CN104001419A - 一种用于烧结烟气的海水脱硫脱硝系统及方法 - Google Patents

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刘芳
袁玲
陈鹏
胡绍伟
徐伟
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Abstract

一种用于烧结烟气的海水脱硫脱硝系统及方法，包括电除尘器、气-气换热器、SO2监测系统、海水喷淋塔、海水控制系统、排液池、曝气池、混合池及增设的pH监测装置、NOx监测装置、氧化剂罐及氧化池。烧结烟气进入气－气热交换器热侧降温的同时传热使气体温度达到露点以上，进入海水喷淋塔后烟气中的SO2被海水吸收，在曝气池进行鼓风曝气，将亚硫酸盐氧化成硫酸盐后进入到氧化池，烟气中的亚铁离子与氧化池内氧化剂产生的自由基共同作用下，将NO氧化成NO2，与海水反应生成盐类。本发明利用海水对烧结烟气脱硫的同时，通过加入氧化剂进行脱硝，不仅可降低企业运行成本，而且不产生脱硫脱硝副产物，减少环境污染。

Description

一种用于烧结烟气的海水脱硫脱硝系统及方法
技术领域
本发明属于企业烟气处理领域，特别涉及一种适用于烧结烟气的海水脱硫脱硝系统。
背景技术
海水脱硫工艺自从20世纪60年代提出以来得到了广泛的应用，与其他湿法和半干法脱硫工艺相比，具有不产生副产物的优点。对于靠近海边的钢铁企业，采用海水法进行烧结烟气脱硫是一种经济实用、高效环保的选择。“十二五”规划中，我国明确提出了烧结烟气中氮氧化物的排放浓度不大于300mg/m3的约束性指标。烧结烟气中的SO2以及NOx的排放都需要进行处理才能达标排放。
专利申请号201210202782.8公开了“一种燃煤电站烟气海水联合脱硫脱氮的方法”，利用海水的天然碱性，在一套装置中实现海水联合脱硫脱氮的功能。该方法包括以下步骤：原烟气经入口烟道与喷入的脱氮剂接触一起进入吸收塔，在吸收塔内经过吸收塔填料，与逆流喷淋的海水接触，洗涤后烟气从吸收塔出口经烟尘排出，洗涤后的海水自流到海水恢复系统，脱硫效率90％以上、脱氮效率60％以上，其中所述脱氮剂由氧化剂与抑制剂按重量比为1/0.01-0.1配成，氧化剂为双氧水，抑制剂为氧化铈或五氧化二钒。此方法在吸收塔阶段需要加入抑制剂防止SO2氧化，造成抑制剂的浪费，成本较高。
一种“烟气海水法同时脱硫脱硝方法及装置”(申请号200810197273.4)，公开了对含有SO2及NOx的烟气进行催化洗涤，以脱除烟气中的SO2及NOx，然后排出经过脱硫脱硝的净化烟气和排出洗涤过程形成的酸性海水。其中催化洗涤的方法是在酸性海水中设置铁质构件或/和使接触海水的铁质材料成为牺牲阳极或/和通过一种能加入含铁溶液的装置来添加铁离子的铁催化洗涤。该方法反应时间较长，增加运行成本。
申请号201220302008.x提供了一种“脱硫脱硝一体化烟气净化处理系统”，包括互相连接的原烟气输入系统、吸收系统和净烟气排放系统，其中还包括与所述原烟气输入系统相连接的原烟气氧化系统、与所述吸收系统相连接的脱硫脱硝剂综合功能系统。该系统能够实现一体化的烟气高效脱硫脱硝，但该专利是利用臭氧对处理溶液的氧化达到脱硝目的。
发明内容
本发明旨在提供一种能节约运行成本，减少环境污染，在海水脱硫脱硝过程中不产生脱硫脱硝副产物的用于烧结烟气的海水脱硫脱硝系统及方法。
为达此目的，本发明采取了如下技术解决方案：
一种用于烧结烟气的海水脱硫脱硝系统，包括电除尘器、气-气换热器、SO2监测系统、海水喷淋塔、海水控制系统、排液池、曝气池及混合池，海水喷淋塔分别与气-气换热器、海水控制系统和排液池连接，气-气换热器前部设有电除尘器，海水控制系统连接混合池，排液池通过曝气池连接混合池，在气-气换热器与海水喷淋塔之间的管道上安装有SO2监测系统，其特征在于，增设pH监测装置、NOx监测装置、氧化剂罐及氧化池，NOx监测装置与氧化剂罐并联在氧化池上，氧化池设置在曝气池与混合池之间，pH监测装置分别与曝气池和混合池连接。
一种用于烧结烟气的海水脱硫脱硝的方法，其特征在于，脱硫脱硝的具体过程为：
烧结烟气经过电除尘器后，进入气－气热交换器的热侧降温，同时将热量传给净化后的气体，使净化后的气体温度达到露点以上；SO2监测系统对进入海水喷淋塔的SO2浓度和流量进行记录，并通过海水控制系统一起控制进入海水喷淋塔的海水量，当烟气量波动时，根据烟气量控制海水的喷淋量，将液气比控制在5.5～11.5L/m3范围内；烟气进入海水喷淋塔后，与海水喷淋塔中的海水反应，烟气中的SO2被海水吸收，这些吸收SO2的海水由海水喷淋塔底部排入排液池，之后进入曝气池，在曝气池中进行鼓风曝气，控制曝气池的pH值在4以下，将脱硫海水中亚硫酸盐氧化成硫酸盐，然后脱硫海水进入到氧化池。
与此同时，氧化剂罐将氧化剂添加入氧化池内，烧结烟气中的亚铁离子激发H2O2的羟基自由基，将不易溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2，进一步与海水反应生成盐类；NOX监测系统监测氧化池中海水的硝酸盐浓度达到100mg/m3以上，脱硫脱硝海水由氧化池流入混合池；脱硫脱硝海水进入混合池后，与新鲜海水混合，混合海水PH值大于6.5后排入海洋。
所述氧化剂为双氧水，控制氧化池中双氧水的浓度在0.1～0.4mmol/L。
本发明的有益效果为：
本发明利用海水的天然碱度，对烧结烟气进行脱硫，同时通过加入少量氧化剂进行脱硝，实现了烧结烟气同时脱硫脱硝，且在海水脱硫脱硝过程中不产生脱硫脱硝副产物，不仅可降低企业运行成本，同时能减少环境污染。
附图说明
图1是海水脱硫脱硝系统结构框图。
具体实施方式
由图1可见，本发明用于烧结烟气的海水脱硫脱硝系统，包括电除尘器、气-气换热器、SO2监测系统、海水喷淋塔、海水控制系统、排液池、曝气池及混合池，海水喷淋塔分别与气-气换热器、海水控制系统和排液池连接，气-气换热器前部设有电除尘器，海水控制系统连接混合池，排液池通过曝气池连接混合池，在气-气换热器与海水喷淋塔之间的管道上安装有SO2监测系统，其特征在于，增设pH监测装置、NOx监测装置、氧化剂罐及氧化池，NOx监测装置与氧化剂罐并联在氧化池上，氧化池设置在曝气池与混合池之间，pH监测装置分别与曝气池和混合池连接。
本发明烧结烟气的海水脱硫脱硝的具体过程为：烧结烟气经过电除尘器后，进入气－气热交换器的热侧降温，同时将热量传给净化后的气体，使净化后的气体温度达到露点以上；SO2监测系统对进入海水喷淋塔的SO2浓度和流量进行记录，并通过海水控制系统一起控制进入海水喷淋塔的海水量，当烟气量波动时，根据烟气量控制海水的喷淋量，将液气比控制在5.5～11.5L/m3范围内；烟气进入海水喷淋塔后，与海水喷淋塔中的海水反应，烟气中的SO2被海水吸收，这些吸收SO2的海水由海水喷淋塔底部排入排液池，之后进入曝气池，在曝气池中进行鼓风曝气，控制曝气池的pH值在4以下，将脱硫海水中亚硫酸盐氧化成硫酸盐，然后脱硫海水进入到氧化池。
与此同时，氧化剂罐将双氧水添加入氧化池内，控制氧化池中双氧水的浓度在0.1～0.4mmol/L。烧结烟气中的亚铁离子激发H2O2的羟基自由基，将不易溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2，进一步与海水反应生成盐类；NOX监测系统监测氧化池中海水的硝酸盐浓度达到100mg/m3以上，脱硫脱硝海水由氧化池流入混合池；脱硫脱硝海水进入混合池后，与新鲜海水混合，混合海水PH值大于6.5后排入海洋。
部分氮氧化物的反应方程式为：
H2O2+hv→2·OH
2NO+3H2O2→2H++2NO3 -+2H2O
NO2 -+H2O2→NO3 -+H2O
NO+·OH→NO2+NO2 -。
实施例1～4的具体参数及效果
实施例 1 2 3 4
烧结烟气量m3/h 100 100 100 100
H2O2浓度mmol/L 0 0.1 0.4 0.3
入口NOx浓度mg/m3 350 320 400 380
入口SO2浓度mg/m3 950 930 860 980
出口SO2浓度mg/m3 72 60 58 80
出口NOx浓度mg/m3 320 265 218 243
。

Claims (3)

1.一种用于烧结烟气的海水脱硫脱硝系统，包括电除尘器、气-气换热器、SO2监测系统、海水喷淋塔、海水控制系统、排液池、曝气池及混合池，海水喷淋塔分别与气-气换热器、海水控制系统和排液池连接，气-气换热器前部设有电除尘器，海水控制系统连接混合池，排液池通过曝气池连接混合池，在气-气换热器与海水喷淋塔之间的管道上安装有SO2监测系统，其特征在于，增设pH监测装置、NOx监测装置、氧化剂罐及氧化池，NOx监测装置与氧化剂罐并联在氧化池上，氧化池设置在曝气池与混合池之间，pH监测装置分别与曝气池和混合池连接。
2.一种应用权利要求1所述用于烧结烟气的海水脱硫脱硝系统的方法，其特征在于，脱硫脱硝的具体过程为：
烧结烟气经过电除尘器后，进入气－气热交换器的热侧降温，同时将热量传给净化后的气体，使净化后的气体温度达到露点以上；SO2监测系统对进入海水喷淋塔的SO2浓度和流量进行记录，并通过海水控制系统一起控制进入海水喷淋塔的海水量，当烟气量波动时，根据烟气量控制海水的喷淋量，将液气比控制在5.5～11.5L/m3范围内；烟气进入海水喷淋塔后，与海水喷淋塔中的海水反应，烟气中的SO2被海水吸收，这些吸收SO2的海水由海水喷淋塔底部排入排液池，之后进入曝气池，在曝气池中进行鼓风曝气，控制曝气池的pH值在4以下，将脱硫海水中亚硫酸盐氧化成硫酸盐，然后脱硫海水进入到氧化池；
与此同时，氧化剂罐将氧化剂添加入氧化池内，烧结烟气中的亚铁离子激发H2O2的羟基自由基，将不易溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2，进一步与海水反应生成盐类；NOX监测系统监测氧化池中海水的硝酸盐浓度达到100mg/m3以上，脱硫脱硝海水由氧化池流入混合池；脱硫脱硝海水进入混合池后，与新鲜海水混合，混合海水PH值大于6.5后排入海洋。
3.根据权利要求2所述的用于烧结烟气的海水脱硫脱硝系统的方法，其特征在于，所述氧化剂为双氧水，控制氧化池中双氧水的浓度在0.1～0.4mmol/L。
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