CN110038420A - 烟气全干法净化工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种烟气全干法净化工艺。该烟气全干法净化工艺，其具体步骤如下：(1)、炉内脱硫：燃烧炉内加入脱硫剂A；(2)、一次换热：燃烧产生的烟气进入换热装置换热；(3)、二次脱硫：在一次换热后的烟气经过的烟道内加入脱硫剂B；(4)、二次换热：二次脱硫后的烟气进入省煤器或空气预热器进行二次换热；(5)、预除尘：二次换热后的烟气经过预除尘器分离灰尘；(6)、三次脱硫：预除尘后的烟气进入反应混合装置，加入脱硫剂C反应；(7)、除尘：三次脱硫后的烟气携带反应物进入布袋除尘器除尘；(8)、排放：除尘后的烟气通过烟囱排放。该烟气全干法净化工艺的产物直接排出作为工业盐的原料，净化不消耗水，也无废水产生。

Description

烟气全干法净化工艺
技术领域
本发明涉及气体净化技术领域，特别是涉及一种烟气全干法净化工艺。
背景技术
环境和资源问题是当今世界面临的重大课题，我国北方地区也频发生雾霾现象，其中煤、石油、天然气等化石燃料在燃烧过程中产生大量污染物(如粉尘、SOx、NOx、HCl等)，严重影响了环境和人类的健康。
目前烟气净化治理中普遍采用湿法净化工艺，以石灰石浆液、氨水溶液、氢氧化钠溶液等碱性溶液作为脱硫剂，将烟气中的SOx、HCl等酸性污染物和部分粉尘洗涤下来。但这些工艺过程普遍存在设备投资大、运行成本高、腐蚀严重、易产生气溶胶等问题。
中国专利CN 206008422 U公布了一种“燃煤工业锅炉烟气全干法超低排放净化装备”，包括与锅炉的本体相连通的SNCR脱硝设备、与锅炉的烟气出口烟道相连通的SCR脱硝设备、与所述的SCR脱硝设备相连通的半干法脱硫与除尘一体化设备，所述的半干法脱硫与除尘一体化设备连接净气出口。其主要内容是脱硝控制并采用了半干法脱硫设备，不属于全干法脱硫范畴。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟气全干法净化工艺，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开了一种烟气全干法净化工艺，其具体步骤如下：
(1)、炉内脱硫：燃烧炉内加入脱硫剂A；
(2)、一次换热：燃烧产生的烟气进入换热装置换热；
(3)、二次脱硫：在一次换热后的烟气经过的烟道内加入脱硫剂B；
(4)、二次换热：二次脱硫后的烟气进入省煤器或空气预热器进行二次换热；
(5)、预除尘：二次换热后的烟气经过预除尘器分离灰尘；
(6)、三次脱硫：预除尘后的烟气进入反应混合装置，加入脱硫剂C反应；
(7)、除尘：三次脱硫后的烟气携带反应物进入布袋除尘器除尘；
(8)、排放：除尘后的烟气通过烟囱排放；
所述脱硫剂A、脱硫剂B和脱硫剂C均为固体颗粒或粉末。
优选地，在上述烟气全干法净化工艺中，所述脱硫剂A为石灰石或白云石，所述脱硫剂A的重量为燃料重量的0～15％。
优选地，在上述烟气全干法净化工艺中，所述脱硫剂B为碳酸氢钠、倍半碳酸钠、碳酸氢钙、碳酸氢镁中的一种或两种及以上的混合物，所述脱硫剂B的重量为燃料重量的0～5％。
优选地，在上述烟气全干法净化工艺中，所述脱硫剂C为碳酸氢钠、倍半碳酸钠中的一种或两种的混合物，所述脱硫剂C的重量大于零，并不超过燃料重量的10％。
优选地，在上述烟气全干法净化工艺中，所述燃烧炉内的温度控制在800～950℃。
优选地，在上述烟气全干法净化工艺中，加入所述脱硫剂B处烟道内的温度为100～400℃。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明所述的烟气全干法净化工艺配套采用了炉内脱硫措施，使用天然石灰石或白云石使高浓度酸性气体在炉内得到了低成本的脱除，降低了烟气中酸性气体的浓度，为后续净化步骤创造了条件，提高了整个工艺的经济性；另外，采用了碳酸氢钠、碳酸氢钙或碳酸氢镁粉末为主的脱硫剂，可以高效率地脱除烟气中的SO3，从而大幅度降低烟气的酸露点，避免了设备腐蚀，为提高热效率创造了条件，同时由于烟气温度降低，预除尘器的除尘效率得到一定提高；最后，采用高活性的碳酸氢钠、倍半碳酸钠中的一种或两种的混合物粉末为主的脱硫剂，可以一次性的将烟气中的SOx、HCl等酸性气体脱除90～99％以上，从而避免了使用生石灰/消石灰的低反应效率带来的副产物循环使用过程，也避免了为提高反应活性的喷水增湿过程，从而大幅度简化了流程和操作，彻底避免了污水的排放。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明具体实施例中烟气全干法净化工艺的原理框架图。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
结合图1所示，烟气全干法净化工艺，100份重量的动力低硫煤与4份重量的石灰石混合均匀在燃烧炉1中燃烧，燃烧炉的温度控制在800～950℃，产生的烟气进入换热装置换热后进入烟道，在烟道内温度为100℃～300℃的区间段加入0.1重量份的碳酸氢钠粉末，脱除烟气中的SO3，反应的过程为：
2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O (1)
Na2CO3+SO3→Na2SO4+CO2 (2)
烟气继续经省煤器回收热量进行降温后，进入预除尘器进行除尘，预除尘后的烟气再进入混合反应器7，加入2份重量的碳酸氢钠粉末，碳酸氢钠粉末发生(1)式的反应，脱除烟气中的SO2、HCl等酸性气体，反应过程为：
Na2CO3+SO2+1/2O2→Na2SO4+CO2 (3)
Na2CO3+2HCl→2NaCl+CO2+H2O (4)
其中，SO3按照(2)式反应；
烟气夹带反应产物进入布袋除尘器，将固体颗粒物、酸性污染物降低到排放标准以下；烟气经引风机加压后通过烟囱排放到高空，或者根据氮氧化物排放要求，从布袋除尘器出来的净烟气可进入中低温脱硝装置，或其他催化反应装置。反应结束后，布袋除尘器排出的生成物的主要成分是Na2SO4为主的盐类，可供生产芒硝或元明粉使用。
脱硫剂A、脱硫剂B和脱硫剂C均可利用喷嘴和压缩空气加入，具体设置方式和相关参数属于现有技术，在此就不一一赘述了。
实施例2
100份重量的动力高硫煤与10份重量的石灰石混合均匀在燃烧炉1中燃烧，燃烧炉的温度控制在800～950℃，产生的烟气进入换热装置换热后进入烟道，在烟道内温度为200℃～400℃的区间段加入0.15重量份的碳酸氢钙粉末，脱除烟气中的SO3，烟气继续经气预热器回收热量进行降温后，进入预除尘器进行除尘，预除尘后的烟气再进入混合反应器，并加入3.5份重量的碳酸氢钠粉末，脱除烟气中的SO2、HCl等酸性气体，烟气夹带反应产物进入布袋除尘器，将固体颗粒物、酸性污染物降低到排放标准以下；烟气经引风机加压后通过烟囱排放到高空。反应结束后，布袋除尘器排出的生成物的主要成分是Na2SO4为主的盐类，可供生产芒硝或元明粉使用。
综上所述，本发明所述的烟气全干法净化工艺配套采用了炉内脱硫措施，使用天然石灰石或白云石使高浓度酸性气体在炉内得到了低成本的脱除，降低了烟气中酸性气体的浓度，为后续净化步骤创造了条件，提高了整个工艺的经济性；另外，采用了碳酸氢钠、碳酸氢钙或碳酸氢镁粉末为主的脱硫剂，可以高效率地脱除烟气中的SO3，从而大幅度降低烟气的酸露点，避免了设备腐蚀，为提高热效率创造了条件，同时由于烟气温度降低，预除尘器的除尘效率得到一定提高；最后，采用高活性的碳酸氢钠、倍半碳酸钠中的一种或两种的混合物粉末为主的脱硫剂，可以一次性的将烟气中的SOx、HCl等酸性气体脱除90～99％以上，从而避免了使用生石灰/消石灰的低反应效率带来的副产物循环使用过程，也避免了为提高反应活性的喷水增湿过程，从而大幅度简化了流程和操作，彻底避免了污水的排放。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (6)

1.一种烟气全干法净化工艺，其特征在于具体步骤如下：
(1)、炉内脱硫：燃烧炉内加入脱硫剂A；
(2)、一次换热：燃烧产生的烟气进入换热装置换热；
(3)、二次脱硫：在一次换热后的烟气经过的烟道内加入脱硫剂B；
(4)、二次换热：二次脱硫后的烟气进入省煤器或空气预热器进行二次换热；
(5)、预除尘：二次换热后的烟气经过预除尘器分离灰尘；
(6)、三次脱硫：预除尘后的烟气进入反应混合装置，加入脱硫剂C反应；
(7)、除尘：三次脱硫后的烟气携带反应物进入布袋除尘器除尘；
(8)、排放：除尘后的烟气通过烟囱排放；
所述脱硫剂A、脱硫剂B和脱硫剂C均为固体颗粒或粉末。
2.根据权利要求1所述的烟气全干法净化工艺，其特征在于：所述脱硫剂A为石灰石或白云石，所述脱硫剂A的重量为燃料重量的0～15％。
3.根据权利要求1所述的烟气全干法净化工艺，其特征在于：所述脱硫剂B为碳酸氢钠、倍半碳酸钠、碳酸氢钙、碳酸氢镁中的一种或两种及以上的混合物，所述脱硫剂B的重量为燃料重量的0～5％。
4.根据权利要求1所述的烟气全干法净化工艺，其特征在于：所述脱硫剂C为碳酸氢钠、倍半碳酸钠中的一种或两种的混合物，所述脱硫剂C的重量大于零，并不超过燃料重量的10％。
5.根据权利要求1所述的烟气全干法净化工艺，其特征在于：所述燃烧炉内的温度控制在800～950℃。
6.根据权利要求1所述的烟气全干法净化工艺，其特征在于：加入所述脱硫剂B处烟道内的温度为100～400℃。
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