煙氣治理裝置和方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煙氣治理裝置和方法，尤其是一種同時脫除煙氣中的二氧化硫、 氮氧化物和粉塵，并利用其廢液生產(chǎn)硫酸鎂、硝酸鎂副產(chǎn)品的裝置和方法。
【背景技術】
[0002] 在脫硫脫硝除塵除霧方面，目前，我國普遍采用的脫硫脫硝技術是濕法煙氣脫硫 技術（WFGD)(其中又以鈣法居多）結合選擇性催化還原脫硝技術（SCR)或選擇性非催化還 原脫硝技術（SNCR)。近來，又有專家提出結合原有的濕法脫硫裝置再利用H 2O2的強氧化性 完成同時脫硫脫硝。現(xiàn)有的除霧技術主要是靠脫硫脫硝塔內的除霧器來脫除煙氣中攜帶的 水滴，而現(xiàn)有的除塵技術一般采用與脫硫脫硝分開的技術，應用比較廣泛的是靜電除塵和 袋式除塵。雖然以上的各種技術對于單項污染物的處理效果很好，但是隨著環(huán)境的惡劣，環(huán) 保要求不斷的提高，上述技術要達到超凈排放非常困難。對每種污染物都分開處理的工藝 勢必造成投資、運行成本高，占地面積廣等問題，特別是對于一些老廠改造項目，廠區(qū)里沒 有足夠的空間放置這么多的設備，這些方法在工業(yè)應用上就受到了很大的限制。
[0003] 在脫硫脫硝副產(chǎn)品利用方面，目前，我國采用更多的是傳統(tǒng)的氧化鎂法脫硫脫硝 廢液生產(chǎn)硫酸鎂、硝酸鎂工藝。這種工藝的缺陷是采用蒸汽作為蒸發(fā)、結晶、干燥的介質，需 要消耗大量的蒸汽，增加了脫硫脫硝的運行費用。例如，CN1733656A公開了一種利用鍋爐煙 氣制取七水硫酸鎂肥料的方法，其中，利用硫酸鎂在溫度超過60°C時溶解度降低的特性對 硫酸鎂溶液進行濃縮結晶，這種高溫結晶方式需要消耗更多的高品質蒸汽，而且會造成漿 液輸送管路頻繁堵塞，很難實現(xiàn)副產(chǎn)品的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。CN102745726A公開了一種利用脫 硫廢液生產(chǎn)七水硫酸鎂的方法，其所采用的結晶方法為"將所得液體送入蒸發(fā)器，濃縮后將 漿料排出，蒸發(fā)溫度為100~130°C，排出的漿料進行冷卻結晶，溫度為30~45°C，獲得七 水硫酸鎂"，這種蒸發(fā)、結晶方法對蒸汽品質要求較高，如果使用低品位蒸汽則消耗量增加。 采用上述兩種方法的任一種，生產(chǎn)一噸硫酸鎂都需要耗費1. 2~2噸左右的蒸汽，蒸汽價格 以80元/噸計算，一噸硫酸鎂的蒸汽消耗成本在160元左右。盡管鎂法脫硫綜合成本比鈣 法要低，但利用三效蒸發(fā)等工藝生產(chǎn)硫酸鎂的方式存在浪費蒸汽資源、脫硫運行費用較高 的問題。受煙氣中粉塵及其它雜質的影響，一般塔內直接生產(chǎn)硫酸鎂的工藝方法產(chǎn)出的硫 酸鎂雜質含量較高，后期分離比較困難，影響硫酸鎂的品質及外部觀感。

【發(fā)明內容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種借助濕法吸收脫硫設備，結合過氧化 氫氧化進行煙氣同時脫硫脫硝除塵除霧，并利用其廢液生產(chǎn)硫酸鎂、硝酸鎂副產(chǎn)品的裝置 和方法。本發(fā)明的裝置和方法尤其適用于燃煤鍋爐、鋼鐵燒結機、球團、工業(yè)窯爐等含so 2、 NOjP粉塵的煙氣的綜合治理及其廢液的資源化利用。
[0005] 本發(fā)明提供一種煙氣治理裝置，包括：
[0006] 煙氣處理設備，其內部設置有：
[0007] 過氧化氫噴霧氧化反應層，用于采用過氧化氫氧化煙氣中的二氧化硫和低價氮氧 化物，形成硫酸和高價氮氧化物；
[0008] 吸收噴淋區(qū)，用于采用氫氧化鎂漿液吸收煙氣中的硫酸和高價氮氧化物，形成吸 收漿液；和
[0009] 漿液循環(huán)區(qū)，用于接收來自吸收噴淋區(qū)的吸收漿液，并將吸收漿液輸送至吸收噴 淋區(qū)和蒸發(fā)濃縮設備中；
[0010] 蒸發(fā)濃縮設備，用于將輸送至其中的漿液蒸發(fā)濃縮，形成濃縮產(chǎn)物；
[0011] 循環(huán)沉降設備，用于接收來自蒸發(fā)濃縮設備的濃縮產(chǎn)物，并將濃縮產(chǎn)物進行沉降， 形成沉降產(chǎn)物；
[0012] 過氧化氫供給設備，用于向過氧化氫噴霧氧化反應層供給過氧化氫；和
[0013] 除塵除霧設備，用于對煙氣進行除塵除霧；
[0014] 其中，所述過氧化氫噴霧氧化反應層設置在所述吸收噴淋區(qū)內；所述除塵除霧設 備位于所述吸收噴淋區(qū)上方；所述蒸發(fā)濃縮設備和循環(huán)沉降設備均設置在所述煙氣處理設 備內部，且所述蒸發(fā)濃縮設備位于所述吸收噴淋區(qū)內。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述吸收噴淋區(qū)由下至上依次包括第一吸收噴 淋層、第二吸收噴淋層和第三吸收噴淋層；所述蒸發(fā)濃縮設備和所述過氧化氫噴霧氧化反 應層均設置在第一吸收噴淋層和第二吸收噴淋層之間，且所述蒸發(fā)濃縮設備位于所述過氧 化氫噴霧氧化反應層下方。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述第二吸收噴淋層距離所述第一吸收噴淋層 3. 5m ~ 4. 5m〇
[0017] 根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述除塵除霧設備采用旋轉式除塵除霧器。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述除塵除霧設備包括：
[0019] 導流筒，其為一個或多個豎直固定且內壁光滑平整的圓形筒；當采用多個導流筒 時，每個導流筒以相切的方式布置在煙氣處理設備內部；
[0020] 旋轉葉片組，其由中心筒、葉片組和外筒構成，所述中心筒和外筒用于連接固定葉 片；
[0021] 中軸和軸轂，所述軸轂用于連接固定中軸和導流筒；
[0022] 密封式轉承，所述旋轉葉片組中心筒穿過中軸，由兩個所述密封式軸承上下固定 在中軸上；和
[0023] 噴霧設備，其安裝于中軸內部，用于霧化除塵液。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述旋轉葉片組在煙氣帶動下轉動，其轉速為 800r/s ~1000r/s。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述裝置還包括：
[0026] 結晶設備，用于將來自循環(huán)沉降設備的沉降產(chǎn)物結晶，形成第一母液和結晶產(chǎn) 物；
[0027] 離心設備，用于將來自結晶設備的結晶產(chǎn)物離心分離，形成第二母液和硫酸鎂、硝 酸鎂產(chǎn)物；和
[0028] 干燥設備，用于將來自離心設備的硫酸鎂、硝酸鎂產(chǎn)物干燥至成品。
[0029] 一種利用上述裝置進行煙氣處理的方法，包括如下步驟：
[0030] 煙氣氧化步驟：在過氧化氫噴霧氧化反應層中，利用過氧化氫氧化煙氣中的二氧 化硫和低價氮氧化物，形成硫酸和高價氮氧化物；
[0031] 濕法吸收步驟：在吸收噴淋區(qū)中采用氫氧化鎂漿液吸收煙氣中的硫酸和高價氮氧 化物，形成吸收漿液；
[0032] 漿液循環(huán)步驟：在漿液循環(huán)區(qū)中接收來自吸收噴淋區(qū)的吸收漿液，并將吸收漿液 輸送至吸收噴淋區(qū)和蒸發(fā)濃縮設備中；
[0033] 蒸發(fā)濃縮步驟：在蒸發(fā)濃縮設備中將輸送至其中的漿液蒸發(fā)濃縮，形成濃縮產(chǎn) 物；
[0034] 循環(huán)沉降步驟：在循環(huán)沉降設備中接收來自蒸發(fā)濃縮設備的濃縮產(chǎn)物，并將濃縮 產(chǎn)物進行沉降，形成沉降產(chǎn)物；
[0035] 過氧化氫供給步驟：由過氧化氫供給設備向過氧化氫噴霧氧化反應層供給過氧化 氫；和
[0036] 除塵除霧步驟：采用除塵除霧設備對煙氣進行除塵除霧。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，在所述煙氣氧化步驟中，過氧化氫噴霧氧化反應 層的工藝條件為：煙氣溫度為40~70°C，含水率為10%~13%，相對濕度為30%~40%。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，所述方法還包括：
[0039] 結晶步驟：在結晶設備中將來自循環(huán)沉降設備的沉降產(chǎn)物結晶，形成第一母液和 結晶產(chǎn)物；
[0040] 離心步驟：在離心設備中將來自結晶設備的結晶產(chǎn)物離心分離，形成第二母液和 硫酸鎂、硝酸鎂產(chǎn)物；和
[0041] 干燥步驟：在干燥設備中將來自離心設備的硫酸鎂、硝酸鎂產(chǎn)物干燥至成品。 [0042] 本發(fā)明的裝置和方法借助濕法吸收脫硫設備，結合過氧化氫氧化，實現(xiàn)了煙氣同 時脫硫脫硝除塵除霧綜合治理；同時，利用煙氣處理廢液生產(chǎn)硫酸鎂、硝酸鎂副產(chǎn)品，實現(xiàn) 了煙氣處理廢液的資源化利用。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，本發(fā)明的裝置和方法相比 現(xiàn)有的在煙道處加入過氧化氫的煙氣脫硫脫硝一體化工藝，活性物質羥基自由基的產(chǎn)生 量提尚了 50%~60%之多，有效提尚了氣氧化物和二氧化硫的脫除效率，SO2脫除率可達 到 100%，NOx脫除率可達到80%以上，同時降低了 H2O2的注入量，節(jié)約成本的同時也避免 了 H2O2過量、高溫引發(fā)爆炸的危險。根據(jù)本發(fā)明進一步優(yōu)選的技術方案，本發(fā)明的裝置和 方法采用氧化鎂法吸收脫硫脫硝工藝，由于氧化鎂是一種活性非常高的金屬氧化物，更能 激發(fā)部分H 2O2產(chǎn)生活性物質羥基自由基，不僅提高了脫硫的效率，而且能夠對脫硝的效率 起到同步促進的作用，這是現(xiàn)有脫硫脫硝方法所不具有的優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明進一步優(yōu)選的 技術方案，本發(fā)明的除塵除霧設備采用旋轉式除塵除霧器可以代替現(xiàn)在普遍使用的除霧器 和濕式電除塵器，且除塵除霧效果優(yōu)于二者的組合，經(jīng)過該除塵除霧器處理后的煙氣，其煙 氣粉塵含量可低于5mg/Nm 3、霧滴含量不高于25mg/Nm3,其除霧效果比平板除霧器效果高出 150%，可以減少煙氣帶水，節(jié)約工藝水，達到節(jié)約水資源的目的；其阻力比平板折疊式或者 屋脊