CN107433120A - 一种炼钢厂烟气超声波脱硫除尘方法 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
一种炼钢厂烟气超声波脱硫除尘方法，包括以下步骤：（1）烟气通过静电除尘器除去一部分烟尘；（2）经过静电除尘的烟气通过风机引入超声波振荡器中与复合碱液进行反应，进而除去烟气中的SO2和PM（20‑10）的粉尘；复合碱液中含有氢氧化钠、氢氧化钙和氢氧化镁，添加氢氧化钙进入复合碱液前，先将氢氧化钙磨成4000‑5000目的粉末；（3）经过超声波振荡器的烟气进入除雾反应塔中，除雾反应塔中设有雾化喷头，强力喷淋对SO2、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。本发明脱硫效率达到98.5%~99%，降低PM（20‑10）的浓度95%~98%。
Description
技术领域
本发明涉及脱硫技术，尤其是一种炼钢厂烟气超声波脱硫除尘方法。
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。行业中，炼钢厂、炼钢厂和水泥厂均匀主要的SO2及粉尘污染源，目前这些污染源都有相应的控制措施，其脱硫除尘技术大致可分为干法、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
本发明所要解决的技术问题是提供一种炼钢厂烟气超声波脱硫除尘方法，脱硫效率达到98.5%~99%，降低PM（20-10）的浓度95%~98%。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种炼钢厂烟气超声波脱硫除尘方法，包括以下步骤：
（1）烟气通过静电除尘器除去一部分烟尘；
（2）经过静电除尘的烟气通过风机引入超声波振荡器中与复合碱液进行反应，进而除去烟气中的SO2和PM（20-10）的粉尘；所述超声波震荡器包括箱体，箱体的一端通过烟道与静电除尘器连接，箱体的另一端通过烟道与除雾反应塔连接；在箱体的底部设有阵列分布的超声波雾化片，箱体的顶部形成反应区域，烟气通过烟道进入箱体顶部的反应区域；箱体内盛有复合碱液，超声波雾化片使复合碱液雾化在反应区域形成气体，让烟气与复合碱液形成的气体反应，SO2与复合碱液反应形成固态颗粒，在重力作用下，该固态颗粒掉进箱体内，同时大粒径的粉尘与雾气结合，重量增大后掉进箱体内；另外，本发明在脱硫除尘的同时，能够阻止氨逃逸，截留烟气中的氨气并重新参与反应。
按照重量百分比计，复合碱液包括如下原料组成：
氯化钙 8~25%
白泥 2~3%
氢氧化钠 4~8%
氢氧化镁 1.3~2.2%
氢氧化钙 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%；
添加氢氧化钙进入复合碱液前，先将氢氧化钙磨成4000-5000目的粉末；
（3）经过超声波振荡器的烟气进入除雾反应塔中，除雾反应塔中设有雾化喷头，强力喷淋对SO2、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。
本发明配置使用超声波雾化的复合碱液，烟气进入到超声波振荡器中；超声波雾化片将箱体内的复合碱液雾化，被雾化的复合碱液将烟气中的SO2急速催化、氧化，生成SO3，SO3与复合碱液中的脱硫介质反应形成固态颗粒，进而快速、可靠的将烟气中的SO2除去。
作为改进，所述静电除尘器具有四个高压放电电场，第一电场为负高压直流放电电场，与烟气入口管道相连，作为预收尘级；第二电场和第三电场均为正高压脉冲放电电场，与第一直流电场相连，作为粉尘颗粒荷电和烟气多种污染物协同脱除级；第四电场为负高压直流放电电场，位于第三正高压脉冲放电电场之后，作为凝并收尘级。
作为改进，所述超声波振荡器的反应区域内设有延缓烟气通过的延缓装置。
作为改进，所述延缓装置若干并排设置的波浪形挡片，相邻挡片之间形成S形的烟气减缓通道。
作为改进，所述箱体的底部设有排废管。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
本发明的静电除尘器能够除去多种气体和粉尘，减轻后续工艺对脱硫除尘的压力；本发明配置使用超声波雾化的复合碱液，烟气进入到超声波振荡器中；超声波雾化片将箱体内的复合碱液雾化，被雾化的复合碱液将烟气中的SO2急速催化、氧化，生成SO3，SO3与复合碱液中的脱硫介质反应形成固态颗粒，进而快速、可靠的将烟气中的SO2除去，脱硫效率达到98.5%~99%，降低PM（20-10）的浓度95%~98%；另外，本发明在脱硫除尘的同时，能够阻止氨逃逸，截留烟气中的氨气并重新参与反应。
附图说明
图1为本发明脱硫系统示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
一种炼钢厂烟气超声波脱硫除尘方法，如图1所示，包括以下步骤：
（1）烟气通过静电除尘器1除去一部分烟尘；所述静电除尘器1具有四个高压放电电场，第一电场11为负高压直流放电电场，与烟气入口管道相连，作为预收尘级；第二电场12和第三电场13均为正高压脉冲放电电场，与第一直流电场相连，作为粉尘颗粒荷电和烟气多种污染物协同脱除级；第四电场14为负高压直流放电电场，位于第三正高压脉冲放电电场之后，作为凝并收尘级；本发明的静电除尘器1能够除去多种气体和粉尘，减轻后续工艺对脱硫除尘的压力。
（2）经过静电除尘的烟气通过风机2引入超声波振荡器3中与复合碱液进行反应，进而除去烟气中的SO2和PM（20-10）的粉尘。所述超声波震荡器包括箱体，箱体的一端通过烟道与静电除尘器1连接，箱体的另一端通过烟道与除雾反应塔4连接，烟气依次经过静电除尘器1、超声波振荡器3和除雾反应塔4。在箱体的底部设有阵列分布的超声波雾化片，其振荡频率为2.4MHz，能够对箱体内的复合碱液均匀高频的震荡形成雾气。箱体的顶部形成反应区域，烟气通过烟道进入箱体顶部的反应区域，为减缓烟气经过超声波振荡器3的速度，增加烟气的反应时间，所述超声波振荡器3的反应区域内设有延缓烟气通过的延缓装置，所述延缓装置若干并排设置的波浪形挡片，相邻挡片之间形成S形的烟气减缓通道。箱体内盛有复合碱液，超声波雾化片使复合碱液雾化在反应区域形成气体，让烟气与复合碱液形成的气体反应，SO2与复合碱液反应形成固态颗粒，在重力作用下，该固态颗粒掉进箱体内，同时大粒径的粉尘与雾气结合，重量增大后掉进箱体内；所述箱体的底部设有排废管，可以将箱体底部的废料排出。
箱体通过泵34连接脱硫液储存罐35，在脱硫液储存罐35中盛装复合碱液，按照重量比，复合碱液由8%的氯化钙、3%的白泥、8%的氢氧化钠、1.3%的氢氧化镁、10%的氢氧化钙、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。添加氢氧化钙进入复合碱液前，先将氢氧化钙磨成4000-5000目的粉末，使氢氧化钙溶解更充分。
被雾化的复合碱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与复合碱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、氢氧化镁、氧氢氧化钙、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
Mg（OH）2+SO3→Mg SO4+H2O
Ca（OH）2+SO3→CaSO4+H2O
（3）经超声波振荡器3处理后的烟气进入到除雾反应塔4中，除雾反应塔4将将含有NaOH、Mg（OH）2和Ca（OH）2的复合碱液均衡雾化，强力喷淋，对SO2、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4的主要反应如下：
NaOH脱硫过程：
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
2 Na2SO4+SO2→2Na2SO4
（4）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吸附溶解到循环喷淋水中。再将吸附溶解到循环水中SO2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。
实施例2
本实施例的复合碱液按照重量比由25%的氯化钙、2%的白泥、4%的氢氧化钠、2.2%的氢氧化镁、5%的氢氧化钙、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。
本实施例的复合碱液按照重量比由13.8%的氯化钙、2.5%的白泥、6%的氢氧化钠、1.7%的氢氧化镁、7%的氢氧化钙、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。
本实施例的复合碱液按照重量比由18%的氯化钙、2%的白泥、5%的氢氧化钠、1.8%的氢氧化镁、8%的氢氧化钙、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 (5)
1.一种炼钢厂烟气超声波脱硫除尘方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）烟气通过静电除尘器除去一部分烟尘；
（2）经过静电除尘的烟气通过风机引入超声波振荡器中与复合碱液进行反应，进而除去烟气中的SO2和PM（20-10）的粉尘；所述超声波震荡器包括箱体，箱体的一端通过烟道与静电除尘器连接，箱体的另一端通过烟道与除雾反应塔连接；在箱体的底部设有阵列分布的超声波雾化片，箱体的顶部形成反应区域，烟气通过烟道进入箱体顶部的反应区域；箱体内盛有复合碱液，超声波雾化片使复合碱液雾化在反应区域形成气体，让烟气与复合碱液形成的气体反应，SO2与复合碱液反应形成固态颗粒，在重力作用下，该固态颗粒掉进箱体内，同时大粒径的粉尘与雾气结合，重量增大后掉进箱体内；
按照重量百分比计，复合碱液包括如下原料组成：
氯化钙 8~25%
白泥 2~3%
氢氧化钠 4~8%
氢氧化镁 1.3~2.2%
氢氧化钙 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%；
添加氢氧化钙进入复合碱液前，先将氢氧化钙磨成4000-5000目的粉末；
（3）经过超声波振荡器的烟气进入除雾反应塔中，除雾反应塔中设有雾化喷头，强力喷淋对SO2、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。
2.根据权利要求1所述的一种炼钢厂烟气超声波脱硫除尘方法，其特征在于：所述静电除尘器具有四个高压放电电场，第一电场为负高压直流放电电场，与烟气入口管道相连，作为预收尘级；第二电场和第三电场均为正高压脉冲放电电场，与第一直流电场相连，作为粉尘颗粒荷电和烟气多种污染物协同脱除级；第四电场为负高压直流放电电场，位于第三正高压脉冲放电电场之后，作为凝并收尘级。
3.根据权利要求1所述的一种炼钢厂烟气超声波脱硫除尘方法，其特征在于：所述超声波振荡器的反应区域内设有延缓烟气通过的延缓装置。
4.根据权利要求3所述的一种炼钢厂烟气超声波脱硫除尘方法，其特征在于：所述延缓装置若干并排设置的波浪形挡片，相邻挡片之间形成S形的烟气减缓通道。
5.根据权利要求1所述的一种炼钢厂烟气超声波脱硫除尘方法，其特征在于：所述箱体的底部设有排废管。
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