氧化還原同程脫硫脫硝裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氧化還原同程脫硫脫硝裝置，吸收塔包括廢氣進口、循環(huán)液處理區(qū)、堿液區(qū)、同步脫硫脫硝區(qū)和廢氣出口，廢氣進口與循環(huán)液處理區(qū)之間設有氧化反應器和還原反應器，廢氣進口連接氧化反應器，氧化反應器連接還原反應器，還原反應器連接循環(huán)液處理區(qū)，同步脫硫脫硝區(qū)設置在循環(huán)液處理區(qū)的上方，堿液區(qū)設置在吸收塔的側面，同步脫硫脫硝區(qū)上方設有除霧器，除霧器上方設有廢氣出口。效率高，一氧化氮活性產(chǎn)物還原反應速度快，大大提高了系統(tǒng)的效率；一氧化氮活性產(chǎn)物還原反應徹底，大大提高了系統(tǒng)的效果；占地少，造價少，運行費用低，使用范圍廣。
【專利說明】
氧化還原同程脫硫脫硝裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種脫硫脫硝裝置，尤其涉及一種氧化還原同程脫硫脫硝裝置，屬于燃燒生成物處理領域。
【背景技術】
[0002]氮氧化物是造成化學煙霧的主要原因，也是酸雨的重要原因。二氧化硫是酸雨的主要原因。脫硫和脫硝是廢氣治理的兩項重要任務。
[0003]廢氣脫硫方法主要有干式、半干式和濕式脫硫。干式脫硫投加石灰石、氧化鎂等干粉脫硫劑，直接與廢氣在的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣、亞硫酸鎂等干產(chǎn)物，然后除塵。半干式脫硫投加石灰、氧化鎂、氫氧化鈉等脫硫劑漿液，直接與廢氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣、亞硫酸鎂等干產(chǎn)物，然后除塵。干式、半干式脫硫的優(yōu)點是不需要水，不存在渣水分離和水的循環(huán)利用問題;缺點是反應不徹底，效率低，脫硫前后都需要除塵，重復建設嚴重，壓降大，運行費用高。濕式脫硫首先用脫硫液噴淋廢氣，將廢氣中的二氧化硫轉移到水中形成亞硫酸，然后投加石灰、氧化鎂、氫氧化鈉等堿液中和酸性脫硫液，經(jīng)過渣液分離后脫硫液循環(huán)使用。濕式脫硫的優(yōu)點是二氧化硫轉移速度快，效率高，效果好;缺點是消耗水，脫硫液需要渣液分離和循環(huán)利用。目前通常采用濕式脫硫，很少采用干式和半干式脫硫。
[0004]主流脫硝技術主要有選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)。其他技術主要有電子束法(EBA)、活性焦吸附、常溫氧化還原法等。SCR法技術是在催化劑作用下，還原劑NH3(液氨、氨水、尿素等)與煙氣中的NOx反應，將煙氣中的NOx還原為氮氣和水。其反應器設置于鍋爐省煤器出口與空氣預熱器入口之間，反應溫度一般在320°C-40(TC之間。SNCR法技術用NH3、尿素等還原劑噴入爐內溫度為850?1100°C的區(qū)域，還原劑與煙氣中的NOx進行選擇性反應，NOx被還原為氮氣和水。SCR和SNCR技術都需要特定的反應溫度條件和嚴格的自動控制，還原劑不足反應不徹底，過量產(chǎn)生氨逃逸反倒增加氮氧化物，都導致處理效果降低。電子束法利用電子加速器產(chǎn)生的高能粒子照射煙氣，使其SO2和NOx氧化生成硫酸和硝酸，再與添加的氨反應生成硫酸氨和硝酸氨。該技術沒有廢水，不需要催化劑，對煙氣條件變化適應性強，但耗電量大，還不適合用于大規(guī)模應用?；钚越刮椒ㄓ没钚越惯M行煙氣的同時脫硫和脫氮。SO2通過活性焦吸附，通過熱再生，產(chǎn)物轉換成硫磺、硫酸、化肥等副產(chǎn)品。NOx是在加氨的條件下，經(jīng)活性焦的催化作用生成水和氮氣再排入大氣。該技術沒有廢水，不需要催化劑，對煙氣條件變化適應性強，但操作較復雜，副產(chǎn)品產(chǎn)生復雜，活性焦消耗大，塔壓降大。常溫氧化還原法先將NO氧化成NO2,然后將NO2轉移到水中變成HNO3,最后利用貼03將HNO3還原成仏排放。該技術工藝過程與脫硫類似，不需要還原劑，對煙氣條件變化適應性強，還能同時氧化二噁英等有毒物質和去除重金屬等，運行成本低，難點在于氧化和還原的控制。
[0005]由于工藝限制，SCR、SNCR、活性焦吸附等脫硝不可能與脫硫同步進行，兩者只能作為獨立單元，無法實現(xiàn)工藝和裝置的一體化，占地面積大，投資多，運行費用高。僅有的幾例常溫氧化還原脫硝實例也都是在脫硫之后獨立脫硝，存在同樣的問題。電子束法脫硝需要利用電子加速器產(chǎn)生高能粒子，能耗非常大，很難用于工業(yè)生產(chǎn)。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中不足之處，而提供一種氧化還原同程脫硫脫硝裝置。氧化還原同程脫硫脫硝裝置使?jié)袷矫摿蚝统匮趸€原脫硝在一個反應塔中同步完成，大大提高了除塵脫硫效果和效率，減少投資行30-40，減少運行費用20-30%，減少占地面積40-45 %。
[0007]這種氧化還原同程脫硫脫硝裝置，吸收塔包括循環(huán)液處理區(qū)、堿液區(qū)、同步脫硫脫硝區(qū)和廢氣出口，廢氣進口與循環(huán)液處理區(qū)之間設有氧化反應器和還原反應器，廢氣進口連接氧化反應器，氧化反應器連接還原反應器，還原反應器連接循環(huán)液處理區(qū)，同步脫硫脫硝區(qū)設置在循環(huán)液處理區(qū)的上方，堿液區(qū)設置在吸收塔的側面，同步脫硫脫硝區(qū)上方設有除霧器，除霧器上方設有廢氣出口。
[0008]所述的循環(huán)液處理區(qū)側面設有濃液提升栗，循環(huán)液處理區(qū)與同步脫硫脫硝區(qū)的上方之間設有循環(huán)栗，堿液區(qū)與同步脫硫脫硝區(qū)下方之間設有加藥栗。
[0009]所述的還原反應器中還加入強酸。
[0010]本發(fā)明優(yōu)點在于:
[0011 ] 1.強酸微環(huán)境，與還原劑一起噴強酸酸霧，造成還原劑與一氧化氮活性產(chǎn)物接觸瞬間的PH值小于I微環(huán)境；
[0012]2.同程脫硫脫硝，利用脫硫產(chǎn)物作為還原劑，脫硫脫硝后續(xù)過程、酸堿中、渣液分離和水的循環(huán)利用等在一套設施中完成，實現(xiàn)了同程脫硫脫硝。
[0013]3.效率高，一氧化氮活性產(chǎn)物還原反應速度快，大大提高了系統(tǒng)的效率；
[0014]4.效果好，一氧化氮活性產(chǎn)物還原反應徹底，大大提高了系統(tǒng)的效果；
[0015]5.占地少，同程脫硫脫硝，節(jié)省占地面積40-45% ;
[0016]6.造價少，節(jié)省造價30-40%;
[0017]7.運行費用低，節(jié)省運行費用20-30%;
[0018]8.使用范圍廣，既適應于新建項目，也適用于現(xiàn)有項目提標改造，尤其是用地緊張的項目優(yōu)勢明顯。
【附圖說明】
[0019]圖1為氧化還原同程脫硫脫硝裝置的結構示意圖。
[0020]圖中標記::1-氧化反應器、2-還原反應器、3-循環(huán)栗、4-提升栗、5-加藥栗、6-除霧器、7-吸收塔、8-廢氣進口、9-循環(huán)液處理區(qū)、10-堿液區(qū)、11-同步脫硫脫硝區(qū)、12-廢氣出
□ O
【具體實施方式】
[0021 ]下面結合附圖對氧化還原同程脫硫脫硝裝置進行進一步說明。
[0022]這種氧化還原同程脫硫脫硝裝置，吸收塔7包括循環(huán)液處理區(qū)9、堿液區(qū)10、同步脫硫脫硝區(qū)11和廢氣出口 12，廢氣進口 8與循環(huán)液處理區(qū)9之間設有氧化反應器I和還原反應器2，廢氣進口 8連接氧化反應器I，氧化反應器I連接還原反應器2，還原反應器2連接循環(huán)液處理區(qū)9，同步脫硫脫硝區(qū)11設置在循環(huán)液處理區(qū)9的上方，堿液區(qū)10設置在吸收塔7的側面，同步脫硫脫硝區(qū)11上方設有除霧器6，除霧器6上方設有廢氣出口 12。
[0023]所述的循環(huán)液處理區(qū)9側面設有濃液提升栗4，循環(huán)液處理區(qū)9與同步脫硫脫硝區(qū)
11的上方之間設有循環(huán)栗3，堿液區(qū)10與同步脫硫脫硝區(qū)11下方之間設有加藥栗5。
[0024]所述的還原反應器2中還加入強酸。
[0025]廢氣首先通過廢氣進口8進入氧化反應器I，惰性一氧化氮被氧化成活性產(chǎn)物;然后進入還原反應器2，一氧化氮活性產(chǎn)物被還原成氮氣，廢氣接著進入吸收塔7;加藥栗5將堿液區(qū)10的堿液均勻噴淋到吸收塔7的同步脫硫脫硝區(qū)11的下部，進行酸堿中和;循環(huán)栗3將循環(huán)液均勻噴淋到吸收塔7的同步脫硫脫硝區(qū)11的上部;在吸收塔7的同步脫硫脫硝區(qū)11，廢氣上升，循環(huán)液下降，氣液充分接觸，可溶氣體轉移到循環(huán)液;廢氣經(jīng)過吸收塔7的同步脫硫脫硝區(qū)11后繼續(xù)上升，通過除霧器6，水霧被去除，凈化廢氣排放;循環(huán)液落入循環(huán)液處理區(qū)9中，循環(huán)液處理區(qū)9上清液繼續(xù)循環(huán)使用，循環(huán)液處理區(qū)9的濃液由濃液提升栗4送往脫水處理設施。
[0026]本氧化還原同程脫硫脫硝裝置，將濕式脫硫技術與常溫氧化還原脫硝技術相結合，形成了氧化還原同程脫硫脫硝新工藝裝置，脫硫脫硝在一個裝置中同步進行，大大提高了脫硫脫硝效果和效率，大大減少了投資、運行費用和占地面積。
[0027]氧化還原同程脫硫脫硝化學反應過程非常復雜，主要發(fā)生如下化學反應:
[0028]SO2+H2O4SO32—+2H+(I)
[0029](m+n+k)N0(氣)+ (m+n+k)[0]—mN02+nN02—+kN0— (2)
[0030]mNCte+nNCte—+kNO—+(m+n+k)SO32 +2(m+n)H+^(m+n+k)Ν2?+(m+n+k)SO42—+ (m+n)H2O (3)
[0031]4N02+2H20+2 [ 0 ] ^4N03>4H+ (4)
[0032]2S032—+3N03——2S042—+Ν2?+ΝΟ(液) (5)
[0033]NO(液) + [0]—N02(液) (6)
[0034]4Ν02(液)+2Η20+2[0]—4Ν03—+4Η+ (7)
[0035]Η++0Η——Η20(8)
[0036]反應(I)和(4)在氣體轉移中完成，需要噴淋水。反應(5)、(6)、(7)、(8)在液相中完成。反應(5)產(chǎn)生NO(液)，利用余量[O]完成反應(6)和(7)，反應(5)、(6)、(7)反復進行，反應較慢，可能出現(xiàn)NO3-積累。反應(2)和(3)在氣相中完成，反應(2)的反應速度很快，反應(3)的反應速度在pH值小于I的條件下很快，在大于2的條件下非常慢。反應(3)將反應(2)的產(chǎn)物直接還原氮氣，對于脫硝效果和避免N03—積累都非常重要。如何營造反應(3)的反應條件是常溫氧化還原脫硝的技術關鍵，也是本發(fā)明的技術關鍵。
【主權項】
1.一種氧化還原同程脫硫脫硝裝置，吸收塔(7)包括循環(huán)液處理區(qū)(9)、堿液區(qū)(10)、同步脫硫脫硝區(qū)(11)和廢氣出口(12)，其特征在于:廢氣進口(8)與循環(huán)液處理區(qū)(9)之間設有氧化反應器(I)和還原反應器(2)，廢氣進口(8)連接氧化反應器(I)，氧化反應器(I)連接還原反應器(2)，還原反應器(2)連接循環(huán)液處理區(qū)(9)，同步脫硫脫硝區(qū)(11)設置在循環(huán)液處理區(qū)(9)的上方，堿液區(qū)(10)設置在吸收塔(7)的側面，同步脫硫脫硝區(qū)(11)上方設有除霧器(6)，除霧器(6)上方設有廢氣出口(12)。2.根據(jù)權利要求1所述的氧化還原同程脫硫脫硝裝置，其特征在于:所述的循環(huán)液處理區(qū)(9)側面設有濃液提升栗(4)，循環(huán)液處理區(qū)(9)與同步脫硫脫硝區(qū)(11)的上方之間設有循環(huán)栗(3)，堿液區(qū)(10)與同步脫硫脫硝區(qū)(11)下方之間設有加藥栗(5)。3.根據(jù)權利要求1所述的氧化還原同程脫硫脫硝裝置，其特征在于:所述的還原反應器(2)中還加入強酸。
【文檔編號】B01D47/06GK106064017SQ201610643608
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年8月8日
【發(fā)明人】陳輔利, 剛占庫, 史樹威
【申請人】遼寧信威環(huán)?？萍加邢薰?br>