CN106178909A - 制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统 - Google Patents

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Abstract

制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统，包括过碳酸钠供给料装置、高铁酸盐供给料装置、复合氧化剂制备与泵送装置、活化剂供给料装置、氧化脱污剂发生器、分配雾化装置、氧化脱污器和电气控制；复合氧化剂制备与泵送装置与过碳酸钠供给料装置、高铁酸盐供给料装置相连，氧化脱污剂发生器与复合氧化剂制备与泵送装置、活化剂供给料装置、分配雾化装置相连，分配雾化装置与氧化脱污器相连。利用本发明能快速、高效地脱除烟气中的重金属、氟、氯、硫、硝污染物，并能高效氧化清除烟气中未燃尽的碳氢化合物，无二次污染物产生，无废渣废水排放，利于生产安全和环保；此外，本发明投资少，处理成本相对较低，经济性较好，利于推广。

Description

制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统
技术领域
本发明涉及一种制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统。
背景技术
当前，我国仍是以化石能源煤为主要能源的发展中国家，煤中重金属汞的含量一般从0.01～28mg/kg不等，我国煤中汞的含量一般为0.01～0.5mg/kg，平均值约0.195mg/kg，这些汞85%以上随烟气排放于大气，全世界每年燃煤排放至大气中的汞逾3000t，燃煤释放的汞已成为我国汞污染的主要来源，据不完全统计，仅贵州一个省每年由燃煤所排放的汞就超过600t。工业生产过程中，煤的燃烧烟气中会产生大量重金属及氟、氯、硫、硝类污染危害物，为了减少大气污染，就需要对这些气体进行处理，传统的处理方法有烟气脱硫技术和烟气脱硝技术及装备系统，但操作流程长、环节多、投资大、运行成本高，且在脱硫的过程中会产生一定量的生产废水，易造成二次污染。
传统的脱硝技术广泛采用选择性催化还原脱硝法或选择性非催化还原脱硝法，选择性催化还原脱硝率70～90%，但设备投资大，需预热处理烟气，催化剂昂贵且使用寿命短，存在氨泄漏、设备易腐蚀等问题。选择性非催化还原脱硝率小于50%，存在氨逸和设备易腐蚀等问题。
在传统的独立的脱硫技术和脱硝技术基础上发展起来的联合脱硫脱硝一体化技术包括湿法和干法技术，湿法联合脱硫脱硝技术主要是湿式烟气脱硫与选择性催化还原或选择性非催化还原技术脱硝组合，工程庞大，初投资和运行费用高，且容易形成二次污染。其次是干法烟气联合脱硫脱硝一体化技术，包括固相吸收/再生法、气/固催化同时脱硫脱硝技术、吸收剂喷射法以及高能电子活化氧化法。大多尚处于实验中，且不能普适性的解决好烟气中重金属、氟、氯、硫、硝及碳氢化合物污染物对环境的污染问题。
为此，大量的科技工作者试验研究了新的湿式同时脱硫脱硝方法，包括湿式络合法和酸化氧化法（氯酸氧化法、二氧化氯氧化法、黄磷氧化法、酸化双氧水法、酸化臭氧法），但大多处于研究阶段，且酸化氧化法对工业窑炉装备系统腐蚀大，也易发生氯、二氧化氯之类有毒有害气体外逸。基于此，采用绿色环保型氧化剂氧化脱污成了全新的选项，但至今，在采用环保绿色的无毒无害氧化剂同步实施脱除工业窑炉烟气中重金属氟氯硫硝及碳氢化合物方面，尚没有可用的装备及系统。开发出适合我国国情，无毒无腐蚀、投资少、运行费用低、效率高、副产品资源化可利用的烟气脱硫脱硝脱氟脱氯脱除重金属污染物及资源化利用技术及装备已成为解决大气环境污染的当务之急。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种制备绿色环保型氧化脱污剂、并能快速、高效用于脱除工业窑炉烟气中重金属、氟氯硫硝及碳氢化合物的系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统，包括过碳酸钠供给料装置、高铁酸盐供给料装置、复合氧化剂制备与泵送装置、活化剂供给料装置、氧化脱污剂发生器、分配雾化装置、氧化脱污器和电气控制；所述复合氧化剂制备与泵送装置分别与过碳酸钠供给料装置、高铁酸盐供给料装置相连，所述氧化脱污剂发生器分别与复合氧化剂制备与泵送装置、活化剂供给料装置、分配雾化装置相连，所述分配雾化装置与氧化脱污器相连，所述电气控制分别与过碳酸钠供给料装置、高铁酸盐供给料装置、复合氧化剂制备与泵送装置、活化剂供给料装置、氧化脱污剂发生器、分配雾化装置、氧化脱污器电连接。
进一步，所述过碳酸钠供给料装置包括过碳酸钠制备装置或过碳酸钠存储器、供给料装置Ⅰ，所述过碳酸钠制备装置或过碳酸钠存储器与供给料装置Ⅰ相连。
进一步，所述高铁酸盐供给料装置包括高铁酸盐制备装置或高铁酸盐存储器、供给料装置Ⅱ，所述高铁酸盐制备装置或高铁酸盐存储器与供给料装置Ⅱ相连。
进一步，所述复合氧化剂制备与泵送装置包括均化罐和泵送计量装置，所述均化罐与泵送计量装置相连。
进一步，所述活化剂（铁、锰、镍、铜、钴的化合物）供给料装置包括活化剂制备装置或活化剂存储器、供给料装置Ⅲ，所述活化剂制备装置或活化剂存储器与供给料装置Ⅲ相连。
进一步，所述分配雾化装置包括增压器、管道、分配器和雾化喷嘴，所述增压器通过管道与分配器相连，所述雾化喷嘴安装在分配器上。
进一步，所述氧化脱污剂发生器为复合氧化剂和活化剂混合、催化活化产生强化氧化脱污剂的反应器。
进一步，还设有辅料供给料装置，所述辅料供给料装置与复合氧化剂制备与泵送装置和/或氧化脱污剂发生器相连、电气控制相连。
进一步，所述辅料供给装置为无毒的氧化剂（如过氧化尿素、双氧水、臭氧等）及可与酸性物质反应的吸收剂（如烧碱、石灰、氨、水玻璃、偏铝酸钠等）的供给料装置。
进一步，所述辅料供给料装置包括辅料存储器和供给料装置Ⅳ，所述辅料存储器与供给料装置Ⅳ相连。
进一步，所述氧化脱污器为工业窑炉烟气管道和/或设置于工业窑炉烟气管道上的氧化脱污装置，或经改造的脱硫或脱硝装置。
本发明的有益效果：
（1）本发明以绿色环保型的强氧化剂过碳酸钠（国际上普遍用于民用洗涤去污和制氧）和高铁酸盐（还原后产物为三价铁或氢氧化铁）为脱污氧化剂、以无毒无害的活化剂高效催化活化复合氧化剂，使之能快速、高效地脱除烟气中的重金属、氟、氯、硫、硝污染物，并能高效氧化清除烟气中未燃尽的碳氢化合物，无二次污染物产生，无废渣废水排放，利于生产安全和环保。
（2）工艺简单且便于调整，投资少，处理成本相对较低，经济性较好，利于推广，为有效解决大、中、小各类工业窑炉烟气的高效净化提供一种有效的装备系统。
附图说明
图1 为本发明实施例1的结构示意图；
图2 为本发明实施例2的结构示意图；
图中：1-过碳酸钠供给料装置，11-过碳酸钠存储器，12-过碳酸钠制备装置，13-供给料装置Ⅰ，2-高铁酸盐供给料装置，21-高铁酸盐存储器，22-高铁酸盐制备装置，23-供给料装置Ⅱ，3-复合氧化剂制备与泵送装置，31-均化罐，32-泵送计量装置，4-活化剂供给料装置，41-活化剂存储器，42-活化剂制备装置，43-供给料装置Ⅲ，5-氧化脱污剂发生器，6-分配雾化装置，61-增压器，62-管道，63-分配器，64-雾化喷嘴，7-氧化脱污器，8-电气控制，9-辅料供给料装置，91-辅料存储器，92-供给料装置Ⅳ。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
参照图1，本实施例包括过碳酸钠供给料装置1、高铁酸盐供给料装置2、复合氧化剂制备与泵送装置3、活化剂供给料装置4、氧化脱污剂发生器5、分配雾化装置6、氧化脱污器7和电气控制8；所述复合氧化剂制备与泵送装置3分别与过碳酸钠供给料装置1、高铁酸盐供给料装置2相连，所述氧化脱污剂发生器5分别与复合氧化剂制备与泵送装置3、活化剂供给料装置4、分配雾化装置6相连，所述分配雾化装置6与氧化脱污器7相连，所述电气控制8分别与过碳酸钠供给料装置1、高铁酸盐供给料装置2、复合氧化剂制备与泵送装置3、活化剂供给料装置4、氧化脱污剂发生器5、分配雾化装置6、氧化脱污器7电连接；
所述过碳酸钠供给料装置1包括过碳酸钠制备装置12和供给料装置Ⅰ13，所述过碳酸钠制备装置12与供给料装置Ⅰ13相连；
所述高铁酸盐供给料装置2包括高铁酸盐制备装置22和供给料装置Ⅱ23，所述高铁酸盐制备装置22与供给料装置Ⅱ23相连；
所述复合氧化剂制备与泵送装置3包括均化罐31和泵送计量装置32，所述均化罐31与泵送计量装置32相连；
所述活化剂（铁、锰、镍、铜、钴的化合物）供给料装置4包括活化剂制备装置42和供给料装置Ⅲ43，所述活化剂制备装置42与供给料装置Ⅲ43相连；
所述分配雾化装置6包括增压器61、管道62、分配器63和雾化喷嘴64，所述增压器61通过管道62与分配器63相连，所述雾化喷嘴64安装在分配器63上；
所述氧化脱污剂发生器5为复合氧化剂和活化剂混合、催化活化产生强化氧化脱污剂的反应器；
所述氧化脱污器7为设置于工业窑炉烟气管道上的氧化脱污装置；
所述电气控制8为电气自动化控制系统。
工作过程中，通过过酸钠供给料装置1、高铁酸盐供给料装置2将过碳酸钠溶液、高铁酸盐溶液按比例配料计量送入复合氧化剂制备与泵送装置3的均化罐31中制成复合氧化剂溶液，均化罐31中的复合氧化剂溶液经泵送计量装置32计量送入氧化脱污剂发生器5中，同时，活化剂供给料装置4将计量的活化剂（铁、锰、镍、铜、钴的化合物）送入氧化脱污剂发生器5中与复合氧化剂混合，复合氧化剂经催化活化所产生的强氧化脱污剂经分配雾化喷嘴64雾化喷入工业窑炉的烟气管道和氧化脱污器7中，氧化脱除工业窑炉烟气中的重金属和氟氯硫硝及碳氢化合物等污染物。
实施例2
参照图2，本实施例包括过碳酸钠供给料装置1、高铁酸盐供给料装置2、复合氧化剂制备与泵送装置3、活化剂供给料装置4、氧化脱污剂发生器5、分配雾化装置6、氧化脱污器7和电气控制8；所述复合氧化剂制备与泵送装置3分别与过碳酸钠供给料装置1、高铁酸盐供给料装置2相连，所述氧化脱污剂发生器5分别与复合氧化剂制备与泵送装置3、活化剂供给料装置4、分配雾化装置6相连，所述分配雾化装置6与氧化脱污器7相连，所述电气控制8分别与过碳酸钠供给料装置1、高铁酸盐供给料装置2、复合氧化剂制备与泵送装置3、活化剂供给料装置4、氧化脱污剂发生器5、分配雾化装置6、氧化脱污器7电连接；
所述过碳酸钠供给料装置1包括过碳酸钠存储器11和供给料装置Ⅰ13，所述过碳酸钠存储器11与供给料装置Ⅰ13相连；
所述高铁酸盐供给料装置2包括高铁酸盐存储器21和供给料装置Ⅱ23，所述高铁酸盐存储器21与供给料装置Ⅱ23相连；
所述复合氧化剂制备与泵送装置3包括均化罐31和泵送计量装置32，所述均化罐31与泵送计量装置32相连；
所述活化剂（铁、锰、镍、铜、钴的化合物）供给料装置4包括活化剂存储器41和供给料装置Ⅲ43，所述活化剂存储器41与供给料装置Ⅲ43相连；
所述分配雾化装置6包括增压器61、管道62、分配器63和雾化喷嘴64，所述增压器61通过管道62与分配器63相连，所述雾化喷嘴64安装在分配器63上；
所述氧化脱污剂发生器5为复合氧化剂和活化剂混合、催化活化产生强化氧化脱污剂的反应器；
所述氧化脱污器7为设置于工业窑炉烟气管道上的氧化脱污装置；
所述电气控制8为电气自动化控制系统。
本实施例中，还设有辅料供给料装置9，所述辅料供给料装置9与复合氧化剂制备与泵送装置3、电气控制8相连。
所述辅料供给装置9为无毒的氧化剂（如过氧化尿素、双氧水、臭氧等）及可与酸性物质反应的吸收剂（如烧碱、石灰、氨、水玻璃、偏铝酸钠等）的供给料装置。
所述辅料供给料装置9包括辅料存储器91和供给料装置Ⅳ92，所述辅料存储器91与供给料装置Ⅳ92相连。
工作过程中，通过过碳酸钠供给料装置1、高铁酸盐供给料装置2、辅料（烧碱）供给料装置9将固体状过碳酸钠和高铁酸盐及碱液按比例配料计量送入复合氧化剂制备与泵送装置3的均化罐31中制成复合氧化剂溶液，均化罐31中的复合氧化剂溶液经泵送计量装置32计量送入氧化脱污剂发生器5中，同时，活化剂供给料装置4将计量的活化剂（铁、锰、镍、铜、钴的化合物）送入氧化脱污剂发生器5中与复合氧化剂混合，复合氧化剂经催化活化所产生的强氧化脱污剂经分配雾化喷嘴64雾化喷入氧化脱污器7中，氧化脱除工业窑炉烟气中的重金属和氟氯硫硝及碳氢化合物等污染物。

Claims (10)

1.制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统，其特征在于：包括过碳酸钠供给料装置、高铁酸盐供给料装置、复合氧化剂制备与泵送装置、活化剂供给料装置、氧化脱污剂发生器、分配雾化装置、氧化脱污器和电气控制；所述复合氧化剂制备与泵送装置分别与过碳酸钠供给料装置、高铁酸盐供给料装置相连，所述氧化脱污剂发生器分别与复合氧化剂制备与泵送装置、活化剂供给料装置、分配雾化装置相连，所述分配雾化装置与氧化脱污器相连，所述电气控制分别与过碳酸钠供给料装置、高铁酸盐供给料装置、复合氧化剂制备与泵送装置、活化剂供给料装置、氧化脱污剂发生器、分配雾化装置、氧化脱污器电连接。
2.根据权利要求1所述的制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统，其特征在于：所述过碳酸钠供给料装置包括过碳酸钠制备装置或过碳酸钠存储器、供给料装置Ⅰ，所述过碳酸钠制备装置或过碳酸钠存储器与供给料装置Ⅰ相连。
3.根据权利要求1或2所述的制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统，其特征在于：所述高铁酸盐供给料装置包括高铁酸盐制备装置或高铁酸盐存储器、供给料装置Ⅱ，所述高铁酸盐制备装置或高铁酸盐存储器与供给料装置Ⅱ相连。
4.根据权利要求1或2所述的制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统，其特征在于：所述复合氧化剂制备与泵送装置包括均化罐和泵送计量装置，所述均化罐与泵送计量装置相连。
5.根据权利要求1或2所述的制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统，其特征在于：所述活化剂供给料装置包括活化剂制备装置或活化剂存储器、供给料装置Ⅲ，所述活化剂制备装置或活化剂存储器与供给料装置Ⅲ相连。
6.根据权利要求1或2所述的制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统，其特征在于：所述分配雾化装置包括增压器、管道、分配器和雾化喷嘴，所述增压器通过管道与分配器相连，所述雾化喷嘴安装在分配器上。
7.根据权利要求1或2所述的制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统，其特征在于：所述氧化脱污剂发生器为复合氧化剂和活化剂混合、催化活化产生强化氧化脱污剂的反应器。
8.根据权利要求1或2所述的制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统，其特征在于：还设有辅料供给料装置，所述辅料供给料装置与复合氧化剂制备与泵送装置和/或氧化脱污剂发生器、电气控制相连。
9.根据权利要求1或2所述的制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统，其特征在于：所述辅料供给装置为无毒的氧化剂及可与酸性物质反应的吸收剂的供给料装置。
10.根据权利要求8所述的制备氧化脱污剂用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的系统，其特征在于：所述辅料供给料装置包括辅料存储器和供给料装置Ⅳ，所述辅料存储器与供给料装置Ⅳ相连。
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