CN103801178A - 一种脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属节能环保技术领域。具体涉及一种脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法。该装置包括集预洗除尘区、脱硫洗涤区、脱硫洗涤液收集区、汞原子和NOx氧化区、脱硝脱汞洗涤区、脱硝脱汞洗涤液收集区和除雾区于一体的脱硫脱硝除尘除汞多功能塔及配套的集尘集液系统、脱硫循环喷淋系统和脱硝脱汞循环喷淋系统各一套。本发明提供的脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法,脱硫脱硝除尘除汞单塔完成,并具有良好的除尘和除汞性能,特别适合钢铁、水泥等高含尘,重污染烟气的净化,可达到90%以上的脱硝效率、95%以上的脱汞效率和98%以上的脱硫效率,并可实现硫酸盐和硝酸盐的分别回收和资源化利用,杜绝废水废渣的产生,不再造成二次污染。

Description

一种脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及燃煤锅炉烟气处理技术,尤其涉及一种脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法,属节能环保技术领域。
背景技术
[0002]《水俣公约》已于2013年10月11日在日本熊本市被包括中国在内的92个国家和地区的代表签署,该公约在经过50个国家的政府批准后,有望于2016年生效。
[0003] 公约认为,小型金矿和燃煤电站是汞污染的最大来源。公约要求,控制各种大型燃煤电站锅炉和工业锅炉的汞排放,并加强对垃圾焚烧处理、水泥加工设施的管控。
[0004] 为此,在火电厂烟气脱硫、脱硝全面推进的同时,环保部也已将火电厂烟气汞治理提上了议事日程。目前,环保部已通过前期汞监测试点基本摸清全国火电厂汞污染排放清单,并在2011年发布的新版《火电厂大气污染物排放标准》中,给出了汞及其化合物的排放限值(暂定为30 μ g/Nm3,未来几年内将逐步提高至与欧美发达国家平均4 μ g/Nm3相同的水平),且标准的执行时间将较“2015年I月I日起”相应提前。
[0005] 目前中国总的汞消费量大概在1000吨左右,约占世界总量的50%,已经成为世界上最大的生产国和消费国。主要用汞产品和涉汞工艺为乙炔法PVC生产、体温计、电池、血压计和电光源等仪器仪表和试剂。除此之外,采选矿、燃煤、钢铁、有色、水泥、化工等支柱行业也大量涉萊。
[0006] 其中,燃煤电厂占国内汞排放的40%,其他工业锅炉占汞排放的19%,因此火电厂及其他各种燃煤锅炉成为汞污染治理的首要阵地,主要防治措施为烟气脱汞。
[0007] CN102366722B公开了一种兼脱汞的脱硝催化剂及其制备方法。利用该方法制备的催化剂可以在SCR法脱硝的同时脱汞。CN1798599B发明了一种固体燃料燃烧的烟道气的脱汞方法和装置。采用经过特殊工艺加工的活性炭作为吸附剂,利用吸附原理进行脱汞。CN102284272B则公开了一种粉煤灰基烟气脱汞吸附剂。CN1331571C发明了一种催化氧化烟气脱汞方法。该发明采用汞氧化催化剂和吸附剂,对烟气中元素汞进行氧化吸附,然后利用高温对催化剂和吸附剂中的氧化汞进行分解洗脱,使其得到高效再生。
[0008] 但可同时实现脱硫、脱硝和除尘脱汞的烟气集成净化技术仍是十分需要的。
发明内容
[0009] 本发明的目的就是要提供一种脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法。采用该装置和方法能够有效提高烟气的脱硫、脱硝效率和脱汞效率,并且其工艺流程简单、系统结构简化、投资及运行成本低廉,脱硫脱硝副产品为可资源化利用的硫酸铵和硝酸盐化肥,脱硫脱硝脱汞单塔完成,并具有良好的除尘和除汞性能,特别适合钢铁、水泥等高含尘,重污染烟气的净化,可达到90%以上的脱硝效率、95 %以上的脱汞效率和98%以上的脱硫效率,并可实现硫酸盐和硝酸盐的分别回收和资源化利用,杜绝废水废渣的产生,不再造成二次污染。[0010] 为实现上述目的,本发明所设计的脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法,是由脱硫脱硝除尘除汞多功能塔及配套的集尘集液系统、脱硫循环喷淋系统、脱硝脱汞循环喷淋系统等组成;脱硫脱硝除尘除汞多功能塔由预洗除尘区、脱硫洗涤区、脱硫洗涤液收集区、汞原子和NOx氧化区、脱硝脱汞洗涤区、脱硝脱汞洗涤液收集区和除雾区组成。
[0011] 其中的预洗除尘区位于塔体上部的一侧,呈喇叭口朝下的立式文丘里管状,脱硫洗涤液在喉部喷入以强化传质传热效果。预洗除尘区的下部侧面与脱硫洗涤区相通,底部与集尘集液系统相连接;脱硫洗涤区位于塔体的下部,呈带折流板的水平隧道状,两侧分别与预洗除尘区和汞原子和NOx氧化区相通,底部通过液封管与脱硫洗涤液收集区相连接;脱硫洗涤液收集区位于塔体的底部,通过液封管与脱硫洗涤区相连接,通过通气格栅与汞原子和NOx氧化区相通,靠近底部开有脱硫循环泵接口和集尘集液管出口 ;汞原子和NOx氧化区由脱硫洗涤液收集区通气格栅上部气体通道、位于塔体中部的水平状隧道和位于塔体上部预洗涤区同一侧,塔壁与文丘里管之间的空间组成,与脱硫洗涤区、脱硫洗涤液收集区和脱硝脱汞洗涤区相通,水平隧道塔壁上开有气体输入口 ;脱硝脱汞洗涤区位于塔体上部另一侧,呈多层带折流板的水平隧道状,两端分别与汞原子和NOx氧化区和除雾区相通,底部为敞开式脱硝脱汞洗涤液收集区,脱硝脱汞洗涤液收集区靠近底部自下而上开有脱硝脱汞循环泵接口和脱硝脱汞洗涤液溢流口 ;除雾区位于塔体的顶端。
[0012] 本发明所设计的装置为塔体配设集尘集液、脱硫循环喷淋和脱硝脱汞循环喷淋三套相互独立,各自单独运行的系统。集尘集液系统由设于预洗除尘区底部的集尘集液斗及其下方与塔体壁上的开口相连接的集尘集液管组成。脱硫循环喷淋系统由预洗除尘区的喉部喷嘴、脱硫洗涤区的喷淋装置和脱硫循环泵组成。预洗除尘区的喉部喷嘴、脱硫洗涤区的喷淋装置并联,共用一台脱硫循环泵。脱硫洗涤液收集区、脱硫循环泵和预洗除尘区的喉部喷嘴(脱硫洗涤区的喷淋装置)通过管路依次连接。脱硫洗涤液的PH值在脱硫洗涤液收集区进行调节,脱硫洗涤液收集区与含氨碱液输送泵、含氨碱液源通过管路依次连接。水平衡所需的水直接输送到脱硫洗涤区进行烟道直喷。脱硫洗涤区的水喷淋装置和水泵、水源通过管路依次连接。脱硫洗涤液的氧化在脱硫洗涤液收集区进行,脱硫洗涤液收集区与主风机通过管路依次连接。汞原子和一氧化氮的氧化在汞原子和NOx氧化区进行,汞原子和NOx氧化区与辅助风机、氧化剂源通过管路依次连接。脱硝脱汞循环喷淋系统由脱硝脱汞洗涤区的喷淋装置和脱硝脱汞循环泵组成。脱硝脱汞洗涤液收集区、脱硝脱汞循环泵和脱硝脱汞洗涤区的喷淋装置通过管路依次连接。脱硝脱汞所需碱液直接输送到脱硝脱汞洗涤区进行烟道直喷。脱硝脱汞洗涤区的碱液喷淋装置和碱液输送泵、碱液源通过管路依次连接。脱硫产物硫酸铵以溶液的形式采集,跟烟尘一道被收集在集尘集液斗中,通过集尘集液管自流排出塔外。脱硝产物硝酸盐以溶液的形式采集,通过脱硝脱汞洗涤液溢流口自流排出塔外。
[0013] 本发明所设计的以上述装置为基础的脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化方法,包括以下步骤:
[0014] I)锅炉烟气进入塔内,在预洗除尘区跟脱硫洗涤液直接接触,传热传质,使锅炉烟气和脱硫洗涤液的温度均达到60-90°C之间。同时,也将大量水分蒸发至锅炉烟气中,使锅炉烟气的湿度达到近饱和,脱硫洗涤液中硫酸铵的浓度达到接近饱和,得到低温湿烟气和含有烟尘的硫酸铵浓溶液。[0015] 2)含有烟尘的硫酸铵浓溶液被收集在集尘集液斗中,通过集尘集液管自流排出塔夕卜,去进行固液分离和硫酸铵回收处理。低温湿烟气则进入脱硫洗涤区,所含二氧化硫被脱硫洗涤液和水吸收入液相,得到不含硫的湿烟气和脱硫洗涤收集液。不含硫的湿烟气流向汞原子和NOx氧化区,脱硫洗涤收集液则进入脱硫洗涤液收集区。
[0016] 3)向脱硫洗涤液收集区通入空气,在60〜80°C的温度下将亚硫酸铵氧化成稳定的硫酸铵,空气的通入量为其中所含氧的摩尔流量与烟气中所含硫的摩尔流量之比为1.1〜1.5 ;向脱硫洗涤液收集区泵入氨类碱液,将脱硫洗涤液的pH控制在6.5〜7.0,循环使用。空气穿过顶部栅格进入汞原子和NOx氧化区。
[0017] 4)自辅助风机输入气体氧化剂,连同来自脱硫洗涤液收集区的空气一道,与不含硫的湿烟气混合,使气体混合物中的氧含量达到10%〜18%,将其中所含的汞原子氧化为汞离子,所含的一氧化氮氧化为二氧化氮,得到氧化烟气。
[0018] 5)氧化烟气进入脱硝脱汞洗涤区,所含汞离子和二氧化氮被脱硝脱汞洗涤液和碱液吸收入液相,得到不含硫、不含氮、脱除了重金属的洁净湿烟气和脱硝脱汞洗涤收集液。洁净湿烟气经除雾区除雾,排入大气。脱硝脱汞洗涤收集液则不断循环使用,待达到一定浓度后自溢流口流出塔外,去进行浓缩、结晶和干燥处理。
[0019] 所述气体氧化剂可以是臭氧,也可以是氧气,或空气。所述氨类碱液是液氨、氨水、碳酸氢铵水溶液或尿素水溶液。所述碱液是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙、氢氧化镁或氧化镁其中至少一种的水溶液或悬浊液。
[0020] 与现有技术相比,本发明的优点在于:
[0021] 其一,本发明将烟气的脱硫、脱硝和除尘除汞过程集成在一个塔设备内,简化了工艺流程、减小了设备的占地面积,大幅降低了设备的投资和运行费用。
[0022] 其二,本发明将烟气的降温、增湿和洗涤除尘与脱硫洗涤液的蒸发浓缩结合在一起,并在塔体的底部设计了专门的集尘集液斗和集尘集液管,用于收集含尘硫酸铵浓溶液,可耐较高的烟尘负荷,可脱除极难除去的细微颗粒,满足严苛的除尘要求,同时也充分利用了烟气余热进行蒸发浓缩,可大幅降低能耗和运行费用。
[0023] 其三,本发明采用二次进风法进行汞原子和NOx的氧化,既充分利用亚硫酸铵氧化时通入的空气,节省了氧化剂的耗量,使能耗及相应的投资和运行费用得以大幅降低,又确保了汞原子和NOx的彻底氧化,从而获得90%以上的脱硝效率和95%以上的脱汞效率。
[0024] 其四,本发明将脱硫跟脱硝设计为不使用同一种碱的两个独立的过程,脱硫采用氨法,以硫酸铵化肥为产物,脱硝采用钙、镁、钠、钾等非挥发性碱法,以硝酸盐化肥为产物,在确保脱硫效率达到98%以上、脱硝效率达到90%以上的同时,解决了氨逃逸、钙堵塞等现行烟气治理技术所面临的难题,所得到的硫酸铵和硝酸盐均为具有良好市场前景,特别符合我国作为农业大国的国情的化肥,实现了脱硫脱硝产物的资源化利用,有效避免了二次污染。
[0025] 综上所述,本发明具有投资小、能耗低、工艺及系统简单、运行成本低、吸收剂利用率高、运行可靠、脱硫脱硝效率高等特点,其脱硫效率可达98%以上,脱汞效率可达95%以上,脱硝效率可达90%以上,经过处理的洁净烟气完全符合国家最新颁布的大气污染物排放标准。附图说明
[0026] 附图为一种脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法的结构示意图。具体实施方式
[0027] 下面结合附图和具体实施例进一步详细描述本发明。
[0028] 一种燃煤锅炉烟气用脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置由脱硫脱硝除尘除汞多功能塔及配套的集尘集液系统、脱硫循环喷淋系统、脱硝脱汞循环喷淋系统等组成;脱硫脱硝除尘除汞多功能塔由预洗除尘区、脱硫洗涤区、脱硫洗涤液收集区、汞原子和NOx氧化区、脱硝脱汞洗涤区、脱硝脱汞洗涤液收集区和除雾区组成。
[0029] 其中的预洗除尘区位于塔体上部的一侧,呈喇叭口朝下的立式文丘里管状,脱硫洗涤液在喉部喷入以强化传质传热效果。预洗除尘区的下部侧面与脱硫洗涤区相通,底部与集尘集液系统相连接;
[0030] 脱硫洗涤区位于塔体的下部,呈带折流板的水平隧道状,两侧分别与预洗除尘区和汞原子和NOx氧化区相通,底部通过液封管与脱硫洗涤液收集区相连接;
[0031] 脱硫洗涤液收集区位于塔体的底部,通过液封管与脱硫洗涤区相连接,通过通气格栅与汞原子和NOx氧化区相通,靠近底部开有脱硫循环泵接口和集尘集液管出口 ;
[0032] 汞原子和NOx氧化区由脱硫洗涤液收集区通气格栅上部气体通道、位于塔体中部的水平状隧道和位于塔体上部预洗涤区同一侧,塔壁与文丘里管之间的空间组成,与脱硫洗涤区、脱硫洗涤液收集区和脱硝脱汞洗涤区相通,水平隧道塔壁上开有气体输入口 ;
[0033] 脱硝脱汞洗涤区位于塔体上部另一侧,呈多层带折流板的水平隧道状,两端分别与汞原子和NOx氧化区和除雾区相通,底部为敞开式脱硝脱汞洗涤液收集区,脱硝脱汞洗涤液收集区靠近底部自下而上开有脱硝脱汞循环泵接口和脱硝脱汞洗涤液溢流口 ;除雾区位于塔体的顶端。
[0034] 本发明所设计的装置为塔体配设集尘集液、脱硫循环喷淋和脱硝脱汞循环喷淋三套相互独立,各自单独运行的系统。
[0035] 集尘集液系统由设于预洗除尘区底部的集尘集液斗及其下方与塔体壁上的开口相连接的集尘集液管组成。
[0036] 脱硫循环喷淋系统由预洗除尘区的喉部喷嘴、脱硫洗涤区的喷淋装置和脱硫循环泵组成。预洗除尘区的喉部喷嘴、脱硫洗涤区的喷淋装置并联,共用一台脱硫循环泵。脱硫洗涤液收集区、脱硫循环泵和预洗除尘区的喉部喷嘴(脱硫洗涤区的喷淋装置)通过管路依次连接。脱硫洗涤液的PH值在脱硫洗涤液收集区进行调节,脱硫洗涤液收集区与含氨碱液输送泵、含氨碱液源通过管路依次连接。水平衡所需的水直接输送到脱硫洗涤区进行烟道直喷。脱硫洗涤区的水喷淋装置和水泵、水源通过管路依次连接。
[0037] 脱硫洗涤液的氧化在脱硫洗涤液收集区进行,脱硫洗涤液收集区与主风机通过管路依次连接。汞原子和一氧化氮的氧化在汞原子和NOx氧化区进行,汞原子和NOx氧化区与辅助风机、氧化剂源通过管路依次连接。
[0038] 脱硝脱汞循环喷淋系统由脱硝脱汞洗涤区的喷淋装置和脱硝脱汞循环泵组成。脱硝脱汞洗涤液收集区、脱硝脱汞循环泵和脱硝脱汞洗涤区的喷淋装置通过管路依次连接。脱硝脱汞所需碱液直接输送到脱硝脱汞洗涤区进行烟道直喷。脱硝脱汞洗涤区的碱液喷淋装置和碱液输送泵、碱液源通过管路依次连接。
[0039] 脱硫产物硫酸铵以溶液的形式采集,跟烟尘一道被收集在集尘集液斗中,通过集尘集液管自流排出塔外。脱硝产物硝酸盐以溶液的形式采集,通过脱硝脱汞洗涤液溢流口自流排出塔外。
[0040] 本发明所设计的以上述装置为基础的脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化方法,包括以下步骤:
[0041 ] I)锅炉烟气进入塔内,在预洗除尘区跟脱硫洗涤液直接接触,传热传质,使锅炉烟气和脱硫洗涤液的温度均达到60〜90°C之间。同时,也将大量水分蒸发至锅炉烟气中,使锅炉烟气的湿度达到近饱和,脱硫洗涤液中硫酸铵的浓度达到接近饱和,得到低温湿烟气和含有烟尘的硫酸铵浓溶液。
[0042] 2)含有烟尘的硫酸铵浓溶液被收集在集尘集液斗中,通过集尘集液管自流排出塔夕卜,去进行固液分离和硫酸铵回收处理。低温湿烟气则进入脱硫洗涤区,所含二氧化硫被脱硫洗涤液和水吸收入液相,得到不含硫的湿烟气和脱硫洗涤收集液。不含硫的湿烟气流向汞原子和NOx氧化区,脱硫洗涤收集液则进入脱硫洗涤液收集区。
[0043] 3)向脱硫洗涤液收集区通入空气,在60〜80°C的温度下将亚硫酸铵氧化成稳定的硫酸铵,空气的通入量为其中所含氧的摩尔流量与烟气中所含硫的摩尔流量之比为
1.1〜1.5 ;向脱硫洗涤液收集区泵入氨类碱液,将脱硫洗涤液的pH控制在6.5-7.0,循环使用。空气穿过顶部栅格进入汞原子和NOx氧化区。
[0044] 4)自辅助风机输入气体氧化剂,连同来自脱硫洗涤液收集区的空气一道,与不含硫的湿烟气混合,使气体混合物中的氧含量达到10%〜18%,将其中所含的汞原子氧化为汞离子,所含的一氧化氮氧化为二氧化氮,得到氧化烟气。
[0045] 5)氧化烟气进入脱硝脱汞洗涤区,所含汞离子和二氧化氮被脱硝脱汞洗涤液和碱液吸收入液相,得到不含硫、不含氮、脱除了重金属的洁净湿烟气和脱硝脱汞洗涤收集液。洁净湿烟气经除雾区除雾,排入大气。脱硝脱汞洗涤收集液则不断循环使用,待达到一定浓度后自溢流口流出塔外,去进行浓缩、结晶和干燥处理。
[0046] 所述气体氧化剂可以是臭氧,也可以是氧气,或空气。所述氨类碱液是液氨、氨水、碳酸氢铵水溶液或尿素水溶液。所述碱液是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙、氢氧化镁或氧化镁其中至少一种的水溶液或悬浊液。
[0047] 具体过程为:烟气首先经过预洗除尘区降温至90°C,然后进入脱硫洗涤区将易溶的二氧化硫除去,吸收液为氨类碱液,空气通入脱硫洗涤液收集区将亚硫酸铵氧化为硫酸铵;穿过脱硫洗涤区的烟气跟来自脱硫洗涤液收集区的空气混合,进入汞原子和NOx氧化区,同时通过辅助风机向汞原子和NOx氧化区喷入部分臭氧、纯氧或空气,氧化后的汞离子和氮氧化物通过脱硝脱汞洗涤区进行脱硝脱汞,吸收液为钙、镁、钠、钾等非挥发性碱类的溶液或悬浊液,吸收液循环利用,在预洗除尘区被蒸发浓缩的硫酸铵溶液连同捕集的烟尘一道,被收集在集尘集液斗中,经集尘集液管自流排出塔外,硝酸盐则以溶液的形式自溢流出塔外。上述含尘硫酸铵浓溶液和含汞硝酸盐溶液均被收集起来,供进一步处理后,做成产品销售。[0048] 最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。
[0049] 本发明可用其他的不违背本发明的精神和主要特征的具体形式来概述。因此,无论从哪一点来看,本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明,权利要求书指出了本发明的范围,而上述的说明并未指出本发明的范围,因此,在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变,都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法,其特征在于,该装置由脱硫脱硝除尘除汞多功能塔及配套的集尘集液系统、脱硫循环喷淋系统、脱硝脱汞循环喷淋系统等组成;脱硫脱硝除尘除汞多功能塔由预洗除尘区、脱硫洗涤区、脱硫洗涤液收集区、汞原子和NOx氧化区、脱硝脱汞洗涤区、脱硝脱汞洗涤液收集区和除雾区组成。
2.如权利要求1所述的脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置,其特征在于,预洗除尘区位于塔体上部的一侧,呈喇叭口朝下的立式文丘里管状,脱硫洗涤液在喉部喷入以强化传质传热效果。预洗除尘区的下部侧面与脱硫洗涤区相通,底部与集尘集液系统相连接;脱硫洗涤区位于塔体的下部,呈带折流板的水平隧道状,两侧分别与预洗除尘区和汞原子和NOx氧化区相通,底部通过液封管与脱硫洗涤液收集区相连接;脱硫洗涤液收集区位于塔体的底部,通过液封管与脱硫洗涤区相连接,通过通气格栅与汞原子和NOx氧化区相通,靠近底部开有脱硫循环泵接口和集尘集液管出口 ;汞原子和NOx氧化区由脱硫洗涤液收集区通气格栅上部气体通道、位于塔体中部的水平状隧道和位于塔体上部预洗涤区同一侧,塔壁与文丘里管之间的空间组成,与脱硫洗涤区、脱硫洗涤液收集区和脱硝脱汞洗涤区相通,水平隧道塔壁上开有气体输入口 ;脱硝脱汞洗涤区位于塔体上部另一侧,呈多层带折流板的水平隧道状,两端分别与汞原子和NOx氧化区和除雾区相通,底部为敞开式脱硝脱汞洗涤液收集区,脱硝脱汞洗涤液收集区靠近底部自下而上开有脱硝脱汞循环泵接口和脱硝脱汞洗涤液溢流口 ;除雾区位于塔体的顶端。
3.如权利要求1所述的脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置,其特征在于,塔体配设集尘集液、脱硫循环喷淋和脱硝脱汞循环喷淋三套相互独立,各自单独运行的系统。集尘集液系统由设于预洗除尘区底部的集尘集液斗及其下方与塔体壁上的开口相连接的集尘集液管组成。脱硫循环喷淋系统由预洗除尘区的喉部喷嘴、脱硫洗涤区的喷淋装置和脱硫循环泵组成。预洗除尘区的喉部喷嘴、脱硫洗涤区的喷淋装置并联,共用一台脱硫循环泵。脱硫洗涤液收集区、脱硫循环泵和预洗除尘区的喉部喷嘴(脱硫洗涤区的喷淋装置)通过管路依次连接。脱硫洗涤液的PH值在脱硫洗涤液收集区进行调节,脱硫洗涤液收集区与含氨碱液输送泵、含氨碱液源通过管路依次连接。水平衡所需的水直接输送到脱硫洗涤区进行烟道直喷。脱硫洗涤区的水喷淋装置和水泵、水源通过管路依次连接。脱硫洗涤液的氧化在脱硫洗涤液收集区进行,脱硫洗涤液收集区与主风机通过管路依次连接。汞原子和一氧化氮的氧化在汞原子和NOx氧化区进行,汞原子和NOx氧化区与辅助风机、氧化剂源通过管路依次连接。脱硝脱汞循环喷淋系统由脱硝脱汞洗涤区的喷淋装置和脱硝脱汞循环泵组成。脱硝脱汞洗涤液收集区、脱硝脱汞循环泵和脱硝脱汞洗涤区的喷淋装置通过管路依次连接。脱硝脱汞所需碱液直接输送到脱硝脱汞洗涤区进行烟道直喷。脱硝脱汞洗涤区的碱液喷淋装置和碱液输送泵、碱液源通过管路依次连接。
4.如权利要求1所述的脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置,其特征在于,脱硫产物硫酸铵以溶液的形式采集,跟烟尘一道被收集在集尘集液斗中,通过集尘集液管自流排出塔外。脱硝产物硝酸盐以溶液的形式采集,通过脱硝脱汞洗涤液溢流口自流排出塔外。
5.基于权利要求1所 述装置的脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化方法,其特征在于,包括以下步骤: I)锅炉烟气进入塔内,在预洗除尘区跟脱硫洗涤液直接接触,传热传质,使锅炉烟气和脱硫洗涤液的温度均达到60~90°C之间。同时,也将大量水分蒸发至锅炉烟气中,使锅炉烟气的湿度达到近饱和,脱硫洗涤液中硫酸铵的浓度达到接近饱和,得到低温湿烟气和含有烟尘的硫酸铵浓溶液。 2)含有烟尘的硫酸铵浓溶液被收集在集尘集液斗中,通过集尘集液管自流排出塔外,去进行固液分离和硫酸铵回收处理。低温湿烟气则进入脱硫洗涤区,所含二氧化硫被脱硫洗涤液和水吸收入液相,得到不含硫的湿烟气和脱硫洗涤收集液。不含硫的湿烟气流向汞原子和NOx氧化区,脱硫洗涤收集液则进入脱硫洗涤液收集区。 3)向脱硫洗涤液收集区通入空气,在60-80°C的温度下将亚硫酸铵氧化成稳定的硫酸铵,空气的通入量为其中所含氧的摩尔流量与烟气中所含硫的摩尔流量之比为1.1~1.5 ;向脱硫洗涤液收集区泵入氨类碱液,将脱硫洗涤液的PH控制在6.5~7.0,循环使用。空气穿过顶部栅格进入汞原子和NOx氧化区。 4)自辅助风机输入气体氧化剂,连同来自脱硫洗涤液收集区的空气一道,与不含硫的湿烟气混合,使气体混合物中的氧含量达到10%~18%,将其中所含的汞原子氧化为汞离子,所含的一氧化氮氧化为二氧化氮,得到氧化烟气。 5)氧化烟气进入脱硝脱汞洗涤区,所含汞离子和二氧化氮被脱硝脱汞洗涤液和碱液吸收入液相,得到不含硫、不含氮、脱除了重金属的洁净湿烟气和脱硝脱汞洗涤收集液。洁净湿烟气经除雾区除雾,排入大气。脱硝脱汞洗涤收集液则不断循环使用,待达到一定浓度后自溢流口流出塔外,去进行浓缩、结晶和干燥处理。
6.如权利要求5所述的脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化方法,其特征在于,所述气体氧化剂可以是臭氧,也可以是氧气,或空气。
7.如权利要求5所述的脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化方法,其特征在于,所述氨类碱液是液氨、氨水、碳酸氢铵水溶液或尿素水溶液。
8.如权利要求5所述的脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化方法,其特征在于,所述碱液是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙、氢氧化镁或氧化镁其中至少一种的水溶液或悬浊液。
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