏度，烟气与碳酰胺溶液进行反应，发生如下反应:
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
总反应化学方程式为:
2S02+8C0 (NH2) 2+02+6N02+6N0-2 (NH4)2 S04+8C02+12N2+8H20 脱除烟气中的 S02、N02、N0
有酸雨害气体；
(3)烟气在内层塔反应后在通过内层塔、中层塔和外层塔之间的2个空腔排出，烟气从内层塔排出后在2个空腔中形成烟气走向，烟气在2空腔内循环增加2倍的反应时间，实现脱硫、脱氮效率达到90%-95%。
[0036]实施例5:
利用实施例4所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔进行烟气净化方法，碳酰胺溶液经内层塔、中层塔、外层塔三个循环，碳酰胺与烟气中的S02、NO2, NO反应生成N2、水、(NH 4) 2S04、CO2,未反应的碳酰胺溶液重新进入内层塔、中层塔、外层塔进行重复利用。
[0037]实施例6:
实施例4或5所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔进行烟气净化的方法，碳酰胺溶液中水和碳酰胺为质量份数为100:7时，烟气进入内层塔、中层塔、外层塔三个塔内进行喷淋后烟气温度降低到90摄氏度时，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，实现脱硫、脱硝达到90%。
[0038]实施例7:
实施例4或5或6所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔进行烟气净化方法，碳酰胺溶液中水和碳酰胺为质量份数为100:12.5时，烟气进入内层塔、中层塔、外层塔三个塔内进行喷淋后烟气温度降低到95摄氏度时，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，实现脱硫、脱硝达到95%。
[0039]实施例8:
根据实施例4或5或6或7所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔进行烟气净化方法，碳酰胺溶液中水和碳酰胺为质量份数为100:10时，烟气进入内层塔、中层塔、外层塔三个塔内进行喷淋后烟气温度降低到92摄氏度时，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，实现脱硫、脱硝达到92%。
[0040]实施例9:
根据实施例1-3之一所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，所述的外层塔、所述的中层塔、所述的内层塔的材料为Q235-A碳素结构钢制成，所述的内层塔及所述的中层塔经过胶泥防腐处理。
[0041]实施例10:
根据实施例1-3之一所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，所述的喷淋器、所述的托盘的材料为316L不锈钢制成，所述的的内层塔具有的除雾器和循环管，所述的除雾器和循环管的材料为316L不锈钢制成，所述的托盘为网格形状。
[0042]实施例11:
利用实施例1-3之一所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔进行烟气净化方法，在具体实施时为了让化学反应更加充分必须在尿素溶液中加入添加剂使其化学反应完全，这样脱硫、脱硝的侠侣就会大大提高，保证脱硫、脱硝装置的正常运行。
[0043]实施例12:
利用实施例1-3之一所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔进行烟气净化方法，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渐变成碱性溶液，可知碳酰胺溶液与烟气反应生成硫酸铵呈碱性，碱性值到达10，证明溶液反应完全，即达到脱硫、脱硝的目的。
【权利要求】
1.一种脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，其组成包括:外层塔，其特征是:所述的外层塔内部设置有中层塔，所述的中层塔内部设置有内层塔，所述的内层塔安装有一组喷淋器，所述的内层塔设置有与电机连接的旋转叶片，所述的内层塔内设置有托盘，所述的外层塔、所述的中层塔和所述的内层塔上端均具有烟气出口，所述的外层塔、所述的中层塔和所述的内层塔下端均设置有烟气进口，所述的外层塔、所述的中层塔和所述的内层塔直接或者间接安装在底盘上。
2.根据权利要求1所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，其特征是:所述的内层塔及所述的中层塔内具有一层胶泥防腐层，所述的外层塔外部设置有一组外部走台，所述的外层塔外部纵向安装有爬梯，所述的外层塔、中层塔、内层塔均具有人孔。
3.根据权利要求1或2所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔，其特征是:所述的的内层塔具有的除雾器和循环管，所述的托盘为网格形状。
4.一种利用权利要求1-3之一所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的环形塔进行烟气净化方法，其特征是:该方法包括如下步骤: (1)将碳酰胺固体与水混合，其中水和碳酰胺按照重量份数100:7^12.5的比例混合形成碳酰胺溶液，充分搅拌使碳酰胺充分溶解到水中； (2)将碳酰胺溶液用循环泵打入内层塔进行喷淋，将外层塔、中层塔、内层塔中的烟气温度降低到90-95摄氏度，烟气与碳酰胺溶液进行反应，发生如下反应:
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 总反应化学方程式为:
2S02+8C0 (NH2) 2+02+6N02+6N0-2 (NH4)2 S04+8C02+12N2+8H20 脱除烟气中的 S02、N02、N0有酸雨害气体； (3)烟气在内层塔反应后，顺次通过内层塔、中层塔和外层塔之间的2个空腔后排出，烟气从内层塔排出后在2个空腔中形成烟气走向，烟气在2空腔内循环增加2倍的反应时间，实现脱硫、脱氮效率达到90%-95%。
5.根据权利要求4所述的脱硫、脱硝一体化净化烟气的烟气净化方法，其特征是:碳酰胺溶液经内层塔、中层塔、外层塔三个循环，碳酰胺与烟气中的S02、NO2, NO反应生成N2、水、(NH4) 2 S04、CO2，未反应的碳酰胺溶液再进入内层塔、中层塔、外层塔进行重复利用。
6.根据权利要求4或5所述的烟气净化方法，其特征是:碳酰胺溶液中水和碳酰胺为质量份数为100:7时，并且烟气进入内层塔、中层塔、外层塔三个塔内进行喷淋后烟气温度降低到90摄氏度时，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，实现脱硫、脱硝达到90%。
7.根据权利要求4或5所述的烟气净化方法，其特征是:碳酰胺溶液中水和碳酰胺为质量份数为100:12.5时，并且烟气进入内层塔、中层塔、外层塔三个塔内进行喷淋后烟气温度降低到95摄氏度时，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，实现脱硫、脱硝达到95%。
8.根据权利要求4或5所述的烟气净化方法，其特征是:碳酰胺溶液中水和碳酰胺为质量份数为100:10时，并且烟气进入内层塔、中层塔、外层塔三个塔内进行喷淋后烟气温度降低到92摄氏度时，碳酰胺溶液PH值由7提高到10，实现脱硫、脱硝达到92%。
【文档编号】B01D53/60GK104258712SQ201410523895
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】孙洪志, 陈姝容, 白昕 申请人:哈尔滨蔚蓝环保设备制造有限公司