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CN108404640A - 一种烟气脱硫脱硝一体化装置及方法 - Google Patents

一种烟气脱硫脱硝一体化装置及方法 Download PDF

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CN108404640A CN201810460941.1A CN201810460941A CN108404640A CN 108404640 A CN108404640 A CN 108404640A CN 201810460941 A CN201810460941 A CN 201810460941A CN 108404640 A CN108404640 A CN 108404640A
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Abstract

本发明公开了一种烟气脱硫脱硝一体化装置及方法，该装置包括依次连接的脱硫罐(10)和脱硝罐(20)；脱硫罐(10)含有第一烟气进入管道(130)，第一烟气进入管道(130)的出口连接有第一烟气分配器(126)，第一烟气分配器(126)的出口设有第一气体弥散分布器(125)；脱硝罐(20)含有第二烟气进入管道(225)，第二烟气进入管道(225)的出口连接有第二烟气分配器(220)，第二烟气分配器(220)的出口设有第二气体弥散分布器(219)。该烟气脱硫脱硝一体化装置具有占地面积小、投资和运行成本低、脱硫脱硝除尘效率高、结构简单、系统简洁的烟气排放脱硫脱硝排放浓度≤5mg/m3。

Description

一种烟气脱硫脱硝一体化装置及方法
技术领域
本发明涉及一种烟气脱硫脱硝一体化装置，还涉及一种烟气脱硫脱硝一体化方法。
背景技术
二氧化硫和氮氧化物是大气污染物中影响较大的气态污染物，对人体、环境和生态系统有极大危害。随着环保要求的日益严格，NOx和SO2排放的问题越来越受到关注。二氧化硫和氮氧化物主要源自于煤、石油等石化燃料的燃烧过程，以及矿石的焙烧、冶炼过程的烟气排放。其中各种燃烧锅炉特别是火电厂锅炉排烟具有浓度低、烟气量大、浮尘多等特点而难以治理。
在烟气脱硫技术的研发方面，目前发展较为迅速。根据脱硫副产物的状态和脱硫过程的形式，可将烟气脱硫工艺大体分为湿法、半干发和干法，其中湿法又包括石灰石-石膏法、湿式氨法、离子液循环法、氨硫酸铵法、镁法、双碱法、钢渣法等。等离子循环法中的离子液是以有机阳离子和无机阴离子为主，同时添加少量活化剂、抗氧化剂和缓蚀剂组成的水溶液，使用过程中不会产生二次污染。离子液在常温下吸收SO2，在高温如105℃～110℃时将离子液中的SO2再生出来，从而达到脱除和回收烟气中的SO2的目的。离子液被称为“绿色可设计溶剂”，吸收效果好，净化效率高，使用范围宽，副产品为高浓度H2SO4，废热可利用。离子液循环法脱硫工艺在烧结机烟气脱硫、电厂烟气脱硫和化工厂烟气脱硫方面均有应用。在硫酸尾气治理方面，离子液循环液法可将SO2浓度从10000mg/Nm3降到200mg/Nm3以下，其脱硫效果显著。还有旋转喷雾半干法、炉内喷钙尾部增温活化、海水脱硫、电子束脱硫、烟气循环流化床脱硫等。
烟气脱硫的干法使用石灰浆喷入脱硫塔，在高温烟气的作用下，浆液中的水很快蒸发，浆液中的石灰以固体颗粒的形态析出，并将烟气中的SO2吸附在其表面得以去除；吸附了SO2的固体石灰颗粒则和烟气中的尘埃一起，通过后面的袋式除尘器出去；湿法脱硫则使用较稀的石灰液在喷淋塔内洗脱SO2，石灰的添加根据pH的控制要求来添加，pH一般控制在6左右的酸性范围。SO2首先吸收到水相中，在水中形成亚硫酸并和CaCO3(或Ca(OH)2)反应生成亚硫酸钙和亚硫酸氢钙和硫酸钙，除了石灰或石灰石，用作烟气脱硫的碱性材料还有NaOH、氨水、MgO等。
烟气的脱硝分为还原法和氧化法两类，还原法使用氨或尿素作为还原剂，使用V2O5作为催化剂在300℃～400℃的温度条件下，或不使用催化剂在1000℃的温度条件下将烟气中的NOx选择性地还原成氮气。选择性催化还原法由于含有过渡金属元素的催化剂，催化剂会受到烟气中尘埃的磨损而需要经常更换，同时有氨泄漏及温度条件苛刻等问题，其使用受到一定限制。氧化法则使用臭氧或H2O2等氧化剂将NOx中的NO(占烟气中红NOx的90％以上)氧化成更容易洗脱的NO2或N2O5(NO2占90％以上)，并和烟气中的SO2一起在湿式洗涤塔中去除。氧化法脱硝工艺简单，无需使用催化剂，使用温度范围广，因此在使用和适用性上有一定优势。
烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术(SCR)、选择性非催化还原技术(SNCR)、电子束法、脉冲电晕法、络合物吸收法和尿素吸收法等，目前运行中较为成熟的烟气脱硝技术主要有SCR技术、SNCR技术以及SNCR/SCR组合技术，但SCR法存在初期投资费用较高，操作温度范围窄，且存在氨泄漏，会生成N2O，以及催化剂易失活等缺点；而SNCR脱硝效率较低，且氨泄漏多，易造成二次污染；但以上两种工艺对烟气的温度要求较高，通常大于300℃，不适合低温烟气的脱硝处理。
目前，烟气脱硫、脱硝的技术方面，国内外比较成熟的技术是运用多系统分别脱除SO2和NOx，即通过两套单独的反应器来完成，这样就带来了所需设备复杂、规模较大、初始投资大、工艺控制繁琐以及运行费用高等一系列问题，因此，开发同时对SO2和NOx进行脱除的技术必然成为未来发展的新趋势。近几年世界各国，尤其是工业发达国家都相继开展了同时脱硫脱硝技术的研究开发，并进行了一定的工业应用，国外目前有电子束照射法、脉冲电晕法、活性炭吸附法、NOxSO工艺和Pahlman烟气脱硫脱硝工艺等，但我国目前尚缺乏此类技术或因能耗和成本过高而不适应。鉴于湿法络合脱硝的高吸收效率，美国、日本和欧洲等一直致力于该技术的研究开发，影响湿法络合脱硝反应应用最主要的问题是吸收液的循环利用，吸收循环液再生的方法主要有生物法、化学法、电解法等，其中化学法加入还原剂再生吸收液应用最为广泛。
湿式氨法脱硫脱硝就是利用氨或铵离子与烟气中的酸性氧化物进行反应生成铵盐，从而完成烟气的净化并回收副产品铵盐。要制成高品质铵盐则需要把亚硫酸铵氧化成硫酸铵，传统的氧化技术多为高压风机鼓空气氧化，或加压催化氧化；但上述方法因气液接触面积小，传质不充分，易引起空气中的氧利用率低，氧化率偏低，造成副产品硫酸铵品质偏低。
发明内容
为了解决现有的烟气脱硫脱硝效率低的问题。本发明提供了一种烟气脱硫脱硝一体化装置及方法，该烟气脱硫脱硝一体化装置具有占地面积小、投资和运行成本低、脱硫脱硝除尘效率高、结构简单、系统简洁的烟气排放脱硫脱硝排放浓度≤5mg/m3。该烟气脱硫脱硝一体化装置可以实现烟气超净排放：烟气排放浓度≤5mg/m3，SO2排放浓度≤35mg/m3和NOx排放浓度≤50mg/m3。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种烟气脱硫脱硝一体化装置，包括依次连接的脱硫罐和脱硝罐；脱硫罐含有第一烟气进入管道，第一烟气进入管道的入口位于脱硫罐外，第一烟气进入管道的出口位于脱硫罐内，第一烟气进入管道的出口连接有第一烟气分配器，第一烟气分配器的出口设有第一气体弥散分布器，第一烟气进入管道内设有第一转向栅板；脱硝罐含有第二烟气进入管道，第二烟气进入管道的入口位于脱硝罐外，第二烟气进入管道的出口位于脱硝罐内，第二烟气进入管道的出口连接有第二烟气分配器，第二烟气分配器的出口设有第二气体弥散分布器，第二烟气进入管道内设有第二转向栅板。
第一烟气分配器含有一条主分配通道和多条分支通道，主分配通道呈直立的锥筒状结构，主分配通道的底端为入口端，主分配通道的底端朝上，主分配通道的底端与第一烟气进入管道的出口连接，多条分支通道沿主分配通道的周向均匀间隔分布。
分支通道的中心线相对于水平面倾斜设置，分支通道的入口端朝上，分支通道的出口端朝下，分支通道的入口端与主分配通道的锥形侧壁连通，第一气体弥散分布器位于主分配通道的出口端和分支通道的出口端，主分配通道的出口端和分支通道的出口端位于同一水平面内。
主分配通道的出口端为圆形，分支通道的出口端为椭圆形，分支通道的中心线与主分配通道的中心线位于同一平面内，该椭圆形的长轴与主分配通道的中心线位于同一平面内，主分配通道的出口端的面积与分支通道的出口端的面积之和大于主分配通道的入口端的面积。
主分配通道的出口端和分支通道的出口端还设有第一气泡分隔栅板，第一气体弥散分布器与第一气泡分隔栅板上下层叠设置，第一气体弥散分布器与第一气泡分隔栅板均为板状结构，第一气体弥散分布器内均匀分布有多个排气通孔，第一气泡分隔栅板含有多个交叉设置的栅条。
脱硫罐为直立的筒状结构，第一烟气进入管道与脱硫罐的侧周壁连接，第一烟气进入管道呈直角弯头状结构，第一烟气进入管道的出口朝下，第一烟气进入管道内含有多块均匀间隔设置的第一转向栅板，第一烟气进入管道的弯度与每块第一转向栅板的弯度均相同。
脱硫罐的上端为脱硫罐烟气出口，第一烟气进入管道的入口为脱硫罐烟气入口，脱硫罐的下端为圆锥形结构，脱硫罐的下部连接有多根支撑柱，脱硫罐的上部内设有两个除雾器，两个除雾器上下层叠间隔设置，两个除雾器均位于第一烟气进入管道和脱硫罐烟气出口之间。
第二烟气进入管道的结构与第一烟气进入管道的结构相同，第二烟气分配器的结构与第一烟气分配器的结构相同，第二烟气进入管道内设有氧化剂供应管路，氧化剂供应管路的出口端位于第二烟气分配器的入口内，氧化剂供应管路的出口端设有气流分布器。
一种烟气脱硫脱硝一体化方法，所述烟气全干冷却方法采用了上述的烟气脱硫脱硝一体化装置，所述烟气全干冷却方法依次包括以下步骤：
步骤1、烟气从第一烟气进入管道的入口进入脱硫罐内，脱硫罐内的脱硫剂对该烟气脱硫处理，脱硫后的烟气从脱硫罐烟气出口排出；
步骤2、脱硫后的烟气从第二烟气进入管道的入口进入脱硝罐内，脱硝罐内的脱硝剂对该脱硫后的烟气进行脱硝处理，脱硝后的烟气从脱硝罐烟气出口排出。
在步骤1中，脱硫罐内的工作温度＜100℃，脱硫罐内的工作压力＜4KPa，脱硫罐内的脱硫剂的液面高度＜1m，该脱硫剂为0％～30％的硫酸溶液，第一烟气进入管道内的烟气气体流速＜10m/s，脱硫罐内的气体流速＜1.0m/s，烟气气泡在该脱硫剂中的停留时间≥0.8s；
在步骤2中，脱硝罐内的工作温度＜70℃，脱硝罐内的工作压力＜4KPa，脱硝罐内的脱硝剂的液面高度＜1m，该脱硝剂为0％～30％的硝酸溶液，第二烟气进入管道内的烟气气体流速＜10m/s，脱硝罐内的气体流速＜1.0m/s，烟气气泡在该脱硝剂中的停留时间≥0.8s。
本发明的有益效果是：
其一，本发明将烟气的脱硫、脱硝工艺及其所采用的设备有机地组合成一个完整的工艺体系，既简化了工艺流程、减少了设备占地面积，又大幅度降低了设备的投资和运行费用。
其二，本发明采用双氧化或臭氧将烟气中SO2氧化成SO3，实现了亚硫酸到硫酸的转变，脱硫的产物为硫酸，能够作为其他行业原材料进行利用，实现脱硫脱硝产物的无害化和资源化利用，并具有良好的市场前景。
其三，本发明通过双氧水或臭氧将烟气中含量在90％以上的NOx氧化成NO2，利用HNO3溶液吸收NO2制备HNO3，能够作为其他行业原材料进行利用，实现脱硫脱硝产物的无害化和资源化利用，并具有良好的市场前景。
其四，本发明摆脱了传统脱硫脱硝利用氨水作为吸收剂同时脱除烟气中的SO2和NO2，避免了氨蒸汽的溢出和二次污染。
综上所述，本发明具有占地面积小、投资和运行成本低、脱硫脱硝除尘效率高、结构简单、系统简洁等优点的产期脱硫脱硝一体化装备及其工艺，可以实现烟气超净排放。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明所述烟气脱硫脱硝一体化装置的总体结构示意图。
图2是脱硫罐的结构示意图。
图3是第一烟气分配器的主视图。
图4是第一烟气分配器的俯视图。
图5是第一气泡分隔栅板的固定示意图。
图6是脱硝罐脱硫罐的结构示意图。
图7是第二烟气分配器的主视图。
图8是气流分布器的主视图。
图9是气流分布器的俯视图。
10、脱硫罐；20、脱硝罐；30、脱水器；40、风机；50、烟囱；
101、人孔；102、除雾器；103、进水法兰；104、第一转向栅板；105、药剂D法兰；106、药剂B法兰；107、药剂A法兰；108、液位计法兰A；109、设计水位；110、观察孔法兰；111、工作水位；112、最低水位；113、紫外灯法兰；114、排浆法兰；115、氧化剂入口法兰；116、液位计法兰B；118、排渣法兰；120、支撑柱；121、下锥体集渣装置；122、氧化剂入口法兰；123、浆液池；124、第一气泡分隔栅板；125、第一气体弥散分布器；126、第一烟气分配器；127、支撑管；128、回液法兰；129、脱硫罐烟气入口；130、第一烟气进入管道；132、支撑管；133、螺栓；134、外壳；135、脱硫罐烟气出口；136、主分配通道；137、分支通道；
201、人孔；202、除雾器；203、第二转向栅板；204、氧化剂供应管路；205、气流分布器；206、回液法兰；207、液位计法兰A；208、设计水位；209、观察孔法兰；210、工作水位；211、最低水位；212、排浆法兰；213、液位计法兰B；214、排渣法兰；216、支撑柱；217、浆液池；218、第二气泡分隔删板；219、第二气体弥散分布器；220、第二烟气分配器；221、支撑管；222、药剂C法兰；223、药剂D法兰；224、脱硝罐烟气入口；225、第二烟气进入管道；227、进水法兰；228、脱硝罐烟气出口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种烟气脱硫脱硝一体化装置，包括通过烟气管道依次连接的脱硫罐10、脱硝罐20、脱水器30和风机40；脱硫罐10含有第一烟气进入管道130，第一烟气进入管道130的入口位于脱硫罐10外，第一烟气进入管道130的出口位于脱硫罐10内，第一烟气进入管道130的出口连接有第一烟气分配器126，第一烟气分配器126的出口设有第一气体弥散分布器125，第一烟气进入管道130内设有第一转向栅板104；脱硝罐20含有第二烟气进入管道225，第二烟气进入管道225的入口位于脱硝罐20外，第二烟气进入管道225的出口位于脱硝罐20内，第二烟气进入管道225的出口连接有第二烟气分配器220，第二烟气分配器220的出口设有第二气体弥散分布器219，第二烟气进入管道225内设有第二转向栅板203，如图1至图7所示。
第一烟气分配器126和第二烟气分配器220能够将烟气以均匀微小的气泡排出，从而使烟气与脱硫脱硝剂充分接触反应，提高了脱硫脱硝除尘的效率。该烟气脱硫脱硝一体化装置还具有占地面积小、投资和运行成本低、结构简单、系统简洁等优点。该烟气脱硫脱硝一体化装置可以实现烟气超净排放：烟气排放浓度≤5mg/m3，SO2排放浓度≤35mg/m3和NOx排放浓度≤50mg/m3。
在本实施例中，第一烟气分配器126含有一条主分配通道136和多条分支通道137，主分配通道136呈直立的锥筒状结构，主分配通道136的底端为入口端，主分配通道136的底端朝上，主分配通道136的底端与第一烟气进入管道130的出口连接，多条分支通道137沿主分配通道136的周向均匀间隔分布，如图3至图5所示。
在本实施例中，分支通道137的中心线相对于水平面倾斜设置，分支通道137的入口端朝上，分支通道137的出口端朝下，分支通道137的入口端与主分配通道136的锥形侧壁连通，共有四条分支通道137，第一气体弥散分布器125位于主分配通道136的出口端和分支通道137的出口端，主分配通道136的出口端和分支通道137的出口端位于同一水平面内。
在本实施例中，主分配通道136的出口端为圆形，分支通道137的出口端为椭圆形，分支通道137的中心线与主分配通道136的中心线位于同一平面内，该椭圆形的长轴与主分配通道136的中心线位于同一平面内，主分配通道136的出口端的面积与分支通道137的出口端的面积之和大于主分配通道136的入口端的面积。
在本实施例中，主分配通道136的出口端和分支通道137的出口端还设有第一气泡分隔栅板124，第一气体弥散分布器125与第一气泡分隔栅板124上下层叠设置，第一气体弥散分布器125与第一气泡分隔栅板124均为板状结构，第一气体弥散分布器125内均匀分布有多个排气通孔，第一气泡分隔栅板124含有多个交叉设置的栅条。第一气体弥散分布器125与第一气泡分隔栅板124配合使用可以使排出的烟气呈均匀细小的气泡(如实现烟气成为1mm～2mm的气泡颗粒)，以增大烟气与脱硫脱硝剂充分接触面积，使其充分反应，如图2至图5所示。
四条分支通道137使出口气泡形成相互分隔的四个区域，同时在第一气泡分隔栅板124的水平端面开孔，在烟气分配器出口位置的钢板上进行开孔，利用螺栓将气泡分隔栅板和气体分配器的四个倾斜出口位置和底部端面的出口位置进行固定，利用气泡分隔栅板固定气体弥散分布器，同时对气泡进行区域分隔，实现各个区域内气泡颗粒的均匀分布。
在本实施例中，脱硫罐10为直立的筒状结构，第一烟气进入管道130与脱硫罐10的侧周壁连接，第一烟气进入管道130呈直角弯头状结构，第一烟气进入管道130的出口朝下，第一烟气进入管道130内含有多块均匀间隔设置的第一转向栅板104，第一烟气进入管道130的弯度与每块第一转向栅板104的弯度均相同。第一转向栅板104能够使第一烟气进入管道130排出的烟气分层流动，消除气流流股的脉动和偏流。
在本实施例中，脱硫罐10的上端为脱硫罐烟气出口135，第一烟气进入管道130的入口为脱硫罐烟气入口129，脱硫罐10的下端为圆锥形结构，脱硫罐10的下部连接有多根支撑柱120，脱硫罐10的上部内设有两个除雾器102，除雾器102呈板状结构，两个除雾器102上下层叠间隔设置，两个除雾器102均位于第一烟气进入管道130和脱硫罐烟气出口135之间，如图2所示。
在本实施例中，第二烟气进入管道225的结构与第一烟气进入管道130的结构基本相同，第二烟气分配器220的结构与第一烟气分配器126的结构基本相同，第二烟气分配器220的出口也设有第一气体弥散分布器125与第一气泡分隔栅板124。第二烟气进入管道225内设有氧化剂供应管路204，氧化剂供应管路204的入口端位于脱硝罐20外，氧化剂供应管路204的出口端位于第二烟气分配器220的入口内，氧化剂供应管路204的出口端设有气流分布器205，气流分布器205位于第二烟气分配器220的入口的中央，如图6至图9所示。
在本实施例中，所述脱硫罐10内根据需要可以预先装入脱硫剂如：氨水、双氧水、氧化镁溶液、氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液、造纸白泥浆，或者其它脱硫剂溶液。所述脱硝罐20内根据需要可以采用HClO3(HClO2)、ClO2、O3、H2O2和KMnO4等作为氧化剂(脱硝剂)，吸收浆液为NaOH、Mg(OH)2，HNO3等。
在本实施例中，除雾器102和除雾器202出口处烟气湿度不大于75mg/Nm3(干基)。脱硫罐10和脱硝罐20的罐体底面的坡度不小于5％，易于底部沉淀物向排渣口汇聚和排放。第一气体弥散分布器125采用多孔结构的耐冲刷材质制造，可选用不锈钢、陶瓷、多孔纤维、PVC材料等。第二烟气分配器220和第一烟气分配器126均采用组合安装的结构，可采用钢管和不锈钢焊接，也可采用PVC材质连接，同时易于和管路连接，便于更换和清洗。
在本实施例中，罐体上的多个法兰与相应的外部辅助管道相连接，实现罐体内药剂的加入、补充新水、浆液的排放、渣的排放、氧化剂加入等不同功能。罐体上的多个人孔满足设备检修时人员的进出。罐体上的多个观察法兰孔用于观测管内的液面波动和烟气气泡与浆液反应的程度，便于对浆液和烟气流量等进行工艺参数的确定和调节。罐体内上安装的紫外灯用于对浆液和烟气进行消毒。
在本实施例中，液位计法兰A和液位计法兰B分别与液位计的上下法兰连接，用于测量罐体内的液面高度。所述脱硫罐烟气入口的导流横管进口处设有轴流风机。所述罐体为圆柱形结构的空塔，罐体为碳钢罐体或不锈钢罐体，罐体内部设有防腐层。所述罐体内壁防腐蚀采用玻璃鳞片或玻璃钢或麻石罐体。
在结构上，如图2所示，其中支撑管127用于在罐体内固定烟气分配器，避免烟气分配器由于烟气冲击引起管路的振动。支撑柱120用于支撑罐体，支撑柱的底部和固定底板连接，固定底板通过螺栓与地基固定。如图6所示，其中氧化剂供应管路204和气流分布器205用于向脱硝罐内持续通入氧化剂，并实现氧化剂在烟气分配器内的均匀分布。
如图6所示，烟气分配器的俯视图和气泡分隔栅板固定图，烟气分配器的出口处预先加工螺栓孔，气泡分隔栅板上加工螺栓孔，利用螺栓133将气泡分隔栅板和烟气分配器连接固定，采用可拆卸的连接方式，便于对气体弥散分布器和气泡分隔栅板进行拆卸、清洗和更换。气泡弥散分布器安装在气泡分隔栅板的上部，气泡分隔栅板支撑气泡弥散分布器。
如图8和图9所示，气流分布器205设于烟气分配器的竖直管段内，气流分布器顶部的气流均布帽采用弧形结构。烟气经过烟气管道和转向弯头及内部的转向栅板进入烟气分配器，同时氧化剂气体经过氧化剂管路进入气流分布器，气流分布器的气流均布帽实现氧化剂气体由竖直上升的流股转向为水平流股并沿着圆周方向进入烟气分配器，避免氧化剂气体竖直进入弯头和转向栅板的缝隙内，氧化剂气体和烟气在烟气分配器内进行混合和反应，有助于烟气中的NOx迅速均匀的氧化。
下面介绍一种烟气脱硫脱硝一体化方法，所述烟气全干冷却方法采用了上述的烟气脱硫脱硝一体化装置，所述烟气全干冷却方法依次包括以下步骤：
步骤1、烟气从第一烟气进入管道130的入口进入脱硫罐10内，脱硫罐10内的脱硫剂对该烟气脱硫处理，脱硫后的烟气从脱硫罐烟气出口135排出；
具体的，烟气经过初次除尘后进入脱硫罐内部，经过转向弯头进入烟气分配器，利用烟气分配器对烟气进行分配，分配后的烟气经过气泡弥散分布器和气泡分隔栅板，烟气弥散成直径1mm～2mm的气泡颗粒，在气泡初始速度的驱动下，气泡在浆液中向下运动，随着浆液的阻碍和浮力作用，气泡继续深入的浆液内部，同时下降速度越来越小，深入一定距离后气泡速度降为0，然后在浮力作用下气泡在浆液中持续上升，在气泡下降和上升过程中气泡持续和浆液相互作用，气泡在浆液中停留的总时间大于等于1s中，同时细小的气泡颗粒增加了浆液和气泡的接触面积，有利于脱除反应的快速进行，气泡中的SO2和浆液发生化学反应，气泡颗粒中的SO2可以实现99％的脱除，脱除SO2的气泡由浆液中逸出，在罐体内汇聚形成烟气，烟气继续上升，经过除雾层的除雾，脱除烟气中的浆液颗粒，获得脱除水分的烟气，经过脱硫罐顶部的烟气出口进入连接管道，连接管道和脱硝罐的烟气入口连接。
步骤2、脱硫后的烟气从第二烟气进入管道225的入口进入脱硝罐20内，脱硝罐20内的脱硝剂对该脱硫后的烟气进行脱硝处理，脱硝后的烟气从脱硝罐烟气出口228排出；
具体的，烟气经由脱硝罐的烟气入口进入脱硝罐内部，经过转向弯头进入烟气分配器，转向弯头内部安装有一根氧化剂供应管，氧化剂供应管的竖直末端安装有一个气流分布器，氧化剂气体通过氧化剂工艺管和气流分布器进入烟气分配器，氧化剂在烟气分配器内对烟气进行氧化处理，将NOx氧化生成NO2，利用烟气分配器对经过氧化处理的烟气进行分配，分配后的烟气经过气泡弥散分布器和气泡分隔栅板，烟气弥散成直径1mm～2mm的气泡颗粒，在气泡初始速度的驱动下，气泡在浆液中向下运动，随着浆液的阻碍和浮力作用，气泡继续深入的浆液内部，同时下降速度越来越小，深入一定距离后气泡速度降为0，然后在浮力作用下气泡在浆液中持续上升，在气泡下降和上升过程中气泡持续和浆液相互作用，气泡在浆液中停留的总时间大于等于1s中，同时细小的气泡颗粒增加了浆液和气泡的接触面积，有利于脱除反应的快速进行，气泡中的NO2和浆液发生化学反应，气泡颗粒中的NO2可以实现99％的脱除，脱除NO2的气泡由浆液中逸出，在罐体内汇聚形成烟气，烟气继续上升，经过除雾层的除雾，脱除烟气中的浆液颗粒，获得脱除水分的烟气，经过脱硝罐顶部的烟气出口与脱水器的入口连接，
步骤3、脱水器30对该脱硝后的烟气进行脱水处理。
烟气进入脱水器进行再次脱水，脱水器出口与烟气管道和风机40连接，烟气在引风机的作用下经过排烟管道进入烟囱50，后续排入大气，烟气达到超净排放的标准。
在步骤1中，脱硫罐10内的工作温度＜100℃，脱硫罐10内的工作压力＜4KPa，脱硫罐10内的脱硫剂的液面高度＜1m，该脱硫剂为0％～30％的硫酸溶液，第一烟气进入管道130内的烟气气体流速＜10m/s，脱硫罐10内的气体流速＜1.0m/s，烟气气泡在该脱硫剂中的停留时间≥0.8s；
在步骤2中，脱硝罐20内的工作温度＜70℃，脱硝罐20内的工作压力＜4KPa，脱硝罐20内的脱硝剂的液面高度＜1m，该脱硝剂为0％～30％的硝酸溶液，第二烟气进入管道225内的烟气气体流速＜10m/s，脱硝罐20内的气体流速＜1.0m/s，烟气气泡在该脱硝剂中的停留时间≥0.8s。
另外，烟气分配器浸入浆液的深度不小于200mm。除雾器可以有效去除10微米～60微米的“雾”，对于2微米～10微米的雾滴和烟尘去除效率不高；在脱硝罐烟气出口安装脱水器，实现2微米～10微米雾滴的脱除，消除烟气从烟囱排放时形成的“烟囱雨”现象。
本专利首次提出在脱硫脱硝系统中安装转向栅板、烟气分配器、气流分布器。
烟气管道弯头部分安装转向栅板能够有效降低烟气在弯头中的气流流股分布不均的现象，同时能够实现进入烟气分配器的烟气在水平圆周方向的速度均匀，实现烟气分配器圆周四个出口的烟气流量接近相等，保证浆液液面的稳定，抑制由于气流分布不均造成的气泡化程度不均匀而引起液面翻腾的现象，同时有助于气液反应的平稳、快速、有效的进行。
烟气分配器组件中的气泡弥散分布器和气泡分隔栅板能够实现烟气的气泡化，增加了气液接触的面积；同时烟气分布器浸入浆液一定深度，能够实现烟气气泡颗粒深入到浆液内部，气泡在浆液内逐渐上浮，增加了气泡在浆液中的停留时间，增加了气液反应的时间，有助于气液反应的完全进行。
气流分布器组件能够实现氧化剂气体在烟气分配器内横向圆周方向均匀分布，避免了烟气流股竖直向上进入转向弯头内部的缺陷，均匀了烟气和氧化剂气体混合程度，增加了烟气氧化反应的反应速度和反应总量，实现了烟气全部氧化，避免了传统喷吹方式造成的局部烟气氧化的弊端。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，所述烟气脱硫脱硝一体化装置包括依次连接的脱硫罐(10)和脱硝罐(20)；
脱硫罐(10)含有第一烟气进入管道(130)，第一烟气进入管道(130)的入口位于脱硫罐(10)外，第一烟气进入管道(130)的出口位于脱硫罐(10)内，第一烟气进入管道(130)的出口连接有第一烟气分配器(126)，第一烟气分配器(126)的出口设有第一气体弥散分布器(125)，第一烟气进入管道(130)内设有第一转向栅板(104)；
脱硝罐(20)含有第二烟气进入管道(225)，第二烟气进入管道(225)的入口位于脱硝罐(20)外，第二烟气进入管道(225)的出口位于脱硝罐(20)内，第二烟气进入管道(225)的出口连接有第二烟气分配器(220)，第二烟气分配器(220)的出口设有第二气体弥散分布器(219)，第二烟气进入管道(225)内设有第二转向栅板(203)。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，第一烟气分配器(126)含有一条主分配通道(136)和多条分支通道(137)，主分配通道(136)呈直立的锥筒状结构，主分配通道(136)的底端为入口端，主分配通道(136)的底端朝上，主分配通道(136)的底端与第一烟气进入管道(130)的出口连接，多条分支通道(137)沿主分配通道(136)的周向均匀间隔分布。
3.根据权利要求2所述的烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，分支通道(137)的中心线相对于水平面倾斜设置，分支通道(137)的入口端朝上，分支通道(137)的出口端朝下，分支通道(137)的入口端与主分配通道(136)的锥形侧壁连通，第一气体弥散分布器(125)位于主分配通道(136)的出口端和分支通道(137)的出口端，主分配通道(136)的出口端和分支通道(137)的出口端位于同一水平面内。
4.根据权利要求3所述的烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，主分配通道(136)的出口端为圆形，分支通道(137)的出口端为椭圆形，分支通道(137)的中心线与主分配通道(136)的中心线位于同一平面内，该椭圆形的长轴与主分配通道(136)的中心线位于同一平面内，主分配通道(136)的出口端的面积与分支通道(137)的出口端的面积之和大于主分配通道(136)的入口端的面积。
5.根据权利要求3所述的烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，主分配通道(136)的出口端和分支通道(137)的出口端还设有第一气泡分隔栅板(124)，第一气体弥散分布器(125)与第一气泡分隔栅板(124)上下层叠设置，第一气体弥散分布器(125)与第一气泡分隔栅板(124)均为板状结构，第一气体弥散分布器(125)内均匀分布有多个排气通孔，第一气泡分隔栅板(124)含有多个交叉设置的栅条。
6.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，脱硫罐(10)为直立的筒状结构，第一烟气进入管道(130)与脱硫罐(10)的侧周壁连接，第一烟气进入管道(130)呈直角弯头状结构，第一烟气进入管道(130)的出口朝下，第一烟气进入管道(130)内含有多块均匀间隔设置的第一转向栅板(104)，第一烟气进入管道(130)的弯度与每块第一转向栅板(104)的弯度均相同。
7.根据权利要求6所述的烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，脱硫罐(10)的上端为脱硫罐烟气出口(135)，第一烟气进入管道(130)的入口为脱硫罐烟气入口(129)，脱硫罐(10)的下端为圆锥形结构，脱硫罐(10)的下部连接有多根支撑柱(120)，脱硫罐(10)的上部内设有两个除雾器(102)，两个除雾器(102)上下层叠间隔设置，两个除雾器(102)均位于第一烟气进入管道(130)和脱硫罐烟气出口(135)之间。
8.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于，第二烟气进入管道(225)的结构与第一烟气进入管道(130)的结构相同，第二烟气分配器(220)的结构与第一烟气分配器(126)的结构相同，第二烟气进入管道(225)内设有氧化剂供应管路(204)，氧化剂供应管路(204)的出口端位于第二烟气分配器(220)的入口内，氧化剂供应管路(204)的出口端设有气流分布器(205)。
9.一种烟气脱硫脱硝一体化方法，其特征在于，所述烟气全干冷却方法采用了权利要求1所述的烟气脱硫脱硝一体化装置，所述烟气全干冷却方法依次包括以下步骤：
步骤1、烟气从第一烟气进入管道(130)的入口进入脱硫罐(10)内，脱硫罐(10)内的脱硫剂对该烟气脱硫处理，脱硫后的烟气从脱硫罐烟气出口(135)排出；
步骤2、脱硫后的烟气从第二烟气进入管道(225)的入口进入脱硝罐(20)内，脱硝罐(20)内的脱硝剂对该脱硫后的烟气进行脱硝处理，脱硝后的烟气从脱硝罐烟气出口(228)排出。
10.根据权利要求9所述的烟气脱硫脱硝一体化方法，其特征在于，
在步骤1中，脱硫罐(10)内的工作温度＜100℃，脱硫罐(10)内的工作压力＜4KPa，脱硫罐(10)内的脱硫剂的液面高度＜1m，该脱硫剂为0％～30％的硫酸溶液，第一烟气进入管道(130)内的烟气气体流速＜10m/s，脱硫罐(10)内的气体流速＜1.0m/s，烟气气泡在该脱硫剂中的停留时间≥0.8s；
在步骤2中，脱硝罐(20)内的工作温度＜70℃，脱硝罐(20)内的工作压力＜4KPa，脱硝罐(20)内的脱硝剂的液面高度＜1m，该脱硝剂为0％～30％的硝酸溶液，第二烟气进入管道(225)内的烟气气体流速＜10m/s，脱硝罐(20)内的气体流速＜1.0m/s，烟气气泡在该脱硝剂中的停留时间≥0.8s。
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