CN110743339A - 一种烟气污染物净化装置及方法 - Google Patents

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张晓航
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Abstract

本发明涉及非电行业大气污染控制技术领域，一种烟气污染物净化装置，自上而下由锁气阀、料仓、反应器及下料器、锁气阀组成，烟气进口管道设置在反应器前下部，烟气出口管道设置在反应器后上部，其特征在于：所述的反应器为多层移动床，反应器分为前部床层和后部床层；前部床层和后部床层之间由喷氨空腔相连通，喷氨空腔中设置有喷氨***。本发明还涉及到利用烟气污染物净化装置进行烟气污染物净化的方法。本反应器整体式设计综合成本低。

Description

一种烟气污染物净化装置及方法
技术领域
本发明涉及非电行业大气污染控制技术领域，具体涉及一种污染物净化装置及方法，可用于净化烟气中的二氧化硫、氮氧化物及二恶英等污染物。
背景技术
为解决我国二氧化硫、氮氧化物、重金属以及VOC等污染物排放，活性焦/炭基催化剂干法一体化脱除技术得到了长足的发展。此技术脱硫的原理是二氧化硫在有氧气和水的环境下被氧化成为三氧化硫，进而生成硫酸吸附储存在微孔中，如反应1和反应2。脱硝遵循选择性催化还原反应（SCR），如反应方程式3，需要向烟气中混入氨水或氨气（NH3）进行脱硝反应。
2SO2+O2=2SO31
SO3+H2O =H2SO42
4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O3
SO2+NH3+H2O=NH4HSO3 4
烟气中二氧化硫和氮氧化物往往同时存在，二氧化硫会和氨反应生成亚硫酸氨或亚硫酸氢氨，如反应方程式4。火电厂烟气脱硝SCR反应大部分采用280℃以上的温度区间，这种状况下亚硫酸氢氨类物质会分解。而目前很多非电行业的烟气温度在280℃以下，低于亚硫酸氢氨类物质的分解温度。特别是适宜于活性炭一体化脱除的100-150℃区间范围内，反应2的反应速率远高于反应1，在氨气烟道混合阶段形成了大量的亚硫酸氢氨类物质。脱硝用的氨存在大量与二氧化硫反应被消耗的情况，产物亚硫酸氢氨等还具有腐蚀性使这个弊端越发明显。CN205461790U提供一种用于焦炉烟气净化的脱硫脱硝装置，其脱硫、脱硝分开成两个反应器，在两个反应器之间喷氨，可以减少亚硫酸氢氨类物质生成。但分体式的反应器组合需要更复杂的输料传送等结构，提升了制造和管理成本。
发明内容
本发明目的是提供一种污染物净化的装置和方法，能够同时脱除二氧化硫、氮氧化物等，并避免大量亚硫酸氢氨类物质生成。
本发明所采用的技术方案是：一种烟气污染物净化装置，自上而下由锁气阀、料仓、反应器及下料器、锁气阀组成，烟气进口管道设置在反应器前下部，烟气出口管道设置在反应器后上部，其特征在于：所述的反应器为多层移动床，反应器分为前部床层和后部床层；前部床层和后部床层之间由喷氨空腔相连通，喷氨空腔中设置有喷氨***。
上述的反应器前部床层设置1-4层；
上述的反应器后部床层设置1-4层；
上述的反应器内装填物料为活性焦或活性炭或炭基催化剂或它们中几种的混合物。
利用上述烟气污染物净化装置进行烟气污染物净化的方法，包括如下步骤：
步骤一、烟气经由烟气进口管道进入污染物净化反应器；
步骤二、在净化反应器前部床层，烟气中二氧化硫发生催化氧化反应生成硫酸储存于物料微孔中；
步骤三、烟气进入喷氨空腔后由喷氨***喷入的氨气混合均匀；
步骤四、混合氨气的烟气进入反应器后部床层，进行SCR反应；
步骤五、经过净化处理的烟气经过烟气出口管道排出；
反应器前部床层和反应器后部床层中的物料性能下降时，分别通过下料器移出反应器，并由料仓补充新鲜/循环再生物料；
本发明的有益效果是：氨气喷口处于反应器前部床层和后部床层之间。因为烟气经过反应器前部床层反应脱硫，因此氨气在喷射过程中不会形成大量亚硫酸氢氨类物质。降低氨气消耗，并减轻氨盐对设备的腐蚀；本反应器是整体式设计综合成本低。如果进行分体式设计，一般脱硫和脱硝各自设置料仓，这样至少设置两个料仓。本技术所采用的工艺路线多为活性炭再生后循环使用，多个料仓意味着运输物料的提升机需要多点下料，其结构复杂，造价高。因此本反应器整体式设计综合成本低。
附图说明：
附图1为本发明的结构示意图。
图中：1. 烟气进口管道，2.前部床层，3.喷氨空腔，4.氨气喷***，5.后部床层，6.烟气出口管道，7. 下料器，8. 料仓，9.锁气阀。
具体实施例
实施例1：本装置，自上而下由锁气阀9、料仓8、反应器及下料器7、锁气阀9组成，烟气进口管道1设置在反应器前下部，烟气出口管道6设置在反应器后上部，反应器为多层移动床，反应器分为前部床层2和后部床层5；前部床层2和后部床层5之间由喷氨空腔3相连通，喷氨空腔3中设置有喷氨***4。反应器迎风面为2m*2m；前部床层厚度为1.5m，单层下料；后部床层厚度为1.2m，单层下料，采用喷氨格栅，喷氨口256个。反应器内物料为活性焦。
待处理烟气性质：气量3100Nm3/h、温度130℃、SO2浓度1700mg/m3、NOx浓度380mg/m3。烟气经由烟气进口管道1进入污染物净化反应器。在反应器前部床层2，烟气中的大部分二氧化硫发生催化氧化反应生成硫酸储存于物料微孔中。烟气进入喷氨空腔3，和由喷氨***4喷入的氨气混合均匀，NH3/NOx摩尔比0.8；混合氨气的烟气进入反应器后部床层5进行SCR反应。经过净化处理的烟气经过烟气出口管道6排出。反应器前部床层2和反应器后部床层5中的活性焦性能下降，可通过下料器7移出反应器，并由料仓8补充新鲜/循环再生活性焦；反应器前部床层物料移出速度186kg/h，反应器后部床层物料移出速度15kg/h。脱硫率大于99.8%，脱硝率大于63%。
实施例2：本实施例提供一种烟气污染物净化装置，反应器迎风面为2m*2m；前部床层厚度为1.5m，单层下料；后部床层厚度为1.5m，单层下料。反应器内物料为炭基催化剂；待处理烟气性质：气量3100Nm3/h、温度130℃、SO2浓度1750mg/m3、NOx浓度390mg/m3；通过喷氨***4喷入NH3/NOx摩尔比0.9的氨气；反应器前部床层物料移出速度93kg/h，反应器后部床层物料移出速度10kg/h。其余条件同实施例1。脱硫率大于99.8%，脱硝率大于84%。
实施例3：本实施例提供一种烟气污染物净化装置，反应器迎风面为2m*2m；前部床层厚度为1.5m，4层下料；后部床层厚度为1.5m，3层下料。反应器内物料为炭基催化剂；待处理烟气性质：气量3050Nm3/h、温度120℃、SO2浓度1700mg/m3、NOx浓度385mg/m3；通过喷氨***4喷入NH3/NOx摩尔比0.9的氨气；反应器前部床层物料移出速度73kg/h，反应器后部床层物料移出速度10kg/h。其余条件同实施例1。脱硫率大于99.8%，脱硝率大于81%。
实施例4：本实施例提供一种烟气污染物净化装置，反应器迎风面为9m*20m；前部床层厚度为0.8m，2层下料；后部床层厚度为1.2m，2层下料。反应器内物料为炭基催化剂；待处理烟气性质：气量24万Nm3/h、温度125℃、SO2浓度650mg/m3、NOx浓度360mg/m3；喷氨口2820个，通过喷氨***4喷入NH3/NOx摩尔比0.95的氨气；反应器前部床层物料移出速度1850kg/h，反应器后部床层物料移出速度400kg/h。其余条件同实施例1。脱硫率大于99.8%，脱硝率大于81%。
以上实施例是为了更好的说明本发明方法，但不限于实施例所述范围。

Claims (6)

1.一种烟气污染物净化装置，自上而下由锁气阀、料仓、反应器及下料器、锁气阀组成，烟气进口管道设置在反应器前下部，烟气出口管道设置在反应器后上部，其特征在于：所述的反应器为多层移动床，反应器分为前部床层和后部床层；前部床层和后部床层之间由喷氨空腔相连通，喷氨空腔中设置有喷氨***。
2.根据权利要求1所述的一种烟气污染物净化装置，其特征在于：所述的反应器前部床层设置1-4层。
3.根据权利要求1所述的一种烟气污染物净化装置，其特征在于：所述的反应器后部床层设置1-4层。
4.根据权利要求1所述的一种烟气污染物净化装置，其特征在于：反应器内物料为活性焦、活性炭或炭基催化剂的或者它们中的几种混合物。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述的烟气污染物净化装置进行烟气污染物净化的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、烟气经由烟气进口管道进入污染物净化反应器；
步骤二、在净化反应器前部床层，烟气中二氧化硫发生催化氧化反应生成硫酸储存于物料微孔中；
步骤三、烟气进入喷氨空腔后由喷氨***喷入的氨气混合均匀；
步骤四、混合氨气的烟气进入反应器后部床层，进行SCR反应；
步骤五、经过净化处理的烟气经过烟气出口管道排出。
6.根据权利要求5所述的一种烟气污染物净化方法，其特征在于：反应器前部床层和反应器后部床层中的物料性能下降时，分别通过下料器移出反应器，并由料仓补充新鲜/循环再生物料。
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