CN104324575A - 一种喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统，包括烟气反应及净化系统、新溶液添加系统和再循环溶液系统，烟气反应及净化系统包括第一布袋除尘器、喷雾吸收塔、第二布袋除尘器和烟囱，新溶液添加系统包括烧结石灰溶液池、氧化剂溶液罐和混合消化罐，再循环溶液系统包括再循环脱硫脱硝渣过滤装置、再循环氧化吸收液池和氧化吸收液顶罐。本发明旨在利用烧结工序产生的石灰进行脱硫的同时能够脱除烧结烟气中氮氧化物的目的，是一种高效节能，节约成本的烟气净化系统及方法。

Description

一种喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统

技术领域

本发明涉及一种喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统，属于烟气净化技术。 

背景技术

根据钢铁工业部门统计，在钢铁联合企业生产所有工序(包括采选矿、烧结(球团)、焦化、炼铁、炼钢和轧钢)中：烧结(球团)工序中氮氧化物(NO_x)吨产品排放量最高，烧结工序中排放的NO_x占钢铁主工序的近55％；烧结(球团)工序中二氧化硫(SO₂)吨产品排放量最高，烧结工序排放的SO₂占钢铁主工序的近70％以上。因此烧结工序中的烟气氮氧化物和二氧化硫控制是钢铁生产企业氮氧化物减排的重点，在钢铁行业新排放限值实施以后，大部分钢铁企业大型烧结机的氮氧化物和二氧化硫排放不能达到标准。因此，开展钢铁企业氮氧化物排放规律研究，并进行排放控制技术的开发迫在眉睫。 

在钢铁企业的烧结工序中，由于化石燃料和矿石的燃烧，会产生大量的大气污染物氮氧化物和二氧化硫，引起酸雨和光化学烟雾等污染，对建筑、材料以及动植物危害极大。目前国内外脱硝应用技术的研究主要集中在选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、SNCR-SCR联合法、电子束法和活性炭吸附法等，脱硫的技术主要有湿法脱硫，半干法脱硫等，这些都需要将脱硫和脱硝分开进行，无法达到脱硫与脱硝的一体化的目的，考虑到烧结烟气的特点，这些方法都无法大规模直接应用于钢铁行业烧结工序的脱硫脱硝。目前也有学者进行了利用氧化剂进行脱硫脱硝的研究，但是受限于氧化剂的成本很高，很难在工业企业中应用，并且电厂的脱硫、脱硝分开运行的方式需要新建独立的脱硫和脱硝系统，需要大块的占地面积，这无疑对企业是一项巨大的投资，并且运行过程中大大增加了能源的消耗。 

此外烧结烟气具有烟气量大，NO_x浓度低(一般为200～700 mg/m³)，温度低且变化大(一般为80～180℃)等特点，不适宜采用选择性催化还原或选择性非催化还原等高温脱硝方法。 

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统，采用价格较低的次氯酸钠(NaClO)为氧化剂，添加入钢铁厂烧结工序产生的石灰石(CaO)配制成氧化吸收液，利用喷雾吸收的方法实现脱硫脱硝的目的，并且大大降低投资及运行成本，对于节约钢铁行业烟气脱硫脱硝处理成本与氧化脱硝的工业化应用及推广具有重大意义。 

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 

一种喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统，包括烟气反应及净化系统、新溶液添加系统和再循环溶液系统； 

烟气反应及净化系统包括第一布袋除尘器、喷雾吸收塔、第二布袋除尘器和烟囱；其中第一布袋除尘器的气体出口接喷雾吸收塔的烟气进口，喷雾吸收塔的烟气出口接第二布袋除尘器的气体进口，第二布袋除尘器的气体出口接烟囱；其中喷雾吸收塔的烟气进口设置在喷雾吸收塔的中部，在喷雾吸收塔的顶部设置有喷淋装置，在喷雾吸收塔的底部设置有脱硫脱硝渣输送管道； 

新溶液添加系统包括烧结石灰溶液池、氧化剂溶液罐和混合消化罐；其中烧结石灰溶液池的进水口和氧化剂溶液罐的进水口均与自来水系统相连，烧结石灰溶液池的出水口和氧化剂溶液罐的出水口均与混合消化罐的进水口相连；其中烧结石灰溶液池中的烧结石灰溶液由烧结工序产生的石灰和自来水配置，氧化剂溶液罐中的氧化剂溶液由次氯酸钠和自来水配置，配置完成的烧结石灰溶液和氧化剂溶液送入混合消化罐内进行混合； 

再循环溶液系统包括再循环脱硫脱硝渣过滤装置、再循环氧化吸收液池和氧化吸收液顶罐；其中再循环脱硫脱硝渣过滤装置的进料口接喷雾吸收塔底部的脱硫脱硝渣输送管道和第二布袋除尘器的粉尘出口，再循环脱硫脱硝渣过滤装置的出料口接再循环氧化吸收液池的进料口，再循环氧化吸收液池的进水口接自来水系统，再循环氧化吸收液池出水口接氧化吸收液顶罐循环溶液进水口，氧化吸收液顶罐的新溶液进水口接混合消化罐的出水口，氧化吸收液顶罐的出水口接喷雾吸收塔顶部的喷淋装置；再循环脱硫脱硝渣过滤装置用于滤除不溶于水的渣滓，再循环脱硫脱硝渣过滤装置滤出的溶液送入再循环氧化吸收液池，在再循环氧化吸收液池内与自来水混合形成循环溶液。 

本发明的喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统，工作过程包括烟气脱硫脱硝过程和液体回收利用过程，下面分别就这两个过程加以具体说明。 

烟气脱硫脱硝过程：烧结工序产生的烟气首先被送入第一布袋除尘器进行初步除尘，初步除尘后的烟气再通过鼓风机送入喷雾吸收塔，在喷雾吸收塔内，顶部的喷淋装置会向烟气喷洒氧化吸收液，这样喷雾吸收塔内的烟气就会和氧化吸收液发生脱硫脱硝的氧化吸收反应，将一氧化氮与二氧化硫氧化成易于吸收的二氧化氮与三氧化硫进行吸收，然后氧化吸收后的烟气排入第二布袋除尘器进行二次除尘，最后通过烟囱排出。 

液体回收利用过程：在烧结石灰溶液池内配置烧结石灰溶液，在氧化剂溶液罐内配 置氧化剂溶液，将配置好的烧结石灰溶液和氧化剂溶液送入混合消化罐进行混合，形成一定浓度的氧化吸收液新溶液，新溶液经提升机提升后送入氧化吸收液顶罐，通过喷淋装置喷洒至喷雾吸收塔内；氧化吸收液一部分与烟气中的氮氧化物和二氧化硫反应，一部分因重力沉积在喷雾吸收塔底部，另一部随同烟气排入第二布袋除尘器；沉积在喷雾吸收塔底部的物料中含有氧化吸收液和烟气中的部分固体颗粒，形成脱硫脱硝渣；另外第二布袋除尘器截获的粉尘中也含有氧化吸收液和烟气中的部分固体颗粒，同样形成脱硫脱硝渣；使用再循环脱硫脱硝渣过滤装置对脱硫脱硝渣进行过滤，可以滤除不溶于水的渣滓，滤出的溶液(主要是氧化吸收液)送入再循环氧化吸收液池，在再循环氧化吸收液池内，滤出的溶液与自来水勾兑后形成一定浓度的氧化吸收液循环溶液，循环溶液经提升机提升后送入氧化吸收液顶罐，在氧化吸收液顶罐内对氧化吸收液新溶液和氧化吸收液循环溶液进行混合，持续后续过程。 

在喷雾吸收塔内，主要包括以下反应： 

ClO^-+2NO+H₂O→2NO₂ ^-+Cl^-+2H⁺

3ClO^-+2NO+H₂O→2NO₃ ^-+3Cl^-+2H⁺

2ClO^-+SO₂→SO₄ ^2-+2Cl^-

SO₂+Ca(OH)₂→CaSO₃﹢H₂O 

SO₂+1/2O₂+Ca(OH)₂→CaSO₄+H₂O 

优选的，在混合消化罐内的混合溶液中，烧结石灰的含固率为25％～30％，次氯酸钠的含量为2％～3％。 

优选的，在再循环氧化吸收液池内的混合溶液中，烧结石灰的含固率为25％～30％，或次氯酸钠的含量为2％～3％ 

优选的，在稳定脱硫脱硝的过程中，氧化吸收液顶罐中的混合溶液，65％～75％来自于混合消化罐，其余来自于再循环氧化吸收液池。在系统刚刚开始运行时，氧化吸收液顶罐内的液体仅来至于混合消化罐，经过初期的运行后，会稳定接收到混合消化罐和再循环氧化吸收液池送入的溶液，一般来说经再循环脱硫脱硝渣过滤装置滤除的溶液浓度是比较稳定的，可以掌握该浓度，调节向再循环氧化吸收液池排入溶液和自来水的流速，维持再循环氧化吸收液池内的溶液浓度，这样通过控制混合消化罐和再循环氧化吸收液池向氧化吸收液顶罐供液的速度，就可以维持氧化吸收液顶罐内氧化吸收液的浓度。一般要求氧化吸收液顶罐内的混合溶液中，烧结石灰的含固率为25％～30％，并且次氯酸 钠的含量为2％～3％，考虑到实际烟气对氧化吸收液的消耗情况，一般满足两者之一即可实现较为经济的回收利用。 

有益效果：本发明提供的喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统，具有如下优点： 

1、本发明采用次氯酸钠(NaClO)和烧结石灰制备氧化吸收液，能够达到同时脱除烟气氮氧化物中难以被吸收的一氧化氮和二氧化硫，能够有效解决氮氧化物二氧化硫分开脱除所带来的新建脱硝设备所产生的初投资大，占用场地等问题，另外由于氧化剂成本低廉，在保证脱除效率的前提下大大降低了运行过程中氧化剂的成本； 

2、本发明可以对低温低氮氧化物浓度烧结烟气中的氮氧化物进行高效率的脱除； 

3、本发明可同时高效率的脱除烧结烟气中的二氧化硫和氮氧化物，是一种高效经济的同时脱硫脱销的方法，可在钢铁行业及相关工业行业中推广； 

4、所用的吸收剂为钢铁烧结工序所产生的烧结石灰，是对副产物一种高效的循环利用，大大降低了运行成本。 

附图说明

图1为本发明中分级氧化吸收式烧结烟气同时脱硫脱销的系统的工艺流程图； 

图2是本发明中喷雾式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统及方法的示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。 

如图1所示为一种一种喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统，包括烟气反应及净化系统、新溶液添加系统和再循环溶液系统。 

烟气反应及净化系统包括第一布袋除尘器1、喷雾吸收塔2、第二布袋除尘器3和烟囱4；其中第一布袋除尘器1的气体出口接喷雾吸收塔2的烟气进口，喷雾吸收塔2的烟气出口接第二布袋除尘器3的气体进口，第二布袋除尘器3的气体出口接烟囱4；其中喷雾吸收塔2的烟气进口设置在喷雾吸收塔2的中部，在喷雾吸收塔2的顶部设置有喷淋装置，在喷雾吸收塔2的底部设置有脱硫脱硝渣输送管道。 

新溶液添加系统包括烧结石灰溶液池8、氧化剂溶液罐9和混合消化罐10；其中烧结石灰溶液池8的进水口和氧化剂溶液罐9的进水口均与自来水系统相连，烧结石灰溶液池8的出水口和氧化剂溶液罐9的出水口均与混合消化罐10的进水口相连；其中烧结石灰溶液池8中的烧结石灰溶液由烧结工序产生的石灰和自来水配置，氧化剂溶液罐9中的氧化剂溶液由次氯酸钠和自来水配置，配置完成的烧结石灰溶液和氧化剂溶液送 入混合消化罐10内进行混合。 

再循环溶液系统包括再循环脱硫脱硝渣过滤装置5、再循环氧化吸收液池6和氧化吸收液顶罐7；其中再循环脱硫脱硝渣过滤装置5的进料口接喷雾吸收塔2底部的脱硫脱硝渣输送管道和第二布袋除尘器3的粉尘出口，再循环脱硫脱硝渣过滤装置5的出料口接再循环氧化吸收液池6的进料口，再循环氧化吸收液池6的进水口接自来水系统，再循环氧化吸收液池6出水口接氧化吸收液顶罐7循环溶液进水口，氧化吸收液顶罐7的新溶液进水口接混合消化罐10的出水口，氧化吸收液顶罐7的出水口接喷雾吸收塔2顶部的喷淋装置；再循环脱硫脱硝渣过滤装置5用于滤除不溶于水的渣滓，再循环脱硫脱硝渣过滤装置5滤出的可溶于水的物质送入再循环氧化吸收液池6，在再循环氧化吸收液池6内与自来水混合形成循环溶液。 

在混合消化罐10内的混合溶液中，烧结石灰的含固率为25％～30％，次氯酸钠的含量为2％～3％。 

在再循环氧化吸收液池6内的混合溶液中，烧结石灰的含固率为25％～30％，或次氯酸钠的含量为2％～3％。 

在稳定脱硫脱硝的过程中，氧化吸收液顶罐7中的混合溶液，65％～75％来自于混合消化罐10，其余来自于再循环氧化吸收液池6。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (4)

1.一种喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统，其特征在于：包括烟气反应及净化系统、新溶液添加系统和再循环溶液系统； 

烟气反应及净化系统包括第一布袋除尘器(1)、喷雾吸收塔(2)、第二布袋除尘器(3)和烟囱(4)；其中第一布袋除尘器(1)的气体出口接喷雾吸收塔(2)的烟气进口，喷雾吸收塔(2)的烟气出口接第二布袋除尘器(3)的气体进口，第二布袋除尘器(3)的气体出口接烟囱(4)；其中喷雾吸收塔(2)的烟气进口设置在喷雾吸收塔(2)的中部，在喷雾吸收塔(2)的顶部设置有喷淋装置，在喷雾吸收塔(2)的底部设置有脱硫脱硝渣输送管道； 

新溶液添加系统包括烧结石灰溶液池(8)、氧化剂溶液罐(9)和混合消化罐(10)；其中烧结石灰溶液池(8)的进水口和氧化剂溶液罐(9)的进水口均与自来水系统相连，烧结石灰溶液池(8)的出水口和氧化剂溶液罐(9)的出水口均与混合消化罐(10)的进水口相连；其中烧结石灰溶液池(8)中的烧结石灰溶液由烧结工序产生的石灰和自来水配置，氧化剂溶液罐(9)中的氧化剂溶液由次氯酸钠和自来水配置，配置完成的烧结石灰溶液和氧化剂溶液送入混合消化罐(10)内进行混合； 

再循环溶液系统包括再循环脱硫脱硝渣过滤装置(5)、再循环氧化吸收液池(6)和氧化吸收液顶罐(7)；其中再循环脱硫脱硝渣过滤装置(5)的进料口接喷雾吸收塔(2)底部的脱硫脱硝渣输送管道和第二布袋除尘器(3)的粉尘出口，再循环脱硫脱硝渣过滤装置(5)的出料口接再循环氧化吸收液池(6)的进料口，再循环氧化吸收液池(6)的进水口接自来水系统，再循环氧化吸收液池(6)出水口接氧化吸收液顶罐(7)循环溶液进水口，氧化吸收液顶罐(7)的新溶液进水口接混合消化罐(10)的出水口，氧化吸收液顶罐(7)的出水口接喷雾吸收塔(2)顶部的喷淋装置；再循环脱硫脱硝渣过滤装置(5)用于滤除不溶于水的渣滓，再循环脱硫脱硝渣过滤装置(5)滤出的溶液送入再循环氧化吸收液池(6)，在再循环氧化吸收液池(6)内与自来水混合形成循环溶液。 

2.根据权利要求1所述的喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统，其特征在于：在混合消化罐(10)内的混合溶液中，烧结石灰的含固率为25％～30％，次氯酸钠的含量为2％～3％。 

3.根据权利要求2所述的喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统，其特征在于：在再循环氧化吸收液池(6)内的混合溶液中，烧结石灰的含固率为25％～30％，或次氯 酸钠的含量为2％～3％。 

4.根据权利要求3所述的喷雾吸收式烧结烟气同时脱硫脱硝的系统，其特征在于：在稳定脱硫脱硝的过程中，氧化吸收液顶罐(7)中的混合溶液，65％～75％来自于混合消化罐(10)，其余来自于再循环氧化吸收液池(6)。