專利名稱：一種SO₃濃度控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煙氣排放裝置，尤其涉及一種可以在線檢測并控制S03氣體濃度
的裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)電廠在發(fā)電過程中排放的燃燒煙氣一直是環(huán)境的一大污染源。尤其是礦物燃料
中的的硫經(jīng)過燃燒氧化作用形成了大量的so3氣體。當(dāng)so3的濃度超過了某臨界值就會(huì)帶 來一系列的生產(chǎn)問題和環(huán)境問題。例如，當(dāng)so3濃度過高時(shí)，煙氣的酸露點(diǎn)溫度就會(huì)升高， 若煙氣的溫度低于煙氣的酸露點(diǎn)溫度，煙氣中的S03氣體就會(huì)發(fā)生凝結(jié)并與水起反應(yīng)形成 H^04，引發(fā)爐內(nèi)腐蝕問題。從煙囪排出的煙氣可迅速冷卻并與其它酸發(fā)生凝結(jié)，形成局部 酸雨，這種后續(xù)腐蝕性，極大的破壞了環(huán)境。此外過多的S03還會(huì)凝結(jié)成小液滴，并在離開 爐膛時(shí)形成可見的煙流，對設(shè)備造成污染和破壞。當(dāng)煙氣中存有含氮化合物時(shí)，則這些含氮 化合物還可能與S(^起反應(yīng)形成硫酸氫氨(NH3HS04)而對空氣加熱器造成污染。 在煤燃燒過程中，S03氣體的產(chǎn)生源主要有天然存在的硫轉(zhuǎn)化為S03 ;部分S02在 SCR(催化劑)裝置中通過氧化反應(yīng)產(chǎn)生S(^ ;S03還可以經(jīng)由催化方式在燃煤鍋爐表面經(jīng)與 某些元素/化學(xué)品(例如釩)相互作用而產(chǎn)生。 然而S03氣體的濃度也不是越低越好。在電廠排放煙氣中載有的顆粒物質(zhì)可通過 靜電除塵器除去，靜電除塵器可使單個(gè)顆粒接受一電荷并隨后利用此電荷將它們吸引至收 集板而實(shí)施清理。這些靜電除塵器的效率取決于所述單個(gè)顆粒獲取電荷的能力，即顆粒的 電阻率。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)煙氣中存在的S03可有效降低所述顆粒的電阻率，使其更易于以靜電 方式帶電。因此，在煤燃燒過程中，一方面某些天然存在的硫轉(zhuǎn)化為S03;另一方面，S0J$ 低所述顆粒物質(zhì)電阻率的有效性取決于S03的濃度，其中約15至20百萬份數(shù)(ppm)可獲 得最佳結(jié)果。因此，除塵器效率受煙氣中S03濃度的影響，且該最佳濃度為15至20ppm的 最佳濃度。 因此將S03氣體的濃度控制在一個(gè)比較適宜的范圍內(nèi)對于電廠，同樣也適用于鋼 鐵等使用燃煤鍋爐的產(chǎn)業(yè)，節(jié)能減排是具有很重要的意義的。若S(^濃度太低，則除塵器的 工作效率較低，導(dǎo)致不能有效的去除煙塵；若S03濃度太高，則煙氣會(huì)呈高酸性，造成對設(shè)備 的腐蝕和對環(huán)境的污染。 對于S03氣體的處理，現(xiàn)有主流技術(shù)方案是通過燃燒分級。燃燒分級是將燃料燃 燒分為兩個(gè)或更多個(gè)階段的過程。富燃料階段是指可用空氣對于燃料而言不充分的階段， 貧燃料階段是對于燃料而言具有充分或過量空氣的階段。分級燃燒在現(xiàn)有技術(shù)中是通過降 低峰溫度或提供還原環(huán)境來實(shí)現(xiàn)的。其中宏觀分級是將爐膛各段劃分成富集階段和貧乏階 段且通過使用如燃盡風(fēng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。微觀分級是通過在爐膛的第一階段中通過使用低NOx 燃燒器并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)葉輪設(shè)定值及配風(fēng)器來實(shí)現(xiàn)。增加的分級可增加在還原氣氛中的停留時(shí) 間并可增強(qiáng)所述還原氣氛的作用。 然而，宏觀分級燃燒是由較低爐膛中高度混合的燃料及空氣組成，對于大部分氣流而言混合至低于一比一的化學(xué)計(jì)量比，最終還是需要過量的氧來確保所有燃料已經(jīng)燃 燒，帶這隨之帶來了爆炸的危險(xiǎn)，不利于安全生產(chǎn)。而微觀分級則設(shè)備復(fù)雜，大量的設(shè)備必 然導(dǎo)致故障的頻發(fā)、生產(chǎn)效率的降低。此外分級燃燒這一控制S03氣體的方法過于粗放，并 不能實(shí)現(xiàn)S03氣體濃度的精確控制，因此不能實(shí)現(xiàn)既保證電除塵器有較高的工作效率，又保 證S03氣體的排放濃度不超標(biāo)這一 目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種全新的S03濃度控制裝置，該裝置既要結(jié)構(gòu)簡單、使 用方便，還要能實(shí)現(xiàn)既保證電除塵器有較高的工作效率，又保證S03氣體的排放濃度不超標(biāo) 這一目標(biāo)。 本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思為，通過使用S03濃度檢測元件實(shí)時(shí)檢測S03氣體的濃度，
并將檢測結(jié)果傳送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)檢測結(jié)果對該S03濃度控制裝置的動(dòng)作進(jìn)行
控制，從而使S03氣體的濃度達(dá)到15 20ppm這一 目標(biāo)范圍內(nèi)。 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供了 一種S03濃度控制裝置，包括 —反應(yīng)腔，其上端和下端分別設(shè)有一開口 ，其中上端開口為煙氣入口 ，下端開口為
煙氣排放口，所述反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)有一還原層，將所述反應(yīng)腔分隔成一上腔體和一下腔體，所述
上腔體和下腔體的側(cè)壁上分別設(shè)有一氣口； —抽取風(fēng)管，與所述下腔體側(cè)壁上的氣口連接； —送風(fēng)管，與所述抽取風(fēng)管和所述上腔體側(cè)壁上的氣口連接； —調(diào)節(jié)閥，設(shè)于所述抽取風(fēng)管上； —S03濃度檢測元件，設(shè)于所述反應(yīng)腔的下腔體內(nèi)，用于檢測下腔體內(nèi)S(^氣體的 濃度信號； —抽取風(fēng)機(jī)，設(shè)于所述抽取風(fēng)管上； —控制單元，通過數(shù)據(jù)傳輸線分別與所述S03濃度檢測元件、調(diào)節(jié)閥以及抽取風(fēng)機(jī) 連接，接收S03濃度檢測元件測得的濃度信號，根據(jù)該信號做出判斷，調(diào)節(jié)所述抽取風(fēng)機(jī)的 工作狀態(tài)以及調(diào)節(jié)閥的開度。 優(yōu)選地，所述還原層包括上下兩層濾板和設(shè)于兩層濾板中間的還原介質(zhì)。 優(yōu)選地，所述還原層為可替換還原層。 優(yōu)選地，所述濾板為耐熱絕緣濾板。 優(yōu)選地，所述還原介質(zhì)為具有H基團(tuán)或0H基團(tuán)或C基團(tuán)或CO基團(tuán)或N基團(tuán)的還 原介質(zhì)。 優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)閥也可以設(shè)于所述送風(fēng)管上。 本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，大大簡化了設(shè)備，降 低了設(shè)備故障率，同時(shí)能夠精確測得反應(yīng)腔內(nèi)S03濃度，并根據(jù)該濃度值，對S03濃度進(jìn)行進(jìn) 一步的而控制。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型一種S03濃度控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0026] 圖2為本實(shí)用新型一種S03濃度控制裝置中還原層的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實(shí)用新型一種S03濃度控制裝置中濾板的示意圖。
具體實(shí)施方式如
圖1所示，本實(shí)施例中的S03濃度控制裝置包括反應(yīng)腔l，反應(yīng)腔的上端和下端 分別設(shè)有開口，其中上端開口為煙氣入口，下端開口為煙氣排放口。反應(yīng)腔l內(nèi)設(shè)有還原層 2，該還原層2將反應(yīng)腔1分隔成了一個(gè)上腔體和一個(gè)下腔體，上腔體和下腔體的右側(cè)壁上 分別設(shè)有一個(gè)氣口 ，其中抽取風(fēng)管3與下腔體側(cè)壁上的氣口連接，送風(fēng)管4的兩端分別與抽 取風(fēng)管3和上腔體側(cè)壁上的氣口連接，調(diào)節(jié)閥5設(shè)于抽取風(fēng)管3上，作為替代方案調(diào)節(jié)閥5 也可設(shè)于送風(fēng)管4上。抽取風(fēng)機(jī)7設(shè)于所述抽取風(fēng)管上，用于從下腔體中抽取煙氣。SOj農(nóng) 度檢測元件6，設(shè)于反應(yīng)腔1的下腔體內(nèi)，用于檢測下腔體內(nèi)S(^氣體的濃度信號。 控制單元8通過數(shù)據(jù)傳輸線分別與S03濃度檢測元件6、調(diào)節(jié)閥5以及抽取風(fēng)機(jī)7 連接，接收S03濃度檢測元件6測得的濃度信號，根據(jù)該信號做出判斷，調(diào)節(jié)抽取風(fēng)機(jī)7的 工作狀態(tài)以及調(diào)節(jié)閥5的開度。 如圖2和圖3所示，還原層2包括上下兩層耐熱絕緣濾板21和設(shè)于兩層耐熱絕緣 濾板21中間的還原介質(zhì)層22。濾板21上布滿了小孔，小孔的孔徑小于還原劑的粒徑，以在 保證氣體通過的同時(shí)而不會(huì)泄漏還原劑。濾板21中間的還原介質(zhì)層22為具有H基團(tuán)的還 原介質(zhì)。作為替代方案，具有OH基團(tuán)、C基團(tuán)、CO基團(tuán)或是N基團(tuán)的還原介質(zhì)都可以實(shí)現(xiàn)本 技術(shù)方案的目的。 工作時(shí)，來自上一道工序的煙氣自反應(yīng)腔l的上端開口進(jìn)入到反應(yīng)腔內(nèi)，此時(shí)由 控制單元8操作抽取風(fēng)機(jī)7進(jìn)行預(yù)抽，使得反應(yīng)腔1的上腔體和下腔體具有一壓力差，煙氣 在該壓力差的作用下，進(jìn)入到還原層2中，在還原層2中，煙氣中的S(^氣體與還原劑發(fā)生 反應(yīng)，一部分S03氣體被還原，經(jīng)過還原的煙氣繼續(xù)在壓力差的作用下進(jìn)入到反應(yīng)腔1的下 腔體中，此時(shí)S03濃度檢測元件6對S03氣體的濃度進(jìn)行檢測，并將該濃度信號傳送給控制 單元8，控制單元8判斷該濃度信號是否達(dá)到了 15 20ppm所對應(yīng)的預(yù)設(shè)信號，如果沒有達(dá) 到，則不對抽取風(fēng)機(jī)7發(fā)出指令，抽取風(fēng)機(jī)7繼續(xù)從下腔體抽取煙氣，控制單元8僅僅控制 調(diào)節(jié)閥5的開度，適量的煙氣則經(jīng)由抽取風(fēng)管3和送風(fēng)管4送入上腔體中，繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè) 循環(huán)的還原反應(yīng)，直到S03濃度檢測元件6檢測到的濃度信號達(dá)到了預(yù)設(shè)的15 20ppm所 對應(yīng)的信號，此時(shí)控制單元8對抽取風(fēng)機(jī)7做出停止工作的指令，并將調(diào)節(jié)閥5調(diào)整至關(guān)閉 狀態(tài)。S(^氣體濃度達(dá)標(biāo)的煙氣經(jīng)由反應(yīng)腔1下端的開口進(jìn)入下一道工序，即煙氣除塵。 工作一段時(shí)間后，由于還原層2中的還原介質(zhì)層22中的大部分還原劑已被氧化， 故需要對還原層2進(jìn)行替換。 由此可見，本實(shí)用新型不同于現(xiàn)有技術(shù)通過分級燃燒對S03濃度進(jìn)行控制，而是采 用簡單的設(shè)備實(shí)現(xiàn)了 S03濃度的精確控制，在降低了設(shè)備故障率、提高了生產(chǎn)效率的同時(shí)， 將S03氣體的濃度精確的控制在15 20ppm范圍內(nèi)，從而有效的保證了接下來電除塵器的
工作效率。 本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新 型，而并非用作為對本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述 實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種SO3濃度控制裝置，其特征在于包括一反應(yīng)腔，其上端和下端分別設(shè)有一開口，其中上端開口為煙氣入口，下端開口為煙氣排放口，所述反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)有一還原層，將所述反應(yīng)腔分隔成一上腔體和一下腔體，所述上腔體和下腔體的側(cè)壁上分別設(shè)有一氣口；一抽取風(fēng)管，與所述下腔體側(cè)壁上的氣口連接；一送風(fēng)管，其兩端分別與所述抽取風(fēng)管和所述上腔體側(cè)壁上的氣口連接；一調(diào)節(jié)閥，設(shè)于所述抽取風(fēng)管上；一SO3濃度檢測元件，設(shè)于所述反應(yīng)腔的下腔體內(nèi)，用于檢測下腔體內(nèi)SO3氣體的濃度信號；一抽取風(fēng)機(jī)，設(shè)于所述抽取風(fēng)管上；一控制單元，通過數(shù)據(jù)傳輸線分別與所述SO3濃度檢測元件、調(diào)節(jié)閥以及抽取風(fēng)機(jī)連接，接收SO3濃度檢測元件測得的濃度信號，根據(jù)該信號做出判斷，調(diào)節(jié)所述抽取風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)以及調(diào)節(jié)閥的開度。
2. 如權(quán)利要求1所述的S03濃度控制裝置，其特征在于所述還原層包括上下兩層濾板和設(shè)于兩層濾板中間的還原介質(zhì)層。
3. 如權(quán)利要求2所述的S03濃度控制裝置，其特征在于所述還原層為可替換還原層。
4. 如權(quán)利要求3所述的S03濃度控制裝置，其特征在于所述濾板為耐熱絕緣濾板。
5. 如權(quán)利要求4所述的S03濃度控制裝置，其特征在于所述還原介質(zhì)層為具有H、 0H、C、CO、或N基團(tuán)中的一種基團(tuán)的還原介質(zhì)層。
6. 如權(quán)利要求5所述的S03濃度控制裝置，其特征在于所述調(diào)節(jié)閥設(shè)于所述送風(fēng)管上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種SO3濃度控制裝置，包括側(cè)壁上部和下部還有氣口的反應(yīng)腔，設(shè)于反應(yīng)腔內(nèi)的還原層，與反應(yīng)腔側(cè)壁上部氣口連接的抽取風(fēng)管，反應(yīng)腔側(cè)壁下部氣口連接的送風(fēng)管，設(shè)于風(fēng)管上的調(diào)節(jié)閥，設(shè)于反應(yīng)腔內(nèi)下部的SO3濃度檢測元件，設(shè)于抽取風(fēng)管上的抽取風(fēng)機(jī)，以及與SO3濃度檢測元件、調(diào)節(jié)閥以及抽取風(fēng)機(jī)分別連接的控制單元?？刂茊卧ㄟ^接收SO3濃度檢測元件測得的實(shí)時(shí)濃度信號做出判斷，進(jìn)而指示抽取風(fēng)機(jī)是否工作，并調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)SO3濃度的精確控制，從而保證了電除塵器的工作效率。
文檔編號B01D53/50GK201537459SQ20092021203
公開日2010年8月4日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者尹高昆, 李雙鵬, 郭秋萍 申請人:納爾科摩博泰柯環(huán)?？萍?上海)有限公司