CN105833696A - 一种超声波脱硫、脱硝、除尘的方法 - Google Patents

一种超声波脱硫、脱硝、除尘的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超声波脱硫、脱硝、除尘的方法，包括烟气进入到超声波设备中；超声波设备中的超声波发生器产生超声波，将进入到超声波设备中的脱硫液雾化，被雾化的脱硫液将烟气中的SO2急速催化、氧化，生成SO3，SO3与脱硫液中的脱硫介质反应；经超声波设备处理的烟气在引风风机的作用下吸入并送回排烟管道内。本发明能达到95%以上的脱硫效率，达到脱硝的效果，降低氮氧化物20%以上。

Description

一种超声波脱硫、脱硝、除尘的方法
技术领域
本发明涉及脱硫、脱硝、除尘的方法。
背景技术
煤炭中硫的存在形式有硫化物、硫酸盐和有机硫。煤炭在燃烧过程中，低价态的硫化物，一部分直接氧化成SO3，并形成稳定的硫酸盐；另一部分则氧化成SO2。这部分SO2的绝大多数能够再次与高温的碱性物料和O2发生反应生成硫酸盐。剩下的少部分SO2会进入烟囱排放。反应生成的硫酸盐主要有硫酸钾、硫酸钠、硫酸钙等化合物，这些化合物的熔融温度分别为1074℃、852℃、1397℃，会在炉锥部、缩口、四级筒和五级筒等温度适宜部位产生结皮、堵塞现象，如果存在还原气氛，硫酸盐矿物在CO和C的还原下重新生成SO2及粉尘，或温度超过1500℃的情况下，发生挥发现象，参与内循环。有关SO2及粉尘的控制方法从燃料的生命周期的三个阶段人手，分为燃烧前、燃烧中、燃烧后。燃烧前、燃烧中脱硫比较困难且成本较高，相关研究较少，几乎所有的研究都集中在燃烧后对SO2及粉尘的控制。燃烧后的控制措施按照操作特点可分为干法、半干法、湿法，但采用上述方法成本高，且脱硫、脱硝和除尘的效果较差。
发明内容
为了达到95%以上的脱硫效率，达到脱硝的效果，降低氮氧化物20%以上，本发明提供了一种超声波脱硫、脱硝、除尘的方法。
为达到上述目的，一种超声波脱硫、脱硝、除尘的方法，烟气进入到超声波设备中；超声波设备中的超声波发生器产生超声波，将进入到超声波设备中的脱硫液雾化，被雾化的脱硫液将烟气中的SO2急速催化、氧化，生成SO3，SO3与脱硫液中的脱硫介质反应；经超声波设备处理的烟气在引风风机的作用下吸入并送回排烟管道内。
上述方法，烟气进入到超声波设备中后，由于超声波的作用，将脱硫液雾化成气体，让烟气与脱硫液形成的气体反应，接触面积大，反应充分，可以达到高度脱硫、降NOX、除尘的作用。在本发明中，脱硫液为含有NaOH的混合物。
按照重量百分比计，脱硫液由如下原料组成：
氯化钙 8~25%
白泥 2~3%
氢氧化钠 4~8%
氧化钡 0.5~1.2%
氧化钙 0.8~1%
氧化钠 5~10%
七水合硫酸亚铁 9~16%
过氧化锂 7~9%
高锰酸钾 5~10%
水 15~25%
氢氧化锂 3~7%
氟硅酸钠 4~10%
碳酸钠 4~10%
乙二胺磷酸盐 0.8~1.7%。
进一步的，在超声波设备前对烟气进行静电除尘处理。通过该工序，可以减少粉尘进入到超声波设备中，降低超声波设备除尘的负担。
进一步的，经静电除尘的烟气通过风机送入到超声波设备中。通过风机送烟气进入到超声波设备中，在超声波设备中的烟气压力较大，使得烟气与脱硫液形成的气体反应更加的充分，提高了脱硫、脱硝、降尘的效果。
进一步的，经超声波设备处理后的烟气在排烟管道外环绕二周以上后经引风风机进入到排烟管道内。这样，有利于让排放的烟气达标。
进一步的，经超声波设备处理后的烟气进入到除雾反应塔中，除雾反应塔将含有NaOH的脱硫脱硝液均衡雾化，强力喷淋，对SO2、NOX烟尘吸附溶解；经除雾反应塔处理的烟气在引风风机的作用下吸入并送回排烟管道内。通过该工序，进一步提高脱硫、脱硝的效果。
进一步的，在除雾反应塔中形成的废液排入到调节池中，调节池内的废液与加药池中的药物反应后经泵输入到泥水分离池中，泥水分离池中的清水通过泵输入到脱硫液储存罐中，泥水分离池中的泥水经气动隔膜泵输入到压滤机中，经压滤机分离的水回到调节池中，经压滤机分离的其他物质形成副产品。该工序为水净化循环过程，在该过程中，将烟气中的SO2、NOX吸附溶解到循环喷淋水中。再将吸附溶解到循环水中SO2、NOX分别针对性的絮凝剂及综合碱反应生成硫酸盐；循环水再经性能恢复再生反应，将溶于水中­各种污染物再与­高效优质石灰乳反应生成不溶于水的硫酸钙及亚硫酸钙 、硝酸钙及亚硝酸钙。水中的硫酸钙及亚硫酸钙 、硝酸钙及亚硝酸钙及烟尘以污泥的形式与循环水分离浓缩压滤，压滤产生的污泥是水泥生产的优质添加剂，将压滤干后的污泥即副产品添加到水泥熟料中利用。
进一步的，加药池连接有加药桶。
进一步的，超声波发生器将脱硫液雾化成小于5μm的雾化气体。使得反应更加的充分。
进一步的，脱硫液雾化的过程为：
（1）在产生波发生器产生的超声波作用下，脱硫液表面开始产生波动；
（2）超声波带动脱硫液，在脱硫液表面出现较大的振幅；
（3）在振幅处，液膜破裂，生成较大直径的液滴；
（4）大直径液滴的进一步分裂、结合、雾化，生成较小的颗粒。
进一步的，超声波设备中具有二条以上的烟气通道，在每一烟气通道内设有脱硫液池；脱硫液被雾化后进入到每一烟气通道内与烟气发生反应达到脱硫的目的。让脱硫、脱硝更加的充分。
附图说明
图1为本发明脱硫、脱硝、除尘的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
实施例1。
如图1所示，超声波脱硫、脱硝、除尘的方法为：
（1）经静电除尘的烟气通过风机2送入到超声波设备3中，其中对烟气进行静电除尘的设备是废气处理电收尘器1。超声波设备3包括壳体31，壳体31中具有二条以上的烟气通道32，在每一烟气通道32连通脱硫液池，脱硫液池上安装有超声波发生器（未示出），脱硫液池通过泵34连接脱硫液储存罐35，在脱硫液储存罐35中盛装脱硫液，按照重量比，脱硫液由8%的氯化钙、3%的白泥、8%的氢氧化钠、0.5%的氧化钡、0.8%的氧化钙、10%的氧化钠、9%的高锰酸钾、9%的过氧化锂、16%的七水合硫酸亚铁、15%的水、7%的氢氧化锂、6%的氟硅酸钠、6%的碳酸钠和1.7%的磷酸乙二胺盐组成。超声波设备3中的超声波发生器产生超声波，脱硫液在泵34的作用下进入到脱硫液池中，脱硫液池中的脱硫液在超声波的作用下雾化，雾化的过程是；
1）在产生波发生器产生的超声波作用下，脱硫液表面开始产生波动。
2）超声波带动脱硫液，在脱硫液表面出现较大的振幅。
3）在振幅处，液膜破裂，生成较大直径的液滴。
4）大直径液滴的进一步分裂、结合、雾化，生成小于5μm的雾化气体。
被雾化的脱硫液被送入到烟气通道内将烟气中的SO2急速催化、氧化，生成SO3，SO3与脱硫液中的脱硫介质反应，具体的机理是：高锰酸钾产生氧气，烟气中的二氧化硫与氧气作用并在七水合硫酸亚铁、氟硅酸钠、磷酸乙二胺盐的催化、活化作用下氧化为三氧化硫，三氧化硫的活性最强，被氢氧化钠、氧化钡、氧化钙、白泥、氢氧化锂、氯化钙、氧化钠、氧化钙、碳酸钠等强吸附剂吸附，其主要的化学反应机理是：
2NaOH+SO3→Na2SO4+H2O
CaO+SO3→CaSO4
BaO+SO3→BaSO4
Ca（OH）2+SO3→CaSO4+H2O
因此，在超声波设备中，由于超声波的作用，将脱硫液雾化成气体，让烟气与脱硫液形成的气体反应，接触面积大，反应充分，可以达到高度脱硫、降NOX、除尘的作用，效果非常的好。通过风机2送烟气进入到超声波设备3中，在超声波设备中的烟气压力较大，使得烟气与脱硫液形成的气体反应更加的充分，提高了脱硫、脱硝、降尘的效果。
（2）经超声波设备3处理后的烟气进入到除雾反应塔4中，除雾反应塔4将含有NaOH的脱硫脱硝液均衡雾化，强力喷淋，对SO2、NOX烟尘吸附溶解；经除雾反应塔4处理的烟气在引风风机5的作用下吸入并送回排烟管道6内，在本发明中，经处理达标的烟气可以直接进入到引风风机内，也可以是在排烟管道外环绕二周以上后进入到引风风机内。烟气在经过除雾反应塔的主要反应如下：
1）脱硫过程
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
2 Na2SO4+SO2→2Na2SO4
2）脱硝过程
NaOH+NOX→Na NOX +H2O
（3）在除雾反应塔4中形成的废液排入到调节池71中，调节池71内的废液与加药池72中的药物反应后经泵74输入到泥水分离池75中，加药池72连接有三个以上的加药桶73，可向加药池内连续的供药，在加药桶内为含有NaOH的溶液；泥水分离池75的底面为斜面，在斜面的作用下，实现分离沉淀，在上述过程中，实现再生过程，具体为：
2 Na2SO3+Ca（OH）2→2NaOH+CaSO3
2 Na2SO4+Ca（OH）2→2NaOH+CaSO4
2 Na2NO3+Ca（OH）2→2NaOH+Ca（NO3）2
泥水分离池75中的清水通过泵76输入到脱硫液储存罐35中，泥水分离池75中的泥水经气动隔膜泵77输入到压滤机78中，经压滤机分离的水回到调节池中，经压滤机分离的其他物质形成副产品。该工序为水净化循环过程，在该过程中，将烟气中的SO2、NOX吸附溶解到循环喷淋水中。再将吸附溶解到循环水中SO2、NOX分别针对性的絮凝剂及综合碱反应生成硫酸盐；循环水再经性能恢复再生反应，将溶于水中­各种污染物再与­高效优质石灰乳反应生成不溶于水的硫酸钙及亚硫酸钙 、硝酸钙及亚硝酸钙。水中的硫酸钙及亚硫酸钙 、硝酸钙及亚硝酸钙及烟尘以污泥的形式与循环水分离浓缩压滤，压滤产生的污泥是水泥生产的优质添加剂，将压滤干后的污泥即副产品添加到水泥熟料中利用。
以下为采用本发明的超波脱硫方法和传统的脱硫方法的对比数据。
根据上述实验比对，达到高度脱硫、降NOX、除尘的作用，而且陈本低。
另外，经静电除尘的烟气也可以直接进入到超声波设备中。
实施例2。
本实施例的脱硫液按照重量比由25%的氯化钙、2%的白泥、4%的氢氧化钠、1.2%的氧化钡、1%的氧化钙、5%的氧化钠、10%的高锰酸钾、7%的过氧化锂、9%的七水合硫酸亚铁、23%的水、3%的氢氧化锂、5%的氟硅酸钠、4%的碳酸钠和0.8%的磷酸乙二胺盐组成。其它的与实施例1相同。
实施例3。
本实施例的脱硫液按照重量比由13.8%的氯化钙、2.5%的白泥、6%的氢氧化钠、0.8%的氧化钡、0.9%的氧化钙、7%的氧化钠、5%的高锰酸钾、8%的过氧化锂、11%的七水合硫酸亚铁、25%的水、5%的氢氧化锂、4%的氟硅酸钠、10%的碳酸钠和1%的磷酸乙二胺盐组成。其它的与实施例1相同。
实施例4。
本实施例的脱硫液按照重量比由18%的氯化钙、2%的白泥、5%的氢氧化钠、1%的氧化钡、0.8%的氧化钙、8%的氧化钠、6.8%的高锰酸钾、7%的过氧化锂、13%的七水合硫酸亚铁、16%的水、6%的氢氧化锂、10%的氟硅酸钠、5%的碳酸钠和1.4%的磷酸乙二胺盐组成。其它的与实施例1相同。

Claims (10)

1.一种超声波脱硫、脱硝、除尘的方法，其特征在于包括：烟气进入到超声波设备中；超声波设备中的超声波发生器产生超声波，将进入到超声波设备中的脱硫液雾化，被雾化的脱硫液将烟气中的SO2急速催化、氧化，生成SO3，SO3与脱硫液中的脱硫介质反应；经超声波设备处理的烟气在引风风机的作用下吸入并送回排烟管道内。
2.根据权利要求1所述的超声波脱硫、脱硝、除尘的方法，其特征在于：在超声波设备前对烟气进行静电除尘处理。
3.根据权利要求2所述的超声波脱硫、脱硝、除尘的方法，其特征在于：经静电除尘的烟气通过风机送入到超声波设备中。
4.根据权利要求1所述的超声波脱硫、脱硝、除尘的方法，其特征在于：经超声波设备处理后的烟气在排烟管道外环绕二周以上后经引风风机进入到排烟管道内。
5.根据权利要求1所述的超声波脱硫、脱硝、除尘的方法，其特征在于：经超声波设备处理后的烟气进入到除雾反应塔中，除雾反应塔将含有NaOH的脱硫脱硝液均衡雾化，强力喷淋，对SO2、NOX烟尘吸附溶解；经除雾反应塔处理的烟气在引风风机的作用下吸入并送回排烟管道内。
6.根据权利要求5所述的超声波脱硫、脱硝、除尘的方法，其特征在于：在除雾反应塔中形成的废液排入到调节池中，调节池内的废液与加药池中的药物反应后经泵输入到泥水分离池中，泥水分离池中的清水通过泵输入到脱硫液储存罐中，泥水分离池中的泥水经气动隔膜泵输入到压滤机中，经压滤机分离的水回到调节池中，经压滤机分离的其他物质形成副产品。
7.根据权利要求6所述的超声波脱硫、脱硝、除尘的方法，其特征在于：加药池连接有加药桶。
8.根据权利要求1所述的超声波脱硫、脱硝、除尘的方法，其特征在于：超声波发生器将脱硫液雾化成小于5μm的雾化气体。
9.根据权利要求1或8所述的超声波脱硫、脱硝、除尘的方法，其特征在于：脱硫液雾化的过程为：
（1）在产生波发生器产生的超声波作用下，脱硫液表面开始产生波动；
（2）超声波带动脱硫液，在脱硫液表面出现较大的振幅；
（3）在振幅处，液膜破裂，生成较大直径的液滴；
（4）大直径液滴的进一步分裂、结合、雾化，生成较小的颗粒。
10.根据权利要求1所述的超声波脱硫、脱硝、除尘的方法，其特征在于：超声波设备中具有二条以上的烟气通道，脱硫液被雾化后进入到每一烟气通道内与烟气发生反应达到脱硫的目的。
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