專利名稱：燃煤電廠煙氣二氧化硫催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 主要涉及環(huán)境保護，節(jié)能、減排，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式等領(lǐng)域，本發(fā)明有三部分組成一、燃煤電廠煙氣二氧化硫SO2，催化劑的發(fā)明，及催化劑的生產(chǎn)、供應(yīng)系統(tǒng)；二、燃煤電廠煙氣二氧化硫，催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程系統(tǒng)；三、脫硫后回收的硫酸鹽溶液，的提純、產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)。(此系統(tǒng)由江蘇成套化工設(shè)備有限公司提供)。
背景技術(shù)：
二氧化硫SO2是世界十大公害之首，幾乎所有工業(yè)燃煤、燃氣、燃油都產(chǎn)生二氧化硫SO2，但第一排放大戶是燃煤電廠，我國的大氣污染屬煤煙型污染，中國工程院研究報告顯示，我國二氧化硫排放量的85%來自于燃煤。據(jù)統(tǒng)計，大氣污染的經(jīng)濟損失占GDP的 3% 7%。我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)大國、消費大國，二氧化硫SO2排放量多年在2200 萬噸以上，居世界第一位。目前1/3的國土面積遭受酸雨污染，影響嚴重，環(huán)境質(zhì)量惡化，如不能得到有效控制，到2020年，燃煤污染導致的疾病需付出的經(jīng)濟代價將達3900億美元。 由于各方面的原因，我國二氧化硫SO2的排放，雖做出巨大的努力，但還未實現(xiàn)完全有效的控制。黨中央、國務(wù)院根據(jù)國家環(huán)境惡化所帶來的危害，采取了一系列措施推進火電廠煙氣脫硫工程建設(shè)。制定了中國的行動計劃，實施持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，運用經(jīng)濟手段保護環(huán)境， 發(fā)展環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)，在一些地區(qū)開展了區(qū)域污染物排放總量控制制度，建立國家三級環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)，實施監(jiān)管。自然態(tài)的二氧化硫SO2為無色、有強刺激氣味的氣體，它的有害性在于在大氣中可被氧化成三氧化硫SO3，遇水蒸氣形成硫酸霧，長期滯留在大氣中，毒性比二氧化硫SO2 大十倍，它對人體及呼吸器官有很強的毒害作用，具有窒息性，給植物帶來嚴重危害，它的允許濃度只有0. 15X10—6，超過這個濃度，植物的葉綠素腺體遭到破壞，組織壞死。大氣污染物含量最大的是二氧化硫so2。解決二氧化硫SO2環(huán)境污染問題，世界各國都極為重視，自二十世紀80年代起，西方發(fā)達國家已陸續(xù)完成了火電廠SO2脫除裝置的批量建設(shè)較成熟的技術(shù)主要有1、石灰石-石膏濕法脫硫工藝，簡稱FGD技術(shù)；.2、石灰石旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫工藝；3、爐內(nèi)噴鈣(石灰石)尾部增濕活化工藝；4、海水脫硫工藝；5、電子束脫硫工藝。世界范圍內(nèi)采用的脫硫技術(shù)還有很多，但大多是從以上技術(shù)演變而來的，大同小異，比較其它方法，石灰石——石膏濕法脫硫均已成為主導性工藝，對于大容量機組這一趨勢尤為明顯，它具有脫硫效率高，運行穩(wěn)定，運行費用低，技術(shù)最為成熟的特點，得到廣泛應(yīng)用，在日本占98%，美國占92%，德國占90%，中國起步晚，但行動快占94%。國家下大力氣引進各類世界上已有的、先進的、成熟的火電廠煙氣脫硫技術(shù)，在我國都有工業(yè)示范。
國家在引進火電廠大型機組FGD技術(shù)方面，采取了引進技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計、逐步掌握設(shè)計參數(shù)和工藝系統(tǒng)主設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)。例如從日本引進15項煙氣脫硫技術(shù)有重慶珞璜電廠兩臺360麗機組，引進日本三菱公司F⑶脫硫裝置；北京熱電廠引進德國斯特繆勒公司技術(shù)設(shè)備；南京下關(guān)電廠成套引進芬蘭IVO公司技術(shù)設(shè)備；山東黃島電廠200MW機組采用三菱簡易噴霧干燥法脫硫工藝等。引進的這些先進的脫硫技術(shù)設(shè)備，運行穩(wěn)定、自控程度高， 對我國的煙氣脫硫有很大的推動作用，對設(shè)計、運行和管理等方面積累了經(jīng)驗。但是，近二十年來，在推行火電廠二氧化硫SO2脫除裝置建設(shè)中，遇到了比想象大得多的困難和問題，一方面投資費用過大；二是有了脫除裝置以后，是否能夠嚴格達標排放等，技術(shù)、使 用、管理等方面的一系列困難和問題的存在，究其原因有以下幾個方面。(一 ) 一次性投資龐大?；痣娦袠I(yè)FGD需處理煙氣量極大，處理后煙氣S02含量限制又很嚴格，相應(yīng)地造成FGD系統(tǒng)設(shè)備復雜且體積龐大，又要嚴格防腐，所以系統(tǒng)造價和運行費用都很高，在電廠總投資中的比例超過20%。另外，引進技術(shù)的使用費要占到項目總費用的10%以上，F(xiàn)⑶系統(tǒng)的石灰石的開采、運輸、加工等的大功率設(shè)備的能源消耗是本電廠能源消耗的1. 2 1. 4%。如此龐大的費用支出，按目前國內(nèi)政策還不能為企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟效益，且不完全適合國情，不是我國廣大燃煤用戶所能承受的。(二)F⑶系統(tǒng)設(shè)備龐大，又是管理的難點。這些系統(tǒng)是(1)吸收劑制備系統(tǒng)；(2) 煙氣系統(tǒng)；(3)脫硫塔吸收與氧化系統(tǒng)；(4)副產(chǎn)物處理與回收系統(tǒng)；(5)工藝水及廢水處理系統(tǒng)；(6)事故處理應(yīng)急系統(tǒng)；(7)自動控制系統(tǒng)等。上面的各系統(tǒng)中還有子系統(tǒng)，例如其中的脫硫塔吸收與氧化系統(tǒng)的子系統(tǒng)是； (1)漿液循環(huán)系統(tǒng)；(2)氧化風機系統(tǒng)；(3)煙氣除霧氣系統(tǒng)；(4)液補給排出系統(tǒng)；(5)漿池溫度換熱系統(tǒng)等。如此龐大而復雜的脫硫系統(tǒng)工程，而且運營過程中存在一系列難以解決的困難和問題，嚴重地阻礙世界各國燃煤電廠脫硫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。(三)、引進技術(shù)，消化、吸收方面存在許多障礙。一些引進的技術(shù)不能獲得軟件背后的數(shù)據(jù)庫，使用數(shù)據(jù)庫——工程實踐——經(jīng)驗積累——技術(shù)升級等無法展開。例如FGD 系統(tǒng)漿液PH值控制技術(shù)FGD系統(tǒng)漿液對SO2的吸收程度，受氣(煙氣)/液(漿液)兩相濃度差的控制，要使煙氣中毫克Hlg(SO2)/升(漿液)在較短的時間和較小的脫硫設(shè)備空間達到排放標準，主要是通過調(diào)整和控制漿液PH值來實現(xiàn)。FGD系統(tǒng)脫硫達標排放是調(diào)整和控制漿液PH值來實現(xiàn)，但是還存在以下問題(I)F⑶系統(tǒng)PH值反應(yīng)幅度特別窄。F⑶工藝漿液運行中的PH值一般在8. 5(新漿液) 4. 5 (飽和漿液)之間，PH值在7時吸收率最高，接近PH值5時幾乎不吸收。(2)低PH值運行時SO2排放顯著超標，另一方面設(shè)備腐蝕加?。桓逷H值運行時SO2 排放顯著降低，但脫硫設(shè)備內(nèi)部固體顆粒堆積結(jié)垢，使設(shè)備堵塞不能安全運行；中性PH值運行時，脫硫率高，但耗費最大。(3)目前的情況是①燃煤電廠煙氣中SO2濃度一般在400 6000mg/m31間，國家規(guī)定，低于400mg/ m3是達標范圍，允許排放；②FGD系統(tǒng)脫硫率一般能控制在70 90%之間，最高能達到95%。想再提高就很難；
③脫硫企業(yè)目前是在微利條件下，強制艱難地運行(四)、結(jié)垢問題嚴重。典型濕法FGD系統(tǒng)中有三種結(jié)垢形式一是，灰垢，這在吸收塔入口干/濕交界處十分明顯。高溫中的灰在遇到噴淋液的阻力后與噴淋的石膏漿液一起堆積在入口，越積越多；二是，石膏垢，當吸收塔的石膏漿液中的CaSO4過飽和度大于或等于1. 4時，溶液中的CaSO4就會在吸收塔內(nèi)各組件表面析出結(jié)晶，形成石膏；。三是，漿液中亞硫酸鈣濃度偏高時就會與硫酸鈣同時結(jié)晶析出形成兩種物質(zhì)的混合結(jié)晶。(C2 (SO3) X (SO4) ·1/2Η20)即；CSS垢，CSS垢主要分布在吸收塔底數(shù)臺攪拌器的“死區(qū)”內(nèi)FGD系統(tǒng)內(nèi)的積累將引起管道的阻塞、磨損、腐蝕和系統(tǒng)阻力增加。必須及時更換部件，結(jié)垢部位必須及時修理。(五)、副產(chǎn)物處理難，面積大，形成二次污染。FGD濕法脫硫工藝對吸收劑石灰粉的要求石灰粉純度彡90%顆粒在彡325目以上過篩率彡95%以上脫硫后石膏副產(chǎn)物狀況含水量彡 10%正常含水量 < 12%出現(xiàn)黏結(jié)和堵塞含水量< 5%會出現(xiàn)粉塵運輸FGD石膏，遠距離輸送通常用卡車、鐵路、駁船運輸，一個IOOCMW的發(fā)電廠每年大約產(chǎn)生500ΚΤ的飛灰和FGD廢渣，每天需50多輛40Τ卡車運輸?shù)教幚淼貐^(qū)，例如一臺 300MW/h機組燃煤，用含硫量1 %的煤，每小時用石灰粉8. 3噸，按20%石灰粉、80%水，漿液比計算，合計漿液41. 5噸/h，火電廠年運行約6000小時，將產(chǎn)生4. 5 5. 0萬噸脫硫石膏。 脫硫后石膏副產(chǎn)物的處置和消納問題，目前出現(xiàn)堆放和拋棄的處置方式，預計到“十一五” 末，每年將產(chǎn)生5000萬噸 6000萬噸脫硫后廢棄的石膏。脫硫石膏與天然石膏相比無優(yōu)勢可言，若任其堆放、任其發(fā)展，既浪費資源，占用土地，還產(chǎn)生第二次污染。(六)脫硫率低。TOD工藝石灰石/石膏濕法脫硫鈣Ca硫S比，從理論上講是吸附原理，是一個鈣Ca基分子吸收一個二氧化硫SO2分，子實際上由于傳熱、傳質(zhì)反應(yīng)條件并不處于理想狀態(tài)，因此往往要增加吸收劑量，實踐中實際鈣Ca與二氧化硫SO2之比是1 1. 05。吸收劑利用率低是脫硫系統(tǒng)中實際脫除二氧化硫SO2所消耗吸收總劑量的脫硫附產(chǎn)物多，其運行費用就高，脫硫率高，吸收劑利用率越高，所需吸收劑量及產(chǎn)生脫硫附產(chǎn)物的量就越少，就可以減少脫硫系統(tǒng)的費用。FGD石灰石/石膏濕法脫硫，難以被廣大脫硫企業(yè)接受，究其原因是石灰石/石膏濕法脫硫率低，運行費用高，企業(yè)運行艱難，仍是困擾脫硫企業(yè)的重要原因。以上存在的一系列困難和問題，嚴重地制約我國燃煤企業(yè)脫硫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前， 電力供應(yīng)不足仍是制約國民生產(chǎn)發(fā)展的主要原因之一。我們必須另辟蹊徑，走出困境，尋找一條適合我國國情的、有利于發(fā)展的道路。

發(fā)明內(nèi)容
—、先介紹燃煤電廠煙氣二氧化硫SO2催化劑的發(fā)明，介紹催化劑的性質(zhì)、用途及即將產(chǎn)生的環(huán)保效益、經(jīng)濟效益、社會效益，即先有催化劑，然后才有“燃煤電廠煙氣二氧化硫SO2催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程”，催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程是催化劑在實踐中的應(yīng)用。本發(fā)明涉及的高活性二氧化硫302煙氣脫硫催化劑。簡稱催化劑；高活性二氧化硫 S02煙氣脫硫催化劑研究成功，它脫硫率高，而且穩(wěn)定，易于掌握，二氧化硫的回收利用變害為利，變廢為寶，為煤電企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益，(專利技術(shù)，另案辦理)。本催化劑是以高活性均相配位方法，以復合的、水溶性的、催化反應(yīng)。實驗證明，這種催化劑既保留了均相配位的高活性，高選擇性的優(yōu)點，又容易實現(xiàn)副產(chǎn)物的分離，減少了對環(huán)境的污染。構(gòu)成催化劑材料，以固態(tài)為主，其次是液態(tài)，極少數(shù)是氣態(tài)，本催化劑是液態(tài)。這種用催化劑脫除煙氣中二氧化硫SO2的方法叫催化法；它的作用是液態(tài)或霧化狀態(tài)的催化齊U，遇到煙氣中的二氧化硫SO2迅速反應(yīng)、吸附、分解，完成二氧化硫與煙氣的分離、瞬間溶解于水，實現(xiàn)二氧化硫S02分子在液態(tài)水分子中聚集。這種聚集為二氧化硫S02的回收利用創(chuàng)造了條件。高活性，二氧化硫S02煙氣催化脫硫與現(xiàn)國際國內(nèi)普遍使用的石灰石/石膏、濕法脫硫比較有許多優(yōu)越性。1.催化劑為無色、無臭、透明的液體制劑，為燃煤煙氣二氧化硫SO2W催化劑，代替了現(xiàn)國際、國內(nèi)普遍使用的石灰、石灰石；2.催化劑是化學的、分子間的吸附、分解、催化，瞬間反應(yīng)，催化速度快、反應(yīng)充分。 實驗證明，一個鈉Na分子能分解6. 12個硫S分子這一反應(yīng)特性在脫硫產(chǎn)業(yè)中有著極其重要的意義，究其原理，有待進一步研究；3.脫硫率高、PH值反應(yīng)幅度特別寬。PH值高有利于高效捕獲二氧化硫SO2分子。 PH值進口值11. 8，出口值1. 6 2. 1經(jīng)模擬實驗，在5分30秒(指噴霧時間)的時間內(nèi)， 催化15. 25m3X6000mg/m3條件的二氧化硫SO2實現(xiàn)平均脫硫率97. 6%的目標；4.脫硫后的副產(chǎn)物生成硫酸鹽H2S04、NaHSO3準確的反應(yīng)式有三個(1)當 SO2 少量時2Na0H+S02 = Na2S03+H20NaS03+H20+S02 = 2NaHS03(2)當 SO2 過量時Na0H+S02 = NaHSO3(3)當1個Na分子催化6個SO2分子時Na0H+6S02 — NaHS03+5S025S02+10H20 — 5H2S04從工業(yè)生產(chǎn)的角度看三個反應(yīng)都是存在的，而且可以確定反應(yīng)的最終產(chǎn)物一定是 H2SO4,即硫酸NaHSO3和亞硫酸氫鈉，是不可缺的工業(yè)原料。5、這一創(chuàng)新技術(shù)，具有完全的、自主的、知識產(chǎn)權(quán)。二、高活性，二氧化硫S02煙氣催化脫硫項目創(chuàng)新，實現(xiàn)了高效、節(jié)能、減排、環(huán)保的目標。國家支持 煙氣脫硫技術(shù)創(chuàng)新點是1.降低工程造價；2.降低系統(tǒng)能源消耗；3.特別完成更大裝機容量脫硫技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備和制造水平；4.提高設(shè)備的可靠性和使用壽命。本項目實現(xiàn)了這一目標。與FGD技術(shù)、石灰石/石膏濕法脫硫工藝比較，其優(yōu)勢是1、降低一次投資成本。由于高效催化，可以用比較簡單的程序和較小的空間，代替目前廣泛使用的、復雜而龐大的、脫硫系統(tǒng)和極其復雜的子系統(tǒng)；2、節(jié)省能源消耗。催化劑為無色、透明的液體制劑，直接為脫硫的催化劑，代替了現(xiàn)國際、國內(nèi)普遍使用的石灰、石灰石，節(jié)省了運輸力量；不用大型的粉碎機、球磨機、大功率噴漿機，節(jié)省設(shè)備投資和大量的能源消耗；3、反應(yīng)速率快、催化劑利用率高。催化劑在塔內(nèi)接觸充分，瞬間產(chǎn)生反應(yīng)，反應(yīng)速率快，吸收劑利用率高減小了液、氣比；4、循環(huán)過程不結(jié)垢，延長設(shè)備使用壽命。催化劑水溶液循環(huán)過程中，設(shè)備、泵、管道不結(jié)垢，沒有堵塞現(xiàn)象，有利于設(shè)備運行、保養(yǎng)、延長設(shè)備使用壽命；5、為不同規(guī)模的煙氣脫硫運行自動化創(chuàng)造了條件。二氧化硫SO2濃度的高低、液、 氣比例的大小、PH值數(shù)據(jù)等易于測量、掌握，生產(chǎn)運行過程中用噴霧量調(diào)節(jié)，易于自動控制， 提高了自動化水平，為今后小型、中型和大型的，不同規(guī)模的燃煤電廠煙氣脫硫運行自動化創(chuàng)造了條件；6、副產(chǎn)物可回收利用。煙氣脫硫催化劑反應(yīng)生成物為NaHS03、H2SO4可回收利用， 并且有可觀的經(jīng)濟效益，水經(jīng)處理后，達標排放，也可循環(huán)利用；7、保護了礦山環(huán)境，保護了電廠周圍的環(huán)境。不必開采礦石，保護了礦山環(huán)境，脫硫后沒有大量的副產(chǎn)物——石膏，節(jié)省場地，保護了電廠周圍環(huán)境；8、制劑原料均為國產(chǎn)原料，易于采購，與石灰石吸附劑比較，具有優(yōu)越的價格優(yōu)勢。從以上國家支持創(chuàng)新點中可以看出，高活性二氧化硫S02煙氣催化脫硫，符合國家支持的產(chǎn)業(yè)政策，其社會效益、經(jīng)濟效益及政策方向正確。三、催化脫硫與石灰石/石膏濕法脫硫比較，價格有較大優(yōu)勢，就單項脫硫而言， 經(jīng)濟上合算。催化劑煙氣催化脫硫工藝技術(shù)的核算已知①SO2分子量是64②NaOH分子量是40③每生產(chǎn)一度電產(chǎn)生7克/SO2④每Kg催化劑含NaOH 1. 12克⑤每一個鈉Na分子分解6. 12個硫S分子⑥火電脫硫單位財政補貼為0. 022元/KW/h計算設(shè)生產(chǎn)一度電脫除SO2需要NaOH的量為X則40/60= X/7 得 X = 4. 375 克4.375 + 6. 12 + 1. 12 = 0. 6382Kg (催化劑)
答在單度電產(chǎn)生7克S02/KW/h條件下需用0. 6382Kg催化劑，經(jīng)濟上可行四、使用高 活性二氧化硫S02煙氣催化脫硫，能實現(xiàn)煙氣中的二氧化硫S02的同收利用，這一現(xiàn)狀有著極為重要的社會、經(jīng)濟意義。1、使用高活性二氧化硫SO2煙氣催化劑脫硫?qū)崿F(xiàn)了煙氣中的二氧化硫SO2的回收利用，能改變我國是貧硫國家的現(xiàn)狀，變有害、為有利。我國是貧硫國家，但是，是富煤國家， 且煤礦、硫鐵礦含硫比例高，如果燃煤煙氣、鋼鐵冶煉煙氣過程中能實現(xiàn)二氧化硫SO2的回收利用，是一個巨大的資源，對國家經(jīng)濟建設(shè)有及其重要的意義；2、煤炭是我國重要的工業(yè)能源，但又是我國主要的工業(yè)污染源，它主要是指，二氧化硫的排放污染和煙氣中的有害顆粒物污染，而催化劑脫硫過程，要求嚴格的、高效的除塵效率，若能實現(xiàn)零排放，就能使重污染的煤炭燃料變?yōu)檎嬲那鍧嵞茉矗?、使用高活性二氧化硫SO2催化脫硫沒有廢棄物拋棄，避免了第二次污染。4、使用高活性二氧化硫SO2催化脫硫副產(chǎn)物是硫酸鹽，能夠回收利用，是國家有用的工業(yè)原料，有重要的工業(yè)用途。脫硫后副產(chǎn)物，H2SO4硫酸，NaHSO3亞硫酸氫鈉的工業(yè)用途。(1)、脫硫副產(chǎn)物，硫酸H2SO4的工業(yè)用途。硫酸H2SO4,最重要的化學品之一，“其產(chǎn)量是衡量一個國家化學工業(yè)生產(chǎn)能力的標志之一”。(《化學詞典》科學出版社、2008年版) 硫酸H2SO4，是基本化學工業(yè)，產(chǎn)量最大，用途最廣的重要化工產(chǎn)品之一，它不僅是化學工業(yè)許多產(chǎn)品不可缺少的原料，還廣泛應(yīng)用于其它工業(yè)部門。目前，我國硫酸工業(yè)與發(fā)達國家相比，還有一定的差距。硫酸H2SO4的化學特性。硫酸H2SO4為無色、透明、油狀液體，化學性質(zhì)活潑，有強烈的水合作用，無限溶于水并放出強熱，可使許多有機物碳化。硫酸H2SO4具有氧化性，幾乎與所有金屬反應(yīng)生成硫酸鹽。硫酸H2SO4是化學工業(yè)中重要的化工原料，我國約65%的硫酸H2SO4用于生產(chǎn)化月巴，過磷酸鈣、硫酸銨和大量用于石油的精煉；其次用于鋁、銅、鎳等金屬的冶煉，軍工的黃色炸藥；再次用于無機鹽、合成纖維等許多化工產(chǎn)品。(2)、脫硫副產(chǎn)物，亞硫酸氫鈉NaHSO3的用途。亞硫酸氫鈉NaHSO3,化學特性為白色結(jié)晶粉末，有二氧化硫SO2氣味，相對密度為1. 48，低毒性，是廣泛應(yīng)用的工業(yè)原料，是有效的還原劑、防腐劑、消毒劑、漂白劑。其用途是1.紡織印染工業(yè)的漂白劑。2.紙漿的蒸煮齊U。3.食品工業(yè)的方法、保鮮劑。4.藥物原料。5.另外，以開發(fā)出橡膠改性工業(yè)用途。同時是學術(shù)級的“促進植物光合作用和光合磷酸活化”作用等。5、脫硫副產(chǎn)物能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。由于催化劑為無色、無臭、透明的液體制齊U，與除塵率極高的煙氣中的二氧化硫SO2的反應(yīng)，其液體成分主要是二氧化硫SO2、氫氧化鈉NaOH、氮氧化物Nox、總懸浮顆粒物TSP等混合物，飽和的液體直接進入回收生產(chǎn)車間，產(chǎn)成品為工業(yè)原料，NaHSO3亞硫酸氫鈉和H2SO4硫酸，生產(chǎn)過程所需要的熱源，是本電廠余熱的再利用。例如100MW/h燃煤電廠，燃煤中二氧化硫SO2含量的煤每小時約產(chǎn)生---8噸二氧化硫SO2, 二氧化硫SO2按90%回收利用計算，每小時能回收5. 4---7. 2噸硫酸H2SO4和亞硫酸氫鈉NaHSO3。計算已知
①硫酸H2SO4市場價2000元 4000元/t②每噸二氧化硫SO2氣體產(chǎn)生30噸硫酸 (江蘇成套化工設(shè)備有限責任公司)③火電廠年生產(chǎn)時間為6000 7000/h。計算6。3噸(SO2) X 30 噸(H2SO4) X 2800 元 /t (H2SO4) X6000/h= 3. 1億元/年(毛收入)結(jié)論脫硫后副產(chǎn)物的回收利用，能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。五、由于催化劑價格優(yōu)于石灰石，且脫硫率高，易于管理，脫硫副產(chǎn)物的回收利用能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益，燃煤企業(yè)會更積極主動地加強脫硫建設(shè)，利用有效資源創(chuàng)造經(jīng)濟效益，這樣就可以徹底解決脫硫與排放，國家監(jiān)管難的矛盾。燃煤煙氣二氧化硫SO2催化劑項目的研究已完成了實驗室實驗、模擬實驗(中試)、小規(guī)模應(yīng)用實驗等，現(xiàn)進入產(chǎn)業(yè)實驗階段，約兩年內(nèi)完成?！案呋钚跃喽趸騍O2煙氣脫硫催化劑”的研究，是以國家需求為導向，以國家科技重大任務(wù)相銜接，是一項探索未知世界，揭示客觀規(guī)律為主要目的的基礎(chǔ)研究。研究隊伍中，有博士、博士生導師、教授，有從事幾十年研究經(jīng)驗和幾十年實踐經(jīng)驗的專家組成，它科學、技術(shù)目標明確，研究方法、路線正確，廢寢忘餐，契而不舍，經(jīng)過近十年的潛心研究和近萬次的實驗，產(chǎn)品基本成熟，它的成功對國家經(jīng)濟發(fā)展、人口與健康、生態(tài)環(huán)境的改善將產(chǎn)生重要的影響。本項目在研究過程中，歷盡千辛萬苦，為了尋找合作伙伴的幫助，為了尋求國家有關(guān)部門，從行政、財政上的支持，從2009年開始，本技術(shù)以書面報告形式送達過一些單位和個人及一些政府部門，如北京市科委、環(huán)境保護部、科技部、國家發(fā)改委、國家工信部等，書面報告均附有實驗報告，除了核心技術(shù)外，催化劑性能、作用等，都有詳細介紹，如果國家專利局另外還有相同文件的申請，是在所難免的，在此，我們特別說明。


圖1:圖1是燃煤電廠煙氣二氧化硫S02，催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程，

如下1是燃煤電廠鍋爐，例如300MW/h規(guī)模的燃煤電廠，每小時排放煙氣約100萬立方米；2是第一級除塵，電除塵器除塵率約最高98% ；3是第二級除塵，催化脫硫除塵率，要求100% ；4是氣、氣換熱器，鍋爐出口溫度150°C降至50°C以下，一是，催化脫硫可以在低溫條件下運行；二是，替換下來的熱能，送回收、提煉、生產(chǎn)廠，就地利用；5是增壓風機，經(jīng)過除塵、降溫處理后的原煙氣，經(jīng)動力3m/S速度輸送至催化池底、中心的位置；6等待脫硫的原煙氣；7是催化塔，雙體結(jié)構(gòu)的催化塔，互相聯(lián)通，用8個切換開關(guān)控制，通過電器及控制系統(tǒng)，自動切換，一用一備，輪班作業(yè)，循環(huán)運轉(zhuǎn)，容易操作，構(gòu)成催化系統(tǒng)與循環(huán)系統(tǒng)的統(tǒng)一，催化塔是催化脫硫生產(chǎn)，工藝流程設(shè)施的核心；
8是“V”形柵格網(wǎng)，是使集中進入催化池的原煙氣，經(jīng)“V”形柵格網(wǎng)后，迅速分散， 均勻、細化為催化劑充分接觸創(chuàng)造的條件，視脫硫需要，可以設(shè)計二級柵格、級多柵格；9是水平、輪式、十字攪拌器，水平、輪式、十字攪拌器的安裝，與催化劑水平，它不是中軸轉(zhuǎn)動的攪拌，是與催化塔直徑一致的，齒輪轉(zhuǎn)動的攪拌，它的作用有兩個一是，使原煙氣與催化劑充分混合，充分催化；二是，催化劑使用過程中濃度通過混合始終保持均勻狀態(tài)；

10是催化劑，是催化塔內(nèi)煙氣中，含二氧化硫S02的分子一經(jīng)接觸，瞬間吸附、分解、催化，與煙氣分離，溶解于水，完成燃煤煙氣的脫硫；11是凈煙氣，脫硫后的凈煙氣排出；12是配劑罐，催化劑廠生產(chǎn)的催化劑，是濃縮原液，計量配劑成使用需要的催化齊U，配劑罐的體積、容量應(yīng)與催化塔一次需要量相適應(yīng)；13是配劑罐的催化劑，經(jīng)管道送至催化塔；14回收、提純、產(chǎn)品生產(chǎn)廠；15是脫硫后，飽和的硫酸鹽溶液，送至回收、提純、產(chǎn)品生產(chǎn)廠；16是切換開關(guān)，通過切換開關(guān)，控制催化塔一用一備，輪班作業(yè)，循環(huán)運轉(zhuǎn)；17是動力泵，動力泵將飽和液、置換的熱能送回收、提純、產(chǎn)品生產(chǎn)廠，配劑罐的催化劑送催化塔；18是煙囪，凈煙氣排出，幾乎沒有煙，沒有塵，只有少量的水蒸氣；19熱能就地利用，送回收、提純、生產(chǎn)廠。圖2:圖2是催化塔裝置系統(tǒng)，是燃煤電廠煙氣二氧化硫，催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程的核心，

如下1是催化塔，為雙體結(jié)構(gòu)的催化塔，一用一備，輪班作業(yè)，構(gòu)成燃煤電廠煙氣二氧化硫，催化脫硫生產(chǎn)工藝流程的，催化系統(tǒng)與循環(huán)系統(tǒng)的統(tǒng)一，是催化脫硫生產(chǎn)，工藝流程設(shè)施的核心；2是鍋爐燃煤煙氣，經(jīng)除塵、降溫，經(jīng)動力3m/S速度，將原煙氣輸送至催化池底、中心位置的催化池底，進入催化程序；3是“V”形柵格網(wǎng)，作用是分散，如篩、如過濾，是使集中進入催化池的原煙氣，經(jīng) “V”形柵格網(wǎng)后，向四周，迅速、均勻分散，與催化劑充分接觸創(chuàng)造的條件；4是水平、輪式、十字攪拌器，轉(zhuǎn)速約0.5n/s，它不是中軸轉(zhuǎn)動的攪拌，而是與催化塔直徑一致的，齒輪為動力的攪拌，它的作用有兩個一是，使原煙氣與催化劑充分混合； 二是，使催化劑使用過程中，濃度通過混合，始終保持均勻狀態(tài)；5是催化劑，是催化塔內(nèi)原煙氣，含二氧化硫S02的分子一經(jīng)接觸，瞬間吸附、分解、催化，與煙氣分離，溶解于水，完成燃煤煙氣二氧化硫S02的脫硫；6是凈煙氣，脫硫后，凈煙氣排出；7是配劑罐的催化劑，經(jīng)管道送至催化塔；8是脫硫后，飽和的硫酸鹽溶液，送至回收、提純，生產(chǎn)廠，生產(chǎn)產(chǎn)品；9是切換開關(guān)，通過切換開關(guān)控制催化塔，一用一備，輪班作業(yè)，循環(huán)運轉(zhuǎn)。
具體實施例方式“燃煤電廠 煙氣二氧化硫S02，催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程”是催化劑在燃煤電廠煙氣二氧化硫S02催化脫硫，實踐中的應(yīng)用，其具體實施方式
是，指燃煤煙氣二氧化硫S02通過催化塔、催化劑時實現(xiàn)過濾，完成脫硫的方法，催化過濾法，適用于不同規(guī)模的燃煤企業(yè)的煙氣脫硫，不論大型、中型，還是小型燃煤電廠企業(yè)脫硫，都具有廣泛的適應(yīng)性。(1)能實現(xiàn)一次性投資，就能立刻見到經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)保效益(2)使本企業(yè)燃煤電廠，二氧化硫SO2脫硫率，遠高于國家規(guī)定的標準；(3)使本企業(yè)燃煤電廠周圍環(huán)境煥然一新；(4) 一次性投資給本企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益，當年收回投資。燃煤電廠煙氣二氧化硫S02催化過濾法脫硫工藝主要設(shè)施由下列系統(tǒng)構(gòu)成(1)由生產(chǎn)催化劑產(chǎn)品和配劑罐構(gòu)成的，催化劑制備、供應(yīng)系統(tǒng)；(2)由除塵器、升壓風機和氣、氣換熱器構(gòu)成的原煙氣系統(tǒng)；(3)由催化塔、催化池、催化劑、“ V”型柵格網(wǎng)、水平、輪式、十字攪拌器和待脫硫煙氣進入、凈煙氣排出，構(gòu)成的催化系統(tǒng)；(4)由二氧化硫S02飽和液的提純、生產(chǎn)、構(gòu)成的產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)；(5)水處理系統(tǒng)；(6)電器及控制系統(tǒng)等。各系統(tǒng)主要設(shè)備、設(shè)計要求(1)由生產(chǎn)催化劑到使用催化劑的配劑罐設(shè)施，構(gòu)成的生產(chǎn)制備系統(tǒng)。由催化劑生產(chǎn)廠生產(chǎn)的催化劑濃縮液，經(jīng)配劑罐計量、稀釋、攪拌，成合格的催化劑產(chǎn)品，以供應(yīng)催化塔備用。配劑罐的高度約10 15m，直徑約IOm 12m左右，配劑罐的總?cè)莘e，等于或大于單體催化塔內(nèi)一次需要的，催化劑總量。配劑罐的罐體結(jié)構(gòu)，采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，內(nèi)襯有防腐材料，如玻璃鱗片、樹脂、橡膠等。罐體下為圓錐形，與催化塔管線相連接，以切換開關(guān)，控制催化劑的輸出。配劑水及水質(zhì)的要求①水源方便；②PH值為中性；③未受過污染(2)由除塵器、升壓風機和氣、氣換熱器構(gòu)成的原煙氣系統(tǒng)，在一般除塵基礎(chǔ)上，增設(shè)第二級除塵，實現(xiàn)除塵率100%。燃煤煙氣二氧化硫SO2催化脫硫，加大除塵設(shè)備投資，經(jīng)濟上合算，它的意義不僅在于提高脫硫效率、提高回收、提純產(chǎn)品的回收率，無塵排放、有利環(huán)保。改善電廠周圍環(huán)境、使空氣更潔凈，對環(huán)境社會的改善有積極的意義。燃煤電廠鍋爐煙氣排出的主要污染因子是二氧化硫SO2、總懸浮顆粒物TSP、可吸入顆粒物pmlO、氮氧化物Nox及其它有害物質(zhì)，這些物質(zhì)經(jīng)電除塵器除塵，一般除塵率 > 98 %，雖然符合國家規(guī)定除塵標準，但是，即使是煙塵排放在國家標準內(nèi)，也是及其有害的。例如一套300MW/h電廠裝置的鍋爐，每小時煙氣量近100萬立方米，按燃煤電廠除塵率彡98%計算，煙塵彡400mg/m2，即每小時煙塵量為4噸，這么大的煙塵量排入大氣，一是造成環(huán)境污染；二是這些有害物質(zhì)如果隨煙氣進入催化劑直接吸附、甚至毒化催化劑，降低脫硫效率；三是煙塵存在于飽和溶液中給回收、提純、生產(chǎn)產(chǎn)成品造成困難，生產(chǎn)投資加大，所以，原煙氣除塵率高，催化脫硫效率就越高。增壓風機(也可以考慮使用引風機)是保證有足夠的動力，將燃煤電廠原煙氣送至催化塔、催化池底的動力裝置，通過動力，迅速通過柵格網(wǎng)和水平、輪式、十字攪拌器，均勻地與催化劑充分接觸實現(xiàn)過濾脫硫的裝置。增壓風機有兩個系列動葉可調(diào)軸流風機和靜葉可調(diào)子午加速軸流風機，所謂動葉可調(diào)是指葉輪配有一套液壓裝置，可以在工作狀態(tài)下調(diào)節(jié)葉片安裝角，在設(shè)備角壓的情況下，改變風機的出力風機運行時，液壓調(diào)節(jié)對傳來的控制信號產(chǎn)生反應(yīng)，帶動葉片軸轉(zhuǎn)動，達到調(diào)節(jié)葉片角度的目的，當風機變角荷，尤其在低角荷運行時它的經(jīng)濟性就充分顯示出來。因此，動葉可調(diào)軸流風機的優(yōu)點是調(diào)節(jié)范圍廣，且調(diào)節(jié)效率高，性能優(yōu)良，國內(nèi)生產(chǎn)的電站用靜葉可調(diào)子午加速軸流風機，有成都電力機械廠的A系列和山東電力設(shè)備廠的YWI 系列供選擇用。氣、氣換熱器。燃煤鍋爐出口溫度150°C，氣、氣換熱器功能是，將熱能置換，至 50°C以下，是氣、氣換熱器完成的，一是，將置換的熱能送生產(chǎn)廠二次利用，節(jié)省了能源；二是，催化塔煙氣溫度越低，可以減少水蒸氣的產(chǎn)生，減少水蒸氣對環(huán)境的污染。(3)由催化塔、催化池、催化劑、“V”型柵格網(wǎng)和水平、輪式、十字攪拌器和待脫硫煙氣進入、凈煙氣排出，構(gòu)成的催化系統(tǒng)。催化塔是催化脫硫工藝裝置的核心，催化塔為雙體結(jié)構(gòu)，互相聯(lián)通，相互切換，一用一備，輪班作業(yè)，高效運轉(zhuǎn)，容易操作。構(gòu)成催化系統(tǒng)與循環(huán)系統(tǒng)的統(tǒng)一。催化塔直徑的大小，有兩個考慮因素一是，控制煙氣流速。一般電廠規(guī)模的鍋爐燃煤量每小時產(chǎn)生的煙氣量是一定的，流速也是一一定的，催化塔直徑越大流速越慢，催化塔直徑越小流速越快；二是，輪班作業(yè)所需催化劑的量，決定催化塔容量；三是，催化塔內(nèi)所需空間的量。催化塔應(yīng)考慮的載荷有煙氣壓力載荷、風載荷、雪載荷、地震載荷、塔體自重、塔體內(nèi)件、保溫層、扶梯、平臺重量等載荷因素，計算塔體強度，防止變形、保持穩(wěn)定。催化塔為園矩形；塔底為錐形；塔頂為倒錐形，以地腳螺固定在基礎(chǔ)上，塔體直徑、塔高，這些尺寸主要是根據(jù)電廠脫硫大系統(tǒng)工藝來確定。目前可借助大型分析軟件對塔體流場進行模擬分析設(shè)計。催化塔塔體結(jié)構(gòu)選擇普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，內(nèi)襯涂防腐材料，如玻璃鱗片、樹脂、橡膠。塔體的主要接口有出入口、鍋爐原煙氣進口、脫硫后凈煙氣出口、測量用儀表接口、沖洗水接口、觀察口、催化劑入口和飽和液出口等(催化劑入口和飽和液出口為同一接口)。塔內(nèi)主要結(jié)構(gòu)是柵格網(wǎng)、水平、輪式、十字攪拌器、待脫硫煙氣輸入、凈煙氣輸出管道及支撐件。塔體空間的計算應(yīng)考慮本電廠機組MW/h、煙氣流量m3/h、燃煤二氧化硫502含硫％、所需的催化劑m3/h總量；煙氣流速與催化塔直徑關(guān)系、催化塔高度及進、出口煙道直徑關(guān)系等計算數(shù)據(jù)，要適應(yīng)電廠脫硫大系統(tǒng)整體要求。如300MW/h機組石灰石/石膏濕法噴淋塔為例煙氣流量1 X 10_6m3/h，相應(yīng)吸收塔直徑達12m以上，600MW/h直徑達16m以上，高度達40m，煙氣壓力3600Pa，漿液靜壓力為11. 8m液柱，基本風壓為700N/m2，地震烈度為 7級。這些數(shù)據(jù)供一般電廠設(shè)計參考。催化塔內(nèi)“V”形柵格網(wǎng)的功能。催化塔原煙氣在管道內(nèi)以3m/s速度，將原煙氣向 “V”形四周分散，柵格是由大向小均勻地分配進入催化池的。還可以設(shè)計二級柵格，甚至多級柵格。水平、輪式、十字攪拌器的功能，水平、輪式、十字攪拌器與催化劑水平，它不是中軸轉(zhuǎn)動的攪拌，是與催化塔直徑一致的，齒輪轉(zhuǎn)動的攪拌，它的作用有兩個一是，使原煙氣與催化劑充分混合；二是，使催化劑使用過程中濃度通過混合始終保持均勻狀態(tài)；(4) 二氧化硫S02飽和溶液的回收、提純、生產(chǎn)構(gòu)成的產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)?；厥?、提純、 生產(chǎn)的產(chǎn)品是國家重要的工業(yè)原料，是企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益的重要環(huán)節(jié)，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。實驗證明，無論是實驗室實驗還是中試催化脫硫?qū)嶒?，均有準確數(shù)字顯示，煙氣脫硫催化劑在煙氣催化脫硫過程中都實現(xiàn)了 1 6比例的高效催化，按一般規(guī)律，副產(chǎn)物提煉的產(chǎn)品比例是相等的，即=H2SO4硫酸產(chǎn)品占85. 7% ；NaHSO3亞硫酸產(chǎn)品占14. 3%。PH值進口為11. 8，出口為2. 1。含硫酸鹽的液體提煉生產(chǎn)的產(chǎn)品，一是硫酸H2SO4，二是亞硫酸氫鈉 NaHSO30硫酸H2SO4的制取。含硫酸的液體，生產(chǎn)硫酸H2SO4是回收工藝中較成熟的一種工藝，如果濃度在60 70%時用鉛室法；濃度在75%時用塔式法；濃度在95%以上時用接觸法；純濃硫酸用蒸餾法提純制得。亞硫酸氫鈉NaHSO3的制取。亞硫酸氫鈉NaHSO3的成分H 0. 97% N2 22. 29%0 41. 12% S 30. 81%亞硫酸氫鈉NaHSO3的制取是在二氧化硫SO2溶液中亞硫酸鈉Na2S03或碳酸氫鈉 Na2H SO3 制得。例如100MW/h機組小型燃煤電廠含二氧化硫SO2含量的煤，鍋爐煙氣流量約 30萬立方，每小時約產(chǎn)生4 6噸二氧化硫SO2,又每噸二氧化硫SO2氣體產(chǎn)生30噸硫酸 H2SO4 (由江蘇成套化工設(shè)備有限公司提供)約按98%的二氧化硫SO2回收利用計算，每小時能回收約147噸硫酸或其它硫酸鹽產(chǎn)品，按目前市場價格2000元 4000元、噸計算脫硫后副產(chǎn)物的回收利用，能夠給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。本項目所有投資當年收回。(5)水處理系統(tǒng)。飽和溶液的回收、提純、生產(chǎn)產(chǎn)品的水經(jīng)處理后可達標排放或再利用。(6)電器及自動控制系統(tǒng)。可編程序控制器DLC系統(tǒng)，分散控制系統(tǒng)DCS兩大系統(tǒng)是目前工業(yè)控制領(lǐng)域最廣泛使用的兩種控制技術(shù)。DCS控制技術(shù)由五部分組成控制器1/0版圖形編程軟件，可編程序控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)、操作站等。DCS系統(tǒng)控制有如下特點①實現(xiàn)分散控制。使系統(tǒng)控制危險性分散，投資少、可靠性高、維護方便；②實現(xiàn)集中監(jiān)視，集中操作，集中管理，管理與現(xiàn)場分離；③采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，使控制與管理具有適時性；④方便系統(tǒng)的擴充與升級。
控制類型。工業(yè)燃煤電廠煙氣二氧化硫SO2催化脫硫技術(shù)系統(tǒng)，控制類型大致可分為①動力控制。動力包括機電動力、切換開關(guān)、壓力控制等，例如增壓風機、多為動葉可條軸流風機，通常從增壓風機入口負壓值作為風機壓力控制指標，葉片安裝角度的調(diào)節(jié)由液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)同時機組負荷信號為前饋信號，當機組負荷變化時適時地調(diào)節(jié)風機出力，以優(yōu)化增壓風機壓力，閉環(huán)控制，使增壓風機穩(wěn)定運行。②PH值控制。PH值控制是電廠燃煤煙氣二氧化硫SO2環(huán)節(jié)催化脫硫(二氧化硫 SO2與原煙氣分離)催化劑制備、飽和液及提純生產(chǎn)等每個環(huán)節(jié)PH值控制是主要手段。PH 值傳感器按照安裝形式不同可分為浸入式、流經(jīng)式和插入式三類。③液體流量計量控制。從催化劑的生產(chǎn)、到配劑罐的配制、到催化脫硫的每一個環(huán)節(jié)的全過程，都是在液體條件下進行的，所以液體流量控制是重要控制工藝，常規(guī)液體流量計孔板流量計、轉(zhuǎn)子流量計、渦輪流量計、還有電磁流量計和超聲波流量計。超聲波流量計為管外安裝，為非接觸測量，不產(chǎn)生阻力、不易受流體腐蝕、不影響生產(chǎn)運行，因而是一種理想的流量計。因此，燃煤電廠煙氣二氧化硫SO2催化脫硫技術(shù)在大型、生產(chǎn)分散控制系統(tǒng)DCS條件下能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、可編程序、模擬控制或順序控制，能實現(xiàn)連鎖保護，在中心控制室內(nèi)對全部裝置及其附屬系統(tǒng)的操作管理，具有實適性操作與監(jiān)視。
權(quán)利要求
1.一種燃煤電廠煙氣二氧化硫，催化脫硫的，生產(chǎn)及工藝流程裝置，同時使用二氧化硫催化劑，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率脫除燃煤電廠煙氣中的二氧化硫so2，其特征包括如下步驟(1)燃煤電廠含二氧化硫的煙氣，加大除塵設(shè)備投資，設(shè)二級除塵裝置，除塵率達到 100%，變?yōu)闊o塵煙氣；(2)氣、氣換熱器裝置，使鍋爐出口溫度從150°C降至50°C以下，本催化脫硫生產(chǎn)流程， 可以在低溫條件下運行，轉(zhuǎn)換的熱能，本廠繼續(xù)再利用；(3)增壓風機裝置，使原煙氣流速，升至3m/s，迅速進入，催化塔底部、中心位置的催化池底，進入催化程系；(4)配劑罐的設(shè)置，配劑罐是催化劑的供應(yīng)系統(tǒng)；(5)催化塔為雙體結(jié)構(gòu)，是催化脫硫工藝的核心，通過電器及控制系統(tǒng)，自動切換，輪班作業(yè)，循環(huán)往復；(6)“V”形柵格網(wǎng)裝置，“V”形柵格網(wǎng)安裝在催化塔底部，催化池中心位置，處于池底， 實現(xiàn)煙氣與催化劑的均勻、分散裝置；(7)水平、輪式、十字攪拌器，更進一步實現(xiàn)煙氣與催化劑的混合裝置；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種催化脫硫設(shè)有二級除塵裝置，，加大除塵設(shè)備投資，其特征是設(shè)二級除塵裝置，除塵率達到100%，經(jīng)濟上合算，它的意義不僅在于提高脫硫效率、 提高回收、提純產(chǎn)品的回收率，無塵排放、有利環(huán)保。改善電廠周圍環(huán)境、使空氣更潔凈，對環(huán)境、社會的改善有積極的意義；燃煤電廠鍋爐煙氣排出的主要污染因子是二氧化硫SO2、總懸浮顆粒物TSP、可吸入顆粒物pmlO、氮氧化物Nox及其它有害物質(zhì)，這些物質(zhì)經(jīng)電除塵器除塵，一般除塵率> 98%, 雖然符合國家規(guī)定除塵標準，但是，即使是煙塵排放在國家標準內(nèi)，也是及其有害的，例如 一套300MW/h電廠裝置的鍋爐，每小時煙氣量近100萬立方米，按燃煤電廠除塵率> 98% 計算，煙塵< 400mg/立方，即每小時煙塵量為4噸，這么大的煙塵量排入大氣，一是造成環(huán)境污染；二是這些有害物質(zhì)如果隨煙氣進入催化劑直接吸附、甚至毒化催化劑，降低脫硫效率；三是煙塵存在于飽和溶液中給回收、提純、生產(chǎn)產(chǎn)成品造成困難，生產(chǎn)投資加大，所以，原煙氣除塵率越高，催化脫硫效率就越高；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種氣、氣換熱器裝置，其特征是鍋爐出口溫度從150°C降至 500C以下，本催化脫硫生產(chǎn)流程，可以在低溫條件下運行，將剩余近100°C的熱能轉(zhuǎn)換，飽和液的回收、提純、生產(chǎn)系統(tǒng)中又需要熱能，現(xiàn)增設(shè)氣、氣換熱器裝置，將剩余近100°c的熱能轉(zhuǎn)換，熱能轉(zhuǎn)換后輸送至回收、提純生產(chǎn)廠，就地利用，既節(jié)能又減排；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種增壓風機裝置，其特證是使原煙氣流速，升至3m/s，在動力的作用下，迅速進入催化塔底部、中心位置的催化池底，進人催化過程；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種配劑罐的設(shè)置，配劑罐是實現(xiàn)催化脫硫，循環(huán)運轉(zhuǎn)的供應(yīng)系統(tǒng)，其特證是催化劑廠生產(chǎn)的催化劑，是濃縮原液，計量配劑成使用需要的催化劑，配劑罐的體積、容量應(yīng)與催化塔一次需要量相適應(yīng)，與輪班作業(yè)相適應(yīng)；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種催化塔為雙體結(jié)構(gòu)，雙體結(jié)構(gòu)的催化塔裝置，是催化脫硫工藝流程的核心，其特征是雙體結(jié)構(gòu)的催化塔，是催化脫硫工藝的核心在于，燃煤煙氣中的二氧化硫，催化脫硫分離過程，是在催化塔內(nèi)完成的；催化塔內(nèi)催化池，，催化池底是“V” 形柵格網(wǎng)，催化池的平面是水平、輪式、十字攪拌器，約占催化塔空間容量的三分之二，是原煙氣中氣態(tài)的二氧化硫so2，從管道進入催化池底，通過“V”形柵格網(wǎng)、分散，遇到催化劑， 通過水平、輪式、十字攪拌器的、混合，與催化劑迅速吸附、分解，瞬間反應(yīng)，完成二氧化硫 SO2與煙氣的分離，溶解于水，實現(xiàn)二氧化硫SO2分子在水中聚集，逐漸飽和后，回收硫酸鹽溶液；催化池的表面以上，占催化塔約三分之一空間，是脫硫后的凈煙氣，凈煙氣排出；雙體結(jié)構(gòu)的催化塔，互相聯(lián)通，用8個切換開關(guān)控制，通過電器及控制系統(tǒng)，自動切換，一用一備，輪班作業(yè)，循環(huán)運轉(zhuǎn)，容易操作，構(gòu)成催化系統(tǒng)與循環(huán)系統(tǒng)的統(tǒng)一；塔體空間的計算應(yīng)考慮 本電廠機組MW/h、煙氣流量m3/h、燃煤二氧化硫SO2含硫％、所需的催化劑m3/h總量；煙氣流速與催化塔直徑關(guān)系、催化塔高度及進、出口煙道直徑關(guān)系等計算數(shù)據(jù)，適應(yīng)電廠脫硫大系統(tǒng)整體要求；催化塔為園矩形；塔底為錐形，塔頂為倒錐形，以地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上，塔體直徑、塔高，這些尺寸主要是根據(jù)電廠脫硫大系統(tǒng)總量確定；催化塔直徑的大小，有兩個考慮因素一是，控制煙氣流速，一般電廠規(guī)模的鍋爐燃煤量每小時產(chǎn)生的煙氣量是一定的，流速也是一定的，催化塔直徑越大塔內(nèi)流速越慢，催化塔直徑越小塔內(nèi)流速越快，二是，輪班作業(yè)所需催化劑的量，決定催化塔容量；三是，催化塔內(nèi)還需要三分之一量的，凈煙氣空間；催化塔塔體結(jié)構(gòu)，選擇普通碳素鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯涂防腐材料，如玻璃鱗片、樹脂、橡膠； 塔體的主要接口有出入口、鍋爐原煙氣進口、脫硫后凈煙氣出口、測量用儀表接口、沖洗水接口、觀察口、催化劑入口和飽和液出口等(催化劑入口和飽和液出口為同一接口)。塔內(nèi)主要結(jié)構(gòu)是柵格網(wǎng)、水平、輪式、十字攪拌器、待脫硫煙氣輸入、凈煙氣輸出管道及支撐件；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種“V”形柵格網(wǎng)裝置，“V”形柵格網(wǎng)安裝在催化塔底部，催化池中心位置的，處于池底，其特征是“V”形柵格網(wǎng)是是原煙氣的分散裝置，“V”形是將原煙氣均勻地向催化池的四周分配，柵格是將原煙氣均勻地由大向小分配，通過催化劑的，因此，“V”形的角度，柵格的稀密，都是可調(diào)因素，可設(shè)計兩級柵格，或多級柵格；
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述，一種水平、輪式、十字攪拌器，其特征是水平、輪式、十字攪拌器，安裝在催化塔內(nèi)，與催化劑表面水平，是混合裝置，它不是中軸轉(zhuǎn)動的攪拌，是與催化塔直徑一致的，齒輪轉(zhuǎn)動的攪拌，轉(zhuǎn)速約0. 5m/s，它的作用有兩個一是，是原煙氣中氣態(tài)的二氧化硫SO2,與液態(tài)狀態(tài)下的催化劑，充分混合，二是，通過混合使整個催化池的催化劑濃度，始終保持均勻狀態(tài)。
全文摘要
一種燃煤電廠煙氣二氧化硫SO2，催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程，和燃煤電廠煙氣二氧化硫催化脫硫的催化劑的使用，它脫硫率高，而且穩(wěn)定，易于掌握；二氧化硫能回收利用，變害為利，為煤電企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益，催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程，是催化劑在實踐中的應(yīng)用，催化脫硫裝置包括生產(chǎn)催化劑、和配劑罐的供應(yīng)系統(tǒng)；二級除塵、增壓風機、換熱器構(gòu)成的原煙氣處理系統(tǒng)；處于核心裝置的雙體催化塔，通過電器及控制系統(tǒng)，通過切換開關(guān)，互相切換，用一備、輪班作業(yè)，構(gòu)成催化系統(tǒng)與循環(huán)系統(tǒng)的統(tǒng)一；脫硫后，二氧化硫飽和的硫酸鹽溶液，成為工業(yè)原料，變廢為寶；本技術(shù)適用于各燃煤企業(yè)的環(huán)境保護。
文檔編號B01D53/50GK102218264SQ20111017442
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者葉漢華 申請人:葉天翔, 葉漢華, 葉馨