專(zhuān)利名稱：一種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
電除塵器由于其除塵效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在全世界火電廠、水泥廠、鋼鐵廠等工業(yè)的尾氣處理上應(yīng)用廣泛。它能將燃煤或燃油鍋爐排放煙氣中的顆粒煙塵加以清除，從而大幅度降低排入大氣層中的煙塵量，是改善環(huán)境污染，提高空氣質(zhì)量的重要環(huán)保設(shè)備。電除塵器的缺點(diǎn)是容易受煙氣及粉塵的物理化學(xué)特性影響，尤其是容易受粉塵比電阻影響。對(duì)于比電阻值在IO6 5Χ1(ΓΩ. cm范圍內(nèi)的粉塵，電除塵器表現(xiàn)出良好的收塵性能，但對(duì)于比電阻值超過(guò)5 X 101° Ω . cm甚至超過(guò)IO12 Ω . cm的粉塵，這類(lèi)粉塵荷電和放電性能極差，電除塵器容易產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，結(jié)果導(dǎo)致二次電壓下降，二次電流急劇上升， 收塵效率大大下降。如何克服高比電阻難以收塵這一難題，成為電除塵器發(fā)展的瓶頸之一。 三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)為解決這一技術(shù)難題提供有效手段，三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)即在煙氣進(jìn)入電除塵器之前，注入少量(約IOppm 20ppm)的三氧化硫，三氧化硫與煙氣中的水分結(jié)合，生成硫酸氣溶膠吸附在粉塵表面，降低粉塵表面比電阻，形成低比電阻表面通道，從而大大提高電除塵器的除塵效率。三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)在世界范圍尤其是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)工藝采用固態(tài)硫磺為原料，首先將固態(tài)硫磺加熱熔化成液態(tài)硫，其次將液態(tài)硫輸送到燃硫爐中燃燒生成二氧化硫，然后將二氧化硫輸送到轉(zhuǎn)化塔內(nèi)催化轉(zhuǎn)化成三氧化硫，最后將三氧化硫通過(guò)注入器注入到電除塵器進(jìn)口煙道內(nèi)。傳統(tǒng)工藝經(jīng)過(guò)多道繁瑣工序，工藝復(fù)雜，設(shè)備成本高，且液硫最佳的處理溫度范圍為125°C 145°C之間，處于此溫度范圍內(nèi)的液硫粘度最小，由于液硫?qū)囟容^敏感，故過(guò)程中容易出現(xiàn)泄漏、堵塞等故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題在于提供一種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，直接將硫酸熱解為三氧化硫用于煙氣調(diào)質(zhì)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，除塵效果好，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明還提供一種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為—種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，包括儲(chǔ)罐、硫酸輸送裝置、本發(fā)明提供的硫酸熱解爐、向所述硫酸熱解爐提供壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)、向所述硫酸熱解爐提供熱空氣的風(fēng)機(jī)和空氣加熱裝置、注入器，所述注入器與所述硫酸熱解爐連接，并布置在電除塵器的進(jìn)口煙道內(nèi)。作為優(yōu)選，所述空氣加熱裝置包括電加熱器和設(shè)置在省煤器與空氣預(yù)熱器之間的
空氣加熱盤(pán)管。作為優(yōu)選，所述省煤器與鍋爐相連，所述空氣預(yù)熱器與所述電除塵器的進(jìn)口煙道
3相通，省煤器與空氣預(yù)熱器之間設(shè)有空氣加熱盤(pán)管。作為優(yōu)選，所述電加熱器串聯(lián)有閥門(mén)，所述閥門(mén)與所述空氣加熱盤(pán)管并聯(lián)。作為優(yōu)選，所述空氣加熱盤(pán)管的出口設(shè)有第一熱空氣溫度檢測(cè)裝置，所述電加熱器的出口設(shè)有第二熱空氣溫度檢測(cè)裝置。一種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)方法，包括以下步驟a)將硫酸在高溫下熱分解生成三氧化硫氣體；b)將三氧化硫噴入到煙氣中；C)通過(guò)電除塵器對(duì)噴入三氧化硫的煙氣進(jìn)行除塵。作為優(yōu)選，所述a)將硫酸熱分解前先將硫酸霧化。作為優(yōu)選，所述a)為將硫酸在熱空氣的高溫下熱分解生成三氧化硫氣體，所述熱空氣的溫度在345°C以上。作為優(yōu)選，所述三氧化硫氣體的溫度在345°C以上。作為優(yōu)選，所述熱空氣采用電加熱和利用鍋爐余熱加熱。本發(fā)明提供一種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)及方法，能利用熱空氣的高溫作用將硫酸分解成三氧化硫和水汽的混合氣，然后混合氣通過(guò)布置在電除塵器進(jìn)口煙道中的注入器注入到煙氣中，三氧化硫與煙氣中的水分結(jié)合生成硫酸氣溶膠吸附在粉塵表面，降低粉塵比電阻，從而提高電除塵器的除塵效率。與傳統(tǒng)三氧化硫調(diào)質(zhì)工藝相比更加簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好， 對(duì)電除塵器的改善效率高。


圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式
所提供的硫酸熱解爐結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式
所提供的硫酸熱解法三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)流程圖。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明的三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)中包括能夠?qū)⒘蛩釤峤獬扇趸虻牧蛩釤峤鉅t，硫酸熱解爐結(jié)構(gòu)可以參考圖1，圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式
所提供的硫酸熱解爐結(jié)構(gòu)示意圖。硫酸熱解爐包括兩層殼體，外層殼體31和內(nèi)層殼體32，兩層殼體之間形成空腔，內(nèi)層殼體的上端為敞口 ；硫酸熱解爐上還設(shè)置有硫酸進(jìn)管331和混合氣出口 34，均貫穿外層殼體31和內(nèi)層殼體32，位于外層殼體下部設(shè)有熱空氣進(jìn)口 35。熱解爐還設(shè)有壓縮空氣進(jìn)管332貫穿外層殼體31和內(nèi)層殼體32，硫酸進(jìn)管331與壓縮空氣管332在進(jìn)入內(nèi)層殼體后于端部匯合，匯合端安裝有霧化噴嘴333。硫酸由硫酸進(jìn)管331進(jìn)入，壓縮空氣由壓縮空氣進(jìn)管332進(jìn)入，在霧化噴嘴333處，硫酸在壓縮空氣的作用下，充分霧化并噴入硫酸熱解爐內(nèi)，經(jīng)霧化后的硫酸比表面積更大，能夠使熱空氣與硫酸充分混合，有利于硫酸的熱分解反應(yīng)。熱空氣由熱空氣進(jìn)口 35進(jìn)入外層殼體31與內(nèi)層殼體32之間的空腔，自下而上流動(dòng)，預(yù)熱內(nèi)層殼體32，由內(nèi)層殼體32上端的敞口流入內(nèi)層殼體32后，又自上而下流動(dòng)，與由
4霧化噴嘴333噴入的霧化硫酸混合在S形熱解通道內(nèi)發(fā)生充分的熱解反應(yīng)，生成三氧化硫與水汽的混合氣，然后混合氣由混合氣出口 34流出。熱空氣進(jìn)口 35還設(shè)有熱空氣溫度檢測(cè)裝置，混合氣出口 34還設(shè)有混合氣溫度檢測(cè)裝置。硫酸進(jìn)管331與壓縮空氣管332可以設(shè)在外層殼體31與內(nèi)層殼體32的上端，混合氣出口 34位于外層殼體31與內(nèi)層殼體32的下端，這樣能夠使氣體在內(nèi)層殼體中有足夠長(zhǎng)的停留時(shí)間。為達(dá)到更好的效果，內(nèi)層殼體32內(nèi)部還可設(shè)置多層隔板36，隔板36每相鄰兩層相互交錯(cuò)，與內(nèi)層殼體32之間形成S形熱解通道，通道具有一定的長(zhǎng)度，能保證氣體在內(nèi)層殼體32中有0. 5秒 0. 8秒的停留時(shí)間，使得硫酸能夠充分分解。另外可以將內(nèi)層殼體32在霧化噴嘴333處的截面收縮，如圖1也可以看到，收縮后較小的截面積使得該處的氣流速度最高，熱空氣與霧化后的硫酸能夠充分混合。本發(fā)明提供的一種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，包括儲(chǔ)存硫酸的儲(chǔ)罐1、硫酸輸送裝置、硫酸熱解爐3、向硫酸熱解爐3提供壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)4、向硫酸熱解爐3提供熱空氣的風(fēng)機(jī)5和空氣加熱裝置、注入器9，注入器9與硫酸熱解爐3的混合器出口連接，并布置在電除塵器10的進(jìn)口煙道內(nèi)。在該系統(tǒng)中，硫酸通過(guò)硫酸熱解爐3熱分解生成三氧化硫混合氣，然后混合氣通過(guò)注入器9注入到電除塵器10的進(jìn)口煙道中，與煙氣中的水分結(jié)合生成硫酸氣溶膠吸附在粉塵表面，降低粉塵比電阻，提高電除塵器的除塵效率。儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐1中的硫酸通過(guò)硫酸輸送裝置輸送至硫酸熱解爐3，具體的儲(chǔ)罐1與硫酸熱解爐3之間可依次連接第一閥門(mén)11、硫酸泵21即硫酸輸送裝置、硫酸溫度檢測(cè)裝置 22、流量計(jì)23、電動(dòng)閥M，可以方便地對(duì)輸送的硫酸溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后硫酸由硫酸熱解爐3的硫酸進(jìn)管331流入硫酸熱解爐3中進(jìn)行熱解，硫酸泵21還可采用第一變頻器211變頻調(diào)速控制硫酸的流量。壓縮空氣可依次通過(guò)空氣壓縮機(jī)4、第二閥門(mén)41和壓力檢測(cè)裝置42，再由壓縮空氣進(jìn)管332進(jìn)入硫酸熱解爐3。風(fēng)機(jī)5產(chǎn)生的空氣通過(guò)空氣加熱裝置加熱后向硫酸熱解爐3提供熱空氣。硫酸的流量與熱空氣的流量成一定比例關(guān)系，風(fēng)機(jī)5優(yōu)選連接第二變頻器51，可變頻調(diào)速來(lái)控制熱空氣的流量。空氣加熱裝置可采用兩套設(shè)備分別或同時(shí)對(duì)空氣進(jìn)行加熱。工廠的鍋爐7產(chǎn)生的尾氣一般會(huì)依次通過(guò)省煤器81和空氣預(yù)熱器82，然后進(jìn)入電除塵器10，本發(fā)明的第一套加熱裝置利用鍋爐余熱對(duì)空氣進(jìn)行加熱，在省煤器81和空氣預(yù)熱器82之間設(shè)置空氣加熱盤(pán)管83。由風(fēng)機(jī)5出來(lái)的空氣進(jìn)入加熱盤(pán)管83，利用鍋爐尾氣的余熱加熱，加熱盤(pán)管83的出口可設(shè)置第一熱空氣溫度檢測(cè)裝置84。第二套加熱裝置為電加熱器6，與風(fēng)機(jī)5相連接，電加熱器6出口設(shè)置第二熱空氣溫度檢測(cè)裝置61，加熱后的熱空氣可單獨(dú)進(jìn)入硫酸熱解爐3，或按照本發(fā)明的優(yōu)選方式在第二熱空氣溫度檢測(cè)裝置61的出口串聯(lián)第三閥門(mén)62，第三閥門(mén)62與空氣加熱盤(pán)管83并聯(lián)，并聯(lián)后的空氣管路上再串聯(lián)熱空氣流量計(jì)63和第三熱空氣溫度檢測(cè)裝置64，然后接入硫酸熱解爐3的熱空氣進(jìn)口 35。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，優(yōu)先使用空氣盤(pán)管83對(duì)空氣進(jìn)行加熱，充分利用鍋爐尾氣的余熱， 進(jìn)入硫酸熱解爐3的熱空氣的溫度優(yōu)選保持在345°C以上，才能保證硫酸的完全分解，當(dāng)空氣加熱盤(pán)管83提供的溫度不夠高時(shí)，電加熱器6開(kāi)始工作，一起提供熱量加熱空氣，通過(guò)調(diào)
5節(jié)第三閥門(mén)62可以調(diào)節(jié)熱空氣的溫度，如關(guān)閉第三閥門(mén)62，則全部熱空氣依次經(jīng)過(guò)電加熱器6和空氣加熱盤(pán)管83兩次加熱，獲得的溫度較高，隨著第三閥門(mén)62的逐漸開(kāi)啟，一部分空氣只經(jīng)過(guò)電加熱器6加熱一次，因此并聯(lián)的兩部分熱空氣匯合后溫度比關(guān)閉第三閥門(mén)62 時(shí)要低。這樣通過(guò)兩套加熱裝置可以節(jié)省能量并保證熱空氣達(dá)到足夠高的溫度。硫酸熱解爐3的混合氣出口 34串聯(lián)有第一混合氣溫度檢測(cè)裝置341，對(duì)熱解生成的混合氣的溫度進(jìn)行檢測(cè)，將硫酸熱解爐3至注入器9之間的混合氣的溫度保持在345 V以上，以避免三氧化硫與水汽在低溫下發(fā)生逆向反應(yīng)生成硫酸?；旌蠚饬鞒隽蛩釤峤鉅t3后流入布置在電除塵器10的進(jìn)口煙道內(nèi)的注入器9，然后注入到電除塵器10中。注入器9優(yōu)選還設(shè)置第二混合氣溫度檢測(cè)裝置91，若混合氣進(jìn)入注入器9的管路較長(zhǎng)，則混合氣可能會(huì)失去較多熱量，可通過(guò)第二混合氣溫度檢測(cè)裝置91 進(jìn)行監(jiān)控，且注入器9的堵塞也會(huì)引起混合氣溫度的降低，通過(guò)溫度檢測(cè)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)注入器9是否需要維修。整個(gè)三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)可采用PLC控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各工藝參數(shù)并控制工藝過(guò)程。本發(fā)明提供的一種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)方法，包括以下步驟a)將硫酸輸送至硫酸熱解爐3中，在熱空氣的作用下熱分解生成三氧化硫與水汽的混合氣，優(yōu)選熱分解前先進(jìn)行霧化，經(jīng)霧化后的硫酸比表面積更大，能夠使熱空氣與硫酸充分混合，有利于硫酸的熱分解反應(yīng)。進(jìn)入硫酸熱解爐3的熱空氣的溫度優(yōu)選在345°C以上，以保證硫酸能夠完全分解。熱空氣的加熱采用電加熱和利用鍋爐余熱加熱。優(yōu)選使用鍋爐余熱加熱，當(dāng)鍋爐余熱提供的溫度不夠高時(shí)，啟動(dòng)電加熱，一起提供熱量加熱空氣，通過(guò)溫度檢測(cè)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。b)將生成的含有三氧化硫的混合氣通過(guò)電除塵器進(jìn)口煙道中的注入器注入到煙氣中，優(yōu)選混合氣在進(jìn)入注入器之前的溫度在345°C以上，以避免三氧化硫和水汽在低溫下發(fā)生逆向反應(yīng)生成硫酸。c)注入了三氧化硫的煙氣進(jìn)入電除塵器進(jìn)行除塵，由于三氧化硫與煙氣中的水分結(jié)合，生成硫酸氣溶膠吸附在粉塵表面，降低粉塵表面比電阻，形成低比電阻表面通道，從而提高了電除塵器的除塵效率。本發(fā)明提供的三氧化硫調(diào)質(zhì)工藝在高溫作用下將硫酸熱分解生成三氧化硫，并利用鍋爐的余熱提供熱量，與固態(tài)硫磺制三氧化硫工藝相比，系統(tǒng)更簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性更好。以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)及方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于，包括儲(chǔ)罐、硫酸輸送裝置、硫酸熱解爐、 向所述硫酸熱解爐提供壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)、向所述硫酸熱解爐提供熱空氣的風(fēng)機(jī)和空氣加熱裝置、注入器，所述注入器與所述硫酸熱解爐連接，并布置在電除塵器的進(jìn)口煙道內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣加熱裝置包括電加熱器和設(shè)置在省煤器與空氣預(yù)熱器之間的空氣加熱盤(pán)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于，所述省煤器與鍋爐相連，所述空氣預(yù)熱器與所述電除塵器的進(jìn)口煙道相通，省煤器與空氣預(yù)熱器之間設(shè)有空氣加熱盤(pán)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于，所述電加熱器串聯(lián)有閥門(mén)，所述閥門(mén)與所述空氣加熱盤(pán)管并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣加熱盤(pán)管的出口設(shè)有第一熱空氣溫度檢測(cè)裝置，所述電加熱器的出口設(shè)有第二熱空氣溫度檢測(cè)裝置。
6.一種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)方法，其特征在于，包括以下步驟a)將硫酸在高溫下熱分解生成三氧化硫氣體；b)將三氧化硫噴入到煙氣中；c)通過(guò)電除塵器對(duì)噴入三氧化硫的煙氣進(jìn)行除塵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)方法，其特征在于，所述a)將硫酸熱分解前先將硫酸霧化。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)方法，其特征在于，所述a)為將硫酸在熱空氣的高溫下熱分解生成三氧化硫氣體，所述熱空氣的溫度在345°C以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)方法，其特征在于，所述三氧化硫氣體的溫度在345°C以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)方法，其特征在于，所述熱空氣采用電加熱和利用鍋爐余熱加熱。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，包括儲(chǔ)罐、硫酸輸送裝置、硫酸熱解爐、向所述硫酸熱解爐提供壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)、向所述硫酸熱解爐提供熱空氣的風(fēng)機(jī)和空氣加熱裝置、注入器，所述注入器與所述硫酸熱解爐連接，并布置在電除塵器的進(jìn)口煙道內(nèi)。本發(fā)明的三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)及方法，能將硫酸溶液在高溫下分解成三氧化硫和水汽的混合氣，然后混合氣通過(guò)布置在電除塵器進(jìn)口煙道中的注入器注入到煙氣中，三氧化硫與煙氣中的水分結(jié)合生成硫酸氣溶膠吸附在粉塵表面，降低粉塵比電阻，從而提高電除塵器的除塵效率。與傳統(tǒng)三氧化硫調(diào)質(zhì)工藝相比更加簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好，對(duì)電除塵器的改善效率高。
文檔編號(hào)B03C3/013GK102225365SQ20111010966
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者張燚, 陳文瑞 申請(qǐng)人:福建龍凈環(huán)保股份有限公司