CN101229481B - 二级喷射式烟气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明的名称叫做“二级喷射式烟气净化装置”，系烟气净化技术领域。它是通过如附图所示的由射流喷射管和拉法尔喷管组成的二级喷射器，产生高速水流和高速的烟气流经过拉法尔喷管从切线方向进入均匀溶解器中进行充分地完全地混合和溶解，使灰尘和微粒被水吸湿而沉淀，烟气中的SO₂和NO_x等和水中的碱性物质起反应生成盐。实现100％的除尘、＞95的脱硫、90％的脱硝的效果。它适用于电厂锅炉、采暖锅炉及工业窑炉等的除尘脱硫脱硝装置。***结构简单、成本低、节能、耐高温、性能价格比高；它的缺点是占地面积较大，水溶液对***设备有弱腐蚀性。

Description

二级喷射式烟气净化装置

所属技术领域

本发明是对锅炉烟气中的灰尘、SO₂及NO_x清除的装置，属于环保领域/烟气净化技术领域。

背景技术

目前，现有除尘器按结构原理分为：机械阻挡降速重力沉降式除尘器，离心旋风式除尘器，喷雾水膜湿式除尘器，过滤式除尘器，超声波式除尘器，电气式除尘器等。只有湿式除尘器、过滤式除尘器和电气式除尘器的除尘效率能达到95％以上外，其它都在90％以下。而且对烟气中的NO_x很难清除。

本发明不仅100％的清除烟气中的灰尘，而且脱硫(SO₂)效率＞95％，脱硝(NO_x)效率达80～90％。

发明内容

本发明的名称叫做“二级喷射式烟气净化装置”，系环保领域/烟气净化技术领域。二级喷射式烟气净化装置是由二级喷射器和均匀溶解器组成的。而二级喷射器是由射流喷射管和拉法尔喷管组成的。射流喷射管是第一级喷射器，它喷出的是高速水流，相当于把水速放大，使拉法尔喷管喉部压力达到临界值；拉法尔喷管是第二级喷射器，它喷出的烟气速度是水速的十几倍，相当于把烟速放大。高速的烟气流和高速的水流同时从切线方向进入均匀溶解器中。在均匀溶解器中烟和水进行充分地完全地混合和溶解。在均匀溶解器中灰尘和微粒被水吸湿，烟气中的SO₂和NO_x等和水中的碱性物质起反应生成不溶于水的盐。上述这些固体物质在沉淀池中被沉淀到水底，可用机械方法清除；。而烟气中的CO和N₂是几乎不溶于水且比空气轻的气体，它们会溢出水面排入大气层。N₂是空气的主要成份，不会对空气造成污染。CO虽有剧毒，但它在煤充分燃烧时不会产生。上述这种通过二级喷射器和均匀溶解器把烟气溶于水中，使烟气中的尘粒被水吸湿而沉淀，溶于水中的有害气体用化学方法清除的装置叫做二级喷射式烟气净化装置。

附图说明

图1是二级喷射式烟气净化装置工作原理示意图

图中1.锅炉，2.射流喷射管，3.二级喷射器，4.拉法尔喷管，5.均匀溶解器，6.烟囱，7.放气池，8.集污斗，9.沉淀池，10.水泵，11.上水池。

具体实现方法

1、二级喷射式烟气净化装置的工作原理

图1是二级喷射式烟气净化装置的工作原理示意图。其工作原理是：来自给水泵(10)的溶液水以很高的速度从二级喷射器(3)的射流喷射管(2)中喷出，高速的水流使拉法尔喷管(4)喉部的压力达到临界值。由于拉法尔喷管的特性使来自锅炉(1)的烟气的速度上升到音速。高速气流和高速水流同时从切线方向进入均匀溶解器(5)中，并在均匀溶解器(5)中进行充分地完全地混合和溶解。烟气中的尘粒被水吸湿，烟气中的SO₂和NO_x被溶于水中。由于水是碱溶液(用于脱硫时将水配制成Ca(OH)₂溶液；用于脱硫、脱硝时，将水配制成NH₄OH溶液)，使SO₂变成CaSO₃或(NH₄)₂SO₄等；使NO_x被还原出N₂气。在放气池(7)中被净化的烟气从其上方的烟囱(6)中排入大气层。被水吸湿的微粒和飞灰及CaSO₃盐等废物在沉淀池(9)中沉淀到集污斗(8)的底部被清除。而(NH₄)₂SO₄和NH₄NO₃等将被制成化肥。在整个烟气净化过程中，水是循环使用的，但它始终是碱性溶液，一般的情况下，Ca(OH)₂或NH₄OH被加在上水池(11)中。为了使烟气中的尘粒和有害气体充分地完全地溶解于水中，烟气在均匀溶解器中洗涤的时间大约3到5秒钟。正是由于均匀溶解器的这种作用，使本装置具有与众不同的脱硝功能。

2、本发明的效果：

(1)除尘效率100％：飞灰和微粒完全被清除；

(2)脱硫效率＞95％：

SO₂是无色有毒气体，比空气重2.2倍，易溶于水，1体积水能溶解40-50体积的SO₂。因此，烟气中的SO₂能在均匀溶解器中全部溶于水中，生成H₂SO₃。

SO₂+H₂O＝H₂SO₃

SO₂和H₂SO₃与CaO或Ca(OH)₂反应生成不溶于水的亚硫酸钙盐CaSO₃。

SO₂+CaO＝CaSO₃

SO₂+Ca(OH)₂＝CaSO₃+H₂O

H₂SO₃+CaO＝CaSO₃+H₂O

H₂SO₃+Ca(OH)₂＝CaSO₃+2H₂O；

(3)脱硝效率：85-90％

所谓脱硝，指的是除去烟气中的NO_x，NO_x主要是NO和NO₂组成，而NO含量占90％。

脱硝方法分为干法和湿法两种。干法脱硝效率在80％左右，且成本昂贵。二级喷射式烟气净化装置采用湿法脱硝，首先使NO₂溶于水。

3NO₂+H₂O＝2HNO₃+NO    当氧气足够时：4NO₂+O₂+2H₂O＝4HNO₃

NO虽然溶于水，但不能生成氮的含氧酸。在度0℃时，一体积水可溶解0.07体积的NO。NO难溶于水成为脱硝的难点。但在“本方案均匀溶解器”中有足够的水将烟气洗涤使NO溶于水中，有关研究表明当水溶液中硝酸含量＞12％时，NO的溶解度比在纯水中大100倍，即一体积水能溶解7体积的NO。设烟气开始溶于水中时水是纯净的，首先是NO₂溶于水中生成HNO₃，如果NO₂在水中不被还原，按照本装置均匀溶解器中烟水的比例计算，2小时44分钟后，水溶液中硝酸的含量将为12％左右。因此现在可以说NO溶于水中是不成问题的。

NO和NO₂既然都已溶于水中。采用还原法将它们还原成N₂气。还原法使用的还原剂为(NH₄)₂SO₃和NH₄HSO₃，它们正是氨法脱硫工艺中的产物。还原剂就已在溶液中，脱硝就已经在均匀溶解器中悄悄地进行着。因为NO_x在烟气中的数量较小，还原剂(NH₄)₂SO₃和NH₄HSO₃的数量是足够的。如果NO_x的数量不能全部被还原，剩余的部分将变成NH₄NO₃被留在溶液中和(NH₄)₂SO₄一起被从溶液中分离出来做为化肥。它们化学反应方程式为：

2NO+O₂＝2NO₂+27千卡

NO+NO₂+H₂O＝4HNO₂

NH₄OH+HNO₃＝NH₄NO₃+H₂O

NH₄OH+HNO₂＝N₂+3H₂O

NO+NO₂+3(NH₄)₂SO₃＝N₂+3(NH₄)₂SO₄

NO+NO₂+3NH₄HSO₃＝N₂+3NH₄HSO₄

4NO₂+H₂O+3(NH₄)₂SO₃＝N₂+3(NH₄)₂SO₄+2HNO₃

3、洗烟除尘去污***的特点

(1)本装置是一台除尘器，又是一台清除SO₂和NOx的除污器，同时又是一台引风机。它不仅除尘效果好，同时能有效减少SO₂和氮的氧化物NO_x对大气的污染；还能限制CO₂向大气层的排放量。

(2)结构简单，成本低；性能价格比高；

(3)它的缺点是占地面积大，水溶液对***设备有弱腐蚀性。

4、使用范围

适用电厂锅炉、采暖锅炉及工业窑炉等除尘脱硫脱硝装置及高温除尘器。

Claims (1)

1.二级喷射式烟气净化装置，系环保领域/烟气净化技术领域，二级喷射式烟气净化装置是由二级喷射器和均匀溶解器组成的，而二级喷射器是由射流喷射管和拉法尔喷管组成的，射流喷射管是第一级喷射器，它喷出的是高速水流，相当于把水速放大，使拉法尔喷管喉部压力达到临界值；拉法尔喷管是第二级喷射器，它喷出的烟气速度是水速的十几倍，相当于把烟速放大，高速的烟气流和高速的水流同时从切线方向进入均匀溶解器中，在均匀溶解器中烟和水进行充分地完全地混合和溶解。 

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