CN101708421B - 石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除装置及方法。装置包括吸收液浆液罐、增压风机、喷淋塔等，利用强氧化剂和高效吸收剂混合配制成湿法脱硫的吸收液，烟气经增压风机补充动力后进入喷淋塔，喷淋塔的中上部设置有2～4层喷淋层将吸收液均匀的喷洒到喷淋塔中，使吸收液和烟气充分接触，吸收液储槽中的吸收液在吸收液循环泵的作用下循环利用。喷淋层上部设置除雾器来除去烟气中的水汽，经除雾器除雾的烟气从喷淋塔顶部排出至烟囱排出。本发明具有以下优点：1)只采用一种石灰石-石膏法技术就能够实现多种污染物的同时脱除；2)可选择的氧化剂种类多；3)污染物脱除效率高。
Description
技术领域
本发明属于能源环保技术领域，尤其涉及一种石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除装置及方法。
背景技术
中国绝大部分的电力能源的供应来自于燃煤电厂，而且在今后相当长的一段时期内，燃煤发电仍是我国主要的电力供应方式。煤粉在燃烧发电的同时会产生多种污染物，如：二氧化硫，氮氧化物，氯化氢，氟化氢，金属汞等。这类污染物对环境的危害十分严重，因此国家环保局在不断严格规范燃煤电厂各种污染物排放的要求。
目前处理燃煤电厂二氧化硫，氯化氢，氟化氢排放的主要技术为石灰石-石膏法，处理氮氧化物排放的主要技术为选择性催化还原技术，处理金属汞的方法主要为利用吸附剂脱汞。因此目前要同时脱除多种污染物，就会需要三种技术联合使用，这会使得电厂在其尾气处理装置上投入大笔的费用，而且其尾气处理系统的操作和维护也会变得相当的复杂，增加了运行费用。
针对上述情况，可以通过对其中一种技术加以改进，使其能够同时实现二氧化硫，氮氧化物，氯化氢，氟化氢，金属汞的脱除。考虑到石灰石-石膏法脱硫工艺在我国火电厂的广泛应用，因此若能以该技术作为基础，通过改进实现石灰石-石膏法技术的多脱，可以为电厂的污染物控制节省大笔的费用。
目前常规的石灰石-石膏法可以脱除烟气中的二氧化硫，氯化氢，氟化氢，但对氮氧化物和金属汞的脱除效果非常不理想，这是因为烟气中的氮氧化物包含一氧化氮和二氧化氮，以一氧化氮为主。金属汞在烟气中的主要存在形式是单质汞和二价汞化合物。其中二氧化氮和二价汞较易溶于水，可以在石灰石-石膏法的喷淋塔中被去除，但是一氧化氮和单质汞难溶于水，这两种物质无法在喷淋塔内被去除，这就是为什么石灰石-石膏法对氮氧化物和金属汞去除效果不理想的原因。
针对上述原因，通过向吸收液中也添加氧化剂(如次氯酸盐，氯酸盐，高氯酸盐，高锰酸盐，重铬酸盐，双氧水)，将难溶于水的一氧化氮和单质汞氧化成较易溶于水的二氧化氮和二价汞，这样就可以实现利用石灰石-石膏法同时脱除烟气中的二氧化硫，氯化氢，氟化氢，氮氧化物和金属汞。
由于本技术只需在原有石灰石-石膏法设备的基础上增加氧化剂添加系统，因此改造费用低，污染物去除效果好，值得大力推广应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有石灰石-石膏法技术无法同时脱除多种污染物这一技术不足，提供一种石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除装置及方法。
石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除装置包括氧化剂储罐、氧化剂电磁阀、吸收液浆液罐、增压风机、石灰石粉储罐、石灰石电磁阀、浆液泵、除雾器、喷淋层、喷淋塔、吸收液储槽、石膏浆液泵、工艺水泵、工艺水箱、吸收液循环泵，烟气通过增压风机，从喷淋塔的中部进入喷淋塔，喷淋塔对烟气进行喷淋吸收后经喷淋塔上部的除雾器除雾后从烟囱排出，而喷淋后的吸收液流入喷淋塔底部的吸收液储槽，通过吸收液循环泵循环利用，而多余的吸收液由石膏浆液泵排出；喷淋塔吸收液由吸收液浆液罐通过浆液泵进行补充，吸收液浆液罐由氧化剂储罐和石灰石粉储罐经氧化剂电磁阀和石灰石电磁阀调节混合，工艺水由工艺水箱通过工艺水泵进行补充，在喷淋层的上方是除雾器，除雾器的喷淋水由工艺水箱通过工艺水泵提供。
喷淋塔系统包括除雾器、喷淋层、吸收液储槽、石膏浆液泵、吸收液循环泵、工艺水泵、浆液泵，喷淋吸收液由浆液泵输送至吸收液储槽中，吸收液由吸收液循环泵送至喷淋层进行喷淋，喷淋后吸收液返回吸收液储槽内，多余的吸收液由石膏浆液泵排出，工艺水由工艺水箱经工艺水泵送至除雾器对喷淋后气体除雾。
石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除方法是：来自锅炉的烟气先经过增压风机补充动力，然后从喷淋塔的中部进入喷淋塔，喷淋塔的中上部设置有2～4层喷淋层，喷淋层的作用是将液气比为10～18吸收液均匀的喷洒到喷淋塔中，使吸收液和烟气充分接触，喷淋的吸收液落入喷淋塔底的吸收液储槽中，在吸收液循环泵的作用下，吸收液循环利用。喷淋层上部设置有除雾器，用于除去烟气中的水汽，工艺水箱会通过除雾器向喷淋塔底的吸收液槽补充工艺水，吸收浆液制备装置会向塔底吸收液槽补充新鲜的吸收液，喷淋液储槽还设有浆液排出泵，经过除雾器除雾的烟气从喷淋塔顶部排出至烟囱排出。
本发明与现有技术相比具有的有益效果：
1)只采用一种石灰石-石膏法技术就能够实现多种污染物的同时脱除，大大简化了火力发电厂尾气处理工艺，节省了投资费用和运行费用；
2)可供选择的氧化剂种类多，主要有次氯酸盐，氯酸盐，高氯酸盐，高锰酸盐，重铬酸盐，双氧水，在实际运行中可以方便的进行原料采购；
3)采用火电厂最常用的石灰石-石膏法作为多种污染同时脱除技术的基础技术，大大方便了很多电厂的改造工程，值得推广；
4)污染物脱除效率高，各种污染物的脱除效率均可达到95％以上。
附图说明
附图石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除装置及方法结构示意图；
图中：氧化剂储罐1、氧化剂电磁阀2、吸收液浆液罐3、增压风机4、石灰石粉储罐5、石灰石电磁阀6、浆液泵7、除雾器8、喷淋层9、喷淋塔10、吸收液储槽11、石膏浆液泵12、工艺水泵13、工艺水箱14、吸收液循环泵15。
具体实施方式
如附图所示，石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除装置包括氧化剂储罐1、氧化剂电磁阀2、吸收液浆液罐3、增压风机4、石灰石粉储罐5、石灰石电磁阀6、浆液泵7、除雾器8、喷淋层9、喷淋塔10、吸收液储槽11、石膏浆液泵12、工艺水泵13、工艺水箱14、吸收液循环泵15，烟气通过增压风机4，从喷淋塔10的中部进入喷淋塔10，喷淋塔10对烟气进行喷淋吸收后经喷淋塔10上部的除雾器8除雾后从烟囱排出，而喷淋后的吸收液流入喷淋塔10底部的吸收液储槽11，通过吸收液循环泵15循环利用，而多余的吸收液由石膏浆液泵12排出；喷淋塔吸收液由吸收液浆液罐3通过浆液泵7进行补充，吸收液浆液罐3由氧化剂储罐1和石灰石粉储罐5经氧化剂电磁阀2和石灰石电磁阀6调节混合，工艺水由工艺水箱14通过工艺水泵13进行补充，在喷淋层9的上方是除雾器8，除雾器的喷淋水由工艺水箱14通过工艺水泵13提供。
喷淋塔10系统包括除雾器8、喷淋层9、吸收液储槽11、石膏浆液泵12、吸收液循环泵15、工艺水泵14、浆液泵7，喷淋吸收液由浆液泵7输送至吸收液储槽11中，吸收液由吸收液循环泵15送至喷淋层9进行喷淋，喷淋后吸收液返回吸收液储槽11内，多余的吸收液由石膏浆液泵12排出，工艺水由工艺水箱经工艺水泵13送至除雾器8对喷淋后气体除雾。
石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除方法是：来自锅炉的烟气先经过增压风机4补充动力，然后从喷淋塔10的中部进入喷淋塔10，喷淋塔10的中上部设置有2～4层喷淋层，喷淋层的作用是将液气比为10～18吸收液均匀的喷洒到喷淋塔10中，使吸收液和烟气充分接触，喷淋的吸收液落入喷淋塔10底的吸收液储槽11中，在吸收液循环泵15的作用下，吸收液循环利用。喷淋层上部设置有除雾器8，用于除去烟气中的水汽，工艺水箱14会通过除雾器8向喷淋塔10底的吸收液储槽11补充工艺水，吸收浆液制备装置会向塔底吸收液储槽11补充新鲜的吸收液，吸收液储槽11还设有石膏浆液泵12用于排出浆液，经过除雾器8除雾的烟气从喷淋塔10顶部排出至烟囱排出。
吸收液制备装置包括石灰石粉储罐，吸收液浆液罐，浆液泵，氧化剂储罐。氧化性添加剂和石灰石粉在各自的电动调节阀控制下，按一定比例投入吸收液浆液罐中，同时按比例加入工艺水，在搅拌机械的作用下配置成吸收液。吸收液经由浆液泵输送至喷淋塔底部的喷淋液储槽。
较为理想的氧化性添加剂有次氯酸盐，氯酸盐，高氯酸盐，高锰酸盐，重铬酸盐，双氧水。这些氧化添加剂通过计量流量计注入吸收剂浆液罐中，和石灰石浆液混合后制成吸收液。
若选用次氯酸盐作为氧化添加剂，喷淋塔内发生氧化反应方程式如下：
ClO-+Hg+H2O＝Hg(OH)2+Cl-
ClO-+NO＝NO2+Cl-
若选用氯酸盐作为氧化添加剂，喷淋塔内发生氧化反应方程式如下：
ClO3 -+3Hg+3H2O＝3Hg(OH)2+Cl-
ClO3 -+3NO＝3NO2+Cl-
若选用高氯酸盐作为氧化添加剂，喷淋塔内发生氧化反应方程式如下：
ClO4 -+4Hg+4H2O＝4Hg(OH)2+Cl-
ClO4 -+4NO＝4NO2+Cl-
若选用高锰酸盐作为氧化添加剂，喷淋塔内发生氧化反应方程式如下：
2MnO4 -+3Hg+2H2O＝3Hg(OH)2+2OH-+2MnO2
MnO4 -+NO＝NO3 -+MnO2
若选用重铬酸盐作为氧化添加剂，喷淋塔内发生氧化反应方程式如下：
Cr2O7 2-+3Hg+3H2O＝2CrO2 -+3Hg(OH)2
Cr2O7 2-+3NO＝3NO2+2CrO2 -
若选用双氧水作为氧化添加剂，喷淋塔内发生氧化反应方程式如下：
H2O2+Hg＝Hg(OH)2
H2O2+NO＝NO2+H2O
Claims (3)
1.一种石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除装置，其特征在于包括氧化剂储罐(1)、氧化剂电磁阀(2)、吸收液浆液罐(3)、增压风机(4)、石灰石粉储罐(5)、石灰石电磁阀(6)、浆液泵(7)、除雾器(8)、喷淋层(9)、喷淋塔(10)、吸收液储槽(11)、石膏浆液泵(12)、工艺水泵(13)、工艺水箱(14)、吸收液循环泵(15)，烟气通过增压风机(4)，从喷淋塔(10)的中部进入喷淋塔(10)，喷淋塔(10)对烟气进行喷淋吸收后经喷淋塔(10)上部的除雾器(8)除雾后从烟囱排出，而喷淋后的吸收液流入喷淋塔(10)底部的吸收液储槽(11)，通过吸收液循环泵(15)循环利用，而多余的吸收液由石膏浆液泵(12)排出；喷淋塔吸收液由吸收液浆液罐(3)通过浆液泵(7)进行补充，吸收液浆液罐(3)由氧化剂储罐(1)和石灰石粉储罐(5)经氧化剂电磁阀(2)和石灰石电磁阀(6)调节混合，工艺水由工艺水箱(14)通过工艺水泵(13)进行补充，在喷淋层(9)的上方是除雾器(8)，除雾器的喷淋水由工艺水箱(14)通过工艺水泵(13)提供。
2.根据权利要求1所述石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除装置，其特征在于所述的喷淋塔(10)系统包括除雾器(8)、喷淋层(9)、吸收液储槽(11)、石膏浆液泵(12)、吸收液循环泵(15)、工艺水泵(13)、浆液泵(7)，喷淋吸收液由浆液泵(7)输送至吸收液储槽(11)中，吸收液由吸收液循环泵(15)送至喷淋层(9)进行喷淋，喷淋后吸收液返回吸收液储槽(11)内，多余的吸收液由石膏浆液泵(12)排出，工艺水由工艺水箱经工艺水泵(13)送至除雾器(8)对喷淋后气体除雾。
3.一种使用如权利要求1所述装置的石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除方法，其特征在于来自锅炉的烟气先经过增压风机(4)补充动力，然后从喷淋塔(10)的中部进入喷淋塔(10)，喷淋塔(10)的中上部设置有2～4层喷淋层，喷淋层的作用是将液气比为10～18吸收液均匀的喷洒到喷淋塔(10)中，使吸收液和烟气充分接触，喷淋的吸收液落入喷淋塔(10)底的吸收液储槽(11)中，在吸收液循环泵(15)的作用下，吸收液循环利用；喷淋层上部设置有除雾器(8)，用于除去烟气中的水汽，工艺水箱(14)会通过除雾器(8)向喷淋塔(10)底的吸收液储槽(11)补充工艺水，吸收浆液制备装置会向塔底吸收液储槽(11)补充新鲜的吸收液，吸收液储槽(11)还设有石膏浆液泵(12)用于排出浆液，经过除雾器(8)除雾的烟气从喷淋塔(10)顶部排出至烟囱排出。
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