[发明专利]一种单塔氧化脱硫脱硝装置及其脱硫脱硝方法

权利要求书

1.一种单塔氧化脱硫脱硝装置，包括筒状的吸收塔塔体(1)，位于吸收塔塔体下部的进气筒(20)、位于吸收塔塔体上部的排气筒(19)、设置在吸收塔塔体(1)内的吸收剂池和吸收系统以及与吸收塔塔体(1)连接的塔外缓冲箱(14)，其特征在于：还包括氧化系统和分隔系统，所述单塔氧化脱硫脱硝装置沿着烟气流向由下向上依次为吸收剂池、下部吸收系统、氧化系统、分隔系统以及上部吸收系统，所述分隔系统通过管道与塔外缓冲箱(14)连通；所述氧化系统包括臭氧输送管路(12)、连接在每根臭氧输送管路(12)端部的一级喷射器(6)和二级喷射器(5)以及在一级喷射器(6)下方的臭氧挡板(7)，所述一级喷射器(6)和二级喷射器(5)相对设置，其中一级喷射器(6)位于下方、其喷射臭氧气体的端口向下，其中二级喷射器(5)位于上方、其喷射臭氧气体的端口向上；所述分隔系统包括穿过氧化系统位于吸收塔塔体中轴线上的自流管(18)、连接在自流管(18)上端的倒锥筒形的收集盘(4)以及位于收集盘上方的环形的导流锥(3)，所述收集盘(4)的下表面位于二级喷射器(5)喷射臭氧气体的端口的上方；

所述自流管(18)与塔外缓冲箱(14)连通的管道上连接有第三阀门(23)，自流管(18)上位于该管道的上下两侧分别连接有第一阀门(21)和第二阀门(22)；

所述吸收剂池与烟气进气管路以及硫资源回收管路(13)连通，吸收剂池与空气或氧气进气管路(10)连通、且吸收剂池内有搅拌器(9)；

所述下部吸收系统包括下部喷淋层(8)和位于下部喷淋层(8)上方的下部除雾器(17)，所述下部喷淋层(8)通过循环供液旁路(11)与吸收剂池连通。

2.根据权利要求1所述的单塔氧化脱硫脱硝装置，其特征在于：所述臭氧输送管路(12)以及连接在每根臭氧输送管路(12)端部的一级喷射器(6)和二级喷射器(5)有1～8组，所述臭氧输送管路(12)围绕自流管(18)环向均匀间隔连接在吸收塔塔体的内侧，每个一级喷射器(6)的下方对应一块臭氧挡板(7)，其中一级喷射器(6)和二级喷射器(5)喷射臭氧气体的端口与竖直方向的夹角均不超过45°。

3.根据权利要求2所述的单塔氧化脱硫脱硝装置，其特征在于：所述导流锥(3)环向固定在吸收塔塔体(1)的内壁上，其上表面由与吸收塔塔体(1)内壁连接的一端向收集盘(4)倾斜且超出收集盘(4)的边缘、下表面由位于收集盘(4)的一端向吸收塔塔体(1)的内壁倾斜，导流锥的纵截面是由上表面边缘、下表面边缘以及吸收塔塔体侧壁边缘三者构成的三角形。

4.根据权利要求1所述的单塔氧化脱硫脱硝装置，其特征在于：所述臭氧挡板(7)的形状为扇形、圆形、椭圆形、三边形、四边形、凸面形、或凹面形中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的单塔氧化脱硫脱硝装置，其特征在于：所述塔外缓冲箱(14)与氮资源回收管路(15)连通，塔外缓冲箱(14)的下部有搅拌器。

6.根据权利要求1所述的单塔氧化脱硫脱硝装置，其特征在于：所述上部吸收系统包括上部喷淋层(2)和位于上部喷淋层(2)上方的上部除雾器(16)，所述上部喷淋层(2)通过循环供液旁路(11)与吸收剂池连通、通过管道与塔外缓冲箱(14)连通。

7.一种应用权利要求1至6任意一项所述的单塔氧化脱硫脱硝装置的脱硫脱硝方法，其特征在于：烟气由进气筒(20)进入吸收塔塔体(1)，依次经过搅拌器(9)、下部喷淋层(8)和下部除雾器(17)，其中下部喷淋层(8)中喷淋脱硫剂，吸收其中的SO₂，脱除SO₂后的烟气进入氧化系统；

氧化系统中的一级喷射器(6)喷射臭氧至臭氧挡板扩散，先与烟气进行一次混合及氧化反应，随后由二级喷射器(5)喷射臭氧至收集盘下表面扩散，再与烟气进行二次混合及氧化反应；

烟气离开氧化系统后，通过分隔系统进入上部吸收系统，收集盘(4)将上部喷淋层(2)喷洒的吸收剂回收经自流管(18)排放至不同位置：当上部吸收系统与下部吸收系统使用同种吸收剂时，自流管将收集的液体排向吸收剂池或塔外缓冲箱(14)，当上部吸收系统与下部吸收系统使用不同吸收剂时，自流管将收集的液体排向塔外缓冲箱(14)；

烟气经上部喷淋层(2)和上部除雾器(16)再次被净化后由排气筒(19)排放。

8.根据权利要求7所述的脱硫脱硝方法，其特征在于：通过调节第一阀门(21)、第二阀门(22)和第三阀门(23)的开启状态以及吸收剂的种类，进行多种工作模式的切换：

第一种模式：通过调节第二阀门(22)为关闭状态、第一阀门(21)和第三阀门(23)为开启状态，上、下喷淋层分别使用两种不同的吸收剂并开启臭氧喷射装置，实现下层脱硫、上层脱硝；

第二种模式：通过调节第三阀门(23)为关闭状态、第一阀门(21)和第二阀门(22)为开启状态，上、下喷淋层使用相同吸收剂，实现下层脱硫、上层深度脱硫；

第三种模式：通过调节第二阀门(22)为关闭状态、第一阀门(21)和第三阀门(23)为开启状态，上、下喷淋层使用相同的吸收剂并开启臭氧喷射装置，实现下层脱硫、上层脱硫脱硝；

当烟气进入吸收剂池时，通过空气或氧气进气管路向吸收剂池中提供空气或氧气将液相硫氧化至最高价。