CN101700463A - 一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法 - Google Patents

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孙伟杰
杨桂芬
孙海博
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孙伟杰
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Abstract

本发明提供一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法,其中该方法包括以下步骤,第一步、除尘;第二步、脱硫、脱硝;第三步、回收硫资源。该方法可有效解决克服现有技术的副产品处理困难、有二次污染,运行费用高、产品单一等问题。根据市场需求,并充分利用对脱硫副产物的解析还原再生,其目的在于:以废治废一举多得,将燃煤烟气里白白浪费掉的硫资源,以最低的成本来循环回收,提高脱硫副产品的综合附加值和降低其运行费,使除尘脱硫、脱硝、循环回收硫资源,实现长期高效运行,自给自足闭路循环,节约资源,节能降耗,既无废水排放、又无二次污染,满足资源回收和环境治理要求,提高企业经济效益和社会效益。

Description

一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法
技术领域:
[0001] 本发明涉及脱硫、脱硝、除尘及资源回收的技术和环境保护领域,特别是一种闭路
循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法。
背景技术:
[0002] 我国是一个以煤炭为主要能源的国家,电力发展以燃煤为主的格局,短期内不会 改变;煤是一种低品位可燃的有机质化石能源,它的岩相和化学组成常具有明显的差别和 不均一性,其中硫分含量也从O. 1〜10%不等,变化范围较大,FGD的任务将异常艰巨和沉 重;目前,特别是以石灰/石灰石法、双碱法等脱硫技术、工艺为主时,势必带来巨大的投资 和运行负担,且存在以下不足:
[0003] (1)重脱轻用:即将烟气中S02脱下来,综合利用方面不理想,副产品质量差、不稳 定,利用价值低;二次污染严重;
[0004] (2)S02、N0J兑除效率低:一般低于95%,且外排烟气中S02、N0x不能满足目前国家 规定的环保排放标准,更无法满足高硫煤脱硫使用;
[0005] (3)运行成本高:占地面积大,运转稳定性差;污染治理工程在取得环境效益的同 时,需要大量的运转资金投入;
[0006] (4)连续运行不稳定,无法保证低成本,长期在线监测运行,维修量大; [0007] (5)资源严重浪费,不符合国家节能法和循环经济发展。
[0008] 虽然,这一技术对减轻烟气中的二氧化硫污染起到了一定的作用,但是,每处理一 吨二氧化硫时产生约2. 7吨的脱硫石膏,预计到2010年,我国堆存的脱硫石膏将超过1亿 吨;而且,脱硫石膏质地松散,无法与矿石膏相比,致使脱硫石膏难以利用,所以导致脱硫石 膏被抛弃处理,占用了上百万亩的土地;同时,由于被抛弃的脱硫石膏长久散发着余毒,经 太阳暴晒蒸发出剌鼻的酸味;挥发后的酸性物质又加重了酸雨的危害;雨天堆积的"脱硫 石膏山"随时都会倒塌下来,冲击道路和村舍,并渗入土地、农田,污染地下和地表水,从而 进入我们的食物链,如果不采取积极有效的措施,它释放的有害物质将诱发对人体造成极 大伤害的新病情。
[0009] 由此可见,现行的脱硫脱硝技术势必造成大量废渣,废气,废水,严重带来新的生 态破坏;对我国这样的发展中国家和世界上绝大多数的国家都存在着"建不起"也"运行不 起"的严重障碍。
[0010] 当前,随着火电厂烟气脱硫项目的实施和脱硫设施的逐步运行,脱硫副产物越来 越多,对其进行综合利用、节约资源,防止二次污染已成为当前急需研究解决的重要课题; 国家发改委《关于加快火电厂烟气脱硫产业化发展的若干意见》中明确指出"进一步开展烟 气脱硫副产品综合利用,节约能源、减少污染,推动循环经济发展,尽快组织有关科研院所 等部门对脱硫副产物进行深入的研究,实施脱硫副产物必须进行综合利用";所以,为了减 少污染,降低能耗,节约资源,发展循环经济已势在必行。
[0011] S02在环境学者眼中是污染源,是"魔头"是"敌人";但是,在化学者眼中,S(^是可再利用的资源,是"战友"甚至还可以成为"英雄";要实现这个目标,就要发挥化学工程科学 的作用,研究、开发使用投资及运行费用低、副产品价值高、技术先进,性能运行稳定、无二 次污染的新技术、新工艺。
发明内容:
[0012] 本发明的目的是针对以上的不足,而研制一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的 方法,该方法可有效解决克服现有技术的副产品处理困难、有二次污染,运行费用高、产品 单一等问题。该方法之所以能对脱硫副产物的解析还原再生,其目的在于:以废治废一举多 得,将燃煤烟气里白白浪费掉的硫资源,以最低的成本来循环回收,提高脱硫副产品的综合 附加值和降低其运行费,使除尘脱硫、脱硝、循环回收硫资源,实现长期高效运行,提高企业 经济效益和社会效益。
[0013] 本发明是这样实现的:一闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法,其中该方法包 括以下步骤:
[0014] 第一步、除尘:在锅炉烟气出口处后部的烟道1处装有除尘器32,并在其进气口的 烟道1里顺风安装,由水箱4通过高压泵5、水管3供应的干净水,通过水管3上的阀门调节 流量,水管3上连接有雾化喷嘴2,强力雾化,增加气、固、液三相充分亲和接触,频繁碰撞, 瞬间将燃煤烟气中的灰尘凝聚收集和降温、经除尘器32的下方装的灰斗6,螺旋出灰器7, 回收所需要的粉尘资源;
[0015] 第二步、脱硫、脱硝:是将经过除尘换热净化后的燃煤烟气经烟管9引入能同时脱 硫、脱硝的吸收设备31中,烟管9上装有雾化喷嘴8,引风机19可以装在吸收设备31的进 口,也可以装在吸收设备31的出口,吸收设备31内依次装有分配器27、喷管26、雾化喷嘴 28和脱水器30,并在其烟气入口处,顺风安装由储液罐11,经高压泵供应的以有机酸,有机 酸盐和无机盐,碱为主要成分的混合水溶液,作为脱硫、脱硝吸收液,通过管道25,管道25 的一端接有两层雾化喷嘴28,增加气、固、液三相充分亲和接触,频繁碰撞,同时使其烟气经 分配器27,在其吸收设备31内部均匀分配向上,与由高压水泵供应的脱硫、脱硝吸收液,经 管道25连接的第一层喷嘴28雾化,向下和烟气逆流接触吸收、洗涤净化,同时再与还原再 生器21产生的还原气经喷管26逆流接触吸收、洗涤还原,然后使净化后的烟气经过旋流板 29洗涤净化向上,又一次经管道25连接的第二层喷嘴28雾化,向下和烟气逆流接触吸收、 洗涤净化,脱除燃煤烟气中S02、NOx及灰尘,随后经脱水器30脱水,然后通过烟道18经引风 机19引入烟囱20外排;
[0016] 第三步、回收硫资源:是将其洗涤液经积液板10汇集流入循环沉淀池12,经隔板 13分离沉淀后,将饱和的洗涤液中生成硫的化合物作为资源,通过水泵15,管道,阀门,过 滤器16交替开、关,与还原再生器21中过来的还原再生原料在解析器23中反应循环运行, 一方面使硫资源从过滤器16的外排固液口 24处,分离解析转化或还原再生成的单质硫,或 从过滤器16的外排固液口 17处,分离出其它含硫资源的产品,作为再生原料代储,也可通 过还原喷嘴22加入到还原再生器21中,和还原再生器21中的原料,经微波或高温反应生 成还原再生原料代储,并将同时伴生的硫化盐,氢气,一氧化碳,(CH4、CO、H2)的混合气,硫化 氢,二硫化碳,氧硫化碳(羰基硫)原料,通过管道,分别接入解析器23,吸收设备31中经喷 管26向下和烟气逆流接触吸收、洗涤还原,经积液板10汇集流入循环沉淀池12进行循环,另一方面使分离后的洗涤液,经管道、阀门,过滤器16、精滤器14过滤后,进入储液罐11中
存储,供循环吸收,解析,再生液的闭路循环,周而复始,循环回收硫资源使用。
[0017] 本发明可以是这样实现的:所述的脱除燃煤烟气中S02、 NO,后,用洗涤液解析,分
离,生成的含硫资源为:硫酸盐,亚硫酸盐,连多硫酸盐,硫代硫酸盐,亚胺二磺酸三钠、硫
酸,硫磺。
[0018] 本发明还可以是这样实现的:所述的粉尘资源为干粉尘,半干粉尘,湿粉尘。 [0019] 本发明还可以是这样实现的:还原再生器21中的原料分别选择碳,木炭、水蒸气, 烷烃类,生物质热解气,双氧水。
[0020] 本发明还可以是这样实现的:还原再生原料同时伴生的硫化盐,氢气,一氧化碳, (CH4、C0、H2)的混合气,硫化氢,二硫化碳,氧硫化碳(羰基硫)原料分别接入解析器23,吸 收设备31中循环使用。 [0021] 本发明的有益效果是:
[0022] 1、本发明集除尘脱硫、脱硝、循环回收硫资源与一体化,可扩展性强,满足国家越 来越多的环保要求和排放标准;
[0023] 2、该方法吸收效率高,重脱除、重利用;使SOyNOj兑除效率大于98%以上,副产品
质量稳定,循环回收副产物品种多、用途广,价值高效益好,可大大降低运行成本;
[0024] 3、本发明占地少,用水量小、能耗低,除尘、脱硫、脱硝的效率高,无二次污染,是现
有脱硫除尘、资源回收技术和环境保护领域一大创新,具有明显的经济效益和社会效益;
[0025] 4、本发明能自给自足闭路循环,节约资源,节能降耗,即无废水排放、又无二次污
染,以满足资源回收和环境治理要求。
附图说明:
[0026] 图1为本发明的设备工艺流程示意图。 具体实施方式:
[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0028] 如图1所示, 一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法,该方法包括以下步骤: [0029] 第一步、除尘:在锅炉烟气出口处后部的烟道1处装有除尘器32,并在其进气口的 烟道1里顺风安装,由水箱4通过高压泵5、水管3供应的干净水,通过水管3上的阀门调节 流量,水管3上连接有雾化喷嘴2,强力雾化,增加气、固、液三相充分亲和接触,频繁碰撞, 瞬间将燃煤烟气中的灰尘凝聚收集和降温、经除尘器32的下方装的灰斗6,灰斗6与螺旋出 灰器7连接,螺旋出灰器7的出口回收所需要的干(或半干、湿)粉尘资源,完全替代现行 的高耗能静电、布袋除尘;
[0030] 第二步、脱硫、脱硝:是将经过除尘换热净化后的燃煤烟气经烟管9引入能同时脱 硫、脱硝的吸收设备31中,引风机19装在吸收设备31的出口 ,吸收设备31内依次装有分配 器27、喷管26、雾化喷嘴28和脱水器30,并在其烟气入口处,顺风安装由储液罐11,经高压 泵供应的以有机酸(或有机酸盐)和无机盐(或碱)为主要成分的混合水溶液,作为脱硫、 脱硝吸收液,通过管道25,管道25的一端接有两层雾化喷嘴28,增加气、固、液三相充分亲 和接触,频繁碰撞,同时使其烟气经分配器27,在其 收设备31内部均匀分配向上,与由高压水泵供应的脱硫、脱硝吸收液,经管道25连接的第一层喷嘴28雾化,向下和烟气逆流接触吸收、洗涤净化,同时再与还原再生器21产生的还原气逆流接触吸收、洗涤还原,然后使净化后的烟气经过旋流板29洗涤净化向上,又一次经管道25连接的第二层喷嘴28雾化,向下和烟气逆流接触吸收、洗涤净化,脱除燃煤烟气中S02、 N0X及灰尘,随后经脱水器30脱水(换热或增温)然后通过烟道18经引风机19引入烟囱20外排;
[0031] 第三步、回收硫资源:是将其洗涤液经积液板10汇集流入循环沉淀池12,吸收设备31的下出口通过管道和循环沉淀池12连接,循环沉淀池12内设置有隔板13,吸收设备31的底部设置有积液板IO,循环沉淀池12的出口通过管道,水泵15,阀门,过滤器16的进口连接,过滤器16的一个出口通过管道和精滤器14连接,精滤器14的出口通过管道和储液罐11连接,洗涤液经积液板10流入循环沉淀池12,经隔板13分离沉淀后,将饱和的洗涤液中生成硫的化合物作为资源,通过水泵15,管道,阀门,过滤器16的交替开、关,与还原再生器21中过来的还原再生原料在解析器23反应循环运行,一方面使硫资源从过滤器16的外排固液口 24处,分离解析转化或还原再生成的单质硫,或从过滤器16的外排固液口 17处,分离出其它含硫资源的产品,作为再生原料代储,也可通过还原喷嘴22加入到还原再生器21中,和还原再生器21中的原料,经微波或高温反应生成还原再生原料,还原再生器21中的原料分别选择碳,木炭、水蒸气,烷烃类,生物质热解气,同时伴生的硫化盐,氢气,一氧化碳,(CH4、C0、H2)的混合气,硫化氢,二硫化碳,氧硫化碳(羰基硫)原料,通过管道分别接入解析器23,吸收设备31中经喷管26向下和烟气逆流接触吸收、洗涤还原,经积液板10汇集流入循环沉淀池12进行循环,另一方面使分离后的洗涤液,经管道、阀门,过滤器16、精滤器14,过滤后,进入储液罐11中存储,供循环吸收,解析,再生液的闭路循环,周而复始,循环回收硫资源使用。
[0032] 由此可得出,本发明打破传统观念,自主创新,开发了闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法;可有效解决克服现有技术的副产品处理困难、有二次污染,运行费用高、产品单一等问题;根据市场需求,并充分利用对脱硫副产物的解析还原再生,以废治废一举多得,将燃煤烟气里白白浪费掉的硫资源,以最低的成本来循环回收,提高脱硫副产品的综合附加值和降低其运行费,使除尘脱硫、脱硝、循环回收硫资源,实现长期高效运行,自给自足闭路循环,节约资源,节能降耗,即无废水排放、又无二次污染,满足资源回收和环境治理要求,提高企业经济效益和社会效益。

Claims (5)

  1. 一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:第一步、除尘:在锅炉烟气出口处后部的烟道(1)处装有除尘器(32),并在其进气口的烟道(1)里顺风安装,由水箱(4)通过高压泵(5)、水管(3)供应的干净水,通过水管(3)上的阀门调节流量,水管(3)上连接有雾化喷嘴(2),强力雾化,增加气、固、液三相充分亲和接触,频繁碰撞,瞬间将燃煤烟气中的灰尘凝聚收集和降温、经除尘器(32)的下方装的灰斗(6),螺旋出灰器(7),回收所需要的粉尘资源;第二步、脱硫、脱硝:是将经过除尘换热净化后的燃煤烟气经烟管(9)引入能同时脱硫、脱硝的吸收设备(31)中,引风机(19)可以装在吸收设备(31)的进口,也可以装在吸收设备(31)的出口,吸收设备(31)内依次装有分配器(27)、喷管(26)、雾化喷嘴(28)和脱水器(30),并在其烟气入口处,顺风安装由储液罐(11),经高压泵供应的以有机酸,有机酸盐和无机盐,碱为主要成分的混合水溶液,作为脱硫、脱硝吸收液,通过管道(25),管道(25)的一端接有两层雾化喷嘴(28),增加气、固、液三相充分亲和接触,频繁碰撞,同时使其烟气经分配器(27),在其吸收设备(31)内部均匀分配向上,与由高压水泵供应的脱硫、脱硝吸收液,经管道(25)连接的第一层喷嘴(28)雾化,向下和烟气逆流接触吸收、洗涤净化,同时再与还原再生器(21)产生的还原气经喷管(26)逆流接触吸收、洗涤还原,然后使净化后的烟气经过旋流板(29)洗涤净化向上,又一次经管道(25)连接的第二层喷嘴(28)雾化,向下和烟气逆流接触吸收、洗涤净化,脱除燃煤烟气中SO2、NOx及灰尘,随后经脱水器(30)脱水,然后通过烟道(18)引入烟囱(20)外排;第三步、回收硫资源:是将其洗涤液经积液板(10)汇集流入循环沉淀池(12),经隔板(13)分离沉淀后,将饱和的洗涤液中生成硫的化合物作为资源,通过水泵(15),管道,阀门,过滤器(16)交替开、关,与还原再生器(21)中过来的还原再生原料在解析器(23)中反应循环运行,一方面使硫资源从过滤器(16)的外排固液口(24)处,分离解析转化或还原再生成的单质硫,或从过滤器(16)的外排固液口(17)处,分离出其它含硫资源的产品,作为再生原料代储,也可通过还原喷嘴(22)加入到还原再生器(21)中,和还原再生器(21)中的其它原料,经微波或高温反应生成还原再生原料代储,并将同时伴生的硫化盐,氢气,一氧化碳,(CH4、CO、H2)的混合气,硫化氢,二硫化碳,氧硫化碳(羰基硫)原料,通过管道,分别接入解析器(23),吸收设备(31)中经喷管(26)向下和烟气逆流接触吸收、洗涤还原,经积液板(10)汇集流入循环沉淀池(12)进行循环,另一方面使分离后的洗涤液,经管道、阀门,过滤器(16)、精滤器(14)过滤后,进入储液罐(11)中存储,供循环吸收,解析,再生液的闭路循环,周而复始,循环回收硫资源使用。
  2. 2. 根据权利要求1所述的一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法,其特征在于: 所述的脱除燃煤烟气中S02、 NO,后,用洗涤液解析,分离,生成的含硫资源为:硫酸盐,亚硫 酸盐,连多硫酸盐,硫代硫酸盐,亚胺二磺酸三钠、硫酸,硫磺。
  3. 3. 根据权利要求1所述的一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法,其特征在于:所述的粉尘资源为干粉尘,半干粉尘,湿粉尘。
  4. 4. 根据权利要求1所述的一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法,其特征在于:还原再生器(21)中的原料分别选择碳,木炭、水蒸气,烷烃类,生物质热解气,双氧水。
  5. 5. 根据权利要求1所述的一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法,其特征在于:还原再生原料同时伴生的硫化盐,氢气,一氧化碳,(CH4、CO、H2)的混合气,硫化氢,二硫化碳,氧硫化碳(羰基硫)原料分别接入解析器(23),吸收设备循环使用。
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