本實用新型涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于燃煤煙氣同時脫硫脫硝的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

煤燃燒產(chǎn)生的SO₂、NO_x是造成大氣環(huán)境破壞的主要污染物。目前，火電廠都配置了單獨(dú)的脫硫脫硝環(huán)保設(shè)備，但其處理過程存在許多問題，如每個環(huán)保設(shè)備都只針對單一污染物，導(dǎo)致電廠生產(chǎn)工藝鏈增長，投資和運(yùn)行成本增加。因此，開發(fā)技術(shù)簡單、運(yùn)行成本低、具有良好運(yùn)行性能的同時脫硫脫硝技術(shù)是燃煤煙氣治理的重要研究方向。

目前，同時脫硫脫硝技術(shù)主要有活性焦同時脫除技術(shù)和前置氧化同時脫除技術(shù)，其中活性焦同時脫除技術(shù)投資和運(yùn)行成本高，且脫硝效率低(約為20～50％)，難以滿足燃煤鍋爐超凈排放的要求。前置氧化-同時脫除技術(shù)可在現(xiàn)有脫硫設(shè)備的基礎(chǔ)進(jìn)行改造調(diào)整，投資成本相對較低。該技術(shù)先采用前置氧化劑(如臭氧、亞氯酸鈉、雙氧水、等離子體等)將NO氧化成高價態(tài)氮氧化物，然后結(jié)合堿性吸收液在同一系統(tǒng)內(nèi)將SO₂和NO₂脫除，達(dá)到同時脫硫脫硝的目的，具有良好的應(yīng)用前景。然而，該技術(shù)前置氧化運(yùn)行成本較高。因此，研發(fā)一套高效、低運(yùn)行成本的燃煤煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種用于燃煤煙氣同時脫硫脫硝的系統(tǒng)，將一定量水溶性的亞硫?；镔|(zhì)添加到堿液中制成吸收液，利用該吸收液，NO只需部分氧化，即可于低溫條件下實現(xiàn)高效聯(lián)合脫硫脫硝。

本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種用于燃煤煙氣同時脫硫脫硝的系統(tǒng)，包括氮氧化物氧化系統(tǒng)、脫硫塔、吸收液供給系統(tǒng)和副產(chǎn)物分離回收系統(tǒng)；所述的氮氧化物氧化系統(tǒng)設(shè)置在脫硫塔煙氣入口；用于將進(jìn)入脫硫塔的煙氣中的NO部分氧化成NO₂；所述的脫硫塔用于通過吸收液對煙氣中的NO₂、NO、SO₂進(jìn)行聯(lián)合脫除；所述的吸收液供給系統(tǒng)連接脫硫塔，用于提供水溶性亞硫?；愇镔|(zhì)和堿液混合液作為吸收液；所述的副產(chǎn)物分離回收系統(tǒng)包括依次連通設(shè)置在脫硫塔的漿液池底部的漿液排出泵、硫酸鹽固液分離器、硝酸鹽蒸發(fā)結(jié)晶器和硝酸鹽固液分離器，硝酸鹽固液分離器與脫硫塔的漿液池通過添加劑輸送泵連通。

優(yōu)選的，所述的氮氧化物氧化系統(tǒng)包括氧化劑發(fā)生裝置、連接在氧化劑發(fā)生裝置輸出端的氧化劑噴射裝置以及設(shè)置在脫硫塔煙氣入口處的氣體分布器。

優(yōu)選的，所述的脫硫塔內(nèi)由上至下設(shè)置直排煙囪、除霧器、噴淋層和漿液池；漿液池經(jīng)漿液循環(huán)泵與噴淋層連通，經(jīng)前置氧化后的煙氣與噴淋漿液逆向接觸并被其吸收；漿液池的側(cè)壁上設(shè)置堿液補(bǔ)給口和添加劑輸送口；堿液補(bǔ)給口和添加劑輸送口分別與吸收液供給系統(tǒng)中的堿液輸出口和添加劑輸出口對應(yīng)連接。

進(jìn)一步，噴淋層的數(shù)量設(shè)置為三至六層噴淋，脫硫塔漿液池與噴淋層之間設(shè)置相應(yīng)的漿液循環(huán)泵，漿液循環(huán)泵的入口與脫硫塔的漿液池連通，出口與相應(yīng)的噴淋層連同。

優(yōu)選的，所述的脫硫塔底部還設(shè)置有與漿液池連通的氧化風(fēng)機(jī)，氧化風(fēng)機(jī)用于向漿液池內(nèi)輸送氧化風(fēng)。

優(yōu)選的，所述的吸收液供給系統(tǒng)包括堿液儲罐；堿液儲罐與脫硫塔之間設(shè)置供堿泵。

優(yōu)選的，氧化劑發(fā)生裝置采用臭氧發(fā)生器，等離子發(fā)生器或H₂O₂發(fā)生器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益的技術(shù)效果：

本實用新型通過煙氣的前置氧化，通過在現(xiàn)有常規(guī)脫硫吸收堿液中添加一種水溶性的亞硫酰基類物質(zhì)，即可實現(xiàn)高效聯(lián)合脫除燃煤煙氣中的NO、NO₂和SO₂，如通過前置氧化控制使NO氧化率為30～80％，即可獲得90％的脫硝效率；而現(xiàn)有技術(shù)要獲得此脫硝效率，需將NO完全氧化成NO₂或過度氧化成N₂O₅，氧化成本高。本實用新型可以對副產(chǎn)物回收，吸收液通過固液分離器過濾干燥可制得高品質(zhì)的硫酸鹽，初次過濾后濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮和固液分離過濾干燥可制得高品質(zhì)的硝酸鹽，并回收添加劑，實現(xiàn)脫硫脫硝產(chǎn)物的資源化利用及添加劑的循環(huán)使用；本實用新型工藝簡單，在原有的脫硫設(shè)備上進(jìn)行改造即可實現(xiàn)同時脫硫脫硝，改造費(fèi)用低，運(yùn)行成本低，操作安全穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排，減少投資。

附圖說明

圖1a為本實用新型實例中所述系統(tǒng)中HONO的生成原理示意圖。

圖1b為本實用新型實例中所述系統(tǒng)中NOx脫除的原理示意圖。

圖2為本實用新型實例中所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1脫硫塔煙氣入口，2氧化劑發(fā)生裝置，3氧化劑噴射裝置，4氣體分布器，5氧化風(fēng)機(jī)，6脫硫塔，7噴淋層，8除霧器，9漿液循環(huán)泵，10漿液排出泵，11硫酸鹽固液分離器，12硝酸鹽蒸發(fā)結(jié)晶器，13硝酸鹽固液分離器，14添加劑輸送泵，15堿液儲罐，16供堿泵。

具體實施方式

下面結(jié)合具體的實施例對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本實用新型的解釋而不是限定。

本實用新型一種用于燃煤煙氣同時脫硫脫硝的系統(tǒng)，包括氮氧化物氧化系統(tǒng)、脫硫塔6、吸收液供給系統(tǒng)和副產(chǎn)物分離回收系統(tǒng)；脫硫塔煙氣入口1處設(shè)置了氮氧化物氧化系統(tǒng)，氮氧化物氧化系統(tǒng)包括氧化劑發(fā)生裝置2、連接在氧化劑發(fā)生裝置2輸出端的氧化劑噴射裝置3以及設(shè)置在脫硫塔煙氣入口1處的氣體分布器4；脫硫塔6內(nèi)由上至下設(shè)置直排煙囪、除霧器8、噴淋層7和漿液池，經(jīng)前置氧化后的煙氣與噴淋漿液逆向接觸并被其吸收；吸收液供給系統(tǒng)供給的吸收液為堿液和亞硫酰基類物質(zhì)的混合液，該混合液對NO、NO₂、SO₂具有良好的吸收能力；漿液池的側(cè)壁上設(shè)置堿液補(bǔ)給口和添加劑輸送口；副產(chǎn)物分離系統(tǒng)包括硫酸鹽固液分離系統(tǒng)、硝酸鹽蒸發(fā)結(jié)晶及其固液分離系統(tǒng)，該副產(chǎn)物分離系統(tǒng)可實現(xiàn)硫酸鹽和硝酸鹽的分離，此外，通過硝酸鹽的固液分離系統(tǒng)分離出的濾液以添加劑為主，可被重新注入脫硫塔內(nèi)循環(huán)利用。

具體脫硝原理如圖1a和圖1b所示，以DMSO和NaOH混和吸收液為例。NOx脫除時，NO₂在水中溶解度低，NO幾乎不溶于水、N₂O₃水溶性好，DMSO能提升NO₂在水中的溶解性，SO₂溶解在DMSO中形成SO₂-DMSO，SO₂-DMSO能促進(jìn)HONO的形成，HONO能促進(jìn)NO的氧化。其中，具有一定水溶性的亞硫酰基類物質(zhì)為二甲基亞砜等可與水互溶的亞砜類物質(zhì)，所述的堿液為氫氧化鈉、氨水、氫氧化鈣等堿性液體。

本實用新型一種用于燃煤煙氣同時脫硫脫硝系統(tǒng)運(yùn)行時，包括如下步驟，

步驟1：燃煤煙氣經(jīng)除塵處理后，于脫硫塔煙氣入口1處與氧化劑發(fā)生裝置2產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性物質(zhì)充分混合，使燃煤煙氣中的NO部分被氧化成NO₂；

步驟2：氧化后的燃煤煙氣送入脫硫塔6，含有亞硫?；奶砑觿┤芤汉蛪A液的混合液經(jīng)噴淋系統(tǒng)的霧化噴嘴噴出，與煙氣逆流接觸脫除燃煤煙氣中的SO₂和NO、NO₂，凈化后的煙氣經(jīng)除霧器8干燥后從脫硫塔6頂部排放；

步驟3：脫硫塔6底部的混合液經(jīng)漿液循環(huán)泵9送入噴淋系統(tǒng)循環(huán)使用，脫硫塔底部由氧化風(fēng)機(jī)5鼓入空氣，將NO₂^-和SO₃^2-氧化為NO₃^-和SO₄^2-，并與堿液反應(yīng)生成穩(wěn)定的鹽溶液；同時從堿液儲罐15中不斷補(bǔ)充堿液至所述脫硫塔6的噴淋系統(tǒng)調(diào)整混合液的pH；

步驟4：當(dāng)混合液中硝酸鹽濃度達(dá)30-60％后，利用漿液排出泵10從脫硫塔6漿液池底部排放部分混合液，進(jìn)入硫酸鹽固液分離器11過濾干燥制得硫酸鹽；含有添加劑的濾液再進(jìn)入硝酸鹽蒸發(fā)結(jié)晶器12及硝酸鹽固液分離器13進(jìn)行二次分離制得硝酸鹽，分離后含添加劑的濾液回流至脫硫塔6循環(huán)使用，副產(chǎn)物硫酸鹽和硝酸鹽回收利用。

其中，氧化劑發(fā)生裝置2可采用臭氧發(fā)生器，等離子發(fā)生器或H₂O₂發(fā)生器。NO氧化度可為部分氧化，即控制氧化劑的用量，極大的降低了其運(yùn)行過程中的氧化成本，將煙氣中的NO部分氧化為高價態(tài)的氮氧化物，控制NO氧化率為30～80％，通過本實用新型，即可獲得90％的脫硝效率。NO氧化度亦可全部氧化，即將NO全部氧化為高價態(tài)氮氧化物，亦可獲得90％以上的脫硝效率。

步驟2中的堿液為NaOH、KOH、氨水等堿性物質(zhì)中的任意一種，堿液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5～10％。添加劑為與堿液互溶的亞硫酰基類物質(zhì)，且混合吸收液中添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～60％。整個過程中控制脫硫塔內(nèi)混合液的pH值為9～13。

具體的結(jié)構(gòu)和使用效果如下所述。

如圖1所示，一種用于燃煤煙氣同時脫硫脫硝的系統(tǒng)，包括脫硫塔煙氣入口1、氧化劑發(fā)生裝置2、脫硫塔6、硫酸鹽固液分離器11、硝酸鹽蒸發(fā)結(jié)晶器12、硝酸鹽固液分離器13、堿液儲罐15。

氧化劑發(fā)生裝置2與脫硫塔煙氣入口1處相連接，脫硫塔煙氣入口1處設(shè)有氣體分布器4，氣體分布器4與氧化劑發(fā)生裝置2輸出端的氧化劑噴射裝置3相連。脫硫塔6采用噴淋塔，脫硫塔6自上而下依次設(shè)置直排煙囪、除霧器8、噴淋層7和漿液池，噴淋層7與漿液池之間為噴淋吸收區(qū)，噴淋層7的數(shù)量設(shè)置為三層噴淋，脫硫塔漿液池與噴淋層7之間設(shè)置相應(yīng)的三臺漿液循環(huán)泵9，漿液循環(huán)泵9的入口與脫硫塔6的漿液池連通，出口與相應(yīng)的噴淋層連同。

堿液儲罐15與脫硫塔6之間設(shè)置供堿泵16，供堿泵16的入口與堿液儲罐15連通，出口與脫硫塔6的漿液池連通。

脫硫塔6底部還包括與漿液池連通的氧化風(fēng)機(jī)5，通過氧化風(fēng)機(jī)5向漿液池內(nèi)輸送氧化風(fēng)，脫硫塔6的漿液池與硫酸鹽固液分離器11通過漿液排出泵10連通，漿液排出泵10的入口與脫硫塔6的漿液池底部連通，出口與硫酸鹽固液分離器11連通。硫酸鹽固液分離器11的出口依次連通有硝酸鹽蒸發(fā)結(jié)晶器12、硝酸鹽固液分離器13，硝酸鹽固液分離器13與脫硫塔6的漿液池通過添加劑輸送泵14連通，添加劑輸送泵14的入口與硝酸鹽固液分離器13連通，出口與脫硫塔6的漿液池連通。分離后含添加劑的濾液通過添加劑輸送泵14回流至脫硫塔6的漿液池中。

本實用新型的具體工藝流程如下：

燃煤鍋爐煙氣經(jīng)過除塵后送入脫硫塔煙氣入口1處，氧化劑發(fā)生裝置2產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性物質(zhì)通過氣體分布器4均勻進(jìn)入脫硫塔煙氣入口氧化原煙氣中的NO，控制NO氧化率為30～80％，經(jīng)氧化并被混勻的煙氣經(jīng)尾部煙道送入脫硫塔6。

脫硫塔6底部漿液池中加入含堿液和亞硫酰基的添加劑溶液的混合液，漿液循環(huán)泵9將混合液送至噴淋層7由霧化噴嘴噴出，與自下而上的煙氣充分接觸脫除其中的NO、NO₂和SO₂，凈化后的煙氣經(jīng)除霧器8干燥后從脫硫塔6頂部煙囪排出。若脫硫塔漿液池中混合液pH值下降，從堿液儲罐15中不斷補(bǔ)充堿液進(jìn)所述脫硫塔的漿液池，控制混合液的pH值在9～13范圍內(nèi)，混合液中添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～60％。

脫硫塔6底部由氧化風(fēng)機(jī)5鼓入空氣，將NO₂^-和SO₃^2-氧化為NO₃^-和SO₄^2-，并與堿液反應(yīng)生成穩(wěn)定的鹽溶液，當(dāng)混合液中硝酸鹽濃度達(dá)30-60％后，利用漿液排出泵從脫硫塔6底部排放部分混合液，進(jìn)入硫酸鹽固液分離器11過濾干燥制得硫酸鹽；含有添加劑的濾液再進(jìn)入硝酸鹽蒸發(fā)結(jié)晶器12及硝酸鹽固液分離器11進(jìn)行二次分離干燥制得硝酸鹽，分離后的添加劑回流至脫硫塔6循環(huán)使用，副產(chǎn)物硫酸鹽和硝酸鹽回收利用。

下述實際測試的實施例中，燃煤煙氣主要污染物組分NO、NO₂和SO₂的含量用煙氣分析儀testo 350測定。

實施例1

煙氣的主要組成是SO₂濃度1000ppm，NO濃度400ppm，含氧量6.0％，溫度120℃。煙氣以5000Nm³/h速度將除塵后的煙氣送入脫硫塔煙氣入口1處的鍋爐尾部煙道，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧與煙氣充分混合，其中臭氧加入量與煙氣中NO的摩爾比為0.5:1。測試氧化后煙氣中NO濃度為197ppm，NO₂濃度為205ppm，SO₂濃度為997ppm。吸收液為30％DMSO和2.5％NaOH溶液的混合液。測得SO₂脫除率為99.5％，NO_x脫除率為90.5％。

實施例2

煙氣的主要組成是SO₂濃度1000ppm，NO濃度400ppm，含氧量6.0％，溫度120℃。煙氣以5000Nm³/h速度將除塵后的煙氣送入脫硫塔煙氣入口1處的鍋爐尾部煙道，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧與煙氣充分混合，其中臭氧加入量與煙氣中NO的摩爾比為0.5:1。吸收液為濃度為2.5％NaOH的溶液。測得SO₂脫除率為99.5％，NO_x脫除率為19.8％。

實施例3

煙氣的主要組成是SO₂濃度1000ppm，NO濃度400ppm，含氧量6.0％，溫度120℃。煙氣以5000Nm³/h速度將除塵后的煙氣送入脫硫塔煙氣入口1處的鍋爐尾部煙道，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧與煙氣充分混合，其中臭氧加入量與煙氣中NO的摩爾比為1:1。

測試氧化后煙氣中NO濃度為10ppm，NO₂濃度為394ppm，SO₂濃度為997ppm。吸收液為30％DMSO和2.5％NaOH溶液的混合液。測得SO₂脫除率為99.0％，脫硝率為93.4％。

實施例4

煙氣的主要組成是SO₂濃度1000ppm，NO濃度400ppm，含氧量6.0％，溫度120℃。煙氣以5000Nm³/h速度將除塵后的煙氣送入脫硫塔煙氣入口1處的鍋爐尾部煙道，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧與煙氣充分混合，其中臭氧加入量與煙氣中NO的摩爾比為1:1。吸收液為濃度為2.5％的NaOH溶液。測得SO₂脫除率為99.0％，脫硝率為33.2％。

實施例5

煙氣的主要組成是SO₂濃度1000ppm，NO濃度400ppm，含氧量6.0％，溫度120℃。煙氣以5000Nm³/h速度將除塵后的煙氣送入脫硫塔煙氣入口1處的鍋爐尾部煙道，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧與煙氣充分混合，其中臭氧加入量與煙氣中NO的摩爾比為0.5:1。吸收液為DMSO和NaOH溶液的混合液。脫硫塔底部由氧化風(fēng)機(jī)鼓入空氣，將NO₂^-和SO₃^2-氧化為NO₃^-和SO₄^2-，并與堿液反應(yīng)生成穩(wěn)定的鹽溶液。當(dāng)混合液中鹽離子濃度達(dá)40％后，開啟漿液排出泵10從脫硫塔6底部排放部分混合液，進(jìn)入硫酸鹽固液分離器11經(jīng)過濾干燥制得硫酸鹽；含添加劑的濾液再進(jìn)入硝酸鹽蒸發(fā)結(jié)晶器12及硝酸鹽固液分離器13進(jìn)行二次分離，經(jīng)干燥制得硝酸鹽，硫酸鹽和硝酸鹽可分別回收再利用；分離后含添加劑的濾液回流至脫硫塔6循環(huán)使用。