CN104801162A - 一种近零排放的烟气脱硫脱硝组合工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，将烟气首先进行脱硝，然后烟气降温后再进行氨法脱硫，脱硫后的烟气进行湿式电除雾，净化烟气达标排放；氨法脱硫排出的浓缩硫铵溶液经过滤、蒸发结晶，生产硫铵产品；蒸发的凝结水回收返回氨法脱硫单元。本发明提供的工艺将烟气脱硝、氨法脱硫与湿式电除雾有机结合，发挥了各自的优势，而每种技术的缺陷又被其它两种技术所弥补，脱硝逃逸的氨被氨法脱硫循环液吸收利用，氨法脱硫逃逸的氨被湿式电除雾回收返回氨法脱硫循环液中，同时湿式电除雾脱除最细颗粒物，为氨法脱硫降低了脱除颗粒物的难度，减少了电耗，实现了真正的“近零”排放的目标，同时副产工业级硫铵，具有一定的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种SCR(选择性催化还原法)脱硝、氨法脱硫、湿式电除雾组合的烟气净化工艺，用于工业窑炉烟气脱硫、脱硝、除尘，属于环保领域。
背景技术
治理日益恶化的大气环境，控制工业窑炉烟气中SOx、NOx、颗粒物(以下简称PM)等污染物的排放，是当前大气污染治理的重中之重。
目前，国内外各种主流的烟气净化技术，如电厂SCR脱硝、FGD(烟气脱硫)工艺、炼油厂催化烟气湿法脱硫工艺等，尽管这些技术相对比较成熟，工业业绩很多，但这些技术都普遍存在净化烟气PM偏高，NH3、SO3脱除不彻底，烟气带“尾羽、蓝烟”现象，同时外排含盐污水TN(总氮含量)超标，硫酸盐排放造成周边区域盐碱化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现烟气净化过程近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，以消除净化烟气的“尾羽、蓝烟”现象，达到污水零排放，实现节能环保。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，其特征在于：由如下三个步骤组成：
步骤1：氨水-选择性催化还原法SCR脱硝
将烟气首先进行SCR脱硝；
步骤2：氨法脱硫-湿式电除雾
将脱硝后的烟气降温，然后进行氨法脱硫，脱硫后的烟气进行湿式电除雾，将烟气中的SOx、NOx以及PM脱除，净化烟气达标排放；
步骤3：污水过滤-硫铵结晶干燥
氨法脱硫排出的浓缩硫铵溶液经过滤、蒸发结晶，生产硫铵产品；蒸发的凝结水回收返回氨法脱硫单元。
优选地，所述步骤1具体过程如下：烟气经余热锅炉换热后降到300～400℃，与经过压缩空气雾化的氨水混合，混合气体经余热锅炉内的烟道整流板后均匀进入SCR反应器床层，在SCR催化剂作用下，NOx与NH3发生化学反应，生成N2和H2O，完成烟气SCR脱硝过程；SCR反应器床层吹灰介质采用压缩空气，压缩空气首先与SCR反应器出口烟气换热达到300℃以上后进入吹灰器。
优选地，所述步骤2具体过程如下：脱硝后烟气经余热锅炉进一步换热冷却至200℃以下，然后依次通过急冷浓缩、氨法脱硫、湿式电除雾三个步骤完成净化过程，具体如下：
步骤2.1：急冷浓缩
来自余热锅炉出口的烟气先与急冷喷嘴喷出的循环硫铵溶液混合，烟气被急冷至50～70℃，同时循环硫铵溶液中的水分蒸发使硫铵进一步浓缩；浓缩的循环硫铵溶液落入急冷塔釜内，由急冷循环泵抽出，一部分循环回急冷喷嘴，另一部分进行步骤3处理；
步骤2.2：氨法脱硫
急冷后的烟气经烟囱塔盘进入吸收-氧化部分，与由吸收喷嘴喷出的雾化循环吸收液-硫铵溶液相接触，完成脱硫净化过程，其中SO2与NH3生成亚硫酸铵，含有亚硫酸铵的循环吸收液流入氧化罐，由氧化罐底的氧化空气将亚硫酸铵氧化为硫铵；氧化罐内的循环吸收液大部分经循环泵加压循环回吸收喷嘴，剩余部分溢流排出至急冷塔釜内；氧化罐内不断补充氨水及新鲜水；
步骤2.3：湿式电除雾
经步骤2.2处理后的烟气进入湿式电除雾器，烟气中的水雾、细小PM、SO3酸雾、逃逸氨均被脱除，湿式电除尘器顶部喷水不断冲洗集尘极，携带各种污染物的冲洗水自流到步骤2.2的吸收-氧化部分，净化烟气经烟囱排入大气。
优选地，所述步骤2.2氨法脱硫中，吸收喷嘴采用水平双向雾化喷嘴，喷射角为140°～150°。
优选地，所述步骤2.2氨法脱硫中，氧化罐氧化采用喷射曝气氧化方式。
优选地，所述步骤2.3湿式电除雾中，湿式电除雾器入口设有烟气分布盘，湿式电除雾器出口采用叶片除雾器。
优选地，所述步骤3具体过程如下：由所述急冷塔釜排出的硫铵浓缩液首先经过覆膜过滤器过滤，滤饼作为固体废弃物处理，滤液进行蒸发结晶及干燥处理，蒸发的水分经冷凝回收至所述氧化罐，硫铵固体装袋作为产品出售。
优选地，所述覆膜过滤器设有两台，所述覆膜过滤器的循环工作流程如下：进液-清洗-回流覆膜-过滤-排液-吹干-泄压-排渣-冲洗。
优选地，所述滤液蒸发结晶处理采用机械式蒸汽再压缩蒸发或多效蒸发方式。
优选地，所述干燥处理采用震动流化床或鼓风干燥方式。
本发明提供的工艺克服了现有技术的不足，将烟气SCR脱硝、氨法脱硫与湿式电除雾有机结合，发挥了三种技术的优势，而每种技术的缺陷又被其它两种技术所弥补，SCR脱硝逃逸的氨被氨法脱硫循环液所吸收利用，氨法脱硫逃逸的氨被湿式电除雾回收返回氨法脱硫循环液中，同时湿式电除雾脱除最细的PM，为氨法脱硫降低了脱除颗粒物的难度，减少了电耗，三种技术结合实现了真正的“近零”排放的目标，同时副产工业级硫铵，具有一定的经济效益。
附图说明
图1为本发明提供的近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
图1为本发明提供的近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺流程图，图1中，1区为氨水-SCR脱硝区，2区为氨法脱硫-湿式电除雾区，3区为污水过滤-硫铵结晶干燥区；所述的近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺将SCR脱硝、氨法脱硫和湿式电除雾工艺进行了组合，净化过程包括工业烟气首先SCR脱硝，然后烟气降温后进行氨法脱硫，脱硫后烟气进入湿式电除雾，将烟气中的SOx、NOx以及PM等污染物脱除，达标排放；氨法脱硫排出的浓缩硫铵溶液经过滤、蒸发结晶，生产硫铵产品，蒸发的凝结水回收返回氨法脱硫单元，具体过程如下：
第一步：氨水-SCR脱硝
本发明与常规的氨水SCR脱硝不同的是：SCR反应床层吹灰介质采用工厂压缩空气PA，PA经与SCR反应器出口的烟气换热到300℃以上，进入吹灰器；其余SCR脱硝部分与常规的氨水SCR脱硝工艺相同。
如图1中的1区所示，来自上游设备的烟气a经过余热锅炉1-5换热到300～400℃，来自氨水供应系统1-1的氨水b与压缩空气PA混合，进入喷氨格栅1-2，压缩空气将氨水雾化，均匀分散在300～400℃的烟气中，氨水汽化，汽化后的氨气、水蒸气与烟气形成单一气相，混合气体经余热锅炉内的烟道整流板1-3均匀进入SCR反应器1-4床层，在SCR催化剂作用下，NH3与NOx反应，生成N2和H2O，完成脱硝过程，脱硝后烟气经余热锅炉1-5进一步换热冷却至200℃以下，然后进入氨法脱硫-湿式电除尘区2区。
氨水供应系统1-1供出的氨水浓度为2％～10％左右，喷氨格栅1-3喷出的氨水和压缩空气PA二者的体积比1∶100～1∶1000，SCR反应器1-4床层的反应温度为300～380℃。
第二步：氨法脱硫-湿式电除雾
如图1中的2区所示，氨法脱硫-湿式电除雾区由急冷浓缩区2-10、氨法脱硫区2-20、湿式电除雾区2-30三部分连接而成。来自余热锅炉1-5出口的烟气依次通过三部分完成净化过程，具体过程如下：
急冷浓缩区2-10部分：来自余热锅炉1-5出口的烟气先与急冷喷嘴2-11喷出的循环硫铵溶液混合，烟气被冷却到50～70℃，循环硫铵溶液中水分挥发进入烟气，循环硫铵溶液中的硫铵浓度进一步提高，浓缩的循环硫铵溶液落入急冷塔釜2-12内，由急冷循环泵2-13抽出，一部分循环回急冷喷嘴2-11，一部分排出至污水过滤-硫铵结晶干燥3区；
氨法脱硫区2-20部分：自急冷浓缩区2-10来的烟气首先通过烟囱塔盘2-21后，与四层喷嘴2-22喷出的循环吸收液接触，完成脱硫净化过程，吸收了SO2的循环液经烟囱塔盘2-21集液后流入氧化罐2-23，氧化罐底部布置氧化喷射器2-24，来自氧化风机2-25的空气和氧化循环泵2-26的循环液在氧化喷射器2-24内混合，将亚硫铵氧化为硫铵，大部分循环液由氧化罐2-23底部抽出，经氨法脱硫循环泵2-27加压循环回喷嘴2-22，少部分循环液由氧化罐2-23上部溢流口溢流至急冷塔釜2-12内。氧化罐2-23连续补充氨水及新鲜水c，维持循环液组成稳定。
吸收喷嘴2-22采用水平双向雾化喷嘴，喷射角为140°～150°。氧化罐2-23氧化采用喷射曝气氧化方式，溶氧效率大于35％。
湿式电除雾区2-30部分：自氨法脱硫区2-20来的烟气首先通过烟气分布盘2-31后，进入湿式电除雾器2-32，在电场作用下，烟气中的水雾、细小PM、SO3酸雾、逃逸氨均被脱除，净化烟气d最终经烟囱2-33排入大气，湿式电除雾器2-32集尘极收集的污染物由湿式电除雾器2-32顶部的喷水冲入氨法脱硫区2-20。
湿式电除雾器2-32出口采用叶片除雾器。
第三步：污水过滤-硫铵结晶干燥
由急冷浓缩区2-10排出的硫铵浓缩液首先经过覆膜过滤器3-1过滤，除去溶液中的固体PM，过滤出的固体PM为含水40％左右的干渣。覆膜过滤器3-1共2台，由PLC控制的循环工作流程如下：进液-清洗-回流覆膜-过滤-排液-吹干-泄压-排渣-冲洗。
滤出的滤饼排至固废箱3-2作为固体废弃物e处理，过滤后的硫铵浓缩液的悬浮物TSS(总悬浮物)小于20mg/L，硫铵浓度为25％以上，硫铵浓缩液进入硫铵蒸发结晶-干燥包装部分3-3，硫铵溶液蒸发结晶采用MVR(机械式蒸汽再压缩)蒸发或多效蒸发方式，硫铵结晶干燥采用震动流化床、鼓风干燥方式，浓缩液中的水分蒸发为水蒸气，并冷凝成凝结水，返回至氧化罐2-23，硫铵作为产品f外售。
为实现烟气净化过程的近零排放，本发明在总结国内外同类技术基础上，提出一种SCR脱硝、氨法脱硫、湿式电除尘组合的烟气净化工艺，同时副产硫铵，净化后烟气PM小于5mg/Nm3-dry(3％O2)，SOx小于20mg/Nm3-dry(3％O2)，NOx小于50mg/Nm3-dry(3％O2)，消除了净化烟气的“尾羽、蓝烟”现象，污水零排放，上述综合指标是国内外同类技术无法实现的。
Claims (10)
1.一种近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，其特征在于：由如下三个步骤组成：
步骤1：氨水-选择性催化还原法SCR脱硝
将烟气首先进行SCR脱硝；
步骤2：氨法脱硫-湿式电除雾
将脱硝后的烟气降温，然后进行氨法脱硫，脱硫后的烟气进行湿式电除雾，将烟气中的SOx、NOx以及PM脱除，净化烟气达标排放；
步骤3：污水过滤-硫铵结晶干燥
氨法脱硫排出的浓缩硫铵溶液经过滤、蒸发结晶，生产硫铵产品；蒸发的凝结水回收返回氨法脱硫单元。
2.如权利要求1所述的一种近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，其特征在于：所述步骤1具体过程如下：烟气经余热锅炉(1-5)换热后降到300～400℃，与经过压缩空气雾化的氨水混合，混合气体经余热锅炉(1-5)内的烟道整流板(1-3)后均匀进入SCR反应器(1-4)床层，在SCR催化剂作用下，NOx与NH3发生化学反应，生成N2和H2O，完成烟气SCR脱硝过程；SCR反应器(1-4)床层吹灰介质采用压缩空气，压缩空气首先与SCR反应器(1-4)出口烟气换热达到300℃以上后进入吹灰器。
3.如权利要求2所述的一种近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，其特征在于：所述步骤2具体过程如下：脱硝后烟气经余热锅炉(1-5)进一步换热冷却至200℃以下，然后依次通过急冷浓缩、氨法脱硫、湿式电除雾三个步骤完成净化过程，具体如下：
步骤2.1：急冷浓缩
来自余热锅炉(1-5)出口的烟气先与急冷喷嘴(2-11)喷出的循环硫铵溶液混合，烟气被急冷至50～70℃，同时循环硫铵溶液中的水分蒸发使硫铵进一步浓缩；浓缩的循环硫铵溶液落入急冷塔釜(2-12)内，由急冷循环泵(2-13)抽出，一部分循环回急冷喷嘴(2-11)，另一部分进行步骤3处理；
步骤2.2：氨法脱硫
急冷后的烟气经烟囱塔盘(2-21)进入吸收-氧化部分，与由吸收喷嘴(2-22)喷出的雾化循环吸收液-硫铵溶液相接触，完成脱硫净化过程，其中SO2与NH3生成亚硫酸铵，含有亚硫酸铵的循环吸收液流入氧化罐(2-23)，由氧化罐(2-23)底的氧化空气将亚硫酸铵氧化为硫铵；氧化罐(2-23)内的循环吸收液大部分经循环泵加压循环回吸收喷嘴(2-22)，剩余部分溢流排出至急冷塔釜(2-12)内；氧化罐(2-23)内不断补充氨水及新鲜水；
步骤2.3：湿式电除雾
经步骤2.2处理后的烟气进入湿式电除雾器(2-32)，烟气中的水雾、细小PM、SO3酸雾、逃逸氨均被脱除，湿式电除尘器顶部喷水不断冲洗集尘极，携带各种污染物的冲洗水自流到步骤2.2的吸收-氧化部分，净化烟气经烟囱(2-33)排入大气。
4.如权利要求3所述的一种近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，其特征在于：所述步骤2.2氨法脱硫中，吸收喷嘴(2-22)采用水平双向雾化喷嘴，喷射角为140°～150°。
5.如权利要求3所述的一种近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，其特征在于：所述步骤2.2氨法脱硫中，氧化罐(2-23)氧化采用喷射曝气氧化方式。
6.如权利要求3所述的一种近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，其特征在于：所述步骤2.3湿式电除雾中，湿式电除雾器(2-32)入口设有烟气分布盘(2-31)，湿式电除雾器(2-32)出口采用叶片除雾器。
7.如权利要求3所述的一种近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，其特征在于：所述步骤3具体过程如下：由所述急冷塔釜(2-12)排出的硫铵浓缩液首先经过覆膜过滤器(3-1)过滤，滤饼作为固体废弃物处理，滤液进行蒸发结晶及干燥处理，蒸发的水分经冷凝回收至所述氧化罐(2-23)，硫铵固体装袋作为产品出售。
8.如权利要求7所述的一种近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，其特征在于：所述覆膜过滤器(3-1)设有两台，所述覆膜过滤器(3-1)的循环工作流程如下：进液-清洗-回流覆膜-过滤-排液-吹干-泄压-排渣-冲洗。
9.如权利要求7所述的一种近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，其特征在于：所述滤液蒸发结晶处理采用机械式蒸汽再压缩蒸发或多效蒸发方式。
10.如权利要求7所述的一种近零排放的烟气脱硫脱销组合工艺，其特征在于：所述干燥处理采用震动流化床或鼓风干燥方式。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150729 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |