基本國(guó)情。中國(guó)有68.7%的電力來自燃煤電廠,即火力發(fā)電;中國(guó)生產(chǎn)了世界約50%的鋼鐵,中國(guó)是世界生產(chǎn)第一大國(guó),它生產(chǎn)的能源、動(dòng)力主要來源于煤炭,實(shí)踐證明,煤炭是中國(guó)工業(yè)的主要的傳統(tǒng)能源,而且是廉價(jià)能源,且在可見的、未來的、幾十年內(nèi),不可能完全由其它清潔能源替代。
關(guān)于霧霾。一般人還不了解的這樣的事實(shí):二氧化硫〔so2〕是世界十大公害之首!燃煤電廠是二氧化硫(so2)的排放之首!二氧化硫(so2)是pm2.5的成因之首!所謂世界十大公害,主要是電廠燃煤鍋爐,在燃燒過程中產(chǎn)生的,是嚴(yán)重污染物的氣體及其有害物質(zhì),其中,首害是二氧化硫(so2),所以稱它是世界十大公害之首!第二大公害是:總懸浮顆粒物〔tsp〕,第三大公害是:可吸入顆粒物〔pm10〕,第四大公害是:氮氧化物〔nox1〕及重金屬三氧化二砷、二氧化硒、氟化氫和四氟化硅、煙塵、蒸氣等,霧霾是這些有害物質(zhì)的混合物,它們是產(chǎn)生pm2.5的根源,醫(yī)學(xué)研究表明,人體的生理結(jié)構(gòu),決定了對(duì)pm2.5沒有任何過濾、阻攔能力,pm2.5對(duì)人類健康的危害,逐步暴露出其恐怖的一面。
毎個(gè)人毎天,平均要吸入約1萬升的空氣,而pm2.5通過支氣管和肺泡直接進(jìn)入血液,成為病毒和細(xì)菌的載體,不經(jīng)過肝臟解毒進(jìn)入血液循環(huán),被吸收分布到全身,損害血紅蛋白輸送氧的能力,對(duì)貧血和血液循環(huán)障礙的病人,對(duì)人體心肺功能病人,造成破壞性影響。
自然態(tài)的二氧化硫(so2)為無色,有強(qiáng)烈刺激氣味的氣體,它的有害性在于:在大氣中可被氧化成三氧化硫(so3),和由它衍生的大氣中的總懸浮顆粒物tsp、可吸入顆粒物pm10、pm2.5等,遇水蒸氣形成硫酸霧,長(zhǎng)期滯留在大氣中,主要以固態(tài)顆粒物的形態(tài)存在,使大氣能見度降低,毒性比二氧化硫(so2)大十倍,它對(duì)人體及呼吸器官有很強(qiáng)的毒害作用,具有窒息性,給植物帶來嚴(yán)重危害,它的允許濃度只有0.15×10-6,超過這個(gè)濃度,植物的葉綠素腺體遭到破壞,組織壞死;使農(nóng)作物減產(chǎn),甚至無收;二氧化硫(so2)對(duì)鋼鐵造成腐蝕、生銹;對(duì)空氣、水體、土地造成污染;對(duì)人、動(dòng)物、植物、建筑物造成危害。
例如:一個(gè)200mw/h的fgd技術(shù)小規(guī)模燃煤電廠,燃燒1%含硫量的煤〔低硫煤〕,每小時(shí)約產(chǎn)生6---8噸/〔so2〕二氧化硫氣體,每噸二氧化硫〔so2〕氣體,約產(chǎn)生3.2噸/(h2so4)硫酸。
例如:一個(gè)一百萬千瓦時(shí)〔1000mw/h〕,fgd技術(shù)火電廠的污染情況是:一百萬機(jī)組每小時(shí)使用的空氣量是200萬立方米,即,一公里長(zhǎng),一公里寬,兩米高氣體空間,如果運(yùn)行100天,10公里長(zhǎng),10公里寬,48米高的氣體空間的空氣全部用完?;痣姀S年生產(chǎn)時(shí)間為6000---7000/h/年,可以計(jì)算該燃煤電廠,年排放量以及危害程度嚴(yán)重性就知道,為什么人們稱二氧化硫〔so2〕是世界十大公害之首?
當(dāng)前,環(huán)境污染過于嚴(yán)重,國(guó)民已經(jīng)到了不可承受的程度。幾乎所有的工業(yè),如:燃煤、燃油、燃?xì)舛籍a(chǎn)生二氧化硫(so2),但第一排放大戶是燃煤電廠,其次是鋼鐵廠、冶金廠、有色金屬?gòu)S、焦炭廠、化工廠、建材廠等行業(yè)的燃煤企業(yè),它們是國(guó)家現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主體,不可缺的產(chǎn)業(yè)、實(shí)業(yè)單位。
環(huán)境的不斷惡化,使中國(guó)政府面臨著霧霾環(huán)境危害的巨大壓力,人們一直在呼喚,希望有一種有效手段徹底治理環(huán)境的污染。
黨中央、國(guó)務(wù)院,下大決心,舉國(guó)之力,動(dòng)員了一切可以動(dòng)員的力量,采取了一切可以采取的措施,投入資金,逐步加大對(duì)環(huán)境污染控制的研究,但是,收效甚微。
2011年國(guó)家曾經(jīng)動(dòng)用過行政力量,采取嚴(yán)厲強(qiáng)制管制措施,對(duì)超標(biāo)排放的煤電企業(yè)“大關(guān)?!保〉谴箨P(guān)停,立即引起全國(guó)范圍出現(xiàn)的“電荒”,很明顯,是一場(chǎng)危機(jī)引起的另一場(chǎng)危機(jī)!
上世紀(jì),國(guó)家將本項(xiàng)目任務(wù)列入國(guó)家“863”計(jì)劃,但是,到現(xiàn)在也沒有看到有關(guān)進(jìn)展的報(bào)道。
隨后,國(guó)家將本項(xiàng)目任務(wù)授予國(guó)家的一流學(xué)府,利用一流學(xué)府技術(shù)力量,給予充足資金,用了9年時(shí)間無果而終,最后無奈,將國(guó)家授予的、掛在學(xué)府大門口的:“國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”的扁牌,摘了下來。
2013年國(guó)家宣布,在北京懷柔建設(shè)600立方米空間的世界最大的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室,到目前為止還沒有看到新的新聞報(bào)道。
當(dāng)前,“中國(guó)制造”與“環(huán)境污染”矛盾十分突出,已經(jīng)嚴(yán)重到了不可調(diào)和的程度。
2013年新年伊始,《環(huán)球時(shí)報(bào)》在頭版頭條突出位置報(bào)道:“全球都在議論北京大霧”;1月14日《參考消息》刊登《美聯(lián)社》頭版頭條報(bào)導(dǎo):“整個(gè)北京城看上去就像機(jī)場(chǎng)里的吸煙區(qū)”;臺(tái)灣《聯(lián)合報(bào)》這樣說:“北京空氣臟得象鬼子放了毒氣彈!”。
環(huán)保專家:中國(guó)已成世界上pm2.5污染最嚴(yán)重地區(qū)。
中國(guó)的室外空氣污染對(duì)健康影響有多大?中華醫(yī)學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士陳竺:中國(guó)每年因空氣污染導(dǎo)致早死35萬-50萬人,(2014年1月7日中國(guó)網(wǎng))報(bào)道。
美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》等媒體1月8日?qǐng)?bào)道稱,一項(xiàng)最新研究顯示,由中國(guó)北方霧霾環(huán)境危害,對(duì)人體心肺功能造成破壞性影響,居住在淮河以北的5億中國(guó)人將總共喪失25億年的預(yù)期壽命,即:中國(guó)北方人預(yù)期壽命平均比南方人少活5.5年。
袁隆平:《中國(guó)最大的劫難已無法避免》一文告訴我們:“我們到了農(nóng)村都會(huì)發(fā)現(xiàn),很多小生命、小生物都滅絕了,或者是快要滅絕了,田螺、鱔魚,野生的魚、蝦已經(jīng)很少了,池塘、水壩已經(jīng)不長(zhǎng)水草了,我們吃的食物理性地告訴我們,已經(jīng)出大問題了,那些滅絕的小生命、小生物不也是和我們同在一個(gè)環(huán)境下吃同樣環(huán)境下的生物、食物嗎?牠們出了問題,我們還會(huì)遠(yuǎn)嗎?”
他們的話,代表了所有的人們,要說而沒有說的聲音。
在中國(guó),幾十年來,始終未能解決,燃煤過程帶來嚴(yán)重的環(huán)境、空氣污染,究其原因,主要是煤電、冶煉等大工業(yè)產(chǎn)業(yè)燃煤過程,帶來嚴(yán)重的環(huán)境、空氣污染,與環(huán)境污染及污染治理,跟不上工業(yè)大生產(chǎn)的發(fā)展,和人民群眾生存、身體健康的需要,人們?cè)孤曒d道,嚴(yán)重地傷害廣大人民群眾精神情緒,嚴(yán)重地傷害廣大人民群眾與黨和國(guó)家的融洽程度。
背景技術(shù):
世界各國(guó)范圍內(nèi),研究開發(fā)的燃煤煙氣二氧化硫(so2)脫硫控制技術(shù)達(dá)200多種,但是,實(shí)際商業(yè)應(yīng)用的不超過20種。目前,燃煤煙氣二氧化硫(so2)污染控制技術(shù),可歸納為四類,即石灰/石灰石的:燃燒過程前脫硫、燃燒過程中脫硫、燃燒過程后脫硫,和如上所說的其它方法。
目前在我國(guó)普遍使用的,燃燒過程后煙氣石灰/石灰石、石膏濕法脫硫技朮在我國(guó),已成為主導(dǎo)性工藝,簡(jiǎn)稱fgd技術(shù)。
近幾十年來火電企業(yè)不斷努力改造,技術(shù)升級(jí),但是,石灰/石灰石、石膏濕法脫硫技朮主導(dǎo)性工藝沒有變。
fgd技術(shù)是從70年代開始,在國(guó)家自己的燃煤煙氣脫硫技術(shù)還是一片空白的時(shí)候,花大量的外匯從發(fā)達(dá)國(guó)家全面、成套引進(jìn)的,所有先進(jìn)脫硫技術(shù),在我國(guó)都有示范。
火電行業(yè)fgd需處理的煙氣量極大,系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜、且體積龐大,又要嚴(yán)格防腐,由于鈣(ca)最容易結(jié)垢,故系統(tǒng)障礙,停止運(yùn)行帶來的檢修費(fèi)用等,所以系統(tǒng)造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用都很高。
fgd技術(shù)無法解決的問題是,第二次污染。一個(gè)1000mw/h(兆瓦/小時(shí))的發(fā)電廠,毎年大約產(chǎn)生500kt的飛灰和fgd廢渣,每天需要50多輛40t的卡車或鐵路、駁船水運(yùn)等方法,將這些廢渣運(yùn)到處理地區(qū)。
土地使用的控制越來越嚴(yán),用于fgd處理廢渣場(chǎng)地,資源正變得越來越昂貴,地下水可能被污染,占地面積大,這些土地多年內(nèi)不能作為它用,形成第二次污染。
fgd系統(tǒng)的石灰石的開采對(duì)山體破壞十分嚴(yán)重,石灰石的開采運(yùn)輸、加工,需要從1噸重或幾噸重的礦石,磨成白面一樣的粉,大功率粉碎、研磨設(shè)備的能源消耗,是本電廠能源消耗的1.2~2%,還有嚴(yán)重的燥音污染、粉塵污染。
此外,工藝水、壓縮空氣、蒸氣消耗等相當(dāng)大,如此龐大而復(fù)雜的脫硫系統(tǒng)工程,如此龐大的費(fèi)用支出,而且運(yùn)營(yíng)過程中,存在一系列難以解決的困難和問題,脫硫企業(yè)微利運(yùn)營(yíng)非常艱難,是我國(guó)環(huán)境污染長(zhǎng)年居高不下的主要原因。
fgd系統(tǒng)ph值反應(yīng)幅度特別窄,一般新漿液在8.5飽和漿液4.5之間,ph值在7時(shí)吸收率最高;接近ph值5時(shí)幾乎不吸收??梢?,低ph值,運(yùn)行時(shí)二氧化硫〔so2〕排放顯著超標(biāo),另一方面設(shè)備腐蝕加??;高ph值運(yùn)行時(shí)二氧化硫〔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(yùn)行;中性ph值運(yùn)行時(shí),脫硫率高,但耗費(fèi)最大。
fgd技術(shù)從理論上講是吸附原理,是一個(gè)鈣(ca)基分子吸收一個(gè)二氧化硫(so2)分子,實(shí)踐中實(shí)際鈣(ca)與二氧化硫(so2)之比是:1~1.05。
fgd技術(shù)運(yùn)行,就是靠325目粗細(xì)的,礦山石灰石粉的泥漿,吸附、收集,燃煤煙氣污染物,對(duì)污染物收集越多、越干凈,投入的石灰石粉泥漿越多,企業(yè)耗費(fèi)就越大。簡(jiǎn)言之,除污、脫硫,越干凈,所用優(yōu)質(zhì)石灰石粉量越大,除污、脫硫成本越高,企業(yè)不堪重負(fù),是長(zhǎng)期以來生產(chǎn)企業(yè),與國(guó)家環(huán)保、監(jiān)管單位,捉迷藏的,人所共知的主要原因。
在世界范圍內(nèi),石灰/石灰石、石膏濕法脫硫技朮,使用已經(jīng)50年了,始終沒有突破,我們發(fā)明催化劑,和與催化劑配套使用的了催化脫硫技術(shù),用催化脫硫技術(shù)代替了,現(xiàn)國(guó)際、國(guó)內(nèi)普遍使用了幾十年的石灰/石灰石、石膏濕法脫硫技朮。
我們申請(qǐng)了專利號(hào)為:201110174425.0發(fā)明了與催化劑配套使用的:“燃煤電廠氣二氧化硫(so2)催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程”技術(shù)。
我們申請(qǐng)了專利號(hào)為:201410319858.4發(fā)明專利“燃煤電廠氣二氧化硫(so2)催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程中的噴霧催化裝置”。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本次發(fā)明專利申請(qǐng),“燃煤電廠煙氣二氧化硫〔so2〕催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程中的棱形催化塔和塔內(nèi)設(shè)施的設(shè)計(jì)”,代替了原專利,專利號(hào)為:201110174425.0上、下為錐形催化塔;
代替了原專利,專利號(hào)為:201410319858.4“燃煤電廠氣二氧化硫(so2)催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程中的噴霧催化裝置”;
本發(fā)明是在以上技術(shù)基礎(chǔ)上的,發(fā)明、創(chuàng)新。
棱形催化塔的設(shè)計(jì),代替了原來的錐形催化塔,突出體現(xiàn)內(nèi)部空間,外覌更漂亮,結(jié)構(gòu)美觀、大方,這種超大型結(jié)構(gòu)、超重承載的物體,能夠保證在各種地質(zhì)條件下催化塔的穩(wěn)定,既能最大限度地滿足了催化池空間容積的需要,又能夠適應(yīng)不同規(guī)模的,生產(chǎn)及工藝流程的需要;噴霧催化與凈煙氣出口同一區(qū)域,十分科學(xué)巧妙,空間的利用更加科學(xué)合理,催化脫硫流程工藝,更加順暢;催化池內(nèi)攪拌器設(shè)計(jì)為浮式、波紋頁(yè)片,旋流、自轉(zhuǎn)攪拌器,與中心同軸,可以上下浮動(dòng),利用強(qiáng)動(dòng)力氣流,摳使攪拌器自轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)攪拌,不需外加動(dòng)力,是創(chuàng)新;催化塔內(nèi)既有過濾催化又有噴霧催化,將嚴(yán)重危害環(huán)境的二氧化硫(so2),變?yōu)榭煽?、可回收物質(zhì),100%回收利用,變成為資源,深加工,變?yōu)楫a(chǎn)品,由產(chǎn)品變?yōu)榻?jīng)濟(jì)效益,科學(xué)、巧妙的全部生產(chǎn)過程。
本發(fā)明棱形催化塔和塔內(nèi)設(shè)施的設(shè)計(jì):
一種棱形催化塔和塔內(nèi)設(shè)施的設(shè)計(jì),是燃煤電廠煙氣二氧化硫〔so2〕催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程設(shè)施的主體,是催化脫硫技木的核心,其特征在于,催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程設(shè)施使用二氧化硫〔so2〕催化劑以后,能夠?qū)?yán)重危害環(huán)境的世界十大公害之首的二氧化硫〔so2〕及其有害物質(zhì),變?yōu)榭苫厥瘴镔|(zhì),變害為利、變廢為寶的過程裝置,其步驟如下:
(1)棱形催化塔,這種超大型結(jié)構(gòu)、超重承載的物體,50%體積在地平面以下,具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,塔體周圍采用‘超短裙’結(jié)構(gòu),‘超短裙’指的是棱形催化塔周圍的上斜線,增加向下延伸的結(jié)構(gòu),能夠保證催化塔在各種地質(zhì)條件下的穩(wěn)定,適應(yīng)了不同規(guī)模的,大型、中型、或小型燃煤電廠,生產(chǎn)及工藝流程的需要;
(2)棱形催化塔的主體是催化池,及催化池的催化劑,是燃煤電廠原煙氣通過催化池實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化硫(so2)的瞬間吸附、分解、催化,對(duì)溶于水和不溶于水所有的有害物質(zhì),普遍實(shí)現(xiàn)一次過濾,污染物得以收集;
(3)棱形催化塔上出口內(nèi),設(shè)3層噴霧催化裝置,噴霧復(fù)蓋率300%,噴霧催化裝置與凈煙氣出口共用一個(gè)空間,它是解決過濾催化時(shí),催化劑飽和前,有可能脫硫率降低的安全裝置,由檢測(cè)儀對(duì)逃逸二氧化硫(so2)的檢測(cè),對(duì)電器自動(dòng)控制系統(tǒng)指令,啟動(dòng)按催化劑需要量噴霧,對(duì)逃逸二氧化硫(so2)的捕聚,脫硫效率100%,凈煙氣出口二氧化硫(so2)歸零;
(4)棱形催化塔凈煙氣出口設(shè)計(jì)為直排,棱形催化塔的出口為圓筒形狀,出口直徑的大、小,能調(diào)節(jié)凈煙氣流速,與原煙氣進(jìn)氣量比較,直徑越大出口流速越慢,反之,直徑越小出口流速越快,流速快、慢與噴霧顆粒大、小相關(guān);
(5)“v”形柵格網(wǎng),安裝在棱形催化塔的催化池內(nèi),接近池底,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,由大氣泡向小氣泡分配,充分接觸催化劑,因此,“v”形的角度,柵格的稀密,都是可調(diào)因素;
(6)棱形催化塔的催化池內(nèi)的攪拌器,為‘浮式、波紋頁(yè)片,旋流、自轉(zhuǎn)攪拌器,與中心同軸’,它的轉(zhuǎn)動(dòng),是利用催化池內(nèi)燃煤煙氣的強(qiáng)動(dòng)力氣流,摳使攪拌器自轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)攪拌,不需外加動(dòng)力,它的作用有兩個(gè):一是,使原煙氣與催化劑充分接觸,實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化硫(so2)瞬間、吸附、分解、催化;二是,通過攪拌器的工作,使催化池內(nèi)催化劑濃度,始終保持均勻狀態(tài);
(7)棱形催化塔為雙體結(jié)構(gòu),用6個(gè)切換開關(guān)控制,通過電器及控制系統(tǒng)自動(dòng)切換,一用一備,輪班作業(yè),循環(huán)往復(fù),構(gòu)成燃煤電廠煙氣二氧化硫催化脫硫,生產(chǎn)及工藝流程的催化系統(tǒng)與循環(huán)系統(tǒng)的統(tǒng)一;
(8)棱形催化塔內(nèi),既有過濾催化裝置,同時(shí)也有噴霧催化裝置,催化劑的液態(tài)或霧態(tài)都有相同的、瞬間催化脫硫效果,可以同時(shí)使用,也可以單獨(dú)使用或交替使用;
(9)以棱形為主體的催化塔布局設(shè)計(jì),應(yīng)具有足夠的空間和與之相適應(yīng)的量,適應(yīng)所有燃煤企業(yè),大工業(yè)生產(chǎn)的需要,催化脫硫技術(shù)可以復(fù)制,不管是鋼鐵、冶金、有色金屬、建材、焦炭等燃煤企業(yè)產(chǎn)業(yè),具有普遍適用性;
所述催化塔塔體結(jié)構(gòu),選擇鋼筋水泥澆灌而成,或碳素鋼結(jié)構(gòu);
所述催化塔塔體內(nèi)襯,有防遜漏、防腐蝕涂層,材料選擇為,玻璃鱗片、樹脂、或橡膠。
附圖說明
圖1中1燃煤鍋爐;
圖1中2鍋爐出口原煙氣。是電廠燃煤鍋爐出口未經(jīng)處理的,有嚴(yán)重污染物的氣體,燃煤電廠鍋爐煙氣排出的主要污染因子是:大量的煙塵、二氧化硫〔so2〕總懸浮顆粒物tsp、可吸入顆粒物pm10、氮氧化物nox1、重金屬及三氧化二砷、二氧化硒、氟化氫和四氟化硅等有毒物質(zhì);
圖1中3一級(jí)除塵。一級(jí)除塵的除塵率是≥98%;
圖1中4二級(jí)除塵。二級(jí)除塵的除塵率要求:100%,為什么?一級(jí)除塵一般除塵率≥98%,符合國(guó)家規(guī)定除塵標(biāo)準(zhǔn),但是,即使是煙塵排放在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(shí)煙氣量近100萬立方米,按燃煤電廠除塵率≥98%計(jì)算,煙塵≤400mg/m2,即每小時(shí)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(jìn)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)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。
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(jì)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(duì)環(huán)境社會(huì)的改善有積極的意義。
圖1中5氣、氣換熱器。燃煤鍋爐出口溫度一般為140℃---160℃,要求換熱降溫,至催化脫硫適宜溫度,催化脫硫適宜溫度是:20℃---40℃之間;
圖1中6增壓風(fēng)機(jī)。處理后的原煙氣經(jīng)動(dòng)力3m/s速度,輸送至催化池底、中心的位置進(jìn)入催化程序;
圖1中7棱形催化塔是燃煤電廠煙氣二氧化硫〔so2〕催化脫硫生產(chǎn)工藝流程的主體,是工藝設(shè)施的核心。
1、燃煤電廠需處理的煙氣量極大,所需催化塔空間要求巨大,它的目標(biāo)任務(wù)是,將嚴(yán)重危害環(huán)境的世界十大公害之首的二氧化硫〔so2〕及其燃煤煙氣中的所有有害物質(zhì),變?yōu)榭苫厥瘴镔|(zhì),本棱形催化塔的設(shè)計(jì),適應(yīng)了這一特殊的不同規(guī)模的,或大型、中型、小型,燃煤電廠生產(chǎn)及工藝流程的需要。
2、以棱形為主體的催化塔,具有足夠的空間和所需要的容量,適應(yīng)所有燃煤企業(yè)大工業(yè)生產(chǎn)的需要,不管是鋼鐵、冶金、有色金屬、建材、焦炭等,燃煤企業(yè)產(chǎn)業(yè)催化脫硫都可以復(fù)制,具有普遍適用性。
3、棱形催化塔,這種超大型、超重量的物體結(jié)構(gòu),50%體積在地平面以下,具有一定的穩(wěn)定性,棱形催化塔同時(shí)采用‘超短裙’結(jié)構(gòu),所謂‘超短裙’,指的是棱形催化塔建筑周圍,上斜線增加的向下延伸結(jié)構(gòu),能夠保證棱形催化塔在各種地質(zhì)條件下的穩(wěn)定。
4、棱形催化塔內(nèi),噴霧催化裝置與凈煙氣出口共用一個(gè)空間,更適合集中對(duì)逃逸二氧化硫(so2)的捕聚,空間的利用更加科學(xué)、合理、巧妙。
5、催化脫硫?yàn)榱闩欧牛庑未呋魺煔獬隹?,設(shè)計(jì)為直排。
6、棱形催化塔出口為圓筒形狀,出口直徑的大、小,能調(diào)節(jié)凈煙氣流速,直徑越大出口流速越慢,反之,直徑越小出口流速越快。
7、棱形催化塔為雙體結(jié)構(gòu),用6個(gè)切換開關(guān)控制,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。催化塔內(nèi),既有過濾催化裝置,同時(shí),也有噴霧催化裝置,可以單獨(dú)使用,也可以同時(shí)使用或交替使用。
8、棱形催化塔體積計(jì)算:
已知:
(1)燃煤中1%比例的二氧化硫(so2)含量的煤。
(2)每小時(shí)約產(chǎn)生6~8噸二氧化硫氣體,(按7噸計(jì)算)。
(3)催化1噸二氧化硫(so2)氣體,需要453。1/kg/(催化劑)或0.906/kg/噸(原液)
(4)計(jì)算催化塔體積,一般是以該規(guī)模電廠,在一定時(shí)間內(nèi),所需燃煤量和燃煤中二氧化硫(so2)含量,決定一定時(shí)間內(nèi)所需催化劑的量;一定時(shí)間內(nèi)所需催化劑的量與催化塔棱形部份體積相等;與輪班作業(yè)規(guī)定時(shí)間長(zhǎng)短為反比。
9、棱形催化塔應(yīng)考慮的載荷有:塔體自重、塔體內(nèi)設(shè)備、設(shè)施,保溫層、扶梯、平臺(tái)重量、風(fēng)載荷、雪載荷、地震載荷等因素,設(shè)計(jì)、計(jì)算塔體應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度,保持穩(wěn)定、防止變形。
10、催化塔塔體的主要接口有:出入口、鍋爐原煙氣進(jìn)口、測(cè)量用儀表接口、沖洗水接口、觀察口、催化劑取樣接口、脫硫后凈煙氣出口、催化劑入口和飽和液出口等(催化劑入口和飽和液出口是切換開關(guān)控制的同一接口)。
圖1中8催化池、催化劑。安全、(不安全指:高壓、易燃、易爆)高效、可靠、可控,工廠化生產(chǎn)的催化劑,這種催化劑為無色、無臭、透明的液體制劑,對(duì)于燃煤煙氣中的二氧化硫(so2)具有超強(qiáng)的、瞬間吸附、分解、催化能力,不管是液態(tài)或霧態(tài)的催化劑,都具有相同的脫硫效果。
用催化劑催化法脫除燃煤煙氣中二氧化硫(so2)及其整個(gè)燃煤煙氣污染物,它的作用是:
(1)催化劑與二氧化硫(so2)發(fā)生作用。當(dāng)液態(tài)或霧態(tài)的催化劑,遇到煙氣中的二氧化硫(so2)迅速、瞬間吸附、分解、催化,完成二氧化硫(so2)與煙氣的分離,瞬間溶解于水,實(shí)現(xiàn)二氧化硫(so2)分子在液態(tài)水中的聚集,這種聚集,為二氧化硫(so2)的回收利用創(chuàng)造了條件:催化脫硫,通過催化塔內(nèi)設(shè)施,過濾催化、噴霧催化作用完成;
(2)燃煤煙氣污染物與過濾催化發(fā)生作用。對(duì)燃煤煙氣通過液態(tài)催化池的其它污染物,對(duì)于溶于水和不溶于水的有害物質(zhì),普遍實(shí)現(xiàn)一次過濾,所有污染物得以收集;
(3)燃煤煙氣二氧化硫(so2)及污染物最后的圍剿收集——噴霧催化。當(dāng)檢測(cè)到,經(jīng)過過濾催化催化池上液面遇有逃逸的、漏網(wǎng)的二氧化硫(so2),會(huì)立即啟動(dòng)噴霧催化裝置,自動(dòng)控制催化劑、劑量,噴霧捕聚,經(jīng)檢測(cè)煙氣出口二氧化硫(so2)歸零,催化脫硫,全面實(shí)現(xiàn)了所有污染物的零排放。
圖1中9“v”形柵格網(wǎng)?!皏”形珊格網(wǎng)安裝在棱形催化塔催化池內(nèi),接近池底,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,珊格是將原煙氣均勻地由大氣泡向小氣泡分配,使其充分接觸催化劑,因此,“v”形的角度,珊格的稀密,都是可調(diào)因素。
圖1中10攪拌器。攪拌器為‘浮式、波紋頁(yè)片,旋流、自轉(zhuǎn)攪拌器,與中心同軸‘,是利用催化塔內(nèi)燃煤煙氣的強(qiáng)動(dòng)力氣流,摳使攪拌器自轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)攪拌,不需外加動(dòng)力,它的作用有兩個(gè):一是,原煙氣與催化劑充分接觸實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化硫(so2)瞬間吸附、分解、催化;二是通過攪拌器的工作,使催化池內(nèi)催化劑濃度,始終保持均勻狀態(tài)。
圖1中11噴霧催化裝置,安裝在雙體結(jié)構(gòu)的催化塔內(nèi),它能夠解決過濾催化時(shí),催化劑飽和前有可能脫硫率降低的安全裝置;噴霧催化裝置距離催化池液面2m~6m,噴頭設(shè)3層,噴頭為水平、菱形、網(wǎng)狀布局,噴霧復(fù)蓋率:100%~300%;主控室安裝二氧化硫(so2)檢測(cè)儀,檢測(cè)儀探頭,分別安裝在催化池液面附近催化塔塔壁位置,連線主控室,在線監(jiān)測(cè);主控室控制噴霧催化裝置的切換開關(guān),功能有兩個(gè):一是,在線監(jiān)測(cè),根據(jù)催化池液面過濾催化逃逸的二氧化硫(so2)含量:mg/m3濃度、比例,自動(dòng)噴射催化劑、劑量;二是,自動(dòng)控制催化塔,與輪班作業(yè),同步。實(shí)現(xiàn),燃煤電廠煙氣二氧化硫(so2)及其它污染物的零排放;
圖1中12由二氧化硫(so2)檢測(cè)儀控制脫硫率的噴霧催化裝置6個(gè)噴霧催化切換開關(guān)。
圖1中13雙塔結(jié)構(gòu)的催化塔由6個(gè)切換開關(guān),聯(lián)線主控室,控制催化塔,一用一備,儀表顯示,自動(dòng)監(jiān)控,自動(dòng)切換,輪班作業(yè),循環(huán)往復(fù),構(gòu)成催化系統(tǒng)與循環(huán)系統(tǒng)的統(tǒng)一。
圖1中14壓力泵是液體輸送的動(dòng)力裝置,大循環(huán)自動(dòng)化控制系統(tǒng),與主控室聯(lián)線與催化塔循環(huán)作業(yè)一致。
圖1中15配劑罐。儲(chǔ)存催化劑的專用設(shè)備,由催化劑的生產(chǎn)廠和配劑罐組成,是催化劑的供應(yīng)系統(tǒng)。
圖1中16催化池回收的液體,由管道輸送到化工廠。由原煙氣經(jīng)過催化轉(zhuǎn)化而成的硫酸鹽的飽和溶液,經(jīng)檢測(cè)主要成份是:含硫酸〔h2so4〕91.86%;含氫氧化鈉〔n2oh〕6.23%;重金屬、水和其它雜質(zhì)〔ho2〕1.9%,它們都是化工原料,再深加工,變?yōu)楫a(chǎn)品。
圖1中17化工廠。是由專業(yè)制酸成套化工技術(shù)企業(yè),完成提純、深加工,制成產(chǎn)品。
圖1中18原煙氣在經(jīng)過一系列的處理:除塵、降溫、恒速進(jìn)入催化池過濾、噴霧催化捕集的煙氣,二氧化硫〔so2〕及其它污染物為零,至此,世界十大公害之首的二氧化硫〔so2〕最終將被征服!凈煙氣排出。
圖1中19換熱器將鍋爐出口溫度140℃---160℃,換熱到催化塔催化反應(yīng)所需溫度為20℃---40℃;有超過100℃的熱能送回電廠繼續(xù)發(fā)電,或居民供暖、生活熱水。
具體實(shí)施方式
燃煤電廠煙氣二氧化硫〔so2〕催化脫硫生產(chǎn)及工藝流程中的棱形催化塔和棱形催化塔內(nèi)設(shè)施的設(shè)計(jì)是:
1、經(jīng)過二級(jí)除塵后燃煤煙氣屬無塵煙氣;
2、經(jīng)過換熱降溫后燃煤鍋爐出口溫度140℃---160℃,降至:20℃---40℃之間;
3、燃煤電廠原煙氣經(jīng)過初級(jí)處理后,用增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)力3m/s速度輸送至棱形催化塔,催化池底中心的位置,進(jìn)入催化程序;
4、在棱形催化塔的催化池內(nèi)是無色、無臭、透明的液體制劑催化劑;“v”形柵格網(wǎng)、和浮式波紋頁(yè)片,旋流自轉(zhuǎn)攪拌器、是原煙氣均勻地向催化池的四周分配的分散裝置,通過攪拌器的工作,使催化池內(nèi)催化劑濃度,始終保持均勻狀態(tài);使原煙氣與催化劑充分接觸,實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化硫(so2)瞬間的吸附、分解、催化;不管催化劑是液態(tài)或霧態(tài)都有相同的、瞬間的、催化脫硫效果。對(duì)燃煤煙氣污染物通過液態(tài)催化池時(shí),對(duì)溶于水和不溶于水的有害物質(zhì),普遍實(shí)現(xiàn)一次過濾,所有污染物得以收集,檢測(cè)到如有漏網(wǎng),自動(dòng)控制噴霧捕聚,經(jīng)檢測(cè),脫硫效率100%,煙氣出口二氧化硫(so2)歸零;
5、棱形催化塔內(nèi),既有過濾催化裝置,同時(shí)也有噴霧催化裝置,催化劑的液態(tài)或霧態(tài)都有相同的、瞬間催化脫硫效果,可以同時(shí)使用,也可以單獨(dú)使用或交替使用;
6、棱形催化塔為雙體結(jié)構(gòu),用6個(gè)切換開關(guān)控制,通過電器及控制系統(tǒng)自動(dòng)切換,一用一備,輪班作業(yè),循環(huán)往復(fù),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,整個(gè)催化脫硫過程,由嚴(yán)重危害環(huán)境的有害物質(zhì),變?yōu)榭煽?、可回收物質(zhì),變成為一個(gè)巨大的資源,再深加工,變?yōu)楫a(chǎn)品,由產(chǎn)品變?yōu)榻?jīng)濟(jì)效益的全部生產(chǎn)過程。