一種基于鈣基及二氧化氯的三段式煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于鈣基及二氧化氯的三段式煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)，屬于環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。包括脫硫循環(huán)段子系統(tǒng)、氧化循環(huán)段子系統(tǒng)和脫硝循環(huán)段子系統(tǒng)。脫硫循環(huán)段子系統(tǒng)包括脫硫循環(huán)反應(yīng)罐及其攪拌器、脫硫噴淋管及噴嘴、脫硫循環(huán)泵，氧化循環(huán)段子系統(tǒng)包括氧化劑循環(huán)罐、氧化循環(huán)泵、氧化噴淋管及噴嘴、升氣集液裝置，脫硝循環(huán)段子系統(tǒng)包括脫硝循環(huán)罐、脫硝循環(huán)泵、脫硝噴淋管及噴嘴、升氣集液裝置。三個子系統(tǒng)形成三個獨立的循環(huán)系統(tǒng)。本實用新型提供的脫硫脫硝系統(tǒng)占地面積小，投資及運(yùn)行成本低，可達(dá)98%以上的脫硫效率和80%以上的脫硝效率，應(yīng)用范圍廣闊。
【專利說明】一種基于鈣基及二氧化氯的三段式煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于鈣基及二氧化氯的三段式煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)，屬于環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)污染的嚴(yán)重和人類環(huán)保意識的增強(qiáng)，工業(yè)廢氣中氮氧化物的脫除越來越受到各國的重視，“十二五”期間，我國也將NOx作為約束性指標(biāo)并納入?yún)^(qū)域總量控制范疇。
[0003]目前，工業(yè)上采用較多的脫硝技術(shù)是選擇性催化還原法(SCR)。但該法存在以下問題:SCR系統(tǒng)與脫硫系統(tǒng)相互獨立，占地面積大，投資及運(yùn)行費(fèi)用高；所用還原劑液氨為國家二級危險品，管理維護(hù)要求嚴(yán)格；所產(chǎn)生的固體催化劑廢物處理困難；對老鍋爐改造時，需改造煙道、空氣預(yù)熱器，難度大，費(fèi)用高；對于我國高硫、高灰分煤，催化劑的磨損、中毒等問題大大增加，嚴(yán)重影響催化劑的使用壽命。
[0004]濕法煙氣脫硫技術(shù)(WFGD)是當(dāng)前世界上應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù)，其脫硫效率高，且濕式洗滌塔良好的氣液傳質(zhì)對于NOx的吸收來說是個潛在優(yōu)勢。但是工業(yè)煙氣中的N0x90%以上是NO，NO難溶于水，常規(guī)液體吸收法對其脫除效果很差。
[0005]氧化吸收法利用強(qiáng)氧化劑將NO部分氧化成高價態(tài)的易溶于水的NOx，然后利用吸收劑對NOx進(jìn)行脫除，可以達(dá)到較好的脫除效果。常用的氧化劑有臭氧、二氧化氯、雙氧水、亞氯酸鈉、次氯酸鈉、高錳酸鉀、氯酸等。常用的吸收劑有氫氧化鈣、氫氧化鈉、亞硫酸鈉、尿素、氨水等。雖然氧化吸收法可以獲得較高的脫硝效率，但是由于氧化劑和吸收劑價格都比較昂貴，因此，需要通過選用經(jīng)濟(jì)實用的氧化劑和吸收劑，設(shè)置高效的工藝系統(tǒng)，以保證氧化吸收法成為一種高效、低成本的脫硝技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的是提出一種基于鈣基及二氧化氯的三段式煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)，改變已有脫硫脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以便在較低的投資及運(yùn)行成本下，實現(xiàn)高效聯(lián)合脫硫脫硝。
[0007]本實用新型提出的基于鈣基及二氧化氯的三段式煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)，包括吸收塔塔體、二氧化氯發(fā)生器、氧化劑循環(huán)罐和脫硝循環(huán)罐；所述的吸收塔塔體內(nèi)自上而下依次設(shè)有脫水除霧器、脫硝噴淋管、上升氣集液裝置、氧化噴淋管、下升氣集液裝置和脫硫噴淋管，吸收塔塔體內(nèi)下部為脫硫循環(huán)反應(yīng)罐，脫硫噴淋管和脫硫循環(huán)反應(yīng)罐之間的吸收塔塔體壁上設(shè)有進(jìn)煙口，脫水除霧器上部的吸收塔塔體壁上設(shè)有出煙口 ；所述的脫硫循環(huán)反應(yīng)罐的上部與吸收塔塔體外的攪拌器相連，脫硫循環(huán)反應(yīng)罐的下部設(shè)有氧化空氣分布管，氧化空氣分布管與吸收塔塔體外的風(fēng)機(jī)相連，氧化空氣分布管的下部的脫硫產(chǎn)物進(jìn)入脫硫產(chǎn)物出口 ；所述的二氧化氯發(fā)生器與氧化劑循環(huán)罐相連，所述的氧化劑循環(huán)罐的出口通過氧化劑循環(huán)泵與吸收塔塔體內(nèi)的氧化噴淋管相連，氧化劑循環(huán)罐的進(jìn)口與吸收塔塔體內(nèi)的下升氣集液裝置相連；所述的脫硝循環(huán)罐的出口通過脫硝循環(huán)泵與吸收塔塔體內(nèi)的脫硝噴淋管相連，脫硝循環(huán)罐的一個進(jìn)口與吸收塔塔體內(nèi)的上升氣集液裝置相連，脫硝循環(huán)罐的另一個進(jìn)口通過漿液輸送泵與吸收塔塔體內(nèi)的脫硫循環(huán)反應(yīng)罐相連，脫硝循環(huán)罐底部的脫硝產(chǎn)物進(jìn)入脫硝產(chǎn)物出口 ；所述的脫硫噴淋管通過脫硫循環(huán)泵與脫硫循環(huán)反應(yīng)罐相連。
[0008]本實用新型提出的基于鈣基及二氧化氯的三段式煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)，其優(yōu)點是，采用了先脫硫吸收、后NO氧化、然后脫硝吸收的三段式工藝設(shè)計，避免了已有技術(shù)中由于先NO氧化后同時脫硫脫硝兩段式工藝中存在的氧化以及由于氧化而使SO2大量消耗的問題，大大降低了氧化劑的耗量，因此降低了煙氣處理成本。本脫硫脫硝系統(tǒng)中的氧化劑，選用二氧化氯，氧化效果好，采用較低的液氣比即可達(dá)到良好的氧化效果，降低了煙氣處理系統(tǒng)的能耗，而且氧化劑成本低。本脫硫脫硝系統(tǒng)中，采用亞硫酸鈉或亞硫酸鈉+助劑R作為脫硝吸收劑，吸收效果好，反應(yīng)產(chǎn)物為N2,不會造成二次污染，且吸收劑由脫硫生成的亞硫酸鹽與鈉堿反應(yīng)而成，不需要外購，實現(xiàn)了以廢治廢。本實用新型提出的脫硫脫硝系統(tǒng)占地面積小，投資及運(yùn)行成本低，可達(dá)98%以上的脫硫效率和80%以上的脫硝效率，應(yīng)用范圍廣闊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型提出的基于鈣基及二氧化氯的三段式煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖1中，I是吸收塔塔體，2是脫硫循環(huán)反應(yīng)罐，3是氧化空氣分布管，4是風(fēng)機(jī)，5是攪拌器，6是進(jìn)煙口，7是脫硫噴淋管，8是上升氣集液裝置，9是氧化噴淋管，10是脫硝噴淋管，11是脫水除霧器，12是出煙口，13是脫硫產(chǎn)物出口，14是漿液輸送泵，15是脫硫循環(huán)泵，16是氧化劑循環(huán)罐，17是二氧化氯發(fā)生器，18是氧化劑循環(huán)泵，19是脫硝循環(huán)罐，20是脫硝循環(huán)泵，21是脫硝產(chǎn)物出口，22是煙?，23是下升氣集液裝置。
【具體實施方式】
[0011]本實用新型提出的基于鈣基及二氧化氯的三段式煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括吸收塔塔體1、二氧化氯發(fā)生器17、氧化劑循環(huán)罐16和脫硝循環(huán)罐19。吸收塔塔體I內(nèi)自上而下依次設(shè)有脫水除霧器11、脫硝噴淋管10、上升氣集液裝置8、氧化噴淋管9、下升氣集液裝置23和脫硫噴淋管7，吸收塔塔體內(nèi)下部為脫硫循環(huán)反應(yīng)罐2，脫硫噴淋管7和脫硫循環(huán)反應(yīng)罐2之間的吸收塔塔體壁上設(shè)有進(jìn)煙口 6，脫水除霧器11上部的吸收塔塔體壁上設(shè)有出煙口 12。出煙口 12與煙囪22相連。脫硫循環(huán)反應(yīng)罐2的上部與吸收塔塔體外的攪拌器5相連，脫硫循環(huán)反應(yīng)罐2的下部設(shè)有氧化空氣分布管3，氧化空氣分布管3與吸收塔塔體外的風(fēng)機(jī)4相連，氧化空氣分布管3的下部的脫硫產(chǎn)物進(jìn)入脫硫產(chǎn)物出口 13。二氧化氯發(fā)生器17與氧化劑循環(huán)罐16相連，氧化劑循環(huán)罐16的出口通過氧化劑循環(huán)泵18與吸收塔塔體內(nèi)的氧化噴淋管9相連，氧化劑循環(huán)罐16的進(jìn)口與吸收塔塔體內(nèi)的下升氣集液裝置23相連。脫硝循環(huán)罐19的出口通過脫硝循環(huán)泵20與吸收塔塔體I內(nèi)的脫硝噴淋管10相連，脫硝循環(huán)罐19的一個進(jìn)口與吸收塔塔體內(nèi)的上升氣集液裝置8相連，脫硝循環(huán)罐19的另一個進(jìn)口通過漿液輸送泵14與吸收塔塔體內(nèi)的脫硫循環(huán)反應(yīng)罐2相連，脫硝循環(huán)罐19底部的脫硝產(chǎn)物進(jìn)入脫硝產(chǎn)物出口 21。脫硫噴淋管7通過脫硫循環(huán)泵15與脫硫循環(huán)反應(yīng)罐2相連。[0012]本實用新型提出的基于鈣基及二氧化氯的三段式煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)，主要包括脫硫循環(huán)段子系統(tǒng)、氧化循環(huán)段子系統(tǒng)和脫硝循環(huán)段子系統(tǒng)。脫硫循環(huán)段子系統(tǒng)、氧化循環(huán)段子系統(tǒng)和脫硝循環(huán)段子系統(tǒng)各自獨立，脫硫漿液、氧化漿液、脫硝漿液分別在各自的循環(huán)段子系統(tǒng)裝置中運(yùn)行，形成三個獨立的循環(huán)系統(tǒng)。
[0013]脫硫循環(huán)段子系統(tǒng)中所用脫硫劑為石灰或碳酸鈣，氧化循環(huán)段子系統(tǒng)中所用氧化劑為二氧化氯，二氧化氯為二氧化氯溶液，其質(zhì)量百分比濃度為0.01%?1%，脫硝循環(huán)段子系統(tǒng)中所用脫硝劑為亞硫酸鈉或亞硫酸鈉+助劑R。
[0014]本實用新型的基于鈣基及二氧化氯的三段式煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)，其工作過程如下:
[0015]1、含S02、N0x的待凈化煙氣由進(jìn)煙口 6進(jìn)入吸收塔塔體2，與來自吸收塔內(nèi)脫硫噴淋管路及噴嘴中噴入鈣基脫硫漿液逆流接觸，脫除其中的SO2 ；
[0016]2、經(jīng)脫硫后的煙氣經(jīng)升氣集液裝置后與來自氧化噴淋管路及其噴嘴的ClO2溶液逆流接觸，將煙氣中不溶于水的NO氧化成高價態(tài)的NOx (主要是NO2)；
[0017]3、經(jīng)過脫硫和氧化處理后的煙氣經(jīng)升氣集液裝置后與來自脫硝噴淋管路及其噴嘴的Na2SO3溶液(或添加助劑R)逆流接觸，還原吸收煙氣中被氧化了的NOx ；
[0018]4、凈化后的煙氣經(jīng)高效脫水除霧器脫水除霧后經(jīng)出煙口進(jìn)入煙囪達(dá)標(biāo)排放；
[0019]5、吸收了 SO2的脫硫漿液進(jìn)入脫硫循環(huán)反應(yīng)罐，在罐內(nèi)與鈣堿反應(yīng)，生成亞硫酸鈣，大部分亞硫酸鈣被氧化空氣分布管中的來自氧化風(fēng)機(jī)的氧化空氣氧化為硫酸鈣，并經(jīng)脫硫產(chǎn)物出口被排出，小部分亞硫酸鈣經(jīng)漿液輸送泵打到脫硝循環(huán)罐，用于與加入的鈉堿反應(yīng)制備脫硝吸收劑N%S03 ；
[0020]6、氧化了 NO后的ClO2溶液經(jīng)升氣集液裝置集液后進(jìn)入氧化劑循環(huán)罐，未反應(yīng)完的ClO2溶液經(jīng)氧化劑循環(huán)泵送入氧化劑噴淋管路及其噴嘴循環(huán)用于NO的氧化；
[0021]7、吸收了 NOx的脫硝漿液進(jìn)入脫硝循環(huán)反應(yīng)罐，在罐內(nèi)NOx與脫硝吸收劑Na2SO3反應(yīng)，生成N2，未反應(yīng)完的脫硝漿液大部分經(jīng)脫硝循環(huán)泵打入脫硝噴淋管路及其噴嘴中循環(huán)用于脫硝，小部分經(jīng)脫硝產(chǎn)物出口排出。
[0022]工業(yè)煙氣排放的氮氧化物中，NO占90%以上，NO不溶于水，是難處理的氣態(tài)污染物之一，而高價態(tài)的no2、n2o5、no3可以與水反應(yīng)生成hno2、hno3，極易被濕法洗滌裝置脫除。由于SO2活性比NO活潑，若在脫硫前噴入氧化劑，會有部分氧化劑被SO2消耗，造成運(yùn)行成本升高；故在脫硫后噴入氧化劑，將NO氧化為易溶于水的高價態(tài)氮氧化物(以NO2為主)，然后通過吸收液脫除。為了避免各段噴入的吸收液互相接觸，在吸收塔內(nèi)設(shè)置集液升氣裝置，將各段設(shè)計成獨立的循環(huán)系統(tǒng)。
[0023]實施例1
[0024]使用圖1所示的系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合脫硫脫硝，其中，脫硫循環(huán)漿液pH值控制在5.6，ClO2溶液濃度為0.05wt%,脫硝循環(huán)溶液pH值控制在6.5。采用TestO350煙氣分析儀對進(jìn)出口煙氣進(jìn)行檢測，結(jié)果如表I所示。
[0025]表I
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種基于鈣基及二氧化氯的三段式煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)，其特征在于該脫硫脫硝系統(tǒng)包括吸收塔、二氧化氯發(fā)生器、脫硫循環(huán)罐、氧化劑循環(huán)罐和脫硝循環(huán)罐；所述的吸收塔塔內(nèi)自上而下依次設(shè)有出煙口、脫水除霧器、脫硝噴淋管、上升氣集液裝置、氧化噴淋管、下升氣集液裝置、脫硫噴淋管、進(jìn)煙口 ；所述的脫硫循環(huán)反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有攪拌器，脫硫循環(huán)反應(yīng)罐的下部設(shè)有氧化空氣分布管，氧化空氣分布管與脫硫循環(huán)反應(yīng)罐外的風(fēng)機(jī)相連，氧化空氣分布管的下部的脫硫產(chǎn)物進(jìn)入脫硫產(chǎn)物出口 ；所述的二氧化氯發(fā)生器與氧化劑循環(huán)罐相連，所述的氧化劑循環(huán)罐的出口通過氧化劑循環(huán)泵與吸收塔塔體內(nèi)的氧化噴淋管相連，氧化劑循環(huán)罐的進(jìn)口與吸收塔塔體內(nèi)的下升氣集液裝置相連；所述的脫硝循環(huán)罐的出口通過脫硝循環(huán)泵與吸收塔塔體內(nèi)的脫硝噴淋管相連，脫硝循環(huán)罐的一個進(jìn)口與吸收塔塔體內(nèi)的上升氣集液裝置相連，脫硝循環(huán)罐的另一個進(jìn)口通過漿液輸送泵與脫硫循環(huán)反應(yīng)罐相連，脫硝循環(huán)罐底部的脫硝產(chǎn)物進(jìn)入脫硝產(chǎn)物出口 ；所述的脫硫噴淋管通過脫硫循環(huán)泵與脫硫循環(huán)反應(yīng)罐相連。
2.如權(quán)利要求1所述的煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)，其特征在于脫硫循環(huán)反應(yīng)罐可位于吸收塔內(nèi)，進(jìn)煙口以下，也可以位于吸收塔外。
【文檔編號】B01D53/96GK203750390SQ201420088330
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】高宏亮, 蔡曉楠, 楊文奇, 倪泰山, 萬長歡, 嚴(yán)召, 覃海華, 郭靜, 李明, 曹振娟 申請人:北京利德衡環(huán)保工程有限公司