CN105148709B - 一种烟气处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气体处理领域，公开了一种烟气处理的方法，该方法包括将煤燃烧产生的烟气依次进行SCR脱硝处理和脱硫处理，其特征在于，所述方法还包括在进行SCR脱硝处理之前，将所述烟气与雾化状态的碱性溶液接触以将所述烟气中的HF、HCl和SO3气体转化为固体盐。该方法能够有效地去除烟气中的HF和HCl，解决了因烟气带入而造成的脱硫吸收塔F‑、Cl‑的富集从而带来的种种问题，并且该方法简单、运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及气体处理领域，具体地，涉及一种烟气处理方法。
背景技术
现有的火电厂烟气处理流程中，对烟气中的HF、HCl和SO3等，没有采取有效的脱除措施，会在湿法烟气脱硫系统的脱硫塔中溶解，形成F-、Cl-等腐蚀性极强的离子并不断富集，如不加控制，则F-、Cl-等离子浓度过高会加剧系统设备腐蚀，同时造成脱硫浆液品质恶化，影响石膏脱水和脱硫效率。
因此，脱硫系统需要定期排放废水，通过絮凝、中和、沉淀等处理流程，对脱硫废水进行处理，处理后的废水进行回用或达标排放，但现有的废水处理工艺并不能有效去除废水中的F-、Cl-等离子，如采取蒸发等工艺去除F-、Cl-等离子，则投资和运行费用都非常昂贵。
发明内容
为了克服现有的烟气处理方法难以去除F-、Cl-所造成的系统设备腐蚀、脱硫效率低以及废水排放困难的问题和去除F-、Cl-离子所带来的投资和运行费用昂贵的问题，本发明提供了一种烟气处理方法，该方法能够有效地去除烟气中的HF、HCl和SO3等，解决了因烟气带入而造成的脱硫吸收塔F-、Cl-的富集从而带来的种种问题，并且该方法简单、运行成本低。
本发明的发明人在按照传统烟气处理方法进行操作的过程中发现了上述现有技术的问题，并在深入的思考和大量研究之后突破了现有技术的进行废水处理的思维模式，而是想到从前端去除F-、Cl-，并在经过大量的尝试之后发现可以在SCR脱硝处理之前先将烟气中的HF和HCl转化为固体盐除去，从而不需要对废水进行处理，甚至可以通过将废水循环实现整个系统甚至全厂的废水零排放。
本发明提供了一种烟气处理的方法，该方法包括将煤燃烧产生的烟气依次进行SCR脱硝处理和脱硫处理，所述方法还包括在进行SCR脱硝处理之前，将所述烟气与雾化状态的碱性溶液接触以将所述烟气中的HF、HCl和SO3转化为固体盐。
本发明的烟气处理方法与现有技术相比的主要优势在于：
(1)解决了因烟气带入而造成的脱硫吸收塔F-、Cl-的富集，降低了脱硫系统内F-、Cl-的浓度，减轻了脱硫系统管路和设备、烟囱等腐蚀；
(2)附带去除了SO3，降低了SCR的允许运行温度，延长脱硝催化剂的使用时间，可实现宽负荷脱硝或全负荷脱硝，消除了空气预热器的换热元件结垢堵塞，提高了空气预热器的运行可靠性，降低了运行电耗，并且由于SO3浓度的降低，减轻了下游烟道和设备的腐蚀；
(3)优化了脱硫浆液品质，有利于提高脱硫反应和提高脱硫效率；
(4)减少了烟气中的气溶胶，通过湿法脱硫、电除尘器等协同除尘，降低粉尘和PM2.5、重金属等的排放；
(5)解决了当前脱硫废水治理难题，实现脱硫系统废水零排放，进而实现电厂全厂废水零排放；
(6)原理简单，投资省，建设周期短，运行费用低。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明一种具体实施方式的工艺流程图。
图2是根据本发明另一种具体实施方式的工艺流程图。
附图标记说明
1-锅炉；2-燃烧器；3-喷射器；4-SCR脱硝装置；5-空气预热器；6-电除尘器；7-引风机；8-脱硫吸收塔；9-湿式电除尘器；10-烟囱；11-脱硫废水输送系统；12-脱硫废水喷射器；13-煤场；14-上煤系统。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种烟气处理的方法，该方法包括将煤燃烧产生的烟气依次进行SCR脱硝处理和脱硫处理，所述方法还包括在进行SCR脱硝处理之前，将所述烟气与雾化状态的碱性溶液接触以将所述烟气中的HF、HCl和SO3转化为固体盐。
本发明的发明人发现，为了实现有效去除F-和Cl-，可以摒弃现有技术传统的后端废水处理的思路，而是在前段将F-和Cl-去除，例如可以在SCR脱硝之前加装一套喷射系统喷射碱性溶液，喷射过程中采用高效雾化喷嘴，实现喷入溶液的充分雾化，并通过烟气均流装置，实现雾化溶液颗粒与烟气的均匀混合。烟气中的HF、HCl和SO3等与溶液反应，生成NaCl、NaF和Na2SO4等的固态盐，同时生成无害的CO2和水。上述固态盐在烟气流经电除尘器的过程中，可以随烟气中的其它粉尘一起被电除尘器捕集并作为飞灰排出和综合利用。本发明的发明人还发现，当烟气中HF、HCl的去除率能达到80％时，即可达到脱硫系统的水质平衡从而可以保证脱硫系统不再设置脱硫废水处理系统，进而实现了整个系统甚至全厂的废水零排放。
在本发明中，所述碱性溶液的种类没有特别的限定，能够与HF、HCl和SO3发生反应即可，例如其中的碱可以选自Na2CO3、NaHCO3和NaOH中的一种或多种。碱性溶液的用量也没有特别的限定，可以根据烟气中HF、HCl和SO3的含量计算得知，能够将烟气中的HF、HCl和SO3大致去除即可，一般地，相对于100重量份的煤，所述碱性溶液的用量为0.75-1.5重量份，其中以NaOH计的碱的浓度为5-10g/L。根据煤种类的不同，所述碱性溶液的用量也可能有所差异，可以根据需要进行调整。
在本发明中，为了将F和Cl的固体盐从系统中除去，优选地，所述方法还包括：在SCR脱硝处理之后且在脱硫处理之前，将经SCR脱硝处理后的烟气进行除尘处理，用于捕集所述固体盐。所述除尘处理可以为干式除尘处理，例如选自布袋除尘、电袋除尘和静电除尘中的一种或多种。
在本领域脱硫处理的过程中，尤其是火电厂的脱硫处理过程中，常常会向脱硫系统中引入工艺水，这些工艺水通常来自电厂处理后的废水、冲渣水、冷却塔排水、一次性冷却水、处理过的城市废水、未处理过的电厂工业水、雨水和电厂维护用水中的一种或多种。在大多情况下，这些引入脱硫处理过程中的工艺水中会含有F-和/或Cl-离子，从而烟气脱硫处理所得的废水中仍然会含有F-和/或Cl-离子，这些F-和/或Cl-离子如果不及时脱除，同样会对系统产生不利影响。一般地，相对于100重量份的煤，脱硫处理系统所引入的工艺水通常为30-80重量份，其中通常含有以HF计的F-和以HCl计的Cl-的总浓度为50-800mg/L。本发明的发明人发现，可以将该烟气脱硫处理所得到的含有F-和/或Cl-离子的废水循环回所述烟气处理方法进行处理。
在本发明中，所述循环回所述烟气处理方法进行处理的过程可以包括：将所述含有F-和/或Cl-离子的废水以喷射物流的形式与所述煤燃烧产生的烟气混合；所述喷射物流的形式优选为喷雾的形式。根据图1所示的实施方式，所述烟气处理方法为：煤在锅炉1中燃烧产生的烟气进入烟道，在烟道中设置有具有高效雾化喷嘴的喷射器3，该喷射器3向烟道中喷射雾化的碱性溶液(Na2CO3、NaHCO3和NaOH中的一种或多种的混合的水溶液)，并优选配合烟气均流装置使得雾化溶液颗粒与烟气均匀混合，烟气经过设置有喷射器3的烟道后继续进入SCR脱硝装置进行脱硝，然后依次进入空气预热器5进行降温，进入电除尘器6进行除尘(将烟气中的固体(包括生成的F和Cl的固体盐)除去)，通过引风机7进入脱硫吸收塔8进行脱硫，其中脱硫吸收塔8中引入了含有F-和Cl-的工艺水，脱硫所得含有F-和Cl-的废水经过脱硫废水输送系统11循环回所述烟道中，并将所述脱硫废水输送系统11末端的脱硫废水喷射器12设置在喷射器3之前的烟道中，脱硫废水通过脱硫废水喷射器12被喷洒入烟道中，在烟气中被蒸干并随着烟气一起通过喷射器3以及后续工艺从而将脱硫废水中的F-、Cl-除去。
另外，所述循环回所述烟气处理方法进行处理的过程还可以包括：将所述含有F-和/或Cl-离子的废水喷洒至煤场与原煤一起进入锅炉燃烧，从而得到煤燃烧产生的烟气。根据图2所示的实施方式，所述烟气处理方法为：煤在锅炉1中燃烧产生的烟气进入烟道，在烟道中设置有具有高效雾化喷嘴的喷射器3，该喷射器3向烟道中喷射雾化的碱性溶液(Na2CO3、NaHCO3和NaOH中的一种或多种的混合的水溶液)，并优选配合烟气均流装置使得雾化溶液颗粒与烟气均匀混合，烟气经过设置有喷射器3的烟道后继续进入SCR脱硝装置进行脱硝，然后依次进入空气预热器5进行降温，进入电除尘器6进行除尘(将烟气中的固体(包括生成的F和Cl的固体盐)除去)，通过引风机7进入脱硫吸收塔8进行脱硫，其中脱硫吸收塔8中引入了含有F-和Cl-的工艺水，脱硫所得含有F-和Cl-的废水通过脱硫废水输送系统11被喷洒至煤场13，并随着原煤一起通过上煤系统14送入锅炉中燃烧得到含有F和Cl的烟气，然后进入烟道中通过喷射器3以及后续工艺从而将F、Cl除去。
在本发明中，上述图1和图2所示的两种具体实施方式可以单独使用也可以结合使用。
在本发明中，优选地，所述烟气处理方法还包括将所述脱硫处理后的烟气进行深度除尘处理；该除尘处理可以与SCR脱硝处理之后、脱硫处理之前所进行的(干式)除尘处理不同，该脱硫处理之后的深度除尘处理优选为湿法除尘处理。如图1和图2所示，将脱硫吸收塔8中的烟气先引入湿式电除尘器9，然后经过烟囱10排出。
本发明的方法除了能够有效地去除烟气中的HF和HCl，解决了因烟气带入而造成的脱硫吸收塔F-、Cl-的富集从而带来的种种问题，还可以附带去除SO3，从而降低了SCR的允许运行温度，延长了脱硝催化剂的使用时间，可实现宽负荷脱硝或全负荷脱硝，并且能够消除空气预热器的换热元件结垢堵塞，提高了空气预热器的运行可靠性，降低了运行电耗。SO3、HF和HCl的浓度的降低减轻了下游烟道和设备的腐蚀，优化了脱硫浆液品质，有利于提高脱硫反应和提高脱硫效率，并减少了烟气中的气溶胶。
下面的实施例将有助于说明本发明，但不局限其范围。
实施例1
根据图1所示的流程图，100重量份的神华烟煤在锅炉1中燃烧产生的烟气进入烟道，在烟道中设置有具有高效雾化喷嘴的喷射器3，该喷射器3向烟道中喷射1.2重量份的浓度为15重量％的雾化的碱性溶液(Na2CO3和NaHCO3混合的水溶液，以Na2CO3计)，并配合烟气均流装置使得雾化溶液颗粒与烟气均匀混合，烟气经过设置有喷射器3的烟道后继续进入SCR脱硝装置进行脱硝，然后依次进入空气预热器5进行降温，进入电除尘器6进行除尘(将烟气中的固体(包括生成的F和Cl的固体盐)除去)，通过引风机7进入脱硫吸收塔8进行脱硫，其中脱硫吸收塔8中引入了46重量份的F-和Cl-总浓度为550g/L的工艺水(全电厂所排出的工业水、冲渣水、冷却水和维护用水等废水的混合物)，脱硫所得含有F-和Cl-的废水经过脱硫废水输送系统11循环回所述烟道中，并将所述脱硫废水输送系统11末端的脱硫废水喷射器12设置在喷射器3之前的烟道中，脱硫废水通过脱硫废水喷射器12被喷洒入烟道中，在烟气中被蒸干并随着烟气一起通过喷射器3以及后续工艺从而将脱硫废水中的F-、Cl-除去。
通过测定进入喷射器3之前的烟气中F和Cl的含量和通过电除尘器6之后的烟气中F和Cl的含量可以计算得知烟气中的F和Cl的去除率为86％，从而该烟气处理方法无需设置脱硫废水处理系统，并且烟气处理系统中管路、设备和烟囱的腐蚀大大降低，脱硫浆液的品质和脱硫效率都有显著提高。
实施例2
根据图2所示的流程图，100重量份的神华烟煤在锅炉1中燃烧产生的烟气进入烟道，在烟道中设置有具有高效雾化喷嘴的喷射器3，该喷射器3向烟道中喷射1.1重量份的浓度为5重量％的雾化的碱性溶液(NaOH的水溶液，以NaOH计)，并优选配合烟气均流装置使得雾化溶液颗粒与烟气均匀混合，烟气经过设置有喷射器3的烟道后继续进入SCR脱硝装置进行脱硝，然后依次进入空气预热器5进行降温，进入电除尘器6进行除尘(将烟气中的固体(包括生成的F和Cl的固体盐)除去)，通过引风机7进入脱硫吸收塔8进行脱硫，其中脱硫吸收塔8中引入了53重量份的F-和Cl-总浓度为480g/L的工艺水(全电厂所排出的工业水、冲渣水、冷却水和维护用水等废水的混合物)，脱硫所得含有F-和Cl-的废水通过脱硫废水输送系统11被喷洒至煤场13，并随着原煤一起通过上煤系统14送入锅炉中燃烧得到含有F和Cl的烟气，然后进入烟道中通过喷射器3以及后续工艺从而将F、Cl除去。
通过测定进入喷射器3之前的烟气中F和Cl的含量和通过电除尘器6之后的烟气中F和Cl的含量可以计算得知烟气中的F和Cl的去除率为82％，从而该烟气处理方法无需设置脱硫废水处理系统，并且烟气处理系统中管路、设备和烟囱的腐蚀大大降低，脱硫浆液的品质和脱硫效率都有显著提高。
本领域技术人员可以判断出，如果不采用本发明的前端处理的方法，烟气中的F和Cl势必会进入脱硫废水中，从而会产生现有技术所面临的种种问题。因此可以得出，根据本发明的方法进行烟气处理，能够有效地去除烟气中的HF和HCl，解决了因烟气带入而造成的脱硫吸收塔F-、Cl-的富集从而带来的种种问题，而且全电厂所排出的废水均可以用作脱硫处理的工艺水，从而实现了全电厂废水零排放，并且该方法简单、运行成本低。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种烟气处理的方法，该方法包括将煤燃烧产生的烟气依次进行SCR脱硝处理和脱硫处理，其特征在于，所述方法还包括在进行SCR脱硝处理之前，将所述烟气与雾化状态的碱性溶液接触以将所述烟气中的HF、HCl和SO3转化为固体盐；所述方法还包括在脱硫处理的过程中引入含有F-和/或Cl-离子的工艺水，并将脱硫处理所得的含有F-和/或Cl-离子的废水循环回所述烟气处理方法进行处理；所述HF和HCl的去除率为80％以上。
2.根据权利要求1所述的烟气处理方法，其中，所述碱性溶液中的碱选自Na2CO3、NaHCO3和NaOH中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的烟气处理方法，其中，所述方法还包括：在SCR脱硝处理之后且在脱硫处理之前，将经SCR脱硝处理后的烟气进行除尘处理，用于捕集所述固体盐。
4.根据权利要求3所述的烟气处理方法，其中，所述除尘处理为干式除尘处理。
5.根据权利要求4所述的烟气处理方法，其中，所述除尘处理选自布袋除尘、电袋除尘、静电除尘中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的烟气处理方法，其中，所述循环回所述烟气处理方法进行处理的过程包括：将所述含有F-和/或Cl-离子的废水以喷射物流的形式与所述煤燃烧产生的烟气混合。
7.根据权利要求1所述的烟气处理方法，其中，所述循环回所述烟气处理方法进行处理的过程包括：将所述含有F-和/或Cl-离子的废水喷洒至煤场与原煤一起进入锅炉燃烧，从而得到煤燃烧产生的烟气。
8.根据权利要求1所述的烟气处理方法，其中，所述含有F-和/或Cl-离子的工艺水选自电厂处理后的废水、冲渣水、冷却塔排水、一次性冷却水、处理过的城市废水、未处理过的电厂工业水、雨水和电厂维护用水中的一种或多种。
9.根据权利要求1或2所述的烟气处理方法，其中，所述烟气与雾化状态的碱性溶液接触在烟气均流装置的存在下进行。
10.根据权利要求1所述的烟气处理方法，其中，所述烟气处理方法还包括将所述脱硫处理后所得烟气进行深度除尘处理。
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