[發明專利]利用天然堿有效脫除煙氣三氧化硫的裝置及工藝

有效

• 申請號: 201310044506.8
• 申請日: 2013-02-02
• 公開（公告）號: CN103055684A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 王志強;王旭江;馬春元;范燕榮;張立強;董勇;崔琳
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/50
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術領域

本發明涉及一種脫除煙氣三氧化硫的裝置及工藝，減少其對空氣預熱器的腐蝕，增加空氣預熱器的壽命，同時有效降低空氣中SO₃含量，減小對人類生活和自然生態的影響，屬于大氣污染物治理技術領域。

背景技術

煤燃燒過程中產生大量污染物，從目前來看尤以SO₂和NOx最為嚴重。新的火電廠大氣污染排放標準在03版標準基礎上重點加大了火電廠大氣污染物中氮氧化物的排放力度，收嚴了二氧化硫、煙塵等污染物排放限值，“十二五”期間大量電廠采用選擇性催化還原（SCR）技術進行脫硝，該技術脫硝效率高，運行穩定。但該技術所用釩-鎢-鈦系列催化劑，對SO₂的氧化過程具有強烈的催化作用，幾乎可使煙氣中SO₃含量增加一倍左右。當煙氣流經空氣預熱器時，煙溫會迅速下降，如果煙氣中SO₃的含量較多，十分容易產生H₂SO₄的管壁凝結現象，從而增加了對空氣預熱器的腐蝕，減少了空氣預熱器的壽命，同時形成的腐蝕性硫酸氫銨會造成大量灰分沉降在金屬表面和卡在層間引起堵塞，及空氣預熱器中冷溫端腐蝕。這種堵塞會增加煙道的阻力，增加引風機的功率消耗，甚至迫使停爐清理預熱器堵灰。在SCR技術大規模應用后，煙氣中SO₃的濃度大大增加，其給大氣環境和人類健康帶來的危害也逐漸顯現出來。有效脫除煙氣中SO₃，是增加空預器運行壽命、減少電廠投資和保護生態環境的關鍵。

煙氣進入空氣預熱器前，現有技術并不對SO₃進行處理。目前主要SO₃脫除手段為濕法脫硫技術、濕式靜電技術或向煤種添加石灰石等，但上述技術存在的主要缺點為，SO₃脫除率過低。專利號為201120223113.X的中國專利公開了一種三氧化硫尾氣吸收裝置，包括吸收塔、三氧化硫反應塔，吸收塔中被隔板隔開為上堿池、中和池，隔板上有噴灑頭，中和池上部有循環管，下部有輸氣管，輸氣管連通至三氧化硫反應塔，循環管連通至輸氣管。對于燃燒煙氣中酸性污染物的脫除，主要方式是加入堿性物質與酸性物質進行反應，尾氣中易脫出，SCR反應器出口煙氣中SO₃濃度明顯提升，需要更好地脫除。

天然堿是含水的碳酸鹽礦物，是一種易吸濕的白色結晶粉未。中國天然堿資源分布于內蒙古、吉林、河南、青海、新疆和西藏，主要集中于河南和內蒙古，隨著開采技術的進步和勘探工作的深入，目前已探明儲量為206Mt。目前天然堿主要用于生產純堿，但是開發利用條件較差，工業基礎薄弱，利用率低。天然堿在堿品生產中所占比例低，僅在局部地區起到市場調節作用。因此亟需開發新的天然堿利用手段。天然堿堿性很強，利用這一天然資源在煙道（SCR反應器尾部與空氣預熱器入口之間）中噴射來實現SO₃的脫除極具應用前景和潛力。

發明內容

本發明的目的在于利用儲量豐富、利用率低的天然堿資源，提出一種利用天然堿有效脫除煙氣三氧化硫的裝置及工藝，在SCR反應器出口與空預器之間噴入天然堿，脫除煙氣中SO₃，能夠很大程度上降低煙氣中SO₃濃度，減少其對空氣預熱器的腐蝕，增加空氣預熱器的壽命，降低電廠的投資，同時減小對人類生活和自然生態的影響。

本發明采取的技術方案如下：

利用天然堿有效脫除煙氣三氧化硫的裝置，包括煙氣入口與煙氣出口，在煙氣入口與煙氣出口之間有一個彎形過度煙道，彎形過度煙道處設有噴嘴系統，在噴嘴系統的煙氣來流方向設置防磨板，噴嘴系統連接天然堿漿液制備系統。

噴嘴系統可采用彎形過度煙道背面、側面或內部等多種位置布置，噴嘴設置一定角度，保證漿液均勻充盈煙道截面。所述的噴嘴系統優選內部布置方式，有多組噴嘴排列，每組噴嘴有多個主噴嘴從上而下排成，每個主噴嘴有兩個小噴嘴，兩側靠近煙道垂直壁面的小噴嘴設置角度與水平面呈15°-35°，其余小噴嘴設置角度與水平面呈40°-55°。

所述的防磨板位于噴嘴上方，沿煙氣來流方向，不能影響噴嘴的正常噴液。

利用天然堿有效脫除煙氣三氧化硫的工藝，從SCR反應器出口出來的煙氣經天然堿漿液噴洗充分吸收SO₃，再進入空氣預熱器，吸收后的天然堿漿液被煙氣干燥蒸發。

所述的煙氣三氧化硫濃度在100-500ppm，天然堿漿液的濃度根據三氧化硫濃度變化，質量濃度在20%-30%間，噴嘴出口速度為90±5m/s。