CN105903330B - 一种高效联合脱硫脱硝的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种高效联合脱硫脱硝的系统及方法，能够提高前置氧化‑湿式联合脱硫脱硝技术中脱硝效率。所述系统包括脱硫塔，以及氮氧化物氧化系统和设置在脱硫塔上的脱硝浆液循环系统；脱硫塔内在入口烟道之上除雾系统之下依次设置三段喷淋层，三段喷淋层将脱硫塔内从下到上依次划分为硫氧化物吸收段，氮氧化物初级吸收段和氮氧化物深度吸收段；脱硝浆液循环系统包括脱硝浆液池和依次设置在脱硫塔中的第一浆液分流装置和第二浆液分流装置；氮氧化物氧化系统包括氧化剂发生装置和连接在氧化剂发生装置输出端的第一氧化剂喷嘴和第二氧化剂喷嘴；所述方法采用脱硫塔对烟气进行联合脱硫脱硝处理，包括前置氧化；脱硫；初级脱硝；再次氧化和深度脱硝。

Description

一种高效联合脱硫脱硝的系统及方法
技术领域
本发明涉及燃煤烟气污染物脱除技术，具体为一种高效联合脱硫脱硝的系统及方法。
背景技术
煤燃烧产生的SO2、NOx是污染大气环境的主要污染物之一。目前，火电厂都配置了单独的脱硫脱硝环保设备，但是其处理过程仍存在许多问题，如每个环保设备都只针对单一污染物，导致电厂生产工艺链增长，投资和运行成本增加。因此，开发技术简单、运行成本低、具有良好运行性能的同时脱硫脱硝技术是目前燃煤烟气治理的重要发展方向。
湿式氨法能实现对SO2的脱除，由于烟气中的NOx大多以NO形式存在，NO难溶于水，湿式氨法难以实现对NO的脱除，若将NO氧化成高价态氮氧化物，则用湿式氨法能实现对高价态氮氧化物的脱除，且其脱硫脱硝产物(硫酸铵及硝酸铵)可被用作复合氮肥，便于成本回收。因此，前置氧化-湿式氨法联合脱除技术引起了人们广泛关注，但采用湿法除浆液的脱硝效果仍不能实现达标排放，分析其主要原因在于用氨水脱除NO2的过程中会释放NO(2NH3·H2O+2NO2→NH4NO2+NH4NO3+H2O)及初次NO氧化不完全。脱硝效率低下是制约该法推广使用的主要因素之一。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高效联合脱硫脱硝的系统及方法，能够提高前置氧化-湿式联合脱硫脱硝技术中脱硝效率。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种高效联合脱硫脱硝的系统，包括脱硫塔，以及氮氧化物氧化系统和设置在脱硫塔上的脱硝浆液循环系统；脱硫塔内在入口烟道之上除雾系统之下依次设置三段喷淋层，三段喷淋层将脱硫塔内从下到上依次划分为硫氧化物吸收段，氮氧化物初级吸收段和氮氧化物深度吸收段；脱硝浆液循环系统包括脱硝浆液池和依次设置在脱硫塔中的第一浆液分流装置和第二浆液分流装置；脱硝浆液池内盛装湿法脱硝浆液；第一浆液分流装置设置在氮氧化物初级吸收段中，第二浆液分流装置设置在氮氧化物深度吸收段中；第一浆液分流装置和第二浆液分流装置的输出端口与脱硝浆液池的输入端连接，脱硝浆液池的输出端分别连接第二、三段喷淋层；氮氧化物氧化系统包括氧化剂发生装置和连接在氧化剂发生装置输出端的第一氧化剂喷嘴和第二氧化剂喷嘴；氧化剂发生装置用于产生将NO氧化成高价态的氮氧化物的氧化剂；第一氧化剂喷嘴设置在入口烟道内，第二氧化剂喷嘴设置在第二浆液分流装置的气体入口内。
优选的，浆液分流装置包括均呈锥形设置的浆液收集盘和浆液分离盖；气体入口设置在浆液收集盘中央，输出端口设置在浆液收集盘边缘；浆液分离盖覆盖气体入口设置在浆液分离盖上方；气体入口和浆液分离盖之间设置有气流通道。
优选的，脱硝浆液池的输出端与第二、三段喷淋层的连接管路上分别设置有脱硝浆液循环泵。
优选的，硫氧化物吸收段底部形成脱硫浆液池，脱硫浆液池通过脱硫浆液循环泵与第一段喷淋层连通循环；脱硫浆液池内设置连接氧化风机的通气装置，脱硫浆液池上设置氨水储罐和浆液排出泵。
一种高效联合脱硫脱硝的方法，采用脱硫塔对烟气进行联合脱硫脱硝处理，包括如下步骤，
步骤一，前置氧化；在脱硫塔入口烟道内喷入氧化剂将原烟气中的NO氧化成高价态的氮氧化物，得出一次处理烟气进入脱硫塔中；
步骤二，脱硫；将一次处理烟气在脱硫塔内通过脱硫喷淋进行湿法脱硫处理，得到脱硫烟气并在脱硫塔内继续上升；
步骤三，初级脱硝；将脱硫烟气在脱硫塔内通过一次湿法脱硝浆液的喷淋进行一次湿法脱硝处理，得到一次脱硝烟气并在脱硫塔内继续上升；
步骤四，再次氧化，将一次脱硝烟气在脱硫塔内通过再次喷入氧化剂将一次脱硝烟气中的NO氧化成高价态的氮氧化物，得到二次处理烟气并在脱硫塔内继续上升；
步骤五，深度脱硝；将二次处理烟气在脱硫塔内通过二次湿法脱硝浆液的喷淋进行二次湿法脱硝处理，得到二次脱硝烟气并在脱硫塔内继续上升；
步骤六，二次脱硝烟气经除雾系统后得到净烟气排出，完成原烟气的高效联合脱硫脱硝。
优选的，湿法脱硝浆液采用氨法联合脱除吸收液、亚硫酸盐吸收液体、石灰石法吸收液和双碱法吸收液中的任意一种。
优选的，所述的氧化剂为能够将NO氧化成高价态的氮氧化物的液体或气体。
优选的，氧化剂为臭氧、双氧水和次氯酸中的任意一种。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明借鉴现有湿式氨法脱硫系统，在脱硫塔内进行污染物分段脱除。第一段为脱硫段，第二段为初级脱硝段，第三段为深度脱硝段。通过向脱硫塔入口烟道内喷射强氧化剂，使NO氧化成高价态的氮氧化物，采用湿式氨法脱除烟气中的高价态氮氧化物。然而NO2在与吸收液反应时会放出一定比例的NO，再在此脱硝段上方喷入强氧化剂，进一步将经脱硝段烟气中的NO氧化成高价态氮氧化物，并喷淋脱硝浆液进行脱硝处理，最终实现一塔高效脱硫脱硝。
附图说明
图1为本发明实例中所述系统的结构示意图。
图中：第一段喷淋层101，第二段喷淋层102，第三段喷淋层103，氧化剂发生装置2，第一氧化剂喷嘴21，第二氧化剂喷嘴22，脱硝浆液池3，第一浆液分流装置31，第二浆液分流装置32，脱硝浆液循环泵33，入口烟道4，除雾系统5，硫氧化物吸收段6，氮氧化物初级吸收段7，氮氧化物深度吸收段8，脱硫浆液池9，脱硫浆液循环泵10，氧化风机11，氨水储罐12，浆液排出泵13。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种高效联合脱硫脱硝的系统，如图1所示，其包括脱硫塔，以及设置在脱硫塔上的氮氧化物氧化系统和脱硝浆液循环系统；脱硫塔内在入口烟道4之上除雾系统5之下依次设置三段喷淋层，三段喷淋层将脱硫塔内从下到上依次划分为硫氧化物吸收段6，氮氧化物初级吸收段7和氮氧化物深度吸收段8；脱硝浆液循环系统包括脱硝浆液池3和依次设置在脱硫塔中的第一浆液分流装置31和第二浆液分流装置32；脱硝浆液池3内盛装湿法脱硝浆液；第一浆液分流装置31设置在氮氧化物初级吸收段7中，第二浆液分流装置32设置在氮氧化物深度吸收段8中；第一浆液分流装置31和第二浆液分流装置32的输出端口与脱硝浆液池3的输入端连接，脱硝浆液池3的输出端分别连接第二、三段喷淋层；氮氧化物氧化系统包括氧化剂发生装置2和连接在氧化剂发生装置2输出端的第一氧化剂喷嘴21和第二氧化剂喷嘴22；氧化剂发生装置2用于产生将NO氧化成高价态的氮氧化物的氧化剂；第一氧化剂喷嘴21设置在入口烟道4内，第二氧化剂喷嘴22设置在第二浆液分流装置32的气体入口内。
本发明一种高效联合脱硫脱硝的方法，首先向脱硫塔入口烟道的烟气中喷射强氧化剂，使烟气中的NO氧化成高价态的氮氧化物，采用湿式氨法脱除烟气中的SO2和高价态氮氧化物。在脱硫塔内进行污染物分段脱除；第一段喷淋层为脱硫段，第二段喷淋层为初级脱硝段，第三段喷淋层为深度脱硝段。被氧化的烟气依次通过脱硫段和初级脱硝段后，尽管烟气中绝大部分SO2和高价态氮氧化物被脱除，然而NO2在与吸收液反应时会放出一定比例的NO，使得烟气中仍含一定量的NO。再在此初级脱硝段上方喷入强氧化剂，进一步将经脱硝段烟气中剩余的NO氧化成高价态氮氧化物，并喷淋脱硝浆液进行深度脱硝处理，最终实现一塔高效脱硫脱硝。
根据上述实施方式，在实验室里搭建小型实验台，用氨水作为吸收液，配制含NO2、SO2、N2、H2O、O2的模拟烟气，控制反应温度为55℃，测试得到脱硫效率为100％，脱硝效率为98.5％。
本发明通过前置氧化、脱硫、初级脱硝、再次氧化、深度脱硝五步，最终实现了高效联合脱硫脱硝。其脱硫脱硝产物(硫酸铵和硝酸铵)可用作复合氮肥，利于成本回收。此外，其脱硫脱硝效率亦不低于单独脱硫脱硝的脱除效率。本发明为高效联合脱硫脱硝提供了一种可行的技术路线。

Claims (4)

1.一种高效联合脱硫脱硝的系统，其特征在于，包括脱硫塔，以及氮氧化物氧化系统和设置在脱硫塔上的脱硝浆液循环系统；
脱硫塔内在入口烟道(4)之上除雾系统(5)之下依次设置三段喷淋层，由下往上依次为第一段喷淋层、第二段喷淋层和第三段喷淋层；三段喷淋层将脱硫塔内从下到上依次划分为硫氧化物吸收段(6)，氮氧化物初级吸收段(7)和氮氧化物深度吸收段(8)；
硫氧化物吸收段(6)底部形成脱硫浆液池(9)，脱硫浆液池(9)通过脱硫浆液循环泵(10)与第一段喷淋层连通循环；
脱硝浆液循环系统包括脱硝浆液池(3)和依次设置在脱硫塔中的第一浆液分流装置(31)和第二浆液分流装置(32)；脱硝浆液池(3)内盛装湿法脱硝浆液；第一浆液分流装置(31)设置在氮氧化物初级吸收段(7)中，第二浆液分流装置(32)设置在氮氧化物深度吸收段(8)中；第一浆液分流装置(31)和第二浆液分流装置(32)的输出端口与脱硝浆液池(3)的输入端连接，脱硝浆液池(3)的输出端分别连接第二、三段喷淋层；湿法脱硝浆液采用氨法联合脱除吸收液、亚硫酸盐吸收液体、石灰石法吸收液和双碱法吸收液中的任意一种；
氮氧化物氧化系统包括氧化剂发生装置(2)和连接在氧化剂发生装置(2)输出端的第一氧化剂喷嘴(21)和第二氧化剂喷嘴(22)；氧化剂发生装置(2)用于产生将NO氧化成高价态的氮氧化物的氧化剂；第一氧化剂喷嘴(21)设置在入口烟道(4)内，第二氧化剂喷嘴(22)设置在第二浆液分流装置(32)的气体入口内。
2.根据权利要求1所述的一种高效联合脱硫脱硝的系统，其特征在于，浆液分流装置包括均呈锥形设置的浆液收集盘和浆液分离盖；气体入口设置在浆液收集盘中央，输出端口设置在浆液收集盘边缘；浆液分离盖覆盖气体入口设置在浆液分离盖上方；气体入口和浆液分离盖之间设置有气流通道。
3.根据权利要求1所述的一种高效联合脱硫脱硝的系统，其特征在于，脱硝浆液池(3)的输出端与第二、三段喷淋层的连接管路上分别设置有脱硝浆液循环泵(33)。
4.根据权利要求1所述的一种高效联合脱硫脱硝的系统，其特征在于，脱硫浆液池(9)内设置连接氧化风机(11)的通气装置，脱硫浆液池(9)上设置氨水储罐(12)和浆液排出泵(13)。
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