本發(fā)明涉及一種脫除電站鍋爐煙氣中三氧化硫的工藝系統(tǒng)，屬于電站大氣污染物排放防治領(lǐng)域。
技術(shù)背景
大型電站鍋爐在運行過程中會產(chǎn)生一定量的SO3，主要來自于兩個方面：①煤粉中的可燃硫燃燒時產(chǎn)生SO2，此部分約0.5％～2％被氧化成SO3；②由于SCR催化劑中的V2O5對SO2有強烈的催化作用，每層催化劑能夠使0.2％～0.8％的SO2被氧化成SO3。
SO3主要危害有：①SO3會和SCR裝置中過量的NH3進(jìn)行反應(yīng)生成銨鹽(硫酸銨和硫酸氫銨)，會堵塞催化劑空隙以及降低催化劑活性，并且銨鹽粘稠不易清理，也會引起空氣預(yù)熱器的腐蝕和堵塞；②煙氣中SO3的增加會提高煙氣酸露點，從而使得煙氣中的酸性氣體更容易凝結(jié)在煙道管壁并發(fā)生腐蝕，而電廠為減少腐蝕采用提高排煙溫度的做法無疑會增加鍋爐排煙損失；③SO3排放到大氣中會形成粒徑很小的硫酸霧氣溶膠，對光線產(chǎn)生散射造成“藍(lán)羽現(xiàn)象”，且其形成的酸雨會對生態(tài)和環(huán)境造成較大危害。
雖然電站鍋爐尾部設(shè)置的脫硫塔對脫除SO2的效率很高，但是對SO3的脫除效率僅在30％-50％之間，并且由于脫硫塔安裝在SCR和空預(yù)器后面，其無法解決SO3對SCR催化劑和空預(yù)器造成的堵塞和腐蝕問題。
綜上所述，現(xiàn)有有關(guān)脫除SO3的專利存在吸附劑選擇和制備、噴射點選擇、噴射流量控制等方面的問題，亟需開發(fā)出一種效率高、實用性強且造價適中的脫除電站鍋爐中SO3的工藝系統(tǒng)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種脫除電站鍋爐煙氣中三氧化硫的系統(tǒng)，SO3的脫除效率在90％以上。
技術(shù)方案：一種脫除電站鍋爐煙氣中三氧化硫的系統(tǒng)，包括吸收劑溶液制備與儲存子系統(tǒng)，以及吸收劑溶液分配與噴射子系統(tǒng)；其中，所述吸收劑溶液制備與存儲子系統(tǒng)包括疏水罐、帶有攪拌裝置的溶解罐、儲蓄罐、提斗機；所述提斗機設(shè)置在溶解罐一側(cè)，所述提斗機中放置吸收劑，除鹽水通過除鹽水泵連通到溶解罐，疏水罐的出水口通過疏水泵連通到所述溶解罐，所述溶解罐液體出口通過給料泵連通到儲蓄罐；所述疏水罐、溶解罐以及儲蓄罐內(nèi)均設(shè)有蒸汽盤管，所有蒸汽盤管的入口連通低壓蒸汽，所有蒸汽盤管的出口連通到所述疏水罐內(nèi)；
所述吸收劑溶液分配與噴射子系統(tǒng)包括空壓機、若干流量計、若干氣動式雙流體噴嘴；所述儲蓄罐的液體出口通過循環(huán)泵分為多路輸出，每路輸出分別通過一個流量計連接到對應(yīng)的一個氣動式雙流體噴嘴的第一輸入端；所述空壓機的輸出分為多路，每路分別通過一個流量計連接到對應(yīng)的一個氣動式雙流體噴嘴的第二輸入端，所有氣動式雙流體噴嘴均固定在電站鍋爐的SCR脫硝裝置入口。
進(jìn)一步的，所述吸收劑為Na2CO3，所有氣動式雙流體噴嘴均固定在電站鍋爐的SCR脫硝裝置入口；根據(jù)煙氣中SO3的濃度，按照Na2CO3和SO3的摩爾比為1.2～3.2來控制所述儲蓄罐輸入到吸收劑溶液分配與噴射子系統(tǒng)中的溶液量，并按照氣液比為0.2～0.5來控制連接每個氣動式雙流體噴嘴的流量計。
進(jìn)一步的，所述循環(huán)泵輸出與所述儲蓄罐之間還設(shè)有回流管道，該回流管道上設(shè)有電動調(diào)節(jié)閥和流量計。
進(jìn)一步的，還包括廢液池，所述疏水罐、溶解罐、儲蓄罐的底部排污口和頂部溢流口均通過管路連接到所述廢液池，其中底部排污的管道設(shè)有電動調(diào)節(jié)閥。
有益效果：本發(fā)明的一種脫除電站鍋爐煙氣中三氧化硫的系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：1、采用的Na2CO3吸收劑相比于Mg(OH)2和MgO等價格低廉，相比于NaHCO3和NaHSO3溶解度較高且在SCR溫度區(qū)間內(nèi)不會分解，相比于Ca(OH)2和CaO等不會影響飛灰比電阻從而引發(fā)電除塵器的效率下降。2、采用吸收劑制備溶液的方式避免了干粉顆粒的研磨以及噴嘴的磨損和堵塞，并利用液滴中水在SCR運行溫度下的“二次霧化”，霧化粒徑可大大低于干粉顆粒。3、采用儲蓄罐進(jìn)行吸收劑溶液的存儲，避免了即配即用帶來的弊端，精確控制吸附劑與SO3摩爾比，能夠有效控制SO3排放濃度。4、所有罐體和輸液管道采用蒸汽間接加熱，一方面提高吸附劑溶解度，減少噴入煙道中水量，降低溶液中水量對煙氣溫度的影響，另一方面回收利用蒸汽盤管中的蒸汽，通過疏水罐將蒸汽盤管中的凝結(jié)水作為溶解罐所需除鹽水的一部分，這樣既提高了吸收劑溶解量又減少了工程運行成本。5、采用氣動式雙流體噴嘴使溶液霧化粒徑較小且霧化角較大，從而保證吸收劑和SO3的充分反應(yīng)，提高脫除效率。6、選擇SCR脫硝裝置的入口作為噴射點能夠利用SCR原有煙氣導(dǎo)流裝置使得吸收劑和煙氣均勻混合，并且可以大大降低SO3和SCR中多余NH3發(fā)生反應(yīng)生成氨鹽影響催化劑活性，從而擴寬了SCR運行溫度范圍，保證了SCR在鍋爐低負(fù)荷運行時的脫硝能力。
附圖說明
圖1為本發(fā)明工藝系統(tǒng)具體裝置圖；
其中：1、疏水罐；2、溶解罐；3、儲蓄罐；4、攪拌裝置；5、提斗機；6、除鹽水泵；7、疏水泵；8、排污泵；10、液位計；11、電動調(diào)節(jié)閥；12、給料泵；13、蒸汽盤管；14、循環(huán)泵；15、流量計；16、空壓機；17、氣動式雙流體噴嘴。此外A為Na2CO3、B為除鹽水、C為低壓蒸汽、D為空氣、E為廢水。
具體實施方式
下面根據(jù)本發(fā)明提出的工藝系統(tǒng)，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實施方式。
如圖1所示，一種脫除電站鍋爐煙氣中三氧化硫的系統(tǒng)，包括吸收劑溶液制備與儲存子系統(tǒng)，以及吸收劑溶液分配與噴射子系統(tǒng)。其中，吸收劑溶液制備與存儲子系統(tǒng)包括疏水罐1、帶有攪拌裝置4的溶解罐2、儲蓄罐3、提斗機5、廢液池9。提斗機5設(shè)置在溶解罐2一側(cè)，提斗機5中放置吸收劑Na2CO3，除鹽水通過除鹽水泵6連通到溶解罐2，疏水罐1的出水口通過疏水泵7連通到溶解罐2，溶解罐2液體出口通過給料泵12連通到儲蓄罐3。為了提高Na2CO3溶解量，疏水罐1、溶解罐2以及儲蓄罐3內(nèi)均設(shè)有蒸汽盤管13，所有蒸汽盤管13的入口連通低壓蒸汽，所有蒸汽盤管13的出口連通到所述疏水罐1內(nèi)。疏水罐1、溶解罐2、儲蓄罐3上均設(shè)有液位計10，疏水罐1、溶解罐2、儲蓄罐3的底部排污口和頂部溢流口均通過管路連接到廢液池9，廢液池9中設(shè)有排污泵8。系統(tǒng)中，除鹽水泵6、疏水泵7、給料泵12和排污泵8各設(shè)置2臺，一用一備。
吸收劑溶液分配與噴射子系統(tǒng)包括空壓機16、若干流量計、若干氣動式雙流體噴嘴17。儲蓄罐3的液體出口通過循環(huán)泵14分為多路輸出，每路輸出分別通過一個流量計連接到對應(yīng)的一個氣動式雙流體噴嘴17的第一輸入端?？諌簷C16的輸出分為多路，每路分別通過一個流量計連接到對應(yīng)的一個氣動式雙流體噴嘴17的第二輸入端，所有氣動式雙流體噴嘴17均固定在電站鍋爐的SCR脫硝裝置入口。循環(huán)泵14輸出與儲蓄罐3之間還設(shè)有回流管道，該回流管道上設(shè)有流量計和PE閥門。
首先，吸收劑溶液分配與噴射子系統(tǒng)中，除鹽水經(jīng)除鹽水泵6輸送至溶解罐2內(nèi)，同時Na2CO3粉末由提斗機5輸送至溶解罐2內(nèi)，開啟溶解罐2內(nèi)的攪拌裝置4使Na2CO3和除鹽水充分混合，制備成濃度10％～30％的吸收劑溶液。然后，通過給料泵12將制備好的吸收劑溶液從溶解罐2輸入到儲蓄罐3，儲蓄罐3設(shè)計容量為電廠10天左右用量。疏水罐1、溶解罐2和儲蓄罐3中都設(shè)有蒸汽盤管，蒸汽在盤管內(nèi)凝結(jié)產(chǎn)生的水進(jìn)入疏水罐1，疏水罐1內(nèi)的水通過疏水泵7打入溶解罐2，所有輸送液管道均設(shè)蒸汽伴熱，伴熱溫度約40℃。
接著，吸收劑溶液分配與噴射子系統(tǒng)根據(jù)煙氣中SO3的含量，按照Na2CO3和SO3的摩爾比為1.2～3.2進(jìn)行吸收劑溶液輸出總量控制，儲蓄罐3輸出的Na2CO3溶液量超過為正常需要量，多余Na2CO3溶液量通過回流管道返回至儲蓄罐3?？諌簷C16輸出的壓縮空氣與儲蓄罐3輸出的Na2CO3溶液進(jìn)入由若干流量計構(gòu)成的空氣與溶液分配模塊，每個氣動式雙流體噴嘴17都能獨立控制空氣流量和溶液流量，通過控制流量計來按照氣液比0.2～0.5進(jìn)入氣動式雙流體噴嘴，優(yōu)選0.4，雙流體噴嘴產(chǎn)生的霧化群噴入煙氣中與SO3發(fā)生反應(yīng)。其中，
需要說明的是，以上實施方式中，當(dāng)不考慮吸附劑成本以及對電除塵器影響時可選用其他堿性化學(xué)品，如天然堿、NaHCO3、Mg(OH)2、MgO、Ca(OH)2和CaO等；當(dāng)不考慮SO3對SCR催化劑影響時可選用噴射點在SCR出口和空預(yù)器之間；當(dāng)不考慮SO3對空預(yù)器影響時可選用噴射點在空預(yù)器出口。吸收劑溶液輸出總量控制按Na2CO3和SO3的摩爾比為1.5最優(yōu)控制；每個氣動式雙流體噴嘴17按空氣流量和溶液流量比為0.4最優(yōu)控制。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。