本發(fā)明涉及采用旋流噴射器脫除燃煤煙氣中三氧化硫的裝置及方法，屬于大氣污染物治理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

為了達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，燃煤機(jī)組普遍采用選擇性催化還原法(selectivecatalytic)進(jìn)行煙氣脫硝。由于燃燒過程中有0.5-1.5%的so2會轉(zhuǎn)化為so3，當(dāng)煙氣溫度較低時，so3會與煙氣中的nh3和h2o發(fā)生反應(yīng)，生成(nh4)2so4和nh4hso4，并在scr脫硝催化劑表面以及空氣預(yù)熱器換熱板表面沉積，造成催化劑的失效和空氣預(yù)熱器的堵塞，嚴(yán)重時會使脫硝系統(tǒng)退出運行、空氣預(yù)熱器內(nèi)部阻力增大、電廠能耗升高，影響機(jī)組的正常運行。so3在空氣預(yù)熱器內(nèi)，當(dāng)煙溫降至200℃以下時，會與煙氣中h2o生成h2so4氣溶膠且不易被除塵設(shè)備和脫硫設(shè)備所捕獲，將隨煙氣排入大氣中，成為霧霾產(chǎn)生的主要因素之一?，F(xiàn)有煙氣脫硝技術(shù)中，scr以其成熟的技術(shù)、較高的脫硝效率，在燃煤電廠中得到廣泛的應(yīng)用。隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，scr脫硝技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)燃煤電站脫硝的主流技術(shù)。但scr脫硝技術(shù)存在催化劑失活、空氣預(yù)熱器堵塞等問題。造成這些問題的主要原因是機(jī)組低負(fù)荷運行時，煙氣中所含有的so3與噴入的nh3反應(yīng)生成具有黏性的nh4hso4，造成催化劑表面孔隙堵塞，催化劑失活且壽命嚴(yán)重下降，進(jìn)入空氣預(yù)熱器后造成空氣預(yù)熱器堵塞。而現(xiàn)有防止催化劑堵塞的措施主要是進(jìn)行省煤器旁路煙道改造以及scr省煤器，提高scr入口煙溫，改造成本相對較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供采用旋流噴射器脫除燃煤煙氣中三氧化硫的裝置及方法。該采用旋流噴射器脫除燃煤煙氣中三氧化硫的裝置可防止脫硝催化劑失活以及壽命下降、空氣預(yù)熱器堵塞，有效提高脫硝催化劑利用率，避免空氣預(yù)熱器堵塞，確保燃煤機(jī)組安全運行。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

采用旋流噴射器脫除燃煤煙氣中三氧化硫的裝置，包括一端垂直煙氣進(jìn)氣方向穿入脫硝反應(yīng)器的脫硝入口煙道內(nèi)的旋流噴射器；所述旋流噴射器包括直流噴射管道和轉(zhuǎn)動套設(shè)在直流噴射管道外的旋流噴射管道；所述旋流噴射管道位于脫硝入口煙道內(nèi)的端部設(shè)置有卷吸煙氣的旋流葉片；所述脫硝入口煙道外設(shè)置有再循環(huán)煙道；所述再循環(huán)煙道進(jìn)氣端與脫硝入口煙道連通，所述再循環(huán)煙道出氣端與旋流噴射管道連通；所述直流噴射管道向脫硝入口煙道內(nèi)噴射強堿性顆粒。

其中，所述采用旋流噴射器脫除燃煤煙氣中三氧化硫的裝置還包括粉碎強堿性物質(zhì)成顆粒狀的葉輪給粉機(jī)；所述葉輪給粉機(jī)包括粉碎殼體、設(shè)置在粉碎殼體上端的進(jìn)料口、設(shè)置在粉碎殼體下端的出料口以及設(shè)置在粉碎殼體內(nèi)的粉碎裝置；所述出料口通過一輸氣管與直流噴射管道聯(lián)通，可通過調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置，控制葉輪給粉機(jī)的給粉量。

其中，所述旋流噴射器具有多個，沿脫硝入口煙道均勻布置；所述旋流噴射管道產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流旋向與煙氣流動方向相反。

其中，所述強堿性顆粒為鈣基吸收劑，所述強堿性顆粒的粒徑為10-150μm，粒徑分布系數(shù)為1.5-3。

其中，所述強堿性鈣基吸收劑顆粒為氫氧化鈣或氧化鈣或采用堿性化合物改性后的鈣基吸收劑；所述脫硝反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有多層催化劑層。

其中，所述脫硝反應(yīng)器還旁通有一氨氣和空氣的混合器。

其中，多層催化劑層上方的脫硝反應(yīng)器內(nèi)沿內(nèi)壁設(shè)置有集液槽；多根沿集液槽均勻分布的導(dǎo)液棒一端伸入集液槽內(nèi)，另一端傾斜向上并相互鉸接。

其中，所述出料口內(nèi)套設(shè)有一精磨裝置；所述精磨裝置包括頂點向上的轉(zhuǎn)動的圓錐形中磨體和套設(shè)在中磨體下部外的外磨體；所述中磨體外圓錐面中部設(shè)置有中磨面；所述外磨體內(nèi)圈設(shè)置有與中磨面間隙設(shè)置的外磨面；所述中磨面與外磨面形成研磨空間；所述中磨體上部與外磨體上部圍合形成豎直截面為w字形的進(jìn)料槽。

其中，所述外磨體下部與中磨體下部圍合形成出料槽；所述外磨體位于出料槽內(nèi)的內(nèi)壁為光滑的內(nèi)凸弧面；所述外磨體上開設(shè)有位于出料槽內(nèi)且向下出風(fēng)的環(huán)形出風(fēng)細(xì)縫；所述出風(fēng)細(xì)縫與內(nèi)壁之間具有凸出的圓滑過渡。

一種脫三氧化硫方法，采用所述的采用旋流噴射器脫除燃煤煙氣中三氧化硫的裝置，包括以下步驟：

①從進(jìn)料口將氫氧化鈣或氧化鈣或采用堿性化合物改性后組成的強堿性鈣基吸收劑送入葉輪給粉機(jī)中粉碎成強堿性顆粒，強堿性顆粒的粒徑為10-150μm，粒徑分布系數(shù)為1.5-3；

②強堿性顆粒進(jìn)入輸氣管，并由輸氣管的空氣攜帶從直流噴射管道向脫硝入口煙道內(nèi)噴出與煙氣中的三氧化硫反應(yīng)，強堿性顆粒與三氧化硫的反應(yīng)當(dāng)量比為1：1.5-5；在煙氣中的停留時間為0.2-2.5s；

③與步驟②同步進(jìn)行，旋流噴射管道旋轉(zhuǎn)，通過旋流葉片卷吸脫硝入口煙道內(nèi)的煙氣，其中，部分煙氣通過再循環(huán)煙道進(jìn)入旋流噴射管道并進(jìn)入后回到脫硝入口煙道內(nèi)；

④經(jīng)步驟②和步驟③脫除三氧化硫后的煙氣與從混合器中nh3和空氣的混合物混合后進(jìn)入脫硝反應(yīng)器的氨氣和空氣進(jìn)行反應(yīng)；

⑤煙氣與脫硝反應(yīng)器中的催化劑層進(jìn)行催化還原反應(yīng)脫硝。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明采用旋流噴射器脫除燃煤煙氣中三氧化硫的裝置可防止脫硝催化劑失活以及壽命下降、空氣預(yù)熱器堵塞，有效提高脫硝催化劑利用率，避免空氣預(yù)熱器堵塞，確保燃煤機(jī)組安全運行。

2、本發(fā)明可避免脫硝反應(yīng)器出現(xiàn)低負(fù)荷時，脫硝催化劑的失活和空氣預(yù)熱器的堵塞等問題，保證scr脫硝裝置的脫硝效率，確保機(jī)組的正常運行。

3、本發(fā)明通過降低進(jìn)入脫硝催化劑前三氧化硫的濃度，來降低催化劑發(fā)生失活以及空預(yù)器發(fā)生堵塞的可能，不僅投資小，且易于實現(xiàn)。

4、本發(fā)明設(shè)置有精磨裝置，可以有效的提高強堿性顆粒的粒徑精度，提高強堿性顆粒的利用率。

5、本發(fā)明的精磨裝置設(shè)置有出風(fēng)細(xì)縫，一是利用科恩達(dá)效應(yīng)，使外磨體位于出料槽內(nèi)的內(nèi)壁貼覆風(fēng)膜，防止強堿性顆粒粘附在出料槽內(nèi)阻塞出料槽，降低出料量的精度；二是可利用風(fēng)壓變化使強堿性顆粒更好的出料，進(jìn)入輸氣管；三是能在強堿性顆粒進(jìn)入輸氣管之前就形成均勻性分布，能夠提高強堿性顆粒最終與三氧化硫反應(yīng)的精確性。

6、本發(fā)明在直流噴射管道外套設(shè)有旋流噴射管道，并設(shè)置有旋流葉片，能夠卷吸煙氣，使煙氣與強堿性顆粒能夠更長時間和更均勻的接觸，有效提高強堿性顆粒的利用率和煙氣中三氧化硫的脫除率。

7、本發(fā)明的旋流噴射管道產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流旋向與煙氣流動方向相反，能夠降低煙氣的層流效果，增加煙氣的紊流效果，提高煙氣與強堿性顆粒的有效接觸面積和時間。

8、本發(fā)明設(shè)置有集液槽和導(dǎo)液棒，能夠有效的減少煙氣中所含有三氧化硫與噴入的nh3反應(yīng)生成的nh4hso4的量，從而降低催化劑表面孔隙堵塞，催化劑失活且壽命嚴(yán)重下降，空氣預(yù)熱器堵塞的可能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明旋流噴射器的正面示意圖；

圖3為本發(fā)明旋流噴射器的側(cè)視圖；

圖4為本發(fā)明旋流噴射器在脫硝入口煙道一側(cè)壁上的布置示意圖；

圖5為本發(fā)明精磨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明圖5中出風(fēng)細(xì)縫的放大示意圖；

圖7為本發(fā)明導(dǎo)液棒和集液槽的俯視示意圖。

圖中附圖標(biāo)記表示為：

1-葉輪給粉機(jī)、11-進(jìn)料口、12-出料口、13-粉碎殼體、14-驅(qū)動裝置、15-精磨裝置、151-中磨體、152-外磨體、153-中磨面、154-外磨面、155-進(jìn)料槽、156-出料槽、157-出風(fēng)細(xì)縫、158-內(nèi)壁、2-輸氣管、3-再循環(huán)煙道、4-脫硝入口煙道、5-旋流噴射器、51-直流噴射管道、52-旋流噴射管道、521-旋流葉片、6-脫硝反應(yīng)器、61-催化劑層、62-集液槽、63-導(dǎo)液棒、7-混合器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

如圖1至4所示，采用旋流噴射器脫除燃煤煙氣中三氧化硫的裝置，包括一端垂直煙氣進(jìn)氣方向穿入脫硝反應(yīng)器6的脫硝入口煙道4內(nèi)的旋流噴射器5；所述旋流噴射器5包括直流噴射管道51和轉(zhuǎn)動套設(shè)在直流噴射管道51外的旋流噴射管道52；所述旋流噴射管道52位于脫硝入口煙道4內(nèi)的端部設(shè)置有卷吸煙氣的旋流葉片521；所述脫硝入口煙道4外設(shè)置有再循環(huán)煙道3；所述再循環(huán)煙道3進(jìn)氣端與脫硝入口煙道4聯(lián)通，所述再循環(huán)煙道3出氣端與旋流噴射管道52聯(lián)通；所述直流噴射管道51向脫硝入口煙道4內(nèi)噴射強堿性顆粒；旋流噴射管道52能夠卷吸煙氣，使煙氣與強堿性顆粒能夠更長時間和更均勻的接觸，有效提高強堿性顆粒的利用率和煙氣中三氧化硫的脫除率。

進(jìn)一步的，所述采用旋流噴射器脫除燃煤煙氣中三氧化硫的裝置還包括粉碎強堿性物質(zhì)成顆粒狀的葉輪給粉機(jī)1；所述葉輪給粉機(jī)1包括粉碎殼體13、設(shè)置在粉碎殼體13上端的進(jìn)料口11、設(shè)置在粉碎殼體13下端的出料口12以及設(shè)置在粉碎殼體13內(nèi)的粉碎裝置；所述出料口12通過一輸氣管2與直流噴射管道51聯(lián)通，可通過調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置14，控制葉輪給粉機(jī)1的給粉量。

進(jìn)一步的，參見圖1，所述旋流噴射器5具有多個，沿脫硝入口煙道4均勻布置；參見圖4，脫硝入口煙道4單側(cè)內(nèi)壁上的旋流噴射器5兩個一組，其旋流噴射管道52的旋轉(zhuǎn)方向相反且與煙氣運動方向a也相反，使所述旋流噴射管道52產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流旋向與煙氣流動方向a相反，能夠降低煙氣的層流效果，增加煙氣的紊流效果，提高煙氣與強堿性顆粒的有效接觸面積和時間。

優(yōu)選的，所述強堿性顆粒為鈣基吸收劑，所述強堿性顆粒的粒徑為10-150μm，粒徑分布系數(shù)為1.5-3。

優(yōu)選的，所述強堿性鈣基吸收劑顆粒為氫氧化鈣ca(oh)2或氧化鈣cao或采用堿性化合物改性后的鈣基吸收劑；通過固體ca(oh)2或cao或改性的鈣基吸收劑顆粒與煙氣中so3的發(fā)生氣固反應(yīng)，將煙氣中的so3脫除。

進(jìn)一步的，所述脫硝反應(yīng)器6還旁通有一混合器7；所述混合器7分別通入氨氣和空氣，將氨氣和空氣通入混合器7中進(jìn)行混合稀釋。

進(jìn)一步的，如圖1、7所示，所述脫硝反應(yīng)器6內(nèi)設(shè)置有多層催化劑層61；多層催化劑層61上方的脫硝反應(yīng)器6內(nèi)沿內(nèi)壁設(shè)置有集液槽62；多根沿集液槽62均勻分布的導(dǎo)液棒63一端伸入集液槽62內(nèi)，另一端傾斜向上并相互鉸接；能夠有效的減少煙氣中所含有三氧化硫與噴入的nh3反應(yīng)生成的nh4hso4的量，從而降低催化劑表面孔隙堵塞，催化劑失活且壽命嚴(yán)重下降，空氣預(yù)熱器堵塞的可能。

進(jìn)一步的，如圖1、5、6所示，所述出料口12內(nèi)套設(shè)有一精磨裝置15；所述精磨裝置15包括頂點向上的可轉(zhuǎn)動的圓錐形中磨體151和套設(shè)在中磨體151下部外的外磨體152；所述中磨體151外圓錐面中部設(shè)置有中磨面153；所述外磨體152內(nèi)圈設(shè)置有與中磨面153間隙設(shè)置的外磨面154；所述中磨面153與外磨面154形成研磨空間；所述中磨體151上部與外磨體152上部圍合形成豎直截面為w字形的進(jìn)料槽155，可以有效的提高強堿性顆粒的粒徑精度，提高強堿性顆粒的利用率。

進(jìn)一步的，所述外磨體152下部與中磨體151下部圍合形成出料槽156；所述外磨體152位于出料槽156內(nèi)的內(nèi)壁158為光滑的內(nèi)凸弧面；所述外磨體152上開設(shè)有向出料槽156內(nèi)出風(fēng)的環(huán)形出風(fēng)細(xì)縫157；所述出風(fēng)細(xì)縫157緊貼外磨體152內(nèi)壁向下出風(fēng)，所述出風(fēng)細(xì)縫157與內(nèi)壁158之間具有凸出的圓滑過渡，使由出風(fēng)細(xì)縫157流出的風(fēng)沿內(nèi)壁158表面流動；一是利用科恩達(dá)效應(yīng)，使外磨體152位于出料槽156內(nèi)的內(nèi)壁貼覆風(fēng)膜，防止強堿性顆粒粘附在出料槽156內(nèi)阻塞出料槽156，降低出料量的精度；二是可利用風(fēng)壓變化使強堿性顆粒更好的出料，進(jìn)入輸氣管2；三是能在強堿性顆粒進(jìn)入輸氣管2之前就形成均勻性分布，能夠提高強堿性顆粒最終與三氧化硫反應(yīng)的精確性。

經(jīng)過葉輪給粉機(jī)1粉碎的強堿性顆粒在出料口12內(nèi)進(jìn)入精磨裝置15的進(jìn)料槽155，并經(jīng)外磨面154和中磨面153研磨后從出料槽156落下，在落下過程中受出風(fēng)細(xì)縫157的出風(fēng)貼覆外磨體152位于出料槽156的內(nèi)壁形成的風(fēng)膜作用均勻分散并帶入輸氣管2中。

采用旋流噴射器脫除燃煤煙氣中三氧化硫的裝置的脫三氧化硫方法，包括以下步驟：

①從進(jìn)料口11將氫氧化鈣或氧化鈣或采用堿性化合物改性后組成的強堿性鈣基吸收劑送入葉輪給粉機(jī)1中粉碎成強堿性顆粒，強堿性顆粒的粒徑為10-150μm，粒徑分布系數(shù)為1.5-3；

②強堿性顆粒進(jìn)入輸氣管2，并由輸氣管2的空氣攜帶從直流噴射管道51向脫硝入口煙道4內(nèi)噴出與煙氣中的三氧化硫反應(yīng)，強堿性顆粒與三氧化硫的反應(yīng)當(dāng)量比為1：（1.5-5），在煙氣中的停留時間為0.2-2.5s；

③與步驟②同步進(jìn)行，旋流噴射管道52旋轉(zhuǎn)，通過旋流葉片521卷吸脫硝入口煙道4內(nèi)的煙氣，其中，部分煙氣通過再循環(huán)煙道3進(jìn)入旋流噴射管道52并進(jìn)入后回到脫硝入口煙道4內(nèi)；

④經(jīng)步驟②和步驟③脫除三氧化硫后的煙氣與從混合器7中nh3和空氣的混合物混合后進(jìn)入脫硝反應(yīng)器6的氨氣和空氣進(jìn)行反應(yīng)；

⑤煙氣與脫硝反應(yīng)器6中的催化劑層61進(jìn)行催化還原反應(yīng)脫硝。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。