一种荷电氧化协同的半干法脱硫脱硝一体化工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种荷电氧化协同的半干法脱硫脱硝一体化工艺及装置，包括吸收塔，所述吸收塔的底部设有直径由下至上逐渐增加的渐扩段，所述渐扩段底部设有烟气进口管，所述渐扩段的壁上设有吸收剂进料口，所述吸收剂进料口通过第一螺旋给料机连接吸收剂仓，所述吸收塔内的中下部设有多层雾化喷嘴，所述吸收塔的顶部设有烟气出口；其中，所述多层雾化喷嘴的喷口均向上设置，所述多层雾化喷嘴均通过水泵与水箱连接，且所述多层雾化喷嘴均连接雾化压缩空气管道，每层雾化喷嘴的喷口上方设有电晕荷电环，所述电晕荷电环通过高压电源供电，氧化剂出口管道与水箱连接，或氧化剂出口管道与雾化压缩空气管道连接，或氧化剂出口管道与吸收塔连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种烟气污染治理技术，具体涉及一种通过水雾荷电与强氧化剂氧化协同实现半干法烟气脱硫脱硝一体化工艺及装置。
技术介绍
我国是燃煤大国，长期以来煤炭在中国一次能源生产和消费结构的比例都在70％左右。煤炭的大量消费造成了SO2、NOx的大量排放，严重污染环境，给我国的经济带来了巨大损失。控制SO2、NOx污染最有效的技术手段是对燃煤烟气进行脱硫脱硝，目前脱硫、脱硝通常采用两套装置，投资大系统复杂且运行费用高，因此，脱硫脱硝一体化技术成为未来发展的方向。在脱硫技术中，湿法烟气脱硫效率≥95％，但是，湿法烟气脱硫系统较为复杂，且湿法烟气脱硫产物为液态，需要产物处理装置对液态产物进行脱水处理，导致湿法脱硫初期投资费用高、占地面积大等问题。半干法烟气脱硫系统简单，且脱硫产物为固态，无需对产物进行脱水处理，所以半干法烟气脱硫初期投资费用低、占地面积小，更为适合中国众多中小机组新建或改造脱硫工艺时存在的资金和场地受限制的实情，在国内得到过比较迅速的发展。然而，常规半干法烟气脱硫由于属于气液固三相反应脱硫，受碰撞概率、气液固传质等影响，半干法脱硫效率最高只有90％左右，无法满足日趋严格的环保要求特别是烟气超净排放的要求，而且常规半干法烟气脱硫工艺的脱硫剂利用率不高，不仅造成脱硫剂的严重浪费，而且增加了运行成本，如果能提高半干法烟气脱硫工艺的脱硫效率与脱硫剂利用率且同时实现脱硝，则可充分发挥半干法工艺的系统简单、投资费用低、无废水排放等优点，具有明显的技术优势与竞争力。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种荷电氧化协同的半干法脱硫脱硝一体化工艺及装置，整体上提高半干法吸收剂的利用率与脱硫效率并实现半干法脱硫脱硝一体化运行。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种荷电氧化协同的半干法脱硫脱硝一体化装置，包括吸收塔，所述吸收塔的底部设有直径由下至上逐渐增加的渐扩段，所述渐扩段底部设有烟气进口管，所述渐扩段的壁上设有吸收剂进料口，所述吸收剂进料口通过第一螺旋给料机连接吸收剂仓，所述吸收塔内
的中下部设有多层雾化喷嘴，所述吸收塔的顶部设有烟气出口；其中，所述多层雾化喷嘴的喷口均向上设置，所述多层雾化喷嘴均通过水泵与水箱连接，且所述多层雾化喷嘴均连接雾化压缩空气管道，每层雾化喷嘴的喷口上方设有电晕荷电环，所述电晕荷电环通过高压电源供电，氧化剂出口管道与水箱连接，或氧化剂出口管道与雾化压缩空气管道连接，或氧化剂出口管道与吸收塔连接。本专利技术的雾化喷嘴上方设有电晕荷电环，使雾化液滴荷电后静电力增强，有效降低雾化液滴粒径提高液滴颗粒数量并提高喷雾均匀性，实现吸收剂的高效增湿活化，促进脱硫反应快速高效进行，提高脱硫效率；本专利技术在增加了氧化剂出口管道，使氧化剂能够进入吸收塔内，将SO2和NO分别氧化成SO3与NO2，并与被吸收剂吸收，从而达到脱硫脱硝的目的；本专利技术设置了多层雾化喷嘴，实现了多级荷电及多级氧化的目的，从而进一步提高脱硫脱硝的效率即吸收剂的利用率；本专利技术使用电晕荷电环，采用电晕放电(电离气体)方式荷电，可采用更高的荷电电压、实现更高的荷电量，更有利于雾滴分散与促进雾滴与吸收剂颗粒碰撞反应，提高吸收效率。优选的，所述雾化压缩空气管道的进口连接空气压缩机。进一步优选的，所述雾化喷嘴为空气雾化喷嘴。优选的，所述氧化剂出口管道的进口连接高压气泵。优选的，所述氧化剂出口管道与吸收塔连接为，所述氧化剂出口管道与所述烟气进口管连接，同时所述氧化剂出口管道与所述渐扩段和雾化喷嘴之间的吸收塔处连接。优选的，所述烟气出口连接分离器。进一步优选的，所述分离器的固体物料出口通过第二螺旋给料机与吸收塔连接。可以对未利用的吸收剂进行再利用，从而提高吸收剂的利用效率。一种利用上述装置脱硫脱硝的工艺，将氧化剂通入至水箱与水混合后经水泵输送至雾化喷嘴进行雾化形成雾化液滴，高压电源给电晕荷电环供电后，使经过电晕荷电环的雾化液滴荷电；吸收剂经第一螺旋给料机称重通过吸收剂进料口进入吸收塔后与烟气混合均匀后，随烟气在吸收塔内上升，与多层雾化喷嘴和电晕荷电环共同形成的带电雾化液滴进行多级混合，带电雾化液滴将吸收剂进行高效增湿活化，使吸收剂去除烟气中的大部分SO2，氧化剂将剩余的小部分SO2和NO多级分别氧化为SO3与NO2后，然后在带电雾化液滴与吸收剂联合作用下去除SO3与NO2，脱硫脱硝后的烟气从吸收塔顶排出。一种利用上述装置脱硫脱硝的工艺，将气态氧化剂通入至雾化压缩空气管道与雾化压缩空气混合后与水共同送至雾化喷嘴进行雾化形成雾化液滴，高压电源给电晕荷电环供电后，使经过电晕荷电环的雾化液滴荷电；吸收剂经第一螺旋给料机称重通过吸收剂进料口
进入吸收塔后与烟气混合均匀后，随烟气在吸收塔内上升，与多层雾化喷嘴和电晕荷电环共同形成的带电雾化液滴进行多级混合，带电雾化液滴将吸收剂进行高效增湿活化，使吸收剂去除烟气中的大部分SO2，氧化剂将剩余的小部分SO2和NO多级分别氧化为SO3与NO2后，然后在带电雾化液滴与吸收剂联合作用下去除SO3与NO2，脱硫脱硝后的烟气从吸收塔顶排出。一种利用上述装置脱硫脱硝的工艺，高压气泵直接将气态氧化剂输送至吸收塔内不同部位，水泵将水箱中的水输送至雾化喷嘴进行雾化形成雾化液滴，高压电源给电晕荷电环供电后，使经过电晕荷电环的雾化液滴荷电；吸收剂经第一螺旋给料机称重通过吸收剂进料口进入吸收塔后与烟气混合均匀后，随烟气在吸收塔内上升，与多层雾化喷嘴和电晕荷电环共同形成的带电雾化液滴进行多级混合，带电雾化液滴将吸收剂进行高效增湿活化，使吸收剂去除烟气中的大部分SO2，氧化剂将剩余的小部分SO2和NO多级分别氧化为SO3与NO2后，然后在带电雾化液滴与吸收剂联合作用下去除SO3与NO2，脱硫脱硝后的烟气从吸收塔顶排出。本专利技术工艺直接在半干法脱硫工艺加入了氧化剂，能够同时进行脱硫脱硝，实现了脱硫脱硝的一体化；本专利技术工艺采用电晕荷电环对雾化液滴荷电，不仅提高了半干法脱硫效率，而且促进了吸收剂对的NO2吸收，从而提高了脱硝效率。优选的，所述吸收剂为钙基吸收剂、钠基吸收剂或镁基吸收剂。优选的，高压气泵直接将气态氧化剂输送至吸收塔内的部位有烟气进口管和与渐扩段和雾化喷嘴之间的吸收塔处。优选的，从吸收塔顶排出的烟气经过分离器，分离后的烟气从分离器顶部排出，分离后的固态物料从分离器的底部经第二螺旋给料机进入吸收塔的渐扩段，从而实现吸收剂的充分利用。优选的，所述氧化剂可采用固相氧化剂如KMnO4等、液相氧化剂如NaClO3溶液等、气相氧化剂如O3、ClO2等。本专利技术的有益效果是：本专利技术利用雾化液滴电晕荷电后静电力增强以及液滴荷电后能够有效降低液滴粒径提高液滴颗粒数量并提高喷雾均匀性，来提高雾化液滴与吸收剂的碰撞概率，实现吸收剂的高效增湿活化，促进脱硫反应快速高效进行，脱除烟气中大部分SO2，同时利用强氧化剂对小部分SO2及全部NO进行分级氧化为SO3与NO2后利用半干法工艺进行吸收，整体上提高半干法吸收剂的利用率与脱硫效率并实现半干法脱硫脱硝一体化运行。附图说明图1为实施例1的结构示意图；图2为实施例2的结构示意图；图3为实施例3的结构示意图；图4为电晕荷电环的结构示意图；其中，1.液相氧化剂输送泵，2.工艺水箱，3.工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荷电氧化协同的半干法脱硫脱硝一体化装置，其特征是，包括吸收塔，所述吸收塔的底部设有直径由下至上逐渐增加的渐扩段，所述渐扩段底部设有烟气进口管，所述渐扩段的壁上设有吸收剂进料口，所述吸收剂进料口通过第一螺旋给料机连接吸收剂仓，所述吸收塔内的中下部设有多层雾化喷嘴，所述吸收塔的顶部设有烟气出口；其中，所述多层雾化喷嘴的喷口均向上设置，所述多层雾化喷嘴均通过水泵与水箱连接，且所述多层雾化喷嘴均连接雾化压缩空气管道，每层雾化喷嘴的喷口上方设有电晕荷电环，所述电晕荷电环通过高压电源供电，氧化剂出口管道与水箱连接，或氧化剂出口管道与雾化压缩空气管道连接，或氧化剂出口管道与吸收塔连接。

【技术特征摘要】
1.一种荷电氧化协同的半干法脱硫脱硝一体化装置，其特征是，包括吸收塔，所述吸收塔的底部设有直径由下至上逐渐增加的渐扩段，所述渐扩段底部设有烟气进口管，所述渐扩段的壁上设有吸收剂进料口，所述吸收剂进料口通过第一螺旋给料机连接吸收剂仓，所述吸收塔内的中下部设有多层雾化喷嘴，所述吸收塔的顶部设有烟气出口；其中，所述多层雾化喷嘴的喷口均向上设置，所述多层雾化喷嘴均通过水泵与水箱连接，且所述多层雾化喷嘴均连接雾化压缩空气管道，每层雾化喷嘴的喷口上方设有电晕荷电环，所述电晕荷电环通过高压电源供电，氧化剂出口管道与水箱连接，或氧化剂出口管道与雾化压缩空气管道连接，或氧化剂出口管道与吸收塔连接。2.如权利要求1所述的一种荷电氧化协同的半干法脱硫脱硝一体化装置，其特征是，所述雾化压缩空气管道的进口连接空气压缩机；所述雾化喷嘴为空气雾化喷嘴。3.如权利要求1所述的一种荷电氧化协同的半干法脱硫脱硝一体化装置，其特征是，所述氧化剂出口管道与吸收塔连接为，所述氧化剂出口管道与所述烟气进口管连接，同时所述氧化剂出口管道与所述渐扩段和雾化喷嘴之间的吸收塔处连接。4.如权利要求1所述的一种荷电氧化协同的半干法脱硫脱硝一体化装置，其特征是，所述烟气出口连接分离器；所述分离器的固体物料出口通过第二螺旋给料机与吸收塔连接。5.一种利用权利要求1、2或4任一所述装置脱硫脱硝的工艺，其特征是，将氧化剂通入至水箱与水混合后经水泵输送至雾化喷嘴进行雾化形成雾化液滴，高压电源给电晕荷电环供电后，使经过电晕荷电环的雾化液滴荷电；吸收剂经第一螺旋给料机称重通过吸收剂进料口进入吸收塔后与烟气混合均匀后，随烟气在吸收塔内上升，与多层雾化喷嘴和电晕荷电环共同形成的带电雾化液滴进行多级混合，带电雾化液滴将吸收剂进行高效增湿活化，使吸收剂去除烟气中的大部分SO2，氧化剂将剩余的小部分SO2和NO多级分别氧化为SO3与NO2后，经过带电雾化液滴从而去除SO3与NO2，...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔琳，张立强，董勇，马春元，李玉忠，王鹏，王志强，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37