燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程中的喷雾催化装置的制造方法
燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程中的喷雾催化装置的制造方法
【专利说明】
[0001]技术领域:本发明主要涉及环境保护，节能、减排、转变经济增长方式等领域。本发明的喷雾催化装置是，以上另一发明是“燃煤电厂烟气二氧化硫〔so2〕催化脱硫生产及工艺流程”，(另一发明的申请号:201110174425.0)其中的重要组成部份。
[0002]【背景技术】:一般人还不了解的，这样的事实:二氧化硫〔S02〕是世界十大公害之首；燃煤电厂是二氧化硫(S02)的排放之首；二氧化硫(S02)是PM10、PM2.5的含量之首。几乎所有的工业，如:燃煤、燃油、燃气都产生二氧化硫(S02)，但第一排放大户是燃煤电厂，其次是钢铁厂、冶金厂、有色金属厂、焦炭厂、化工厂、建材厂等行业的燃煤企业，它们是现代化工业建设中，国家不可缺的实业、产业单位。
[0003]当前，我国煤电产业普遍采用的，从发达国家引进的，石灰石/石膏湿法脱硫工艺技术，简称FGD技术，是三十年前从发达国家引进的火电厂燃煤烟气二氧化硫(SO2)脱硫控制技术，它的脱硫论理是吸附原理，它脱琉率低，费用过大，还产生二次污染，超过三十年了，虽然对技术做了大量的改进和提高，但还存在许多难以克服的困难和问题，制约我国煤电产业的发展，脱硫企业微利运营非常艰难，是我国环境污染指标长年居高不下的主要原因。
[0004]由发明人，用超过十年的时间，呕心历血研究发明的，高活性、非均相，二氧化硫(SO2)烟气脱硫催化剂的三大特性，彻底解决了困绕前人几十年的工业燃煤烟气脱除二氧化硫(SO2)的技术难题。
[0005]本催化剂为无色、无臭、透明的液体制剂，为燃煤烟气二氧化硫(S02)脱硫催化齐U，用催化剂代替了现国际、国内普遍使用的石灰石。
[0006]这种用催化剂脱除烟气中二氧化硫(SO2)的方法，叫催化法。它的作用是:液态或雾态的催化剂，遇到烟气中的二氧化硫(SO2)迅速瞬间吸附、分解、催化，完成二氧化硫(SO2)与烟气的分离、瞬间溶解于水，实现二氧化硫(SO2)分子在液态水中的聚集。这种聚集，为二氧化硫(SO2)的回收利用，创造了条件。大量实验结果证明，不管催化剂是液态或雾态都有相同的、瞬间的、催化脱硫效果。
[0007]催化脱硫最有效之处是:将世界十大公害之首的二氧化硫(SO2)完全回收利用，回收的是硫酸盐饱和溶液，产生了良好的经济效益，变有害为有利，既节约了资源又保护了环境，整个催化脱硫过程，是由严重危害环境的有害物质，变为可控、可回收物质，再深加工，变为产品，由产品变为经济效益的全部生产过程，这是其它任何脱硫方法所不能比拟的，催化脱硫技术还可以普遍适用于钢铁、冶金、有色金属、建材、焦炭等燃煤产业企业，对促进燃煤产业企业的烟气二氧化硫(S02)脱硫、回收，对环境保护及环境保护产业、化工产业等产业链之间，优化结构，相互促进，产生了有益的连锁效应，有利于国家经济建设的可持续发展。
[0008]我国能源消耗量大，是世界上最大的煤炭生产大国、消费大国，可惜，粗放型经济，粗放型生产，造成大量资源浪费，生态平衡破坏，环境遭受严重污染，危害极大，损失惨重，到了难以维继的地步。
[0009]我国煤产量居世界第一位，2010年产煤33忆吨，二氧化硫〔SO2〕排放量2185.1万吨，预计到2015年，我国煤炭需求可能达到38亿吨，煤在我国一次能源中占68.7%，在今后一段较长时间内，由加工业以煤炭为主的能源结构不会改变。火电厂以煤为燃料，燃烧后释放出大量的二氧化硫〔S02〕，造成环境大气污染，随着装机容量的递增，二氧化硫〔S02〕排放量也在不断增加。
[0010]2009年，我国单位产值能耗，比世界水平高2.4倍，是德国的4.97倍，日本的4.43倍。高速的工业化，城市化进程以及粗放型的经济增长方式，在高消耗的同时，还导致了严重的环境污染。目前，我国二氧化硫〔so2〕排放总量已位居世界第一位，二氧化碳〔co2〕的排放量，已位居世界第二，甲烷、氮氧化物〔N0X1〕可吸入颗粒物〔PM10〕等温室气体的排放量，居世界前列。
[0011]大气污染还对气候产生不良影响，如温度升高，自然灾害频发；如:二氧化碳排放产生温室气体，引起全球变暖将对全球环境产生巨大影响，导致两极冰川融化，海平面升高；大气污染会降低能见度，影响太阳辐射强度等危害。
[0012]二氧化硫〔S02〕、二氧化碳〔C02〕、氮氧化物〔N0X1〕、可吸入颗粒物〔PM10〕、的大量排放，引起环境污染造成危害的、占第一位的、是燃煤电厂以及工业燃煤企业的二氧化硫〔SO2),使得三分之一的国土被酸雨污染，主要水系的五分之一成为劣“V”类，三亿多农村人口喝不到干净的水，一亿多城市居民呼吸不到清洁的空气，因此，患支气管疾病和呼吸道癌症等，疾病的患病率有直线上升趋势。
[0013]环境的不断恶化，使中国政府面临着巨大的环境保护压力。
[0014]2005年监测的522个城市中39.7%的城市处于中度或重度污染，人口超过百万的城市，空气中的二氧化硫〔so2WP颗粒物已经高超标。我国的大气污染，属煤烟型污染，中国工程院研究报告显示，我国二氧化硫排放量的85%来自于燃煤。我国酸雨面积约为170万Km，约占国土面积40%，据统计，大气污染的经济损失占⑶P的3?7%。
[0015]国际自然医学会指出:“人的80%的疾病是空气和水污染造成的”。由于环境是一个动态的开放体系，环境化学揭示，在人类活动的影下，地球环境所经历的化学变化和这种变化的长期效应，对人类生存的影响是直接的。由于人类活动影响自然环境不良因素，超过正常水平越严重，影响范围越大，它所产生的人类生存危机就越严重。
[0016]PM2.5是煤炭在燃烧过程中产生的，煤炭在燃烧过程中产生的主要污染因子是二氧化硫(SO2)，总悬浮颗粒物TSP、重金属、可吸入颗粒物PM10、氮氧化物NOX1及其它有害物质，它们是产生PM2.5的根源。
[0017]每个人每天平均要吸入约I万升的空气，而PM2.5成为病毒和细菌的载体，进入肺泡的，微尘迅速被吸收不经过肝脏解毒直接进入血液循环，分布到全身，为呼吸道传染病的传播推波助澜，损害血红蛋白输送氧的能力，丧失血液，对贫血和血液循环障碍的病人可能产生严重后果。例如:可以引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。PM2.5这些颗粒，还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中有重金属等溶解在血液中，对人体危害更大。
[0018]中国的室外空气污染对健康影响有多大？
[0019]陈竺:中国每年因空气污染导致早死35万50万人。(2014年I月7日中国网)报道。
[0020]中华医学会会长、中国科学院陈竺院士，环保部环境规划院副院长兼总工王金南研究员等专家，于2013年12月14日在国际医学界最权威的《柳叶刀》杂志上发表了《中国积极应对空气污染健康影响》(以下简称《影响》)
[0021]《影响》认为世界卫生组织2009年的《中国环境的疾病负担》报告以及环境保护部环境规划院做的《中国环境经济核算体系2007—2008》报告等对中国空气污染的健康影响进行了评估，估计中国每年因室外空气污染导致的早死人数在35万一50万人之间。
[0022]这一数字远远低于《柳叶刀》杂志2012年12月14日发表的《全球疾病负担20 10年报告》(以下简称《报告》)的评估。由50个国家、303个机构、488名研究人员历时五年共同完成，提出2010年中国因室外PM2.5污染导致120万人早死以及2500万伤残调整寿命年损失。
[0023]我不认为《报告》高估了中国室外空气污染的健康影响，《报告》的作者之一、中国疾病预防控制中心原副主任杨功焕对21世纪经济报导记者解释，而报告的评估对象不仅包括PM2.5、也包括PMl.0。
[0024]2012年春天，党的“十八大”召开前夕，国家公布将空气PM2.5列入我国环境空气质量监测指标，这一重大国计民生健康问题提高到议事日程上来。
[0025]以习近平同志为总书记的党中央铿锹有力的宣示，表达了以人为本，科学发展的鲜明态度:“不采取有力措施，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，发展难以持续，民族复兴失去根基，美丽中国更无从谈起”。
[0026]
【发明内容】
:喷雾催化装置是，以上另一发明:“燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”中的重要装置。“燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”的申请号是:201110174425.0。
[0027]本
【发明内容】
是，一种催化脱硫的喷雾催化装置，安装在“燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”双体结构的催化塔内，它能够解决过滤催化，催化剂饱和前有可能脱硫率降低的催化安全装置；
[0028]燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程催化塔内有催化池实现过滤催化，所有能溶解于水的或不能溶解于水的污染物，得以收集，所以，实现燃煤电厂催化脱硫污染物的零排放；燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程的喷雾催化装置，喷雾复盖率是:100 %?300 %，喷头设3层，每层喷雾复盖率均要求100 %，设置I?3台二氧化硫(SO2)检测仪，二氧化硫检测仪探头，分布、安装在催化池液面催化塔塔壁附近位置，连线主控室，在线监测，监控催化池液面过滤后逃逸的二氧化硫，含量，mg/m3浓度、比例，指示切换开关，以增加或减少喷雾层，控制喷雾复盖率，控制喷雾催化剂、剂量，所以，燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程中设置了喷雾催化装置以后，脱硫率100%，二氧化硫(SO2) 100%回收利用，实现燃煤烟气二氧化硫(SO2)的零排放。
[0029]催化脱硫的方法。〔I〕过滤催化法。催化脱硫的过滤催化法，是指燃煤烟气二氧化硫(SO2),通过催化塔的催化池内催化剂时，实现过滤，完成脱硫的方法；〔2〕喷雾催化法。催化脱硫的喷雾催化法，是燃煤烟气在经过催化塔内催化池过滤催化后，由下往上流动，与向下喷雾的催化剂对流，对二氧化硫(SO2)烟气的瞬间接触，吸附、分解、催化，实现脱硫。
[0030]无数实验证明，无论是过滤催化法脱硫，还是喷雾催化法脱硫，都有相同的脱硫功效。
[0031 ] 催化脱硫的，过滤催化法和喷雾催化法脱硫，可以单独使用，也可以同时使用，可以交替使用，它们之间互相弥补，根据在线监测，由主控室自动控制催化剂、剂量。
[0032]催化脱硫，生产及工艺流程的设计，是在催化系统的催化塔内，既有过滤，又有喷雾；其中喷雾装置是这次申请的“燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程”基础上的，新增加的一项技术装置。新增加了喷雾催化装置以后，使催化脱硫系统更加完善，脱硫效率更高，操作更加方便和更加和谐统一。
[0033]“燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程”有了喷雾催化装置以后，使催化脱硫系统更加完善，更加精确地系统控制、更高的可靠性，更准确地完成燃煤烟气，完全、彻底、干净地脱除二氧化硫(SO2)和100%回收利用。
[0034]燃煤电厂原烟气经过对烟尘、温度、流速等一系列处理以后，进入二氧化硫催化脱硫程序，原烟气经过催化池过滤，所有能溶解于水的或不能溶解于水的污染物，得以收集。
[0035]模拟实验，我们进行过几百次，在喷雾复盖率只有100 %的条件下，瞬间催化，平均脱硫率为97.6%，在燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程中，过滤催化后又增设了喷雾催化装置，在喷雾复盖率300%条件下，要实现脱硫率100%，已经不存在任何问题。
[0036]燃煤电厂、工业燃煤烟气，污染物、二氧化硫(SO2)治理，回收利用，全面实现零排放，目前，在国际、国内还没有先例的报道。
[0037]有了催化脱硫技术以后，使我国矿藏量最丰富的、但又是严重污染源的、煤炭资源，将要变成综合利用的清洁能源。
[0038]燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程系统技术中，完整地说明了，将严重危害环境的有害物质回收以后，通过深加工变为产品、变为经济效益、变为财富的全部生产过程，实现最大的环保效益和最大的经济效益。
[0039]燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程系统技术中，重要的组成部份，燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程系统技术，可以克隆到不同产业，燃煤企业，如:煤电、钢铁、冶金、有色金属、建材、焦炭等燃煤企业。
[0040]燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程系统技术中，重要的组成部份，燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程系统技术，可以克隆到不同规模的燃煤工业企业，如:不论大型企业或中、小型企业，都具有普遍的适应性和适用性。
【附图说明】
:
[0041]图1:本发明的喷雾催化装置是，以上另一发明，(另一发明的申请号是:201110174425.0) “燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”系统中的重要组成部份。
[0042]图1:喷雾催化装置在催化脱硫系统中的作用、位置以及系统中的相互关系，其特征、结构、方法、步骤，【附图说明】如下:
[0043]图1—1燃煤锅炉；
[0044]图1—2原烟气。
[0045]图1—3—级除尘。
[0046]图1—4 二级除尘。
[0047]图1—5气、气换热器。
[0048]图1—6增压风机。
[0049]图1—7催化塔。
[0050]图1—8催化剂。
[0051]图1—9 “V”形栅格网。
[0052]图1-10水平、轮式、十字搅拌器。
[0053]图1—11喷雾催化脱硫装置。
[0054]图1—12喷雾催化装置中的切换开关。
[0055]图1—13催化塔轮班作业，控制，切换开关。
[0056]图1—14压力泵。
[0057]图1—15配剂罐。
[0058]图1—16硫酸盐的饱和溶液。
[0059]图1—17回收的硫酸盐溶液，产品生产厂。
[0060]图1—18净烟气。
[0061]图1—19置换的热能送制品生产厂。
[0062]图1-20部份热能升温排空净烟气。
[0063]图1—21 烟囱。
[0064]图2:
[0065]图2是催化脱硫催化塔系统工艺流程示意图。
[0066]图2—1燃煤锅炉原烟气。
[0067]图2—2净烟气。
[0068]图2—3催化塔。
[0069]图2—4催化剂。
[0070]图2-5水平、轮式、十字搅拌器。
[0071]图2—6 “V”形栅格网。
[0072]图2—7喷雾催化脱硫装置。
[0073]图2—8控制喷雾催化装置的切换开关(排列的6个O)。
[0074]图2—9催化塔轮班作业切换开关。
[0075]图2—10硫酸盐饱和溶液。
[0076]【具体实施方式】:喷雾催化装置，喷头为网状、水平布局，喷雾复盖率要求:100% -300% ;雾滴颗粒要求，雾化效果好，但又雾滴颗粒，不能被m3/S烟气流速随风飘走。雾滴颗粒的大小，由喷嘴结构、喷嘴孔径和一定的压力调节；喷雾装置的管线一端是喷头，另一端是催化剂储罐，中间有压力泵为动力兼压力装置；喷头安装在催化塔内，距离催化池液面2?6m ;喷雾催化装置的喷头设3—5层，每一层都装有切换开关，连线主控室，在线监测，其功能有二:一是，控制喷雾催化装置与催化塔轮班作业同步；二是，根据监测催化池液面，二氧化硫(SO2)含量:mg/m3比例，自动控制切换开关，控制喷雾复盖率、控制喷射催化剂、剂量，保证催化塔内，彻底、干净地清除二氧化硫(SO2),实现了燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)及其它污染物的零排放。
[0077]具体步骤和原理按图说明如下:
[0078]图1—1燃煤锅炉。
[0079]图1—2原烟气。是电厂燃煤锅炉出口未经处理的，有严重污染物的气体，燃煤电厂锅炉烟气排出的主要污染因子是:大量的烟尘、二氧化硫〔S02〕总悬浮颗粒物TSP、可吸入颗粒物PMlO、氮氧化物NOXl、重金属及三氧化二砷、二氧化硒、氟化氢和四氟化硅等有毒物质。
[0080]图1—3—级除尘。一级除尘的除尘率是98%。
[0081]图1—4 二级除尘。二级除尘的除尘率是100%。
[0082]图1—5气、气换热器。燃煤锅炉出口温度一般为140°C 160°C，要求换热降温，而脱硫工作适宜温度要求在20°C 40°C。
[0083]图1-6增压风机。增压风机要求烟气系统适宜工作风速控制在3m/S。
[0084]图1-7催化塔。催化塔是催化脱硫系统的主体，是催化脱硫生产及工艺流程的核心。在整个脱硫过程中，其它系统的设备、运作，都是围绕、服务、催化塔完成各自功能的，燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫主要是在催化塔内完成的；催化塔有8个切换开关连线主控室，在线监测，控制轮班作业。催化塔内，既有过滤，又有喷雾，喷雾催化法和过滤催化法，具有相同的脱硫效率，可以单独使用，也可以同时使用，可以交替使用，它们之间优势互补。
[0085]图1-8催化剂。催化剂为无色、无臭、透明的液体制剂。
[0086]图1-9 “V”形栅格网。“V”形珊格网安装在催化塔底部，催化池中心位置，处于池底，“V”形珊格网是原烟气的分散装置，“V”形是将原烟气均匀地向催化池的四周分配，珊格是将原烟气均匀地由大气泡向小气泡分配，通过催化剂的，因此，“V”形的角度，珊格的稀密，都是可调因素，可设计两级珊格，或多级珊格。
[0087]图1--10水平、轮式、十字搅拌器。水平、轮式、十字搅拌器，是与催化塔内催化池表面持水平状态，它不是中轴转动的搅拌，而是与催化塔直径一致的，齿轮转动的搅拌，它的作用有两个:一是，通过搅拌器的工作，使原烟气与催化剂充分混合，使原烟气与催化剂充分接触，实现对二氧化硫(SO2)瞬间的吸附、分解、催化；二是，通过搅拌器的工作，使催化池内催化剂浓度，始终保持均匀状态。
[0088]图1一11喷雾催化装置。喷雾催化装置，是催化脱硫喷雾催化法的装置。喷头安装在催化塔内，距离催化池液面2?6m，喷雾催化装置的喷头设3—5层，每一层装有切换开关，连线主控室，在线监测，功能有二:控制喷雾装置轮班作业与控制催化剂剂量。喷头为网状、水平布局，喷雾复盖率要求:100% -300% ;雾滴颗粒要求，雾化效果好，但又雾滴颗粒，不能被m3/S烟气流速随风飘走。雾滴颗粒的大小，由喷嘴结构、喷嘴孔径和一定的压力调节。喷雾装置的管线一端是喷头，另一端是催化剂储罐，中间有压力泵为动力，连线主控室，在线监测，根据催化池液面二氧化硫(SO2)含量:mg/m3比例，自动控制切换开关，自动控制、喷射催化剂、剂量，做到催化塔内最后完全、彻底、干净地清除二氧化硫(SO2),实现了，燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)及其它污染物的零排放；
[0089]图1一12喷雾催化装置切换开关。切换开关功能有二:一，控制喷雾催化装置与催化塔轮班作业同步；二，根据催化池液面二氧化硫(SO2)含量:mg/m3比例控制喷射催化剂、剂量，(排列的6个O)。
[0090]图1--13催化塔轮班作业切换开关，催化塔为双体结构，由8个切换开关，通过主控室，仪表显示及控制系统，相互联通，自动监控，自动切换，一用一备，轮班作业，循环往复，构成催化系统与循环系统的统一。
[0091]图1-14压力泵。催化脱硫系统，输送液体和气体的动力装置。
[0092]图1--15配剂罐。催化剂的供应系统，是保证供应催化塔使用需要，储存催化剂的专用设备，由催化剂的生产厂和配剂罐组成。
[0093]图1-16是硫酸盐的饱和溶液。催化脱硫回收的饱和液，经检测主要成份是:含硫酸(H2SO4) 91.86% ;含氢氧化钠(N2OH) 6.23% ;水和其它杂质(HO2) 1.9%，它们都是生产农用化肥的主要原料，和开发生产许多工业用途化学产品的主要原料；整个催化脱硫过程，是由严重危害环境的有害物质，变为可控、可回收物质，再深加工，变为产品，再由产品变为经济效益的全部生产过程。
[0094]图1-17回收液生产厂。它是大系统内另一系统专业技术，是由专业制酸成套化工设备企业，完成提纯、深加工，制成广品。
[0095]图1-18净烟气。在经过一系列的烟气处理、步骤:除尘、降温、催化剂过滤、处理后的净烟气，二氧化硫〔so2〕及其它污染物为零，使重污染的煤炭能源变为清洁能源，这是催化脱硫区别其它任何方法脱硫的重要标致。
[0096]图1—19置换的热能送生产厂。换热器将锅炉出口温度140°C 160°C换热到催化塔生产所需温度为20°C —40°C ;生产厂用热量不大，有超过100°C的绝大部份热能送回电厂，继续发电，废物利用，又能创造经济效益。
[0097]图1--20部份热能升温净烟气。催化脱硫为零排放，如果保留烟囱，气体升空，需要热能抬升温度。
[0098]图1-21烟囱。催化脱硫为零排放，烟囱如何处理？将来需要专家论证。
[0099]图2:
[0100]图2催化脱硫催化塔系统工艺流程示意图。
[0101]图2-1燃煤锅炉、原烟气。是电厂燃煤锅炉出口未经处理的，有严重污染物的气体，燃煤电厂锅炉烟气排出的主要污染因子是:大量的烟尘、二氧化硫〔so2〕总悬浮颗粒物TSP、可吸入颗粒物PM10、氮氧化物N0X1、重金属及三氧化二砷、二氧化硒、氟化氢和四氟化娃等有毒物质。
[0102]图2-2净烟气。在经过一系列的烟气处理步骤:除尘、降温、催化剂过滤、脱硫、处理后的净烟气无蒸气排放，污染物为零，使重污染的煤炭能源变为清洁能源，这是催化脱硫区别其它任何方法脱硫的重要标致。
[0103]图2—3 催化塔。催化塔是催化脱硫系统的主体，是催化脱硫生产及工艺流程的核心。在整个脱硫过程中，其它系统的设备、运作，都是围绕、服务、催化塔完成各自功能的，燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫主要是在催化塔内完成的；催化塔有8个切换开关连线主控室，在线监测，控制轮班作业。催化塔内，既有过滤，又有喷雾，喷雾催化法和过滤催化法，具有相同的脱硫效率，可以单独使用，也可以同时使用，可以交替使用，它们之间优势互补。
[0104]图2-4催化剂。催化剂为无色、无臭、透明的液体制剂。
[0105]图2—5水平、轮式、十字搅拌器。水平、轮式、十字搅拌器，是与催化剂池表面持水平状态，它不是中轴转动的搅拌，而是与催化塔直径一致的，齿轮转动的搅拌，它的作用有两个:一是，通过搅拌器的工作，使原烟气与催化剂充分混合，使原烟气与催化剂充分混合接触，实现对二氧化硫(SO2)瞬间的吸附、分解、催化；二是，通过搅拌器的工作，使催化池内催化剂浓度，始终保持均匀状态。
[0106]图2-6 “V”形栅格网。“V”形珊格网安装在催化塔底部，催化池中心位置，处于池底，“V”形珊格网是原烟气的分散装置，“V”形是将原烟气均匀地向催化池的四周分配，珊格是将原烟气均匀地由大气泡向小气泡分配，通过催化剂的，因此，“V”形的角度，珊格的稀密，都是可调因素，可设计两级珊格，或多级珊格。
[0107]图2—7喷雾催化装置。喷雾催化装置，是催化脱硫喷雾催化法的装置。喷头安装在催化塔内，距离催化池液面2?6m，喷雾催化装置的喷头设3—5层，每一层装有切换开关，连线主控室，在线监测，功能有二:控制喷雾装置轮班作业与控制催化剂剂量。喷头为网状、水平布局，喷雾复盖率要求:100% -300% ;雾滴颗粒要求，雾化效果好，但又雾滴颗粒，不能被m3/S烟气流速随风飘走。雾滴颗粒的大小，由喷嘴结构、喷嘴孔径和一定的压力调节。喷雾装置的管线一端是喷头，另一端是催化剂储罐，中间有压力泵为动力，连线主控室，在线监测，根据催化池液面二氧化硫(SO2)含量:mg/m3比例，自动控制切换开关，自动控制、喷射催化剂、剂量，做到催化塔内最后完全、彻底、干净地清除二氧化硫(SO2),实现了，燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)及其它污染物的零排放；
[0108]图2—8喷雾催化装置切换开关。切换开关功能有二:一，控制喷雾催化装置与催化塔轮班作业同步；二，根据催化池液面二氧化硫(SO2)含量:mg/m3比例控制喷射催化剂、剂量，(排列的6个O)。
[0109]图2—9催化塔切换开关。催化塔为双体结构，即双塔结构，是由8个切换开关，通过主控室，电器仪表显示及控制系统，相互联通，一用一备，自动监控，自动切换，轮班作业，循环往复，构成催化系统与循环系统的统一。
[0110]图2--10硫酸盐饱和溶液。催化脱硫回收的饱和液，经检测主要成份是:含硫酸〔H2SO4) 91.86% ;含氢氧化钠(N2OH) 6.23% ;水和其它杂质(HO2) 1.9%,〔实验室数据〕它们是生产农用化肥的主要原料，和开发生产许多工业用途化学产品的主要原料。
【主权项】
1.一种催化脱硫的喷雾催化装置〔图1-11〕，安装在“燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”双体结构的催化塔〔图1--7〕内，它能够解决过滤催化时，催化剂饱和前有可能脱硫率降低的安全装置；喷雾催化装置距离催化池液面2m?6m，喷头设3层，喷头为水平、菱形、网状布局，喷雾复盖率:100%?300%;主控室安装二氧化硫(SO2)检测仪，检测仪探头，分别安装在催化池液面附近催化塔塔壁位置，连线主控室，在线监测；主控室控制喷雾催化装置的切换开关，功能有两个:一是，在线监测，根据催化池液面过滤催化逃逸的二氧化硫(SO2)含量:mg/m3浓度、比例，自动控制、喷射、所需催化剂的剂量；二是，自动控制催化塔切换开关，与轮班作业同步，衔接紧密；催化塔内新增加了喷雾催化装置以后，使催化脱硫系统，既有过滤催化〔图1-8〕，又有喷雾催化〔图1-11〕，可以同时使用、可以单独使用、可以交替使用，其目的是实现了燃煤电厂原烟气二氧化硫(SO2)脱硫率100%，二氧化硫(SO2)回收率100%。2.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置，其特征是，喷雾催化装置，安装在双体催化塔内，喷雾催化装置的喷头距离催化池液面2m?6m，从催化池液面到最上层喷头距离有Sm高的空间，是瞬间捕捉、催化，原烟气过滤逃逸的二氧化硫空间，即，喷雾催化空间。3.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置，其特征是，喷雾催化装置，喷雾复盖率是:100%?300%，喷头设3层，每层喷雾复盖率均要求100%，设置I?3台二氧化硫(SO2)检测仪，二氧化硫检测仪探头，分别安装在催化池液面催化塔塔壁附近位置，连线主控室，在线监测，监控催化池液面过滤后逃逸的二氧化硫，含量，mg/m3浓度、比例，指示切换开关，以增加或减少喷雾层，控制喷雾复盖率，控制喷雾催化剂、剂量，所以，燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程设计了过滤后同时设计了喷雾催化装置，双层安全保护。4.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置，其特征是，喷雾催化装置每一层的喷头为水平、菱形、网状布局，喷头与喷头之间喷雾半径距离，要求喷雾辐射全幅盖。5.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置，其特征是，喷雾催化装置雾滴颗粒要求，雾化效果好，适中，雾滴颗粒过大，影响喷雾复盖率；雾滴颗粒过小，可能被m3/S烟气流速随风飘走，雾滴颗粒大小由喷嘴结构、喷嘴孔径和一定的压力调节。6.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置〔图1-11〕，其特征是，喷雾催化装置，催化剂液体管线的连接，一端是喷头，另一端是催化剂配剂罐〔图1-15〕，中间是压力泵〔图1-14，〕压力泵是输送催化剂的动力装置，又是给喷雾的喷嘴施加压力的装置，所以选择压力泵时，应根据需要选择功率和型号，需要配配。7.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置，其特征是，喷雾催化装置的每一层均装有切换开关〔图1-12〕连线主控室，其功能有二:一是，控制喷雾催化剂、剂量，控制脱硫幅盖率；二是，切换开关，控制喷雾催化装置与催化塔的轮班作业，同步。8.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置，其特征是，催化塔的设计，增加喷雾催化装置〔图1-11〕以后，与“燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”催化塔内其它装置所占空间比例的变化:过滤催化装置和催化池〔附图1-8〕、喷雾催化装置〔图1-11〕和净烟气空间，所占催化塔空间比例，各占二分之一。
【专利摘要】一种催化脱硫的喷雾催化装置，安装在“燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”双体结构的催化塔内，它能够解决过滤催化，催化剂饱和前有可能脱硫率降低的催化安全装置；本发明有喷雾催化装置以后，实现了燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫，脱硫率100％，二氧化硫(SO2)回收利用率100％。这一催化脱硫技术普遍适用于大型或中、小型企业；也普遍适用于煤电、钢铁、冶金、有色金属、建材、焦炭等燃煤工业企业。
【IPC分类】B01D53/78, B01D53/86, B01D53/50
【公开号】CN104888601
【申请号】CN201410319858
【发明人】叶汉华, 叶天翔, 叶馨
【申请人】叶汉华, 叶天翔, 叶馨
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年7月8日
【专利说明】
[0001]技术领域:本发明主要涉及环境保护，节能、减排、转变经济增长方式等领域。本发明的喷雾催化装置是，以上另一发明是“燃煤电厂烟气二氧化硫〔so2〕催化脱硫生产及工艺流程”，(另一发明的申请号:201110174425.0)其中的重要组成部份。
[0002]【背景技术】:一般人还不了解的，这样的事实:二氧化硫〔S02〕是世界十大公害之首；燃煤电厂是二氧化硫(S02)的排放之首；二氧化硫(S02)是PM10、PM2.5的含量之首。几乎所有的工业，如:燃煤、燃油、燃气都产生二氧化硫(S02)，但第一排放大户是燃煤电厂，其次是钢铁厂、冶金厂、有色金属厂、焦炭厂、化工厂、建材厂等行业的燃煤企业，它们是现代化工业建设中，国家不可缺的实业、产业单位。
[0003]当前，我国煤电产业普遍采用的，从发达国家引进的，石灰石/石膏湿法脱硫工艺技术，简称FGD技术，是三十年前从发达国家引进的火电厂燃煤烟气二氧化硫(SO2)脱硫控制技术，它的脱硫论理是吸附原理，它脱琉率低，费用过大，还产生二次污染，超过三十年了，虽然对技术做了大量的改进和提高，但还存在许多难以克服的困难和问题，制约我国煤电产业的发展，脱硫企业微利运营非常艰难，是我国环境污染指标长年居高不下的主要原因。
[0004]由发明人，用超过十年的时间，呕心历血研究发明的，高活性、非均相，二氧化硫(SO2)烟气脱硫催化剂的三大特性，彻底解决了困绕前人几十年的工业燃煤烟气脱除二氧化硫(SO2)的技术难题。
[0005]本催化剂为无色、无臭、透明的液体制剂，为燃煤烟气二氧化硫(S02)脱硫催化齐U，用催化剂代替了现国际、国内普遍使用的石灰石。
[0006]这种用催化剂脱除烟气中二氧化硫(SO2)的方法，叫催化法。它的作用是:液态或雾态的催化剂，遇到烟气中的二氧化硫(SO2)迅速瞬间吸附、分解、催化，完成二氧化硫(SO2)与烟气的分离、瞬间溶解于水，实现二氧化硫(SO2)分子在液态水中的聚集。这种聚集，为二氧化硫(SO2)的回收利用，创造了条件。大量实验结果证明，不管催化剂是液态或雾态都有相同的、瞬间的、催化脱硫效果。
[0007]催化脱硫最有效之处是:将世界十大公害之首的二氧化硫(SO2)完全回收利用，回收的是硫酸盐饱和溶液，产生了良好的经济效益，变有害为有利，既节约了资源又保护了环境，整个催化脱硫过程，是由严重危害环境的有害物质，变为可控、可回收物质，再深加工，变为产品，由产品变为经济效益的全部生产过程，这是其它任何脱硫方法所不能比拟的，催化脱硫技术还可以普遍适用于钢铁、冶金、有色金属、建材、焦炭等燃煤产业企业，对促进燃煤产业企业的烟气二氧化硫(S02)脱硫、回收，对环境保护及环境保护产业、化工产业等产业链之间，优化结构，相互促进，产生了有益的连锁效应，有利于国家经济建设的可持续发展。
[0008]我国能源消耗量大，是世界上最大的煤炭生产大国、消费大国，可惜，粗放型经济，粗放型生产，造成大量资源浪费，生态平衡破坏，环境遭受严重污染，危害极大，损失惨重，到了难以维继的地步。
[0009]我国煤产量居世界第一位，2010年产煤33忆吨，二氧化硫〔SO2〕排放量2185.1万吨，预计到2015年，我国煤炭需求可能达到38亿吨，煤在我国一次能源中占68.7%，在今后一段较长时间内，由加工业以煤炭为主的能源结构不会改变。火电厂以煤为燃料，燃烧后释放出大量的二氧化硫〔S02〕，造成环境大气污染，随着装机容量的递增，二氧化硫〔S02〕排放量也在不断增加。
[0010]2009年，我国单位产值能耗，比世界水平高2.4倍，是德国的4.97倍，日本的4.43倍。高速的工业化，城市化进程以及粗放型的经济增长方式，在高消耗的同时，还导致了严重的环境污染。目前，我国二氧化硫〔so2〕排放总量已位居世界第一位，二氧化碳〔co2〕的排放量，已位居世界第二，甲烷、氮氧化物〔N0X1〕可吸入颗粒物〔PM10〕等温室气体的排放量，居世界前列。
[0011]大气污染还对气候产生不良影响，如温度升高，自然灾害频发；如:二氧化碳排放产生温室气体，引起全球变暖将对全球环境产生巨大影响，导致两极冰川融化，海平面升高；大气污染会降低能见度，影响太阳辐射强度等危害。
[0012]二氧化硫〔S02〕、二氧化碳〔C02〕、氮氧化物〔N0X1〕、可吸入颗粒物〔PM10〕、的大量排放，引起环境污染造成危害的、占第一位的、是燃煤电厂以及工业燃煤企业的二氧化硫〔SO2),使得三分之一的国土被酸雨污染，主要水系的五分之一成为劣“V”类，三亿多农村人口喝不到干净的水，一亿多城市居民呼吸不到清洁的空气，因此，患支气管疾病和呼吸道癌症等，疾病的患病率有直线上升趋势。
[0013]环境的不断恶化，使中国政府面临着巨大的环境保护压力。
[0014]2005年监测的522个城市中39.7%的城市处于中度或重度污染，人口超过百万的城市，空气中的二氧化硫〔so2WP颗粒物已经高超标。我国的大气污染，属煤烟型污染，中国工程院研究报告显示，我国二氧化硫排放量的85%来自于燃煤。我国酸雨面积约为170万Km，约占国土面积40%，据统计，大气污染的经济损失占⑶P的3?7%。
[0015]国际自然医学会指出:“人的80%的疾病是空气和水污染造成的”。由于环境是一个动态的开放体系，环境化学揭示，在人类活动的影下，地球环境所经历的化学变化和这种变化的长期效应，对人类生存的影响是直接的。由于人类活动影响自然环境不良因素，超过正常水平越严重，影响范围越大，它所产生的人类生存危机就越严重。
[0016]PM2.5是煤炭在燃烧过程中产生的，煤炭在燃烧过程中产生的主要污染因子是二氧化硫(SO2)，总悬浮颗粒物TSP、重金属、可吸入颗粒物PM10、氮氧化物NOX1及其它有害物质，它们是产生PM2.5的根源。
[0017]每个人每天平均要吸入约I万升的空气，而PM2.5成为病毒和细菌的载体，进入肺泡的，微尘迅速被吸收不经过肝脏解毒直接进入血液循环，分布到全身，为呼吸道传染病的传播推波助澜，损害血红蛋白输送氧的能力，丧失血液，对贫血和血液循环障碍的病人可能产生严重后果。例如:可以引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。PM2.5这些颗粒，还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中有重金属等溶解在血液中，对人体危害更大。
[0018]中国的室外空气污染对健康影响有多大？
[0019]陈竺:中国每年因空气污染导致早死35万50万人。(2014年I月7日中国网)报道。
[0020]中华医学会会长、中国科学院陈竺院士，环保部环境规划院副院长兼总工王金南研究员等专家，于2013年12月14日在国际医学界最权威的《柳叶刀》杂志上发表了《中国积极应对空气污染健康影响》(以下简称《影响》)
[0021]《影响》认为世界卫生组织2009年的《中国环境的疾病负担》报告以及环境保护部环境规划院做的《中国环境经济核算体系2007—2008》报告等对中国空气污染的健康影响进行了评估，估计中国每年因室外空气污染导致的早死人数在35万一50万人之间。
[0022]这一数字远远低于《柳叶刀》杂志2012年12月14日发表的《全球疾病负担20 10年报告》(以下简称《报告》)的评估。由50个国家、303个机构、488名研究人员历时五年共同完成，提出2010年中国因室外PM2.5污染导致120万人早死以及2500万伤残调整寿命年损失。
[0023]我不认为《报告》高估了中国室外空气污染的健康影响，《报告》的作者之一、中国疾病预防控制中心原副主任杨功焕对21世纪经济报导记者解释，而报告的评估对象不仅包括PM2.5、也包括PMl.0。
[0024]2012年春天，党的“十八大”召开前夕，国家公布将空气PM2.5列入我国环境空气质量监测指标，这一重大国计民生健康问题提高到议事日程上来。
[0025]以习近平同志为总书记的党中央铿锹有力的宣示，表达了以人为本，科学发展的鲜明态度:“不采取有力措施，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，发展难以持续，民族复兴失去根基，美丽中国更无从谈起”。
[0026]
【发明内容】
:喷雾催化装置是，以上另一发明:“燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”中的重要装置。“燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”的申请号是:201110174425.0。
[0027]本
【发明内容】
是，一种催化脱硫的喷雾催化装置，安装在“燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”双体结构的催化塔内，它能够解决过滤催化，催化剂饱和前有可能脱硫率降低的催化安全装置；
[0028]燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程催化塔内有催化池实现过滤催化，所有能溶解于水的或不能溶解于水的污染物，得以收集，所以，实现燃煤电厂催化脱硫污染物的零排放；燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程的喷雾催化装置，喷雾复盖率是:100 %?300 %，喷头设3层，每层喷雾复盖率均要求100 %，设置I?3台二氧化硫(SO2)检测仪，二氧化硫检测仪探头，分布、安装在催化池液面催化塔塔壁附近位置，连线主控室，在线监测，监控催化池液面过滤后逃逸的二氧化硫，含量，mg/m3浓度、比例，指示切换开关，以增加或减少喷雾层，控制喷雾复盖率，控制喷雾催化剂、剂量，所以，燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程中设置了喷雾催化装置以后，脱硫率100%，二氧化硫(SO2) 100%回收利用，实现燃煤烟气二氧化硫(SO2)的零排放。
[0029]催化脱硫的方法。〔I〕过滤催化法。催化脱硫的过滤催化法，是指燃煤烟气二氧化硫(SO2),通过催化塔的催化池内催化剂时，实现过滤，完成脱硫的方法；〔2〕喷雾催化法。催化脱硫的喷雾催化法，是燃煤烟气在经过催化塔内催化池过滤催化后，由下往上流动，与向下喷雾的催化剂对流，对二氧化硫(SO2)烟气的瞬间接触，吸附、分解、催化，实现脱硫。
[0030]无数实验证明，无论是过滤催化法脱硫，还是喷雾催化法脱硫，都有相同的脱硫功效。
[0031 ] 催化脱硫的，过滤催化法和喷雾催化法脱硫，可以单独使用，也可以同时使用，可以交替使用，它们之间互相弥补，根据在线监测，由主控室自动控制催化剂、剂量。
[0032]催化脱硫，生产及工艺流程的设计，是在催化系统的催化塔内，既有过滤，又有喷雾；其中喷雾装置是这次申请的“燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程”基础上的，新增加的一项技术装置。新增加了喷雾催化装置以后，使催化脱硫系统更加完善，脱硫效率更高，操作更加方便和更加和谐统一。
[0033]“燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程”有了喷雾催化装置以后，使催化脱硫系统更加完善，更加精确地系统控制、更高的可靠性，更准确地完成燃煤烟气，完全、彻底、干净地脱除二氧化硫(SO2)和100%回收利用。
[0034]燃煤电厂原烟气经过对烟尘、温度、流速等一系列处理以后，进入二氧化硫催化脱硫程序，原烟气经过催化池过滤，所有能溶解于水的或不能溶解于水的污染物，得以收集。
[0035]模拟实验，我们进行过几百次，在喷雾复盖率只有100 %的条件下，瞬间催化，平均脱硫率为97.6%，在燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程中，过滤催化后又增设了喷雾催化装置，在喷雾复盖率300%条件下，要实现脱硫率100%，已经不存在任何问题。
[0036]燃煤电厂、工业燃煤烟气，污染物、二氧化硫(SO2)治理，回收利用，全面实现零排放，目前，在国际、国内还没有先例的报道。
[0037]有了催化脱硫技术以后，使我国矿藏量最丰富的、但又是严重污染源的、煤炭资源，将要变成综合利用的清洁能源。
[0038]燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程系统技术中，完整地说明了，将严重危害环境的有害物质回收以后，通过深加工变为产品、变为经济效益、变为财富的全部生产过程，实现最大的环保效益和最大的经济效益。
[0039]燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程系统技术中，重要的组成部份，燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程系统技术，可以克隆到不同产业，燃煤企业，如:煤电、钢铁、冶金、有色金属、建材、焦炭等燃煤企业。
[0040]燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程系统技术中，重要的组成部份，燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫生产及工艺流程系统技术，可以克隆到不同规模的燃煤工业企业，如:不论大型企业或中、小型企业，都具有普遍的适应性和适用性。
【附图说明】
:
[0041]图1:本发明的喷雾催化装置是，以上另一发明，(另一发明的申请号是:201110174425.0) “燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”系统中的重要组成部份。
[0042]图1:喷雾催化装置在催化脱硫系统中的作用、位置以及系统中的相互关系，其特征、结构、方法、步骤，【附图说明】如下:
[0043]图1—1燃煤锅炉；
[0044]图1—2原烟气。
[0045]图1—3—级除尘。
[0046]图1—4 二级除尘。
[0047]图1—5气、气换热器。
[0048]图1—6增压风机。
[0049]图1—7催化塔。
[0050]图1—8催化剂。
[0051]图1—9 “V”形栅格网。
[0052]图1-10水平、轮式、十字搅拌器。
[0053]图1—11喷雾催化脱硫装置。
[0054]图1—12喷雾催化装置中的切换开关。
[0055]图1—13催化塔轮班作业，控制，切换开关。
[0056]图1—14压力泵。
[0057]图1—15配剂罐。
[0058]图1—16硫酸盐的饱和溶液。
[0059]图1—17回收的硫酸盐溶液，产品生产厂。
[0060]图1—18净烟气。
[0061]图1—19置换的热能送制品生产厂。
[0062]图1-20部份热能升温排空净烟气。
[0063]图1—21 烟囱。
[0064]图2:
[0065]图2是催化脱硫催化塔系统工艺流程示意图。
[0066]图2—1燃煤锅炉原烟气。
[0067]图2—2净烟气。
[0068]图2—3催化塔。
[0069]图2—4催化剂。
[0070]图2-5水平、轮式、十字搅拌器。
[0071]图2—6 “V”形栅格网。
[0072]图2—7喷雾催化脱硫装置。
[0073]图2—8控制喷雾催化装置的切换开关(排列的6个O)。
[0074]图2—9催化塔轮班作业切换开关。
[0075]图2—10硫酸盐饱和溶液。
[0076]【具体实施方式】:喷雾催化装置，喷头为网状、水平布局，喷雾复盖率要求:100% -300% ;雾滴颗粒要求，雾化效果好，但又雾滴颗粒，不能被m3/S烟气流速随风飘走。雾滴颗粒的大小，由喷嘴结构、喷嘴孔径和一定的压力调节；喷雾装置的管线一端是喷头，另一端是催化剂储罐，中间有压力泵为动力兼压力装置；喷头安装在催化塔内，距离催化池液面2?6m ;喷雾催化装置的喷头设3—5层，每一层都装有切换开关，连线主控室，在线监测，其功能有二:一是，控制喷雾催化装置与催化塔轮班作业同步；二是，根据监测催化池液面，二氧化硫(SO2)含量:mg/m3比例，自动控制切换开关，控制喷雾复盖率、控制喷射催化剂、剂量，保证催化塔内，彻底、干净地清除二氧化硫(SO2),实现了燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)及其它污染物的零排放。
[0077]具体步骤和原理按图说明如下:
[0078]图1—1燃煤锅炉。
[0079]图1—2原烟气。是电厂燃煤锅炉出口未经处理的，有严重污染物的气体，燃煤电厂锅炉烟气排出的主要污染因子是:大量的烟尘、二氧化硫〔S02〕总悬浮颗粒物TSP、可吸入颗粒物PMlO、氮氧化物NOXl、重金属及三氧化二砷、二氧化硒、氟化氢和四氟化硅等有毒物质。
[0080]图1—3—级除尘。一级除尘的除尘率是98%。
[0081]图1—4 二级除尘。二级除尘的除尘率是100%。
[0082]图1—5气、气换热器。燃煤锅炉出口温度一般为140°C 160°C，要求换热降温，而脱硫工作适宜温度要求在20°C 40°C。
[0083]图1-6增压风机。增压风机要求烟气系统适宜工作风速控制在3m/S。
[0084]图1-7催化塔。催化塔是催化脱硫系统的主体，是催化脱硫生产及工艺流程的核心。在整个脱硫过程中，其它系统的设备、运作，都是围绕、服务、催化塔完成各自功能的，燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫主要是在催化塔内完成的；催化塔有8个切换开关连线主控室，在线监测，控制轮班作业。催化塔内，既有过滤，又有喷雾，喷雾催化法和过滤催化法，具有相同的脱硫效率，可以单独使用，也可以同时使用，可以交替使用，它们之间优势互补。
[0085]图1-8催化剂。催化剂为无色、无臭、透明的液体制剂。
[0086]图1-9 “V”形栅格网。“V”形珊格网安装在催化塔底部，催化池中心位置，处于池底，“V”形珊格网是原烟气的分散装置，“V”形是将原烟气均匀地向催化池的四周分配，珊格是将原烟气均匀地由大气泡向小气泡分配，通过催化剂的，因此，“V”形的角度，珊格的稀密，都是可调因素，可设计两级珊格，或多级珊格。
[0087]图1--10水平、轮式、十字搅拌器。水平、轮式、十字搅拌器，是与催化塔内催化池表面持水平状态，它不是中轴转动的搅拌，而是与催化塔直径一致的，齿轮转动的搅拌，它的作用有两个:一是，通过搅拌器的工作，使原烟气与催化剂充分混合，使原烟气与催化剂充分接触，实现对二氧化硫(SO2)瞬间的吸附、分解、催化；二是，通过搅拌器的工作，使催化池内催化剂浓度，始终保持均匀状态。
[0088]图1一11喷雾催化装置。喷雾催化装置，是催化脱硫喷雾催化法的装置。喷头安装在催化塔内，距离催化池液面2?6m，喷雾催化装置的喷头设3—5层，每一层装有切换开关，连线主控室，在线监测，功能有二:控制喷雾装置轮班作业与控制催化剂剂量。喷头为网状、水平布局，喷雾复盖率要求:100% -300% ;雾滴颗粒要求，雾化效果好，但又雾滴颗粒，不能被m3/S烟气流速随风飘走。雾滴颗粒的大小，由喷嘴结构、喷嘴孔径和一定的压力调节。喷雾装置的管线一端是喷头，另一端是催化剂储罐，中间有压力泵为动力，连线主控室，在线监测，根据催化池液面二氧化硫(SO2)含量:mg/m3比例，自动控制切换开关，自动控制、喷射催化剂、剂量，做到催化塔内最后完全、彻底、干净地清除二氧化硫(SO2),实现了，燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)及其它污染物的零排放；
[0089]图1一12喷雾催化装置切换开关。切换开关功能有二:一，控制喷雾催化装置与催化塔轮班作业同步；二，根据催化池液面二氧化硫(SO2)含量:mg/m3比例控制喷射催化剂、剂量，(排列的6个O)。
[0090]图1--13催化塔轮班作业切换开关，催化塔为双体结构，由8个切换开关，通过主控室，仪表显示及控制系统，相互联通，自动监控，自动切换，一用一备，轮班作业，循环往复，构成催化系统与循环系统的统一。
[0091]图1-14压力泵。催化脱硫系统，输送液体和气体的动力装置。
[0092]图1--15配剂罐。催化剂的供应系统，是保证供应催化塔使用需要，储存催化剂的专用设备，由催化剂的生产厂和配剂罐组成。
[0093]图1-16是硫酸盐的饱和溶液。催化脱硫回收的饱和液，经检测主要成份是:含硫酸(H2SO4) 91.86% ;含氢氧化钠(N2OH) 6.23% ;水和其它杂质(HO2) 1.9%，它们都是生产农用化肥的主要原料，和开发生产许多工业用途化学产品的主要原料；整个催化脱硫过程，是由严重危害环境的有害物质，变为可控、可回收物质，再深加工，变为产品，再由产品变为经济效益的全部生产过程。
[0094]图1-17回收液生产厂。它是大系统内另一系统专业技术，是由专业制酸成套化工设备企业，完成提纯、深加工，制成广品。
[0095]图1-18净烟气。在经过一系列的烟气处理、步骤:除尘、降温、催化剂过滤、处理后的净烟气，二氧化硫〔so2〕及其它污染物为零，使重污染的煤炭能源变为清洁能源，这是催化脱硫区别其它任何方法脱硫的重要标致。
[0096]图1—19置换的热能送生产厂。换热器将锅炉出口温度140°C 160°C换热到催化塔生产所需温度为20°C —40°C ;生产厂用热量不大，有超过100°C的绝大部份热能送回电厂，继续发电，废物利用，又能创造经济效益。
[0097]图1--20部份热能升温净烟气。催化脱硫为零排放，如果保留烟囱，气体升空，需要热能抬升温度。
[0098]图1-21烟囱。催化脱硫为零排放，烟囱如何处理？将来需要专家论证。
[0099]图2:
[0100]图2催化脱硫催化塔系统工艺流程示意图。
[0101]图2-1燃煤锅炉、原烟气。是电厂燃煤锅炉出口未经处理的，有严重污染物的气体，燃煤电厂锅炉烟气排出的主要污染因子是:大量的烟尘、二氧化硫〔so2〕总悬浮颗粒物TSP、可吸入颗粒物PM10、氮氧化物N0X1、重金属及三氧化二砷、二氧化硒、氟化氢和四氟化娃等有毒物质。
[0102]图2-2净烟气。在经过一系列的烟气处理步骤:除尘、降温、催化剂过滤、脱硫、处理后的净烟气无蒸气排放，污染物为零，使重污染的煤炭能源变为清洁能源，这是催化脱硫区别其它任何方法脱硫的重要标致。
[0103]图2—3 催化塔。催化塔是催化脱硫系统的主体，是催化脱硫生产及工艺流程的核心。在整个脱硫过程中，其它系统的设备、运作，都是围绕、服务、催化塔完成各自功能的，燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)催化脱硫主要是在催化塔内完成的；催化塔有8个切换开关连线主控室，在线监测，控制轮班作业。催化塔内，既有过滤，又有喷雾，喷雾催化法和过滤催化法，具有相同的脱硫效率，可以单独使用，也可以同时使用，可以交替使用，它们之间优势互补。
[0104]图2-4催化剂。催化剂为无色、无臭、透明的液体制剂。
[0105]图2—5水平、轮式、十字搅拌器。水平、轮式、十字搅拌器，是与催化剂池表面持水平状态，它不是中轴转动的搅拌，而是与催化塔直径一致的，齿轮转动的搅拌，它的作用有两个:一是，通过搅拌器的工作，使原烟气与催化剂充分混合，使原烟气与催化剂充分混合接触，实现对二氧化硫(SO2)瞬间的吸附、分解、催化；二是，通过搅拌器的工作，使催化池内催化剂浓度，始终保持均匀状态。
[0106]图2-6 “V”形栅格网。“V”形珊格网安装在催化塔底部，催化池中心位置，处于池底，“V”形珊格网是原烟气的分散装置，“V”形是将原烟气均匀地向催化池的四周分配，珊格是将原烟气均匀地由大气泡向小气泡分配，通过催化剂的，因此，“V”形的角度，珊格的稀密，都是可调因素，可设计两级珊格，或多级珊格。
[0107]图2—7喷雾催化装置。喷雾催化装置，是催化脱硫喷雾催化法的装置。喷头安装在催化塔内，距离催化池液面2?6m，喷雾催化装置的喷头设3—5层，每一层装有切换开关，连线主控室，在线监测，功能有二:控制喷雾装置轮班作业与控制催化剂剂量。喷头为网状、水平布局，喷雾复盖率要求:100% -300% ;雾滴颗粒要求，雾化效果好，但又雾滴颗粒，不能被m3/S烟气流速随风飘走。雾滴颗粒的大小，由喷嘴结构、喷嘴孔径和一定的压力调节。喷雾装置的管线一端是喷头，另一端是催化剂储罐，中间有压力泵为动力，连线主控室，在线监测，根据催化池液面二氧化硫(SO2)含量:mg/m3比例，自动控制切换开关，自动控制、喷射催化剂、剂量，做到催化塔内最后完全、彻底、干净地清除二氧化硫(SO2),实现了，燃煤电厂烟气二氧化硫(SO2)及其它污染物的零排放；
[0108]图2—8喷雾催化装置切换开关。切换开关功能有二:一，控制喷雾催化装置与催化塔轮班作业同步；二，根据催化池液面二氧化硫(SO2)含量:mg/m3比例控制喷射催化剂、剂量，(排列的6个O)。
[0109]图2—9催化塔切换开关。催化塔为双体结构，即双塔结构，是由8个切换开关，通过主控室，电器仪表显示及控制系统，相互联通，一用一备，自动监控，自动切换，轮班作业，循环往复，构成催化系统与循环系统的统一。
[0110]图2--10硫酸盐饱和溶液。催化脱硫回收的饱和液，经检测主要成份是:含硫酸〔H2SO4) 91.86% ;含氢氧化钠(N2OH) 6.23% ;水和其它杂质(HO2) 1.9%,〔实验室数据〕它们是生产农用化肥的主要原料，和开发生产许多工业用途化学产品的主要原料。
【主权项】
1.一种催化脱硫的喷雾催化装置〔图1-11〕，安装在“燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”双体结构的催化塔〔图1--7〕内，它能够解决过滤催化时，催化剂饱和前有可能脱硫率降低的安全装置；喷雾催化装置距离催化池液面2m?6m，喷头设3层，喷头为水平、菱形、网状布局，喷雾复盖率:100%?300%;主控室安装二氧化硫(SO2)检测仪，检测仪探头，分别安装在催化池液面附近催化塔塔壁位置，连线主控室，在线监测；主控室控制喷雾催化装置的切换开关，功能有两个:一是，在线监测，根据催化池液面过滤催化逃逸的二氧化硫(SO2)含量:mg/m3浓度、比例，自动控制、喷射、所需催化剂的剂量；二是，自动控制催化塔切换开关，与轮班作业同步，衔接紧密；催化塔内新增加了喷雾催化装置以后，使催化脱硫系统，既有过滤催化〔图1-8〕，又有喷雾催化〔图1-11〕，可以同时使用、可以单独使用、可以交替使用，其目的是实现了燃煤电厂原烟气二氧化硫(SO2)脱硫率100%，二氧化硫(SO2)回收率100%。2.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置，其特征是，喷雾催化装置，安装在双体催化塔内，喷雾催化装置的喷头距离催化池液面2m?6m，从催化池液面到最上层喷头距离有Sm高的空间，是瞬间捕捉、催化，原烟气过滤逃逸的二氧化硫空间，即，喷雾催化空间。3.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置，其特征是，喷雾催化装置，喷雾复盖率是:100%?300%，喷头设3层，每层喷雾复盖率均要求100%，设置I?3台二氧化硫(SO2)检测仪，二氧化硫检测仪探头，分别安装在催化池液面催化塔塔壁附近位置，连线主控室，在线监测，监控催化池液面过滤后逃逸的二氧化硫，含量，mg/m3浓度、比例，指示切换开关，以增加或减少喷雾层，控制喷雾复盖率，控制喷雾催化剂、剂量，所以，燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程设计了过滤后同时设计了喷雾催化装置，双层安全保护。4.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置，其特征是，喷雾催化装置每一层的喷头为水平、菱形、网状布局，喷头与喷头之间喷雾半径距离，要求喷雾辐射全幅盖。5.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置，其特征是，喷雾催化装置雾滴颗粒要求，雾化效果好，适中，雾滴颗粒过大，影响喷雾复盖率；雾滴颗粒过小，可能被m3/S烟气流速随风飘走，雾滴颗粒大小由喷嘴结构、喷嘴孔径和一定的压力调节。6.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置〔图1-11〕，其特征是，喷雾催化装置，催化剂液体管线的连接，一端是喷头，另一端是催化剂配剂罐〔图1-15〕，中间是压力泵〔图1-14，〕压力泵是输送催化剂的动力装置，又是给喷雾的喷嘴施加压力的装置，所以选择压力泵时，应根据需要选择功率和型号，需要配配。7.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置，其特征是，喷雾催化装置的每一层均装有切换开关〔图1-12〕连线主控室，其功能有二:一是，控制喷雾催化剂、剂量，控制脱硫幅盖率；二是，切换开关，控制喷雾催化装置与催化塔的轮班作业，同步。8.如权利要求1所述，一种喷雾催化装置，其特征是，催化塔的设计，增加喷雾催化装置〔图1-11〕以后，与“燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”催化塔内其它装置所占空间比例的变化:过滤催化装置和催化池〔附图1-8〕、喷雾催化装置〔图1-11〕和净烟气空间，所占催化塔空间比例，各占二分之一。
【专利摘要】一种催化脱硫的喷雾催化装置，安装在“燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫生产及工艺流程”双体结构的催化塔内，它能够解决过滤催化，催化剂饱和前有可能脱硫率降低的催化安全装置；本发明有喷雾催化装置以后，实现了燃煤电厂烟气二氧化硫催化脱硫，脱硫率100％，二氧化硫(SO2)回收利用率100％。这一催化脱硫技术普遍适用于大型或中、小型企业；也普遍适用于煤电、钢铁、冶金、有色金属、建材、焦炭等燃煤工业企业。
【IPC分类】B01D53/78, B01D53/86, B01D53/50
【公开号】CN104888601
【申请号】CN201410319858
【发明人】叶汉华, 叶天翔, 叶馨
【申请人】叶汉华, 叶天翔, 叶馨
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年7月8日
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