一种多级、多源喷射袋式除尘脱硫系统及其使用方法与流程

1.本发明涉及能源、化工、环保等技术领域，更具体地说它是一种多级、多源喷射袋式除尘脱硫系统。本发明还涉及这种多级、多源喷射袋式除尘脱硫系统的使用方法。


背景技术：

2.颗粒物(pm)、硫氧化物(so2、so3)、氮氧化物(no、no2)是燃煤电站主要排放的污染物，其中so2、no
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以及颗粒物均已纳入监管，so3作为一种排放总量不大但易造成严重危害的污染物，也逐步引起了监管部门重视。
3.so3作为有害的大气污染物，是可凝结颗粒物的重要前驱物质和分子构成，其监测和控制并未得到应有的重视，相关排放也未列入至现有国家标准。对环境而言，so3在经过脱硫塔后极易形成亚微米级气溶胶，使部分电厂排烟呈黄色或蓝色；硫酸气溶胶凝结、沉降后会破坏建筑和植被，甚至对人类呼吸道的粘膜和肺部结构造成不可逆损伤。对电厂运行而言，s03在scr系统中与nh3生成硫酸铵和硫酸氢铵，造成烟使空预器堵塞和金属腐蚀。硫酸铵和硫酸氢铵还会沉积在scr催化剂表面，造成催化剂失活和堵塞；此外，s03的存在对烟道、烟气冷却器、除尘器、引风机等设备的正常运行均提出了较大挑战。
4.燃煤电厂排放的so3主要来源于两方面：一方面是燃煤过程中约0.5％-1.5％的硫分会被氧化成so3，其生成量与电厂燃煤煤质(硫分、挥发份等)、锅炉炉型、燃烧工况等因素直接相关，同等条件下燃用烟煤时生成的so3比无烟煤和褐煤更多；另一方面是在scr脱硝过程中，在催化剂作用下，烟气中1％左右的so2会转化为so3，实际so2/so3的转化率与催化剂的活性组分含量、催化剂类型、催化剂层数及烟气条件等多种因素有关，对子中高硫煤而言，脱硝装备出口处烟气中的so3浓度可达150mg/m3甚至更高。
5.烟气中so3的脱除，主要依靠脱硫系统在脱除so2的同时一并脱除so3，在个别燃用高硫煤的电厂多采用烟道喷射cao等碱性氧化物的方法中和so3，然而碱性吸附剂价格昂贵、增加粉尘比电阻、影响除尘效率、运行成本高等问题一直困扰着发电厂家。
6.因此，研发一种多级、多源喷射袋式除尘脱硫系统很有必要。


技术实现要素：

7.本发明的第一目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种多级、多源喷射袋式除尘脱硫系统。
8.本发明的第二目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种多级、多源喷射袋式除尘脱硫系统的使用方法。
9.为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：一种多级、多源喷射袋式除尘脱硫系统，其特征在于：包括从左到右依次设置的一级混合喷射室、一级除尘室、二级混合喷射室、二级除尘室、三级混合喷射室和三级除尘室，所述一级混合喷射室、二级混合喷射室和三级混合喷射室内均设置有多层三相混合喷嘴，所述一级混合喷射室、一级除尘室、二级混合喷射室、二级除尘室、三级混合喷射室和三级除尘室底部均设置有灰斗，所述碱液储罐和
蓬松剂储罐均与三相混合喷嘴顶部连接。
10.在上述技术方案中，所述一级混合喷射室、二级混合喷射室和三级混合喷射室内由上到下依次设置有三层三相混合喷嘴。
11.在上述技术方案中，所述三相混合喷嘴布置时均向上倾斜，三相混合喷嘴与壁面夹角角度为15-75度、且可随时调节。
12.在上述技术方案中，所述灰斗配有辅助加热设施，辅助加热设施控制温度为40-70℃、且可随时调节。
13.在上述技术方案中，所述三相混合喷嘴可喷射固体碱性化合物、固体膨松剂、碱性溶液、碱性气体或碱性气液固混合物。
14.为了实现上述第二目的，本发明的技术方案为：一种多级、多源喷射袋式除尘脱硫系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
15.步骤1：开启灰斗的辅助加热设施，使灰斗温度提升至50℃以上；
16.步骤2：当一级除尘室布袋上烟尘厚度大于5mm时，开启一级混合喷射室内的三相混合喷嘴，一级混合喷射室中的喷射物质为碱液；
17.步骤3：当二级除尘室布袋上烟尘厚度大于3mm时，开启二级混合喷射室内的三相混合喷嘴，二级混合喷射室中的喷射物质为固体碱性化合物；
18.步骤4：当三级除尘室的烟尘浓度大于5mg/m3时开启三级混合喷射室中的三相混合喷嘴，三级混合喷射室中的喷射物质为膨松剂和固体碱性化合物；
19.步骤5：当三级除尘室布袋上喷射物质厚度大于5mm时停止喷射，残余烟尘和so3自由吸附累积；
20.步骤6：当烟尘和so3排放即将超过相应标准时开启一级除尘室、二级除尘室和三级除尘室内的吹扫系统，分别控制一级除尘室、二级除尘室和三级除尘室内吹扫的频次，一级除尘室吹扫频次＞二级除尘室＞三级除尘室，第三级除尘室完成吹扫后重复步骤4-5。
21.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
22.1)本发明中基于物理吸附的原理，通过喷射膨松剂或多孔碱性剂的方式增大了so3与烟尘反应的比表面积，有效增强了烟尘、碱性吸附剂以及so3的反映效率。
23.2)本发明中基于h2o对烟尘与so3反应的催化作用，在每一级袋式除尘室前设置了喷射室，充分利用了so3和烟尘的协同脱除效应，具有设备简单、系统节能、运行成本低等优点。
24.3)本发明第一级混合喷射室中的喷射物质以碱液为主，二级混合喷射室中的喷射物质以固体碱性化合物为主，三级混合喷射室中的喷射物质以膨松剂和多孔碱性化合物为主；使so3与h2o及烟尘分级充分反应，最大程度提升了so3和烟尘的脱除效果。
25.4)本发明各级喷射系统中喷嘴均采用斜上对冲的方式，流体与烟尘下落方向对冲，可使喷射物质与烟尘充分反应，提升脱除效果。
附图说明
26.图1为本发明的结构示意图。
27.图2为三相混合喷嘴的布置图。
28.图3为现有技术的结构示意图。
29.其中，1-一级混合喷射室，2-一级除尘室，3-二级混合喷射室，4-二级除尘室，5-三级混合喷射室，6-三级除尘室，71-三相混合喷嘴，72-灰斗，81-碱液储罐，82-蓬松剂储罐，9-常规碱液喷射入口。
具体实施方式
30.下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
31.参阅附图可知：一种多级、多源喷射袋式除尘脱硫系统，其特征在于：包括从左到右依次设置的一级混合喷射室1、一级除尘室2、二级混合喷射室3、二级除尘室4、三级混合喷射室5和三级除尘室6，所述一级混合喷射室1、二级混合喷射室3和三级混合喷射室5内均设置有多层三相混合喷嘴71，所述一级混合喷射室1、一级除尘室2、二级混合喷射室3、二级除尘室4、三级混合喷射室5和三级除尘室6底部均设置有灰斗72，所述碱液储罐81和蓬松剂储罐82均与三相混合喷嘴71顶部连接。
32.所述一级混合喷射室1、二级混合喷射室3和三级混合喷射室5内由上到下依次设置有三层三相混合喷嘴71。
33.所述三相混合喷嘴71布置时均向上倾斜，三相混合喷嘴71与壁面夹角角度为15-75度、且可随时调节,三相混合喷嘴71可喷射固体碱性化合物、固体膨松剂、碱性溶液、碱性气体或碱性气液固混合物，喷射物质及形态根据工艺需要动态选择。
34.所述灰斗72为不锈钢内衬材质，配有辅助加热设施，辅助加热设施控制温度为40-70℃、且可随时调节。
35.所述三相混合喷嘴71可喷射固体碱性化合物、固体膨松剂、碱性溶液、碱性气体或碱性气液固混合物。
36.一种多级、多源喷射袋式除尘脱硫系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
37.步骤1：开启灰斗72的辅助加热设施，使灰斗72温度提升至50℃以上；
38.步骤2：当一级除尘室2布袋上烟尘厚度大于5mm时，开启一级混合喷射室1内的三相混合喷嘴71，一级混合喷射室1中的喷射物质为碱液；
39.步骤3：当二级除尘室4布袋上烟尘厚度大于3mm时，开启二级混合喷射室3内的三相混合喷嘴71，二级混合喷射室3中的喷射物质为固体碱性化合物；
40.步骤4：当三级除尘室6的烟尘浓度大于5mg/m3时开启三级混合喷射室5中的三相混合喷嘴71，三级混合喷射室5中的喷射物质为膨松剂和固体碱性化合物；
41.步骤5：当三级除尘室6布袋上喷射物质厚度大于5mm时停止喷射，残余烟尘和so3自由吸附累积；
42.步骤6：当烟尘和so3排放即将超过相应标准时开启一级除尘室2、二级除尘室4和三级除尘室6内的吹扫系统，分别控制一级除尘室2、二级除尘室4和三级除尘室6内吹扫的频次，一级除尘室吹扫频次＞二级除尘室＞三级除尘室，第三级除尘室完成吹扫后重复步骤4-5。
43.实际使用中，本发明的原理为，在常年的运行过程中发现，so3和烟气中的烟尘(主要成分为钙、铝无机盐)存在协同反应，即在烟气脱除的过程中，烟尘可与so3发生一系列物理化学反应，从而导致环保设备在脱除烟尘的同时协同脱除so3，具体机理如下：
44.1)物理吸附反应：
45.由于烟尘具有一定的孔隙率和比表面积，通过分子间作用力部分烟尘可将烟气中so3进行一定程度的吸附，致使so3随烟尘的脱除而一并脱除。
46.2)化学吸附反应：
47.烟尘的主要成分多为无机碳酸盐或硅铝酸盐，so3可直接与其发生反应，以碳酸钙为例，反应式如下：
48.caco3 so3＝caso4 co249.然而，在实际运行中进一步发现，当烟气中湿度增加时so3与烟尘的协同脱除效应呈指数级增加，研究发现当烟气h2o的含量适度增加时，so3与h2o反应生成h2so4后，其与烟尘的反应速率大幅加快，反应式如下：
50.so3 h2o＝h2so451.caco3 h2so4＝caso4 co2 h2o
52.综上，有3种途径提升so3与烟尘的相互反应：
53.1)提升物理吸附反应：即增大烟尘和粉饼的比表面积(蓬松度)，扩大so3与无机盐反应的接触面积从而增强so3与烟尘的协同脱除效应。
54.2)提升化学吸附反应：增加烟气中的湿度，使气态so3与无机盐的反应变为液态h2so4与无机盐的反应，提升反应速率从而增强so3与烟尘的协同脱除效应；
55.3)此外碱性吸附剂喷射技术可脱除大部分so3，但如果系统增加喷射湿度或直接喷射碱性溶液其脱除效果也会有所增强。
56.其它未说明的部分均属于现有技术。