CN107551805A - 一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺，包括下述步骤：步骤一：将燃煤锅炉燃烧的烟气送入至袋式除尘器中除尘；步骤二：将袋式除尘器除尘完的气体通入到雾化脱硫器中进行脱硫；步骤三：将脱硫的烟气通入电硝化器中脱硝；步骤四：将脱硝后的气体通入涡轮脱水器中进行脱水；步骤五：将气体从烟囱中排出。经过上述一系列处理后的烟气，可以达到下述指标：烟尘排放浓度：≤1‑5mg/Nm3二氧化硫排放浓度：≤1‑5mg/Nm3氮氧化物排放浓度：≤1‑5mg/Nm3除尘、脱硫、脱硝、脱水设备阻力：≤3500‑4500Pa烟气湿度：≤2‑5%基准含氧量：≤3.5‑9%。能够达到近零排放的要求。

Description

一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺

技术领域

本发明涉及工业生产的废气处理设备，更具体的说是涉及一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺。

背景技术

煤污染是我国大气污染的主要源头，是造成雾霾天气的主要原因之一。2013年9月，国务院发布《大气污染防治行动计划》，就是综合整治燃煤锅炉，可见燃煤锅炉对大气的影响及国家对燃煤锅炉综合整治的重视。烟气是气体和烟尘的混合物，烟气的成分很复杂，气体中包括水蒸汽、SO2、N2、O2、CO、CO2、碳氢化合物以及氮氧化合物等，烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。因此烟气对环境的污染是多种毒物的复合污染。烟尘对人体的危害性与颗粒的大小有关，对人体产生危害的多是直径小于10微米的飘尘，尤其以1-2.5微米（即PM2.5）的飘尘危害性最大。烟气浓度高是可引起急性中毒，表现为咳嗽、咽痛、胸闷气喘、头痛、眼睛刺痛等，严重者可死亡。最常见的是慢性中毒，引起刺激呼吸道粘膜导致慢性支气管炎等。

当今世界环境全球化及国家环境保护政策实行“节能减排、清洁生产、超低排放、总量控制”，而传统的除尘器、脱硫器、脱硝器都是很难适应当今环保近零或超低排放要求的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺，

包括下述步骤：

步骤一：将燃煤锅炉燃烧的烟气送入至袋式除尘器中除尘；

步骤二：将袋式除尘器除尘完的气体通入到雾化脱硫器中进行脱硫；

步骤三：将脱硫的烟气通入电硝化器中脱硝；

步骤四：将脱硝后的气体通入涡轮脱水器中进行脱水；

步骤五：将气体从烟囱中排出。

作为本发明的进一步改进：

所述步骤一中，将沉积下来的干灰收集至灰库中。

作为本发明的进一步改进：

所述步骤二中，将脱硫后得到的灰水进入到氧循环池中进行氧化，将沉积的颗粒状灰粒收集，氧化后的脱硫水返回雾化脱硫器中。

作为本发明的进一步改进：

所述步骤三中，将脱硝后得到的灰水进入到氧循环池中进行氧化，将沉积的颗粒状灰粒收集，氧化后的脱硝水返电硝化器中。

作为本发明的进一步改进：

所述步骤四中，将脱水液放入到集水池中进行沉降，将沉降下来的颗粒状灰粒收集，将上清液返回到涡轮脱水器中。

作为本发明的进一步改进：

所述步骤五中烟囱内设置有缓冲槽，所述缓冲槽内设置有回路通道，所述回路通道将烟气导向步骤一中的除尘器中，所述缓冲槽中设置有烟气在线监测装置，所述烟囱与缓冲槽之间设置有第一电磁阀，所述回路通道上设置有第二电磁阀，所述烟气在线监测装置检测到烟气质量不合格时打开第二电磁阀，关闭第一电磁阀，所述烟气在线监测装置检测到烟气质量合格时，打开第一电磁阀，关闭第二电磁阀。

经过上述一系列处理后的烟气，可以达到下述指标：

烟尘排放浓度：≤1-5mg/Nm3

二氧化硫排放浓度：≤1-5mg/Nm3

氮氧化物排放浓度：≤1-5mg/Nm3

除尘、脱硫、脱硝、脱水设备阻力：≤3500-4500Pa

烟气湿度：≤2-5%

基准含氧量：≤3.5-9%。

能够达到近零排放的要求。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明的烟囱结构示意图。

附图标记：

1、烟囱；2、缓冲槽；3、回路通道；4、烟气在线监测装置；5、第一电磁阀；6、第二电磁阀。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。

参照图1至2所示， 本发明设备实施例：

一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺，

包括下述步骤：

步骤一：将燃煤锅炉燃烧的烟气送入至袋式除尘器中除尘；

步骤二：将袋式除尘器除尘完的气体通入到雾化脱硫器中进行脱硫；

步骤三：将脱硫的烟气通入电硝化器中脱硝；

步骤四：将脱硝后的气体通入涡轮脱水器中进行脱水；

步骤五：将气体从烟囱1中排出。

所述步骤一中，将沉积下来的干灰收集至灰库中。

所述步骤二中，将脱硫后得到的灰水进入到氧循环池中进行氧化，将沉积的颗粒状灰粒收集，氧化后的脱硫水返回雾化脱硫器中。

所述步骤三中，将脱硝后得到的灰水进入到氧循环池中进行氧化，将沉积的颗粒状灰粒收集，氧化后的脱硝水返电硝化器中。

所述步骤四中，将脱水液放入到集水池中进行沉降，将沉降下来的颗粒状灰粒收集，将上清液返回到涡轮脱水器中。

所述步骤五中烟囱1内设置有缓冲槽2，所述缓冲槽2内设置有回路通道3，所述回路通道3将烟气导向步骤一中的除尘器中，所述缓冲槽2中设置有烟气在线监测装置4，所述烟囱1与缓冲槽2之间设置有第一电磁阀5，所述回路通道3上设置有第二电磁阀6，所述烟气在线监测装置4检测到烟气质量不合格时打开第二电磁阀6，关闭第一电磁阀5，所述烟气在线监测装置4检测到烟气质量合格时，打开第一电磁阀5，关闭第二电磁阀6。

袋式除尘器工作原理：

燃煤锅炉燃烧后未经处理的烟尘污染物进入高效袋式除尘器干式除尘。其除尘净化方式为外滤式，含尘气体由导流管进入各单元过滤室并通过进风阀进入设置于除尘器灰斗上侧的烟气导流装置；气流通过阻流加导流型气流分布装置的适当导流和自然流向分布，从下部均匀进入袋室，整个过滤室内气流分布均匀；含尘气体中的颗粒粉尘在进风道内通过自然沉降分离后直接落入灰斗，其余粉尘在烟气导流装置的引导下，随气流进入中箱体过滤区，吸附在滤袋外表面。过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱、排风管排出。

随着过滤工况的进行，当滤袋表面积尘达到一定量时，由离线或在线清灰控制装置（定时或不定时、手动或自动控制）按设定程序打开电磁脉冲阀喷吹，压缩气体以极短促的时间顺序通过各个脉冲阀经喷吹管上的喷嘴诱导数倍于喷射气量的空气进入滤袋，形成空气波，使滤袋由袋口至底部产生急剧的膨胀和冲击振动，造成很强的清灰作用，抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中的粉尘经由卸灰阀排出后，利用输灰设施集中送出至灰库。

除尘器的控制（包括清灰控制）采用PLC或DCS控制。整套除尘系统的控制实行自动化无人值守控制，并可向工厂中控大系统反馈信息、接受工厂中控大系统的远程控制。所有的检修维护工作在除尘器净气室及机外执行，无须进入除尘器内部。

雾化脱硫器工作原理：

经高效袋式除尘器干式除尘后的SO2污染物的烟气进入高效雾化脱硫器湿式脱硫。首先经过喷雾脱硫段脱硫除尘后烟气向下运动凝聚以一定的速率进入涡流式导向装置段，烟气随着中心稳流柱呈涡流状向上旋转运动，涡流导向外侧的烟气平衡通道装有喷液口，与烟气方向相对应。由于烟气的高速、高能量的旋转，进入涡流装置时碱性喷液均匀呈极细雾状状态，大大增加了液体的比表面积，这样使烟气与喷液有较大的接触面积，能高效地捕获微细粉尘与吸收烟气中的SO2，并形成较大的颗粒。通过涡流装置后的烟气在中心力场作用下，呈涡流旋转上升，并使液滴相互凝聚成大颗粒后，通过离心力被甩向内壁，从而在内筒中完成与烟气地分离。

应用燃后烟气碱法脱硫技术，即湿式脱硫法，该碱法流程特点为先用可溶性的钠碱吸收液在吸收塔内进行脱硫，然后在塔外再用石灰乳对钠基吸收液进行曝气氧化再生，再生液继续进行循环吸收脱硫，降低运行成本。

利用脱硫循环泵从存储槽池内将脱硫氧化催化液送至脱硫器顶部的雾化氧化催化系统，脱硫氧化催化液循环使用。脱硫净化后的烟气进入下一工序。而烟气中的SO2以亚硫酸盐或者硫酸盐的形式存在于脱硫循环池中，最终以废渣的形式排出系统，统一收集后无害化处理。

电化脱硝器工作原理：

经高效雾化脱硫器湿式脱硫后的NOx污染物的烟气进入高效电化脱硝器湿式脱硝。本工艺在电离、氧化、催化、还原总的创新设计理念下，可分二个即独立又混成的激发系统：高电位场激发氧化区、高能量电位促发催化区。

高电位场激发氧化区：本工艺有N个高电位场激发氧化单位组成反应区，根据被处理风量的不同数量不同，高电位场激发氧化由于它的频率相对比较高，在纳秒的时间内有效作用于被处理空间（区域），因此在激发能力上也就是说电位场的获能跃进能力上有限，本设计只是把高电位场作为激发源，在处理过程中作为一种预激发能。由于高电位场激发氧化的预激发功能，极大的提高高分子区的激发能力和处理效果，由于高电位场技术的运用，本工艺在同类设备的比较中显得设备精炼而效果优越。

高能量电位促发催化区：根据被处理气体的流量，在引风的作用下，电位区由于负压的作用，按照自由基理论，电位素理论在常压或接近常压的条件下有相当概率的粒子可能实现高能量分子，但由于高能分子在降解、分解过程会产生副产物，同时受各种条件限制其净化效率不是很高，再者国家环保实行超低排放政策，因此在高能分子反应系统中引入氧化催化剂，使其形成高能分子电离、氧化、催化、还原协同新技术，其机理为：高能分子产生的活性自由基等电位能量，可以激发附近的催化剂，并降低反应的活性能，进一步分解有毒有害污染物。同时还可以促进高能分子自身产生的副产物转化成无污染物质。

利用脱硝循环泵从存储槽池内将脱硝氧化催化液送至脱硝器顶部的雾化氧化催化系统，脱硝氧化催化液循环使用。该反应过程对烟气温度无特殊要求。净化后的烟气经脱水除雾装置作用后进入烟囱1高空排放。而烟气中的NOx以亚硝酸盐或者硝酸盐的形式存在于脱硝循环池中，最终以废渣的形式排出系统，统一收集后无害化处理。

涡轮除尘脱水器：

烟气经脱硫脱硝后含有雾沫的气体以一定速度流经高效涡轮除尘脱水器时，由于气体的惯性撞击作用，尘雾沫与高效涡轮除尘脱水器旋叶片（由于流线旋叶）相碰撞而被聚的尘雾沫大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，雾沫就从叶片表面上被分离下来。高效涡轮除尘脱水器叶片的多向结构增加了尘雾沫被捕集的机会，未被除去的尘液滴在下一个转弯处经过相同的作用而被捕集，这样反复作用，从而大大提高了除尘脱水效率。

气体通过高效涡轮除尘脱水器后，基本上不含尘雾沫。烟气通过高效涡轮除尘脱水器的旋涡通道，在惯性力及重力的作用下将气流中夹带的尘液滴分离出来：脱硫脱硝后的烟气以一定的速度流经高效涡轮除尘脱水器，烟气被快速、连续改变运动方向，因离心力和惯性的作用，烟气内的尘雾滴撞击到高效涡轮除尘脱水器叶片上被捕集下来，尘雾滴汇集形成水流，因重力的作用，下落至浆液池内，实现了气液尘分离，使得流经高效涡轮除尘脱水器的烟气达到高效除尘脱水要求后排出。

经过上述一系列处理后的烟气，可以达到下述指标：

烟尘排放浓度：≤1-5mg/Nm3

二氧化硫排放浓度：≤1-5mg/Nm3

氮氧化物排放浓度：≤1-5mg/Nm3

除尘、脱硫、脱硝、脱水设备阻力：≤3500-4500Pa

烟气湿度：≤2-5%

基准含氧量：≤3.5-9%。

在最后排放过程中，在烟囱1中设置缓冲槽2，烟气最后进入到缓冲槽2中，在缓冲槽2中通过烟气在线监测装置4检测，如中科天融(北京)科技有限公司TR-II系列烟气在线监测系统进行测试，不合格时打开第二电磁阀6，将烟气重新进行一轮处理，当烟气合格时打开第一电磁阀5排出烟气。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺，其特征在于：

包括下述步骤：

步骤一：将燃煤锅炉燃烧的烟气送入至袋式除尘器中除尘；

步骤二：将袋式除尘器除尘完的气体通入到雾化脱硫器中进行脱硫；

步骤三：将脱硫的烟气通入电硝化器中脱硝；

步骤四：将脱硝后的气体通入涡轮脱水器中进行脱水；

步骤五：将气体从烟囱（1）中排出。

2.根据权利要求1所述的一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺，其特征在于：

所述步骤一中，将沉积下来的干灰收集至灰库中。

3.根据权利要求2所述的一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺，其特征在于：

所述步骤二中，将脱硫后得到的灰水进入到氧循环池中进行氧化，将沉积的颗粒状灰粒收集，氧化后的脱硫水返回雾化脱硫器中。

4.根据权利要求3所述的一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺，其特征在于：

所述步骤三中，将脱硝后得到的灰水进入到氧循环池中进行氧化，将沉积的颗粒状灰粒收集，氧化后的脱硝水返电硝化器中。

5.根据权利要求4所述的一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺，其特征在于：

所述步骤四中，将脱水液放入到集水池中进行沉降，将沉降下来的颗粒状灰粒收集，将上清液返回到涡轮脱水器中。

6.根据权利要求5所述的一种除尘脱硫脱硝近零排放工艺，其特征在于：所述步骤五中烟囱（1）内设置有缓冲槽（2），所述缓冲槽（2）内设置有回路通道（3），所述回路通道（3）将烟气导向步骤一中的除尘器中，所述缓冲槽（2）中设置有烟气在线监测装置（4），所述烟囱（1）与缓冲槽（2）之间设置有第一电磁阀（5），所述回路通道（3）上设置有第二电磁阀（6），所述烟气在线监测装置（4）检测到烟气质量不合格时打开第二电磁阀（6），关闭第一电磁阀（5），所述烟气在线监测装置（4）检测到烟气质量合格时，打开第一电磁阀（5），关闭第二电磁阀（6）。