[实用新型]利用天然碱有效脱除烟气三氧化硫的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脱除烟气三氧化硫的装置，减少其对空气预热器的腐蚀，增加空气预热器的寿命，同时有效降低空气中SO₃含量，减小对人类生活和自然生态的影响，属于大气污染物治理技术领域。

背景技术

煤燃烧过程中产生大量污染物，从目前来看尤以SO₂和NOx最为严重。新的火电厂大气污染排放标准在03版标准基础上重点加大了火电厂大气污染物中氮氧化物的排放力度，收严了二氧化硫、烟尘等污染物排放限值，“十二五”期间大量电厂采用选择性催化还原（SCR）技术进行脱硝，该技术脱硝效率高，运行稳定。但该技术所用钒-钨-钛系列催化剂，对SO₂的氧化过程具有强烈的催化作用，几乎可使烟气中SO₃含量增加一倍左右。当烟气流经空气预热器时，烟温会迅速下降，如果烟气中SO₃的含量较多，十分容易产生H₂SO₄的管壁凝结现象，从而增加了对空气预热器的腐蚀，减少了空气预热器的寿命，同时形成的腐蚀性硫酸氢铵会造成大量灰分沉降在金属表面和卡在层间引起堵塞，及空气预热器中冷温端腐蚀。这种堵塞会增加烟道的阻力，增加引风机的功率消耗，甚至迫使停炉清理预热器堵灰。在SCR技术大规模应用后，烟气中SO₃的浓度大大增加，其给大气环境和人类健康带来的危害也逐渐显现出来。有效脱除烟气中SO₃，是增加空预器运行寿命、减少电厂投资和保护生态环境的关键。

烟气进入空气预热器前，现有技术并不对SO₃进行处理。目前主要SO₃脱除手段为湿法脱硫技术、湿式静电技术或向煤种添加石灰石等，但上述技术存在的主要缺点为，SO₃脱除率过低。专利号为201120223113.X的中国专利公开了一种三氧化硫尾气吸收装置，包括吸收塔、三氧化硫反应塔，吸收塔中被隔板隔开为上碱池、中和池，隔板上有喷洒头，中和池上部有循环管，下部有输气管，输气管连通至三氧化硫反应塔，循环管连通至输气管。对于燃烧烟气中酸性污染物的脱除，主要方式是加入碱性物质与酸性物质进行反应，尾气中易脱出，SCR反应器出口烟气中SO₃浓度明显提升，需要更好地脱除。

天然碱是含水的碳酸盐矿物，是一种易吸湿的白色结晶粉未。中国天然碱资源分布于内蒙古、吉林、河南、青海、新疆和西藏，主要集中于河南和内蒙古，随着开采技术的进步和勘探工作的深入，目前已探明储量为206Mt。目前天然碱主要用于生产纯碱，但是开发利用条件较差，工业基础薄弱，利用率低。天然碱在碱品生产中所占比例低，仅在局部地区起到市场调节作用。因此亟需开发新的天然碱利用手段。天然碱碱性很强，利用这一天然资源在烟道（SCR反应器尾部与空气预热器入口之间）中喷射来实现SO₃的脱除极具应用前景和潜力。

发明内容

本实用新型的目的在于利用储量丰富、利用率低的天然碱资源，提出一种利用天然碱有效脱除烟气三氧化硫的装置及工艺，在SCR反应器出口与空预器之间喷入天然碱，脱除烟气中SO₃，能够很大程度上降低烟气中SO₃浓度，减少其对空气预热器的腐蚀，增加空气预热器的寿命，降低电厂的投资，同时减小对人类生活和自然生态的影响。

本实用新型采取的技术方案如下：

利用天然碱有效脱除烟气三氧化硫的装置，包括烟气入口与烟气出口，在烟气入口与烟气出口之间有一个弯形过度烟道，弯形过度烟道处设有喷嘴系统，在喷嘴系统的烟气来流方向设置防磨板，喷嘴系统连接天然碱浆液制备系统。

喷嘴系统可采用弯形过度烟道背面、侧面或内部等多种位置布置，喷嘴设置一定角度，保证浆液均匀充盈烟道截面。所述的喷嘴系统优选内部布置方式，有多组喷嘴排列，每组喷嘴有多个主喷嘴从上而下排成，每个主喷嘴有两个小喷嘴，两侧靠近烟道垂直壁面的小喷嘴设置角度与水平面呈15°-35°，其余小喷嘴设置角度与水平面呈40°-55°。

所述的防磨板位于喷嘴上方，沿烟气来流方向，不能影响喷嘴的正常喷液。

利用天然碱有效脱除烟气三氧化硫的工艺，从SCR反应器出口出来的烟气经天然碱浆液喷洗充分吸收SO₃，再进入空气预热器，吸收后的天然碱浆液被烟气干燥蒸发。

所述的烟气三氧化硫浓度在100-500ppm，天然碱浆液的浓度根据三氧化硫浓度变化，质量浓度在20%-30%间，喷嘴出口速度为90±5m/s。