CN102773005A

CN102773005A - 石灰石法烟气净化系统及其净化工艺

Info

Publication number: CN102773005A
Application number: CN2012102695311A
Authority: CN
Inventors: 艾淑艳
Original assignee: 艾淑艳
Current assignee: BEIJING NOROMO ENERGY-SAVING ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2032-07-31
Also published as: CN102773005B

Abstract

本发明涉及一种石灰石法烟气净化系统及其净化工艺，系统包括相连接的原烟气输入管道、吸收塔、净烟道和烟囱，其中，还包括与所述原烟气输入管道相连接的第一氧化装置、与所述吸收塔分别相连接的吸收剂供给装置、吸收剂浆液循环装置和吸收液回收处理装置，在所述吸收塔内由下至上设置有浆池、吸收剂喷淋层和除雾器层，在所述浆池内设置有第二氧化装置；工艺以石灰石为吸收剂在同一系统中同步进行烟气的脱硫脱硝净化。本发明系统简单，工艺优化且清洁环保，在同一工艺流程中实现对烟气的高效净化，并使工艺在低温或者常温下进行，充分避免了安全隐患，节能环保效果显著，适于在冶金、发电等行业排放的烟气及其他工业尾气的净化领域中推广应用。

Description

石灰石法烟气净化系统及其净化工艺

技术领域

本发明涉及一种烟气的湿法净化系统及其净化工艺，尤其是涉及一种石灰石法烟气净化系统及其净化工艺。

背景技术

目前，冶金、化工、发电等行业排放的烟气及其他工业尾气中含有以硫、氮的氧化物（SO₂、NOx）为主的污染物，对这些污染物的治理技术主要有：治理二氧化硫（SO₂）的石灰石-石膏法、氨法、双碱法，治理氮氧化物（NOx）的选择性催化还原（SCR）法、选择性非催化还原（SNCR）法、低氮燃烧法。这些方法对烟气中的硫、氮污染物的完全脱除都分别需要在不同的装置和流程中进行，而且，占据空间大，消耗能源材料多，因此，亟待研究开发出统一于同一工艺流程中进行的高效脱硫脱硝技术，以节能减耗，降低经济成本，节约用地。

现有技术中，发明专利ZL201010116105.5一种烟气净化的方法和系统，该发明中借助于催化剂实现对氮氧化物的裂解、借助于吸附剂吸附烟气中的二噁英/呋喃，所采用的催化剂和吸附剂为同一物质即优化活性焦；发明专利ZL200910111395.1公开了一种烟气净化工艺流程，包含烟气脱硫、除尘和脱硝，在300℃以上，烟气先经过金属纤维滤料高温袋式除尘器除尘，然后再经过选择性催化还原脱硝反应器脱硝。这些发明均采用催化剂利用烟气自身携带的热量在高温下进行脱硝，可以较有效地除尘、脱硫和脱硝，但是，都没有脱离SCR脱硝工艺的特点，一方面反应温度高达300℃以上，过高的反应温度，易使催化剂中毒和活性降低，易生成导致尾部烟道设备堵塞的腐蚀物，另一方面经济成本高，仅适用于脱氮氧化物，不能兼具脱硫功能，不适宜推广应用。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种石灰石法烟气净化系统及其净化工艺，在同一工艺流程中同步实现对含硫、氮污染物的高效脱除，且无需加热升温操作，使工艺在低温或者常温下进行，实现低能耗、安全、高效且低成本的烟气净化处理。

本发明解决问题的技术方案是：提供一种石灰石法烟气净化系统，包括相连接的原烟气输入管道、吸收塔、净烟道和烟囱，其中，还包括与所述原烟气输入管道相连接的第一氧化装置、与所述吸收塔分别相连接的吸收剂供给装置、吸收剂浆液循环装置和吸收液回收处理装置，在所述吸收塔内由下至上设置有浆池、吸收剂喷淋层和除雾器层，在所述浆池内设置有第二氧化装置。

进一步地，所述第一氧化装置包括相互连接的第一空气输入管道和臭氧发生器，所述臭氧发生器通过臭氧输送管道与所述原烟气输入管道相连接；所述吸收剂供给装置包括相连接的吸收剂存储罐、吸收剂输入泵和吸收剂输入管道，所述吸收剂输入管道与所述浆池相连接；所述吸收剂浆液循环装置包括相连接的吸收剂浆液循环泵和吸收剂浆液循环管道，所述吸收剂浆液循环管道与所述浆池和吸收剂喷淋层相连接；所述吸收液回收处理装置包括旋流器、与旋流器分别相连接的脱水处理器和浓缩处理器、与所述脱水处理器相连接的固体收集装置、与所述浓缩处理器相连接的液体收集装置，所述旋流器通过相连接的吸收液输送管道和吸收液排放泵与所述浆池下部相连接，所述旋流器通过溢流输送管道与所述浓缩处理器相连接，所述脱水处理器通过废水输送管道与所述浓缩处理器相连接；所述第二氧化装置包括依次相连接的风机、第二空气输入管道和曝气管，所述风机设置在所述吸收塔外，所述曝气管设置在所述吸收塔内浆池的底部。

优选地，在所述原烟气输入管道内设置有臭氧分布器，所述臭氧分布器与臭氧输送管道相连接。

优选地，在所述除雾器层的上方和下方设置有除雾器冲洗水层，在所述吸收剂喷淋层设有能够将吸收剂浆液雾化喷出的喷嘴。

较佳地，所述吸收剂输入泵设有两个，所述吸收剂浆液循环装置设有两组，所述风机设有两个。

优选地，所述脱水处理器包括真空脱水泵和皮带机，通过真空进行脱水。

本发明还提供了一种石灰石法烟气净化工艺，包括如下步骤：

（1）烟气输入

在原烟气输入管道内，原烟气经第一氧化装置输入的第一氧化剂氧化后进入吸收塔；

（2）烟气吸收净化

进入吸收塔的烟气自下而上与吸收剂喷淋层喷洒的吸收剂浆液相逆流接触进行净化吸收处理，再上行经除雾器层处理，所得吸收液落入浆池中，所得净烟气上行进入净烟道经烟囱排放；

（3）吸收液回收处理

所述步骤（2）中落入浆池中的吸收液经第二氧化装置输送的第二氧化剂氧化后下沉到浆池底部的部分进入吸收液回收处理装置进行回收处理，未被氧化的上层部分作为吸收剂浆液由吸收剂浆液循环装置循环输送到吸收剂喷淋层继续进行烟气吸收。

进一步地：

在所述步骤（1）中，所述第一氧化剂为臭氧，所述第一氧化装置包括相互连接的第一空气输入管道和臭氧发生器，所述臭氧发生器通过臭氧输送管道与所述原烟气输入管道相连接，其中，由所述第一空气输入管道向臭氧发生器中输入空气，并在臭氧发生器中产生臭氧，所得臭氧通过臭氧输送管道进入所述原烟气输入管道中氧化原烟气；

在所述步骤（2）中，所述吸收剂浆液由吸收剂供给装置输送到浆池后经吸收剂浆液循环装置循环输送，所述吸收剂供给装置包括相连接的吸收剂存储罐、吸收剂输入泵和吸收剂输入管道，所述吸收剂输入管道与所述浆池相连接，所述吸收剂浆液自所述吸收剂存储罐通过吸收剂输入泵经吸收剂输入管道进入所述浆池中；进入浆池的吸收剂浆液由吸收剂浆液循环装置循环输送，即进入浆池的吸收剂浆液由吸收剂浆液循环泵经吸收剂浆液循环管道输送到吸收剂喷淋层中；

在所述步骤（3）中，所述第二氧化剂为空气，所述第二氧化装置包括依次相连接的风机、第二空气输入管道和曝气管，风机在所述吸收塔外将空气经第二空气输入管道输送到浆池底部的曝气管中，经曝气管向浆池内输送第二氧化剂，氧化吸收液；

在步骤（3）中，所述吸收液回收处理装置包括旋流器、与旋流器分别相连接的脱水处理器和浓缩处理器、与所述脱水处理器相连接的收集装置，氧化后下沉到浆池底部的吸收液通过吸收液排放泵经吸收液输送管道输送到旋流器中，旋流分离后上层溢流部分通过溢流输送管道进入浓缩处理器进行浓缩处理，浓缩处理后所得液体产品进入液体收集装置，旋流分离后下层沉淀部分进入脱水处理器进行脱水处理，脱水处理后所得固体产品进入固体收集装置，脱水处理后所得废水通过废水输送管道进入所述浓缩处理器进行浓缩处理。

进一步地，在所述步骤（1）中，在所述原烟气输入管道内设置有臭氧分布器，所述臭氧分布器与臭氧输送管道相连接，臭氧通过臭氧输送管道进入所述原烟气输入管道中通过臭氧分布器均布。

进一步地，在所述步骤（1）中，第一氧化剂臭氧的质量百分含量为8~12%。

进一步地，在所述步骤（2）中，所述吸收剂为石灰石。

本发明石灰石法烟气净化系统中，所述第一氧化装置的设置，为脱硝在吸收塔中与脱硫同时进行提供了保障；所述第二氧化装置的设置，为使烟气净化吸收后的剩余吸收液得到充分回收利用提供了保障；所述吸收液回收处理装置的设置，使吸收烟气的吸收液得到充分回收再利用。本发明石灰石法烟气净化工艺中，所述步骤（1）中第一氧化剂对烟气的氧化使烟气中的NO转化为NO₂，从而利于下一步吸收剂对其进行直接吸收净化，避免了使用催化剂所产生的高温安全隐患以及成本高和脱硝效果差的问题，使氮氧化物被充分净化吸收得到保障；所述步骤（2）中，吸收剂浆液的循环喷淋一方面使吸收剂得到充分利用，另一方面有效节约了能源；所述步骤（3）中，吸收液在吸收塔内即得到氧化处理，为后续石膏的提取提供了充分的保障，而吸收液回收处理装置的优化设置，使石膏得到充分回收的同时，有效避免了二次污染物的产生，且废水也得到了及时的回收利用。应用本发明进行烟气净化，脱硫效率达98%以上，脱硝效率达40%以上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：设计新颖合理，工艺流程简单优化且清洁环保，在同一工艺流程中实现对烟气中含硫、氮污染物的同步高效脱除，且无需加热升温操作，使工艺在低温或者常温下进行，充分避免了安全隐患，并对后期产物进行了充分回收利用，充分实现了节能、安全、高效且低成本的烟气净化，适于在冶金、化工、发电等行业排放的烟气及其他工业尾气的净化处理领域推广应用。

附图说明

图1为本发明石灰石法烟气净化系统的结构示意图。

图中所示：1-原烟气输入管道；2-吸收塔；3-净烟道；4-烟囱；5-浆池；6-吸收剂喷淋层；7-除雾器层；8-除雾器冲洗水层；9-第一空气输入管道；10-臭氧发生器；11-臭氧输送管道；12-臭氧分布器；13-吸收剂输入泵；14-吸收剂输入管道；15-吸收剂浆液循环泵；16-吸收剂浆液循环管道；17-旋流器；18-脱水处理器，1801-真空脱水泵，1802-皮带机；19-浓缩处理器；20-固体收集装置；21-吸收液输送管道；22-吸收液排放泵；23-液体收集装置；24-风机；25-第二空气输入管道；26-曝气管；27-吸收剂存储罐；28-溢流输送管；29-废水输送管道。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明一种石灰石法烟气净化系统，包括相连接的原烟气输入管道1、吸收塔2、净烟道3和烟囱4，还包括与原烟气输入管道1相连接的第一氧化装置、与吸收塔2分别相连接的吸收剂供给装置、吸收剂浆液循环装置和吸收液回收处理装置，在吸收塔2内由下至上设置有浆池5、吸收剂喷淋层6和除雾器层7，在浆池5内设置有第二氧化装置；其中：

在除雾器层7的上方和下方设置有除雾器冲洗水层8；

所述第一氧化装置包括相互连接的第一空气输入管道9和臭氧发生器10，臭氧发生器10通过臭氧输送管道11与原烟气输入管道1相连接，在原烟气输入管道1内设置有臭氧分布器12，臭氧分布器12与臭氧输送管道11相连通；

所述吸收剂供给装置包括相连接的吸收剂存储罐27、吸收剂输入泵13和吸收剂输入管道14，吸收剂输入管道14与浆池5相连接；

所述吸收剂浆液循环装置包括相连接的吸收剂浆液循环泵15和吸收剂浆液循环管道16，吸收剂浆液循环管道16与浆池5和吸收剂喷淋层6相连接；

所述吸收液回收处理装置包括旋流器17、与旋流器17分别相连接的脱水处理器18和浓缩处理器19、与脱水处理器18相连接的固体收集装置20、与浓缩处理器19相连接的液体收集装置23，旋流器17通过相连接的吸收液输送管道21和吸收液排放泵22与浆池5下部相连接，旋流器17通过溢流输送管28与浓缩处理器19相连接，脱水处理器18通过废水输送管道29与浓缩处理器19相连接；脱水处理器18包括真空脱水泵1801和皮带机1802；

所述第二氧化装置包括依次相连接的风机24、第二空气输入管道25和曝气管26，风机24设置在吸收塔2的外面，曝气管26设置在吸收塔2内的浆池5的底部。

上述实施例中，所述脱水处理器通过真空脱水泵1801产生的负压进行脱水，使石膏脱水后，同时通过皮带机1802传送，方便快捷；在吸收剂喷淋层6内设有能够将吸收剂浆液雾化喷出的喷嘴，以便吸收剂浆液与烟气充分接触，从而为烟气净化完全提供保障；所述吸收剂输入泵设有两个，能够使吸收剂的输入速度和总量增加，利于浆池5内吸收剂浆液的更换；所述吸收剂浆液循环装置设有两组，能够加速吸收剂浆液的循环，从而使烟气能够充分接触吸收剂，进而达到充分净化；所述风机设有两个，利于空气等第二氧化剂的输入，从而使浆池内的吸收液得到及时和充分的氧化，为吸收液的回收再利用提供充分的保障。

以处理氮氧化物含量为400mg/Nm³的原烟气为例，应用本发明灰石法烟气净化系统进行的烟气净化，包括如下步骤：

（1）烟气输入

在原烟气输入管道1内，原烟气经第一氧化装置输入的第一氧化剂臭氧氧化后进入吸收塔2，其中，臭氧是由所述第一空气输入管道输入的空气在臭氧发生器中产生，所得臭氧通过臭氧输送管道11进入原烟气输入管道1中通过臭氧分布器12均布，与原烟气充分接触并使其氧化；主要反应为：NO+O₃→NO₂+O₂；

（2）烟气吸收净化

进入吸收塔2的烟气自下而上与吸收剂喷淋层6喷洒的吸收剂浆液相逆流接触进行净化吸收处理，再上行经除雾器层7处理，所得吸收液落入浆池5中，所得净烟气上行进入净烟道3经烟囱4排放；

其中，吸收剂浆液由吸收剂供给装置输送到浆池后经吸收剂浆液循环装置循环输送，即，吸收剂浆液自吸收剂存储罐27通过吸收剂输入泵13经吸收剂输入管道14进入所述浆池中，进入浆池5的吸收剂浆液由吸收剂浆液循环泵15经吸收剂浆液循环管道16输送到吸收剂喷淋层6中；

（3）吸收液回收处理

所述步骤（2）中落入浆池5中的吸收液经第二氧化装置输送的第二氧化剂氧化后下沉到浆池5底部的部分进入吸收液回收处理装置进行回收处理，未被氧化的上层部分作为吸收剂浆液由吸收剂浆液循环装置循环输送到吸收剂喷淋层6继续进行烟气吸收；

其中，所述第二氧化剂为空气，空气由风机24经第二空气输入管道25输送到浆池5底部的曝气管26中，经曝气管26向浆池5内输送，使吸收液得到充分氧化；

氧化后下沉到浆池5底部的吸收液通过吸收液排放泵22经吸收液输送管道21输送到旋流器17中，旋流分离后，上层溢流部分通过溢流输送管道28进入浓缩处理器19进行浓缩处理，浓缩处理后所得液体产品进入液体收集装置23，旋流分离后下层沉淀部分进入脱水处理器18进行脱水处理，脱水处理后所得固体产品进入固体收集装置20，脱水处理后所得废水通过废水输送管道29进入浓缩处理器19进行浓缩处理。

上述工艺中，在所述步骤（2）中，所述吸收剂为石灰石；在所述步骤（3）中，吸收液经第二氧化剂氧化后主要成分为硝酸钙和硫酸钙的水合物，经脱水处理器18脱水后进入固体收集装置20的产品为石膏，进入浓缩处理器19进行浓缩的液体中主要成分为硝酸钙，浓缩后的废水能够进行再利用，例如做为灰场的喷湿水或者煤场喷淋水使用。

应用本发明进行烟气净化，脱硫效率达95%以上，脱硝效率达40%以上。

实施例2

如图1所示，一种石灰石法烟气净化系统的设置及分布同实施例1。

应用本发明石灰石法烟气净化系统进行的烟气净化的工艺同实施例1，除如下步骤：

在所述步骤（1）中，第一氧化剂臭氧的质量百分含量为8%。

应用本发明进行烟气净化，脱硫效率达96%，脱硝效率达60%。

实施例3

在所述步骤（1）中，第一氧化剂臭氧的质量百分含量为12%。

应用本发明进行烟气净化，脱硫效率达99%，脱硝效率达90%。

实施例4

在所述步骤（1）中，第一氧化剂臭氧的质量百分含量为10%。

应用本发明进行烟气净化，脱硫效率达98%，脱硝效率达80%。

实施例5

在所述步骤（1）中，第一氧化剂臭氧的质量百分含量为9%。

应用本发明进行烟气净化，脱硫效率达97%，脱硝效率达70%。

实施例6

在所述步骤（1）中，第一氧化剂臭氧的质量百分含量为11%。

应用本发明进行烟气净化，脱硫效率达98.5%，脱硝效率达85%。

本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种石灰石法烟气净化系统，包括相连接的原烟气输入管道、吸收塔、净烟道和烟囱，其特征在于：还包括与所述原烟气输入管道相连接的第一氧化装置、与所述吸收塔分别相连接的吸收剂供给装置、吸收剂浆液循环装置和吸收液回收处理装置，在所述吸收塔内由下至上设置有浆池、吸收剂喷淋层和除雾器层，在所述浆池内设置有第二氧化装置。

2.根据权利要求1所述的烟气净化系统，其特征在于：

所述第一氧化装置包括相互连接的第一空气输入管道和臭氧发生器，所述臭氧发生器通过臭氧输送管道与所述原烟气输入管道相连接；

所述吸收剂供给装置包括相连接的吸收剂存储罐、吸收剂输入泵和吸收剂输入管道，所述吸收剂输入管道与所述浆池相连接；

所述吸收剂浆液循环装置包括相连接的吸收剂浆液循环泵和吸收剂浆液循环管道，所述吸收剂浆液循环管道与所述浆池和吸收剂喷淋层相连接；

所述吸收液回收处理装置包括旋流器、与旋流器分别相连接的脱水处理器和浓缩处理器、与所述脱水处理器相连接的固体收集装置、与所述浓缩处理器相连接的液体收集装置，所述旋流器通过相连接的吸收液输送管道和吸收液排放泵与所述浆池下部相连接，所述旋流器通过溢流输送管道与所述浓缩处理器相连接，所述脱水处理器通过废水输送管道与所述浓缩处理器相连接；

所述第二氧化装置包括依次相连接的风机、第二空气输入管道和曝气管，所述风机设置在所述吸收塔外，所述曝气管设置在所述吸收塔内浆池的底部。

3.根据权利要求2所述的烟气净化系统，其特征在于：在所述原烟气输入管道内设置有臭氧分布器，所述臭氧分布器与臭氧输送管道相连接。

4.根据权利要求2所述的烟气净化系统，其特征在于：在所述除雾器层的上方和下方设置有除雾器冲洗水层，在所述吸收剂喷淋层设有能够将吸收剂浆液雾化喷出的喷嘴。

5.根据权利要求3或4所述的烟气净化系统，其特征在于：所述吸收剂输入泵设有两个，所述吸收剂浆液循环装置设有两组，所述风机设有两个。

6.一种石灰石法烟气净化工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）烟气输入

（2）烟气吸收净化

（3）吸收液回收处理

7.根据权利要求6所述的烟气净化工艺，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的烟气净化工艺，其特征在于：在所述步骤（1）中，在所述原烟气输入管道内设置有臭氧分布器，所述臭氧分布器与臭氧输送管道相连接，臭氧通过臭氧输送管道进入所述原烟气输入管道中通过臭氧分布器均布。

9.根据权利要求7所述的烟气净化工艺，其特征在于：在所述步骤（1）中，第一氧化剂臭氧的质量百分含量为8~12%。

10.根据权利要求6、7、8或9所述的烟气净化工艺，其特征在于：在所述步骤（2）中，所述吸收剂为石灰石。