CN110368800A

CN110368800A - 钠基烟气脱硫副产物处理装置及处理方法

Info

Publication number: CN110368800A
Application number: CN201910735578.4A
Authority: CN
Inventors: 周昊; 周明熙; 盛倩云; 徐剑; 杨荣林; 宋彬彬
Original assignee: Zhejiang Hangzhen Energy Technology Co Ltd; Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang Hangzhen Energy Technology Co Ltd; Zhejiang University ZJU
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2019-10-25

Abstract

本申请涉及一种钠基烟气脱硫副产物处理装置及处理方法，钠基烟气脱硫副产物处理装置包括钠基脱硫装置、布袋除尘器、脱硫副产物料仓、生石灰料仓、脱硫剂再生反应罐、旋流分离器、真空脱水机、再生剂供液罐，钠基脱硫装置、布袋除尘器、脱硫副产物料仓、脱硫剂再生反应罐、旋流分离器依次连通，生石灰料仓与脱硫剂再生反应罐连通，旋流分离器第一出口与再生剂供液罐连通，旋流分离器第二出口与真空脱水机连通，真空脱水机第一出口连通至脱水后的石膏存放地，真空脱水机第二出口连通至再生剂供液罐，再生剂供液罐与钠基脱硫装置连通。本申请还包括钠基烟气脱硫副产物处理方法及分别适应干法和半干法烟气脱硫副产物处理方法。本申请结构简洁，使用方便，成本低，效果好，副产物利用率高。

Description

钠基烟气脱硫副产物处理装置及处理方法

技术领域

本申请涉及一种钠基烟气脱硫副产物处理装置及处理方法，主要适用于将以亚硫酸钠和亚硫酸氢钠为主要成份的脱硫副产物转化为便于工业应用的石膏，将再生吸收剂补碱处理后进入再脱硫。

背景技术

近年来，随着大气污染物排放标准限值的逐渐严格，多种新型烟气处理技术应运而生。对于焦炉烟气等低二氧化硫浓度的烟气脱硫工程，由于焦炉烟气成分特殊、且需保持不低于170℃的排烟温度，传统湿法脱硫工艺并不适用，湿法脱硫后的烟气无法通过原焦炉烟囱直接排放，因此常采用干法或半干法脱硫工艺。相比于传统的钙基脱硫，钠基吸收剂能更好地匹配烟气温度，具备更好的脱硫反应效果，同时形成较低的烟气温降，因此被广泛推荐使用。但钠基脱硫形成的副产物以亚硫酸钠和亚硫酸氢钠成份为主，难以被工业直接应用。

发明内容

本申请解决的技术问题是克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构简洁，使用方便，成本低，效果好，副产物利用率高的钠基（干法或半干法，下同）烟气脱硫副产物处理装置及处理方法。

本申请工作原理是利用Ca（OH）2置换钠基脱硫副产物的主要成分：Na2SO3\NaHSO3，发生置换反应后形成CaSO4，利用脱水设备后形成可以工业应用的石膏，再生吸收剂经补碱处理后进入再脱硫流程。本申请解决了钠基脱硫副产物难以处理的难题，工艺系统集成度高，物料转化利用充分，大幅降低了脱硫成本。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案包括：一种钠基烟气脱硫副产物处理装置，包括钠基脱硫装置、布袋除尘器、脱硫副产物料仓、生石灰料仓、脱硫剂再生反应罐、旋流分离器、真空脱水机、再生剂供液罐，钠基脱硫装置、布袋除尘器、脱硫副产物料仓、脱硫剂再生反应罐、旋流分离器依次连通，生石灰料仓与脱硫剂再生反应罐连通，旋流分离器第一出口与再生剂供液罐连通（流液浓度为5%-15%，主体成分为氢氧化钠吸收剂），旋流分离器第二出口与真空脱水机连通（流液浓度为40-55%，主体成分为石膏），真空脱水机第一出口连通至脱水后的含水率<10%的石膏存放地，真空脱水机第二出口（为氢氧化钠吸收剂和水）连通至再生剂供液罐，再生剂供液罐与钠基脱硫装置连通。

进一步的方案，对于结合干法脱硫方式的再生吸收剂利用，还设置有碳酸氢钠料仓、干粉烟道喷射装置、再生剂烟道雾化喷枪装置，碳酸氢钠料仓一个出口与再生剂供液罐连通，碳酸氢钠料仓另一个出口与干粉烟道喷射装置连通，所述钠基脱硫装置采用烟道及喷射设备，烟道及喷射设备的烟道中依次布置干粉烟道喷射装置、再生剂烟道雾化喷枪装置。优选的，烟道及喷射设备的烟道错位布置多个干粉喷射入口和多个再生剂喷射入口，所述干粉烟道喷射装置通过多个干粉喷射入口与烟道及喷射设备的烟道连通，所述再生剂烟道雾化喷枪装置具有多个再生吸收剂喷枪，多个再生吸收剂喷枪分别放置在多个再生剂喷射入口中（一一对应）并朝向烟道，保证烟道截面的覆盖率和均匀性，雾化喷入的微米级液滴颗粒可强化烟气、干粉（碳酸氢钠）间的搅动接触，使脱硫反应进行得更为充分。

进一步的方案，对于结合半干法脱硫方式的再生吸收剂利用，还设置有碳酸钠料仓、碳酸钠配液罐、旋转喷雾雾化器，所述钠基脱硫装置采用旋转喷雾脱硫塔，旋转喷雾脱硫塔中设置旋转喷雾雾化器，再生剂供液罐与碳酸钠配液罐连通，碳酸钠料仓与碳酸钠配液罐连通，碳酸钠配液罐与旋转喷雾雾化器连通。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案还包括：一种钠基烟气脱硫副产物处理方法，其特征是包括以下步骤：

S1：含硫烟气、再生吸收剂分别通入钠基脱硫装置；

S2：对钠基脱硫装置内通过的含硫烟气进行脱硫；

S3：脱硫处理后的烟气经布袋除尘器排出；脱硫处理后的固态副产物分别经布袋除尘器、钠基脱硫装置进入脱硫副产物料仓；

S4：脱硫副产物料仓中的脱硫副产物与生石灰、水同时输入脱硫剂再生反应罐进行反应，反应后得到亚硫酸钙和氢氧化钠，充分搅拌的同时使用氧化风机鼓入空气，促进亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙；

S5：经上一步充分反应的固液混合液泵入到旋流分离器进行一级固液分离，一级分离后的液体经旋流分离器第一出口至再生剂供液罐，一级分离液体浓度为5%-15%，主体成分为氢氧化钠，一级分离后的固态物经旋流分离器第二出口进入到真空脱水机进行脱水，制得含水率<10%的石膏，脱水后的废水（二级分离后的液体，主要成分也是氢氧化钠）进入再生剂供液罐。

本申请S1～S5步骤循环或者持续进行，其中部分步骤可能同时进行或者交叉（指进行阶段不同，例如第S5步骤进行时，第S1步骤在进行后一循环的含硫烟气、再生吸收剂通入）进行。

本申请针对干法脱硫方式的进一步改进，一种钠基干法烟气脱硫副产物处理方法，其特征是包括以下步骤：

S1：含硫烟气通入钠基脱硫装置，所述钠基脱硫装置采用烟道及喷射设备，与此同时碳酸氢钠通过干粉烟道喷射装置喷入烟道，再生剂供液罐中的再生吸收剂经过碳酸氢钠调整再生吸收剂pH值至9-12后通过再生剂烟道雾化喷枪装置喷入烟道；

S2：对烟道及喷射设备内通过的含硫烟气进行脱硫；

S3：脱硫处理后的烟气经布袋除尘器排出；脱硫处理后的固态副产物分别经布袋除尘器、烟道及喷射设备进入脱硫副产物料仓；

S4步骤、S5步骤与钠基烟气脱硫副产物处理方法完全相同。

本申请针对半干法脱硫方式的进一步改进，一种钠基半干法烟气脱硫副产物处理方法，其特征是包括以下步骤：

S1：含硫烟气通入钠基脱硫装置，所述钠基脱硫装置采用旋转喷雾脱硫塔，与此同时再生吸收剂、碳酸钠一起通入碳酸钠配液罐，使得再生吸收剂、碳酸钠的混合液pH值调整至9-12，再生吸收剂、碳酸钠的混合液输入旋转喷雾雾化器中，与由旋转喷雾脱硫塔顶部的烟气分配器引入的含硫烟气进行气液接触；

S2：对旋转喷雾脱硫塔内通过的含硫烟气进行脱硫；

S3：脱硫处理后的烟气经布袋除尘器排出；脱硫处理后的固态副产物分别经布袋除尘器、旋转喷雾脱硫塔进入脱硫副产物料仓；

S4步骤、S5步骤与钠基烟气脱硫副产物处理方法完全相同。

本申请所述钠基干法或半干法烟气脱硫处理方法可以采用上述钠基烟气脱硫副产物处理装置进行，也可以采用具有相应处理能力的类似装置进行。

本申请与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简洁，使用方便，成本低，效果好，副产物利用率高。

附图说明

图1是本申请实施例钠基烟气脱硫副产物处理装置的结构示意图。

图2是本申请实施例再生吸收剂结合干法烟气脱硫的局部结构示意图（即本申请实施例钠基烟气脱硫副产物处理装置在干法脱硫时的改进部分示意图）。

图3是本申请实施例再生吸收剂结合半干法烟气脱硫的局部结构示意图（即本申请实施例钠基烟气脱硫副产物处理装置在半干法脱硫时的改进部分示意图）。

图中：1-钠基脱硫装置，采用干法脱硫工艺时的主体为烟道及喷射设备，采用半干法脱硫工艺时的主体为旋转喷雾脱硫塔；2-布袋除尘器；3-脱硫副产物料仓；4-生石灰料仓；5-脱硫剂再生反应罐；6-旋流分离器；7-真空脱水机；8-再生剂供液罐；9-碳酸氢钠料仓；10-干粉烟道喷射装置；11-再生剂烟道雾化喷枪装置；12-碳酸钠料仓；13-碳酸钠配液罐；14-旋转喷雾雾化器。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本申请作进一步的详细说明，以下实施例是对本申请的解释而本申请并不局限于以下实施例。本申请前后是相对于流体流向而言的。

参见图1～图3，本实施例脱硫副产物从钠基脱硫装置1、布袋除尘器2等经输灰管道输送至脱硫副产物料仓3，而后进入到脱硫剂再生反应罐5，生石灰从生石灰料仓4中进入到脱硫剂再生反应罐5并加水，水、生石灰、脱硫副产物（主要成分为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠）在脱硫再生反应罐5中保留一段时间，石灰水与脱硫副产物反应生成亚硫酸钙和氢氧化钠，充分搅拌的同时使用氧化风机鼓入空气，促进亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙。反应充分后的固液混合液泵入到旋流分离器6，进行一级固液分离，分离后的旋流分离器6第一出口上流液浓度为5%-15%，主体成分为再生吸收剂（氢氧化钠），进入再生剂供液罐8，旋流分离器6第二出口底流浓度为40-55%，进入到真空脱水机7进行脱水，制得含水率<10%的石膏，脱水后的废水进入再生剂供液罐8。再生剂供液罐8中的再生吸收剂（简称再生剂）重新利用到钠基脱硫装置1进行再脱硫。

进一步的方案，对于结合干法脱硫方式的再生吸收剂利用，碳酸氢钠料仓9中新增一输送母管，使碳酸氢钠输送至再生剂供液罐8以调整再生吸收剂pH至9-12，碳酸氢钠料仓9经过干粉烟道喷射装置10连通至进行脱硫的干粉用量适当减小（通常5-30 wt.%），在烟道及喷射设备的烟道中依次（前后）布置干粉烟道喷射装置10、再生剂烟道雾化喷枪装置11（包括一个以上再生吸收剂喷枪），将再生吸收剂雾化喷射进行再脱硫。优选的，沿烟道及喷射设备的烟道截面错位布置多个干粉喷射入口和多个再生剂喷射入口，保证烟道截面的覆盖率和均匀性，雾化喷入的微米级液滴颗粒可强化烟气、干粉（碳酸氢钠）间的搅动接触，使脱硫反应进行得更为充分。

进一步的方案，对于结合半干法脱硫方式的再生吸收剂利用，再生吸收剂直接从再生剂供液罐8泵送至碳酸钠配液罐13，碳酸钠料仓12输送碳酸钠粉末至碳酸钠配液罐13，两者混合调整混合液的pH至9-12，而后混合液经旋转喷雾雾化器14喷入旋转喷雾脱硫塔中，与由旋转喷雾脱硫塔顶部的烟气分配器引入的原烟气进行气液接触脱硫反应。

所述钠基烟气脱硫副产物处理装置能够用于焦炉、燃气锅炉等低二氧化硫浓度的烟气脱硫工程，既保证了较高的脱硫效率，且不影响排烟温度，同时实现了物料充分转化利用，实用性强。所述钠基烟气脱硫副产物处理装置结构简单，投资和运行费用低，投资少、施工周期短，适合改造项目。

凡是本申请技术特征和技术方案的简单变形或者组合，应认为落入本申请的保护范围。

Claims

1.一种钠基烟气脱硫副产物处理装置，包括钠基脱硫装置、布袋除尘器、脱硫副产物料仓、生石灰料仓、脱硫剂再生反应罐、旋流分离器、真空脱水机、再生剂供液罐，钠基脱硫装置、布袋除尘器、脱硫副产物料仓、脱硫剂再生反应罐、旋流分离器依次连通，生石灰料仓与脱硫剂再生反应罐连通，旋流分离器第一出口与再生剂供液罐连通，旋流分离器第二出口与真空脱水机连通，真空脱水机第一出口连通至脱水后的石膏存放地，真空脱水机第二出口连通至再生剂供液罐，再生剂供液罐与钠基脱硫装置连通。

2.根据权利要求1所述钠基烟气脱硫副产物处理装置，其特征是：还设置有碳酸氢钠料仓、干粉烟道喷射装置、再生剂烟道雾化喷枪装置，碳酸氢钠料仓一个出口与再生剂供液罐连通，碳酸氢钠料仓另一个出口与干粉烟道喷射装置连通，所述钠基脱硫装置采用烟道及喷射设备，烟道及喷射设备的烟道中依次布置干粉烟道喷射装置、再生剂烟道雾化喷枪装置。

3.根据权利要求2所述钠基烟气脱硫副产物处理装置，其特征是：所述烟道及喷射设备的烟道中错位布置多个干粉喷射入口和多个再生剂喷射入口，所述干粉烟道喷射装置通过多个干粉喷射入口与烟道及喷射设备的烟道连通，所述再生剂烟道雾化喷枪装置具有多个再生吸收剂喷枪，多个再生吸收剂喷枪分别放置在多个再生剂喷射入口中并朝向烟道。

4.根据权利要求1所述钠基烟气脱硫副产物处理装置，其特征是：还设置有碳酸钠料仓、碳酸钠配液罐、旋转喷雾雾化器，所述钠基脱硫装置采用旋转喷雾脱硫塔，旋转喷雾脱硫塔中设置旋转喷雾雾化器，再生剂供液罐与碳酸钠配液罐连通，碳酸钠料仓与碳酸钠配液罐连通，碳酸钠配液罐与旋转喷雾雾化器连通。

5.一种钠基烟气脱硫副产物处理方法，其特征是包括以下步骤：

S1：含硫烟气、再生吸收剂分别通入钠基脱硫装置；

S2：对钠基脱硫装置内通过的含硫烟气进行脱硫；

S5：经上一步充分反应的固液混合液泵入到旋流分离器进行一级固液分离，一级分离后的液体经旋流分离器第一出口至再生剂供液罐，一级分离液体浓度为5%-15%，主体成分为氢氧化钠，一级分离后的固态物经旋流分离器第二出口进入到真空脱水机进行脱水，制得含水率<10%的石膏，二级分离后的液体进入再生剂供液罐。

6.一种钠基干法烟气脱硫副产物处理方法，其特征是包括以下步骤：

S2：对烟道及喷射设备内通过的含硫烟气进行脱硫；

7.一种钠基半干法烟气脱硫副产物处理方法，其特征是包括以下步骤：

S2：对旋转喷雾脱硫塔内通过的含硫烟气进行脱硫；

8.根据权利要求5所述钠基烟气脱硫副产物处理方法，其特征是：采用权利要求1所述钠基烟气脱硫副产物处理装置进行。

9.根据权利要求6所述钠基干法烟气脱硫副产物处理方法，其特征是：采用权利要求2或3所述钠基烟气脱硫副产物处理装置进行。

10.根据权利要求7所述钠基半干法烟气脱硫副产物处理方法，其特征是：采用权利要求4所述钠基烟气脱硫副产物处理装置进行。