CN107899399A - 一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,锅炉烟气从烟道进入吸收塔,烟气自下向上经过栅板空隙并与吸收液在栅板塔盘上相混合完成传质,烟气在吸收塔中完成脱硝后,在进入喷淋装置进行喷淋洗涤,最后通过烟囱排放。本发明脱硝除尘效果好,使用低温范围广,并且能够消除烟气所引起的“白烟”问题,为降低及消除雾霾提供帮助。

Description

一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺
技术领域
本发明涉及低温脱硝技术领域,尤其涉及一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺。
背景技术
随着我国工业经济的迅速发展,能源消费的增长也日益加快,伴随而来的是氮氧化物排放量急速上升,其所造成的环境污染问题亦愈发严重。相关政府部门已连续颁布法律和规定,要求对工业生产中的污染排放物进行控制,如《中华人民共和国大气污染防治法》第四十一条指出“钢铁、建材、有色金属、石油、化工等企业生产过程中排放粉尘、硫化物和氮氧化物的,应当采用清洁生产工艺,配套建设除尘、脱硫、脱硝等装置,或者采取技术改造等其他控制大气污染物排放的措施”。但传统的烟气脱硫脱硝工艺已经不能满足严格的减排要求,传统的工艺也存在设备投资高、占地面积大等缺点,因此开发工艺简单、可靠的脱硫脱硝工艺具有重要意义。具体到脱硝,对火电行业来说成熟的技术已有较高温度下的SNCR技术和中等温度的SCR技术,但对于非电力行业如焦化、工业炉窑、煤化工等行业,其锅炉烟气往往在300℃以下,甚至更低,这样就难以直接使用SNCR和SCR技术对NOx排放进行控制。针对该问题,目前已有相关单位推出相关技术,但主要以低温SCR为主,因此各单位投入大量财力和精力,进行低温催化剂的研发。但无论如何,催化剂的使用要涉及到高成本和难操作的问题。
当然,也有技术抛弃了催化剂的使用,改用氧化法来吸收烟气中的NO。考虑到成本和脱硝效果,目前氧化法中采用的氧化剂主要是臭氧。但在诸多以氧化法为主的脱硝工艺中,臭氧和NO都是气气相混合氧化,这会导致臭氧利用率低、并有可能造成臭氧的二次污染的问题。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提供一种全新理念的氧化法低温脱硝工艺,该工艺既克服了低温催化法技术的高成本的不足,又能够促进氧化剂的充分利用,还能够防止氧化剂的二次污染。
本发明采取如下技术方案实现:
一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,锅炉烟气从烟道进入吸收塔,烟气在吸收塔中完成脱硝,然后通过烟囱排放,其特征在于,吸收塔上部设有栅板塔盘,下部为吸收液池,臭氧发生器产生的臭氧输入至吸收液池中的吸收液中,部分臭氧溶于吸收液,溶有臭氧的吸收液经输液管输送至栅板塔盘上,烟气自下向上经过栅板空隙与吸收液在栅板塔盘上相混合,传质后的烟气经烟气出口进入烟气排放装置,吸收液也在重力作用下流入吸收液池。
优选的,所述栅板塔盘的栅板隔一定空隙依次排列,烟气从空隙通过。
优选的,所述栅板绕中心呈放射状依次排列。
优选的,所述栅板与吸收塔轴线有一夹角。
优选的,所述栅板与吸收塔轴线的夹角大小可以改变。
优选的,所述烟气从吸收塔出口出来后还经过烟气洗涤系统进行二次洗涤。
优选的,所述烟气在烟气洗涤系统中二次洗涤的方法为烟气在洗涤塔中进行喷淋洗涤。
优选的,所述喷淋洗涤方法为:(a)在洗涤塔的内上部设有喷淋装置,喷淋水通过输水管自洗涤塔外部输入至喷淋装置,然后从喷淋装置中设置的诸多小细孔喷出,形成液雾,(b)烟气自吸收塔进入洗涤塔后,与液雾混合,进行洗涤和降温,(c)洗涤后的烟气通过烟气出口进入排气烟道,洗涤水则汇集至洗涤塔底部的收集槽,通过槽内排水口排出。
优选的,所述喷淋洗涤方法为:(a)在洗涤塔的内上部设有喷淋装置,喷淋水通过输水管自洗涤塔外部输入至喷淋装置,然后从喷淋装置中设置的诸多小细孔喷出,形成液雾,(b)烟气自洗涤塔上部进入洗涤塔后,与液雾混合,进行洗涤,(c)烟气与液雾一起向洗涤塔下部流动,洗涤后的烟气通过烟气出口进入排气烟道,洗涤水则汇集至洗涤塔底部的收集槽,通过槽内排水口排出。
优选的,所述喷淋洗涤方法为:(a)在洗涤塔的内上部设有旋转的喷淋装置,喷淋水通过输水管自洗涤塔外部输入至喷淋装置,然后通过喷淋装置上设置的细孔喷出,喷淋装置同时旋转,结合重力作用,喷出的水流及水雾以非直线形状向下运动,(b)与此同时,烟气自洗涤塔上部进入洗涤塔,与喷淋装置喷出的水混合,进行洗涤,(c)烟气与液雾一起向洗涤塔下部流动,洗涤后的烟气通过烟气出口进入排气烟道,洗涤水则汇集至洗涤塔底部的收集槽,通过槽内排水口排出。
优选的,所述喷淋洗涤方法为:(a)在洗涤塔的内上部设有自旋转的喷淋装置,喷淋水通过输水管自洗涤塔外部输入至喷淋装置,然后通过喷淋装置上设置的细孔喷出,喷淋装置同时自旋转,结合重力作用,喷出的水流及水雾以非直线形状向下运动,(b)与此同时,烟气从洗涤塔上部进入洗涤塔,与喷淋装置喷出的水混合,进行洗涤,(c)烟气与液雾一起向洗涤塔下部流动,洗涤后的烟气通过烟气出口进入排气烟道,洗涤水则汇集至洗涤塔底部的收集槽,通过槽内排水口排出。
优选的,还包括洗涤水的循环使用:洗涤水自收集槽内的排水口通过输水管进入蓄水池,经净化后,用压力泵通过与喷淋装置相连接的进水管输送至喷淋装置,然后进行下一次洗涤过程。
优选的,所述吸收液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液中的一种。
优选的,在连接洗涤塔和烟气排放装置的管道内设有除雾器,再对洁净后的烟气进行除雾。
本发明具有如下有益效果:
(1)脱硝效果好,脱硝率可达95%以上;
(2)适用温度范围广,本发明基本上可适用于所有低温范围的脱硝工艺;
(3)可降低甚至消除白烟的产生,不同于其他脱硝方法,本发明中烟气经两次降温后低温排放,基本上可消除白烟;
(4)除尘率高,烟气经两次洗涤,基本上可洁净排放;
(5)无二次污染产生,本发明经过二次洗涤,在脱硝过程中所使用的脱硝液和臭氧均可通过洗涤方式避免向外排放;
(6)成本低,本发明采用搧弃了成本高并且操作工艺复杂的催化法脱硝,又不同于其他氧化法,而是本发明能够保证臭氧能够充分和烟气接触,臭氧利用率高;
(7)综合各优点,本发明技术能够降低甚至消除雾霾的形成源,为当前的环境治理难题提供帮助。
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为烟气洁净排放的低温脱硝工艺的流程示意图;
图2为栅板塔盘的俯视图;
图3为喷淋器的俯视图。
图中各标号含义为:1:臭氧发生器;2:吸收塔;3:除尘器;4:栅板塔盘;5:降温洗涤塔;6:喷淋器;7:冷却塔;8:蓄水池;9:水净化器;10:除雾器;11:烟囱。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例,仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例
参见图1,图示中的烟气洁净排放的低温脱硝工艺为本发明的优选实施方式,包括脱硝系统、烟气洗涤系统和烟气排放系统,脱硝系统由吸收塔、臭氧发生器组成;烟气洗涤系统由降温洗涤塔和洗涤水供给系统组成;烟气排放系统包括烟囱,洁净后的烟气最后经烟囱排放。
本实例采用臭氧氧化法脱硝,具体工艺为:
臭氧发生器1产生的臭氧先输入至吸收塔2的吸收液池中,吸收液为NaOH水溶液,臭氧一部分溶于水中,一部分上升至吸收塔2的腔中,与输入至腔内的烟气混合并氧化部分N0。
来自锅炉的烟气先经过电除尘器3进行除尘,再由引风机通过吸收塔2中的烟气进口送入吸收塔2,烟气在吸收塔2内上升,穿过栅板塔盘4的空隙,与此同时,吸收液在压力泵的作用下,从吸收液池中通过进液管输送至栅板塔盘4的栅板上方。在上升烟气的作用下吸收液在栅板塔盘4上形成一液层,液层为烟气和吸收液在栅板上混合形成的泡沫层,此时气液两相进行传质,烟气中的NO被溶于吸收液中的臭氧氧化并溶于吸收液中,烟气中夹带的N2O5、NO2等可溶气体也溶于吸收液,与此同时,烟气中的大部分粉尘也被吸收液捕捉。然后烟气继续上升,通过烟气出口流出吸收塔2,而吸收液在重力作用下沿栅板空隙向下流,进入吸收液池。吸收液可循环使用,当其浓度达到设定数值时即进行外排并处理,如此同时,也要补充吸收液。
来自吸收塔2的烟气随后进入低温洗涤塔5,在洗涤塔5内下行。在此前开动进水泵,洗涤水从进水管进入喷淋器6中,喷淋器6可转动。喷淋器6上设有四根喷淋管,喷淋管以轴心为准,径向对称布置,喷淋管一侧面开喷淋孔,并且各喷淋管的喷淋孔沿同一转向。水从喷淋管的喷淋孔中喷出。与此同时,水喷出时就会推动喷淋器6旋转,由于喷淋器6的旋转和重力的作用,致使喷出的水流水雾在不规则的布满塔腔的同时,又沿曲线向下落。与此同时,下行的烟气与塔内的水流水雾相遇,水流和水雾便会对烟气进行洗涤,以再次除尘和再次降温。然后水和烟气一同下行,通过液体收集器后,水落至集水池,烟气则从烟气出口排出降温洗涤塔5。
洗涤水可循环使用,集水池的水排出后依次进入冷却塔7和蓄水池8,经沉淀,再有水净化器9进行净化,然后再有压力泵加入喷淋器6.
在连接降温洗涤塔5和烟囱11的烟道中设有除雾器10,除雾后的烟气从烟囱11向外排放。
本实施例还可做以下改动或改进:
吸收液为Ca(OH)2、KOH溶液中的一种。
栅板塔盘4的上面或下面设有可移动的板块,移动该板块,可以使烟气通道的面积扩大或者缩小,从而导致塔盘的液层高度发生变化。液层高度可有在塔外部设置的液面计来观察。
栅板塔盘4上的栅板可以是绕轴心呈放射状依次排列;栅板的横截面可以是扁平矩形的,扁平矩形的栅板窄面向上并且可以与轴线倾斜一角度,并且所倾斜的角度可以调整。调整倾斜角度可以改变烟气通道的面积,从而调整栅板塔盘4上的液层高度。
栅板的横截面也可以是半圆形、梯形以及三角形中的一种,此时大面应背离烟气方向。
降温洗涤塔5中喷淋器6可以不是自旋转的,但此时应设有动力装置。
以下通过一具体案例对实施例再进行说明。
实例一
烟气条件: 100000 Nm3/h; NO浓度为300mg/L;粉尘浓度 50 mg/L;锅炉烟气温度:120℃。
经上述实施例的步骤后测得:
吸收塔后温度:为55℃; 低温洗涤塔后温度:30℃;
而烟气洁净后NO浓度 3mg/L;粉尘浓度 0.5 mg/L。
脱硝效率为: 99% 除尘效率为:99%。
以上实施例仅用于本发明的说明,而非限制本发明的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解:不脱离本发明的精神和范围的任何修改和局部替换,均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (14)

1.一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,锅炉烟气从烟道进入吸收塔,烟气在吸收塔中完成脱硝,然后通过烟囱排放,其特征在于,吸收塔上部设有栅板塔盘,下部为吸收液池,臭氧发生器产生的臭氧输入至吸收液池中的吸收液中,部分臭氧溶于吸收液,溶有臭氧的吸收液经输液管输送至栅板塔盘上,烟气自下向上经过栅板空隙与吸收液在栅板塔盘上相混合,传质后的烟气经烟气出口进入烟气排放装置,吸收液也在重力作用下流入吸收液池。
2.根据权利要求1所述的一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,其中栅板塔盘的栅板隔一定空隙依次排列,烟气从空隙通过。
3.根据权利要求2所述的一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,其中所述栅板绕中心呈放射状依次排列。
4.根据权利要求1所述的一种用于烟气洁净排放的吸收塔,其中在塔盘的上面还设有可以沿塔盘平面移动的板块。
5.根据权利要求1所述的一种用于烟气洁净排放的吸收塔,其中在吸收塔外部对应塔盘位置还设有液面计。
6.根据权利要求1所述的一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,其中烟气从吸收塔出口出来后还经过烟气洗涤系统进行二次洗涤。
7.根据权利要求6所述的一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,其中所述烟气在烟气洗涤系统中二次洗涤的方法为烟气在洗涤塔中进行喷淋洗涤。
8.根据权利要求7所述的一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,其中所述喷淋洗涤方法为:(a)在洗涤塔的内上部设有喷淋装置,喷淋水通过输水管自洗涤塔外部输入至喷淋装置,然后从喷淋装置中设置的诸多小细孔喷出,形成液雾,(b)烟气自吸收塔进入洗涤塔后,与液雾混合,进行洗涤和降温,(c)洗涤后的烟气通过烟气出口进入排气烟道,洗涤水则汇集至洗涤塔底部的收集槽,通过槽内排水口排出。
9.根据权利要求8所述的一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,其中所述喷淋洗涤方法为:(a)在洗涤塔的内上部设有喷淋装置,喷淋水通过输水管自洗涤塔外部输入至喷淋装置,然后从喷淋装置中设置的诸多小细孔喷出,形成液雾,(b)烟气自洗涤塔上部进入洗涤塔后,与液雾混合,进行洗涤,(c)烟气与液雾一起向洗涤塔下部流动,洗涤后的烟气通过烟气出口进入排气烟道,洗涤水则汇集至洗涤塔底部的收集槽,通过槽内排水口排出。
10.根据权利要求9所述的一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,其中所述喷淋洗涤方法为:(a)在洗涤塔的内上部设有旋转的喷淋装置,喷淋水通过输水管自洗涤塔外部输入至喷淋装置,然后通过喷淋装置上设置的细孔喷出,喷淋装置同时旋转,结合重力作用,喷出的水流及水雾以非直线形状向下运动,(b)与此同时,烟气自洗涤塔上部进入洗涤塔,与喷淋装置喷出的水混合,进行洗涤,(c)烟气与液雾一起向洗涤塔下部流动,洗涤后的烟气通过烟气出口进入排气烟道,洗涤水则汇集至洗涤塔底部的收集槽,通过槽内排水口排出。
11.根据权利要求10所述的一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,其中所述喷淋洗涤方法为:(a)在洗涤塔的内上部设有自旋转的喷淋装置,喷淋水通过输水管自洗涤塔外部输入至喷淋装置,然后通过喷淋装置上设置的细孔喷出,喷淋装置同时自旋转,结合重力作用,喷出的水流及水雾以非直线形状向下运动,(b)与此同时,烟气从洗涤塔上部进入洗涤塔,与喷淋装置喷出的水混合,进行洗涤,(c)烟气与液雾一起向洗涤塔下部流动,洗涤后的烟气通过烟气出口进入排气烟道,洗涤水则汇集至洗涤塔底部的收集槽,通过槽内排水口排出。
12.根据权利要求11所述的一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,其中还包括洗涤水的循环使用:洗涤水自收集槽内的排水口通过输水管进入蓄水池,经净化后,用压力泵通过与喷淋装置相连接的进水管输送至喷淋装置,然后进行下一次洗涤过程。
13.根据权利要求1-12所述的一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,其中所述吸收液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液中的一种。
14.根据权利要求13所述的一种烟气洁净排放的低温脱硝工艺,其中在连接洗涤塔和烟气排放装置的管道内设有除雾器,再对洁净后的烟气进行除雾。
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