CN110404404A - 一种高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺 - Google Patents

一种高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺，其具体步骤如下：(1)、半干急冷；(2)、一级脱酸；(3)、一级除尘；(4)、二级脱酸；(5)、活性炭吸附；(6)、二级除尘；(7)、脱硝；(8)排放。该焚烧烟气协同净化工艺可使高硫高氯烟气达到洁净排放，副产物产生量少，无废水产生，排放烟气无拖尾无羽翼。

Description

一种高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺
技术领域
本发明涉及气体净化技术领域，特别是涉及一种危险废弃物焚烧高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺。
背景技术
环境和资源问题是当今世界面临的重大课题，我国危险废弃物产生量巨大，特别是精细化工、农药等行业产生的高浓度含盐有机废液，尚没有经济有效地解决出路，严重制约了社会环境和行业发展。这些废液在焚烧过程中产生的高硫高氯烟气，净化难度大，脱酸灰渣产生量大，次生问题多。
目前危废焚烧烟气净化治理中普遍采用以湿法洗涤净化为主，以消石灰干法脱酸为辅、活性炭吸附的净化工艺，其中湿法洗涤净化以氢氧化钠溶液作为吸收剂，将烟气中的SO2、HCl、HF等酸性污染物和部分粉尘洗涤下来。这些工艺过程普遍存在设备腐蚀严重、含盐废水处理难、灰渣填埋量大等问题。目前国家焚烧烟气排放标准与欧盟等先进地区排放标准相比还有一定距离，发明一种先进可靠的焚烧烟气净化工艺是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺，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高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺，其具体步骤如下：
(1)、半干急冷：烟气进入急冷塔进行半干急冷，所述急冷塔的顶部设置有急冷水喷嘴和碱液喷嘴，所述急冷水喷嘴和碱液喷嘴分别连接于外部急冷水和碱液，实现烟气的急冷降温和半干法脱酸；
(2)、一级脱酸：半干急冷的烟气进入一级干法脱酸塔底部，加入第一脱酸剂进行一级脱酸反应；
(3)、一级除尘：从所述一级干法脱酸塔顶部出来的烟气进入一级除尘器，脱除副产物和飞灰；
(4)、二级脱酸：经过所述一级除尘后的烟气进入二级干法脱酸塔中，加入第二脱酸剂进行二级脱酸反应；
(5)、活性炭吸附：在所述二级脱酸塔的出口处喷入活性炭粉末，吸附烟气中的二噁英及重金属；
(6)、二级除尘：二级脱酸后的烟气进入二级除尘器，除去烟气中的颗粒物；
(7)、脱硝：向二级除尘后的烟气中喷入氨水，并经过预热器调节温度后进入SCR反应器进行脱硝反应；
(8)、排放：脱硝后的净烟气经过引风机加压后通过烟囱高空排放。
优选的，在上述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺中，步骤(1)中的所述碱液为碳酸钠Na2CO3的水溶液，浓度为0～10％。
优选的，在上述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺中，所述一级脱酸和二级脱酸操作温度在140～200℃，所述第一脱酸剂和第二脱酸剂均为固体粉末状的碳酸氢钠，所述第二脱酸剂的用量为所述第一脱酸剂的用量的0～20％
优选的，在上述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺中，所述碳酸氢钠的粒径范围为10～40μm。
优选的，在上述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺中，所述一级除尘器的出口设置有第一烟气在线监测装置。
优选的，在上述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺中，所述烟囱的出口设置有第二烟气在线监测装置。
优选的，在上述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺中，烟气经过所述预热器调节后的温度范围为180～220℃。
整套处理工艺中不设置碱液湿法洗涤装置，即可满足最严格的国家有关大气污染物排放标准的要求。
与现有技术相比，本发明的优点在于：不使用强腐蚀性的氢氧化钠，避免了对设备的腐蚀和操作人员的危险；半干急冷塔中使用碳酸钠溶液作为吸收剂，未反应完全的碳酸钠可以在干法脱酸塔中继续反应，提高了原料利用率；采用高活性的碳酸氢钠粉末作为吸收剂，单程脱除率可达到95％以上，利用率可达到90％以上，产生的硫酸盐可在专门的副盐回收装置上加工成工业盐，减轻了使用石灰法产生过多灰渣需要填埋的问题；二级脱酸使用一级脱酸的研磨设备，通过调节阀实现便捷快速的自动调节，保证了烟气排放稳定达标；经过干法脱酸后烟气成分可满足SCR反应要求，降低了氮氧化物NOx排放浓度，同时由于取消了湿法洗涤工艺中喷淋降温步骤从而节省了烟气加热能耗，同时彻底避免了脱硫高盐污水的排放。
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高硫高氯焚烧烟气协同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。
结合图1所示，高硫高氯烟气全干法净化工艺，焚烧装置余热锅炉出口烟气中含SO2：5000mg/Nm3，HCl：10000mg/Nm3，NOx：300mg/Nm3，烟气量10000Nm3，温度约550℃，通过烟道进入半干急冷塔喷淋降温到200℃，急冷塔中喷入10％的碳酸钠溶液1000kg，烟气中的SO2、HCl等酸性气体部分被脱除，反应过程为：
Na2CO3+SO2+1/2O2→Na2SO4+CO2 (1)
Na2CO3+2HCl→2NaCl+CO2+H2O (2)
反应产生灰渣105kg。
急冷塔出口烟气中含SO2：4000mg/Nm3，HCl：5000mg/Nm3，通过烟道进入一级干法脱酸塔，加入研磨后粒径至20～35μm的碳酸氢钠粉末240kg。发生如下反应：
2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O (3)
反应生成的碳酸钠继续发生反应(1)和反应(2)，产生灰渣180kg。
一级脱酸塔出口烟气中含SO2：400mg/Nm3，HCl：260mg/Nm3，经过一级除尘器后，通过烟道进入二级干法脱酸塔中加入研磨后粒径至20～35μm的碳酸氢钠粉末20kg，继续发生反应(3)、(1)(2)。反应产生灰渣15kg。
二级脱酸塔出口处烟气中含SO2：20mg/Nm3，HCl：5mg/Nm3，从烟道外部加入2kg活性炭粉末并混合均匀，吸附二噁英和重金属。烟气进入二级除尘器中分离灰渣和活性炭，除尘器出口烟气中颗粒物含量降低到10mg/Nm3。
通过第一烟气在线监测装置和第二烟气在线监测装置的实时监测，并根据反应(1)和反应(2)调节加入碳酸氢钠的量，保证一级脱酸塔除去烟气中超过90％的酸性气体，保证了烟气排放稳定达标。
向二级除尘器出口处的烟道中喷入10％浓度的氨水约15kg，混合均匀并经预热器调节温度至180～220℃，进入中低温选择性催化反应器SCR中，发生如下反应：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O (4)
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O (5)
反应转化率为90％，SCR反应器出口烟气中NOx：<50mg/Nm3，经引风机加压后通过烟囱高温排放。
以上净化工艺过程合计消耗：碳酸钠100kg，碳酸氢钠260kg，活性炭2kg，10％氨水15kg，共产生灰渣约302kg，其中仅对急冷塔和一级除尘器中分离的灰渣进行回收，可回收副盐硫酸钠Na2SO4：100kg和氯化钠NaCl：140kg。通过溶解、过滤、纳滤、结晶等步骤可获得合格的工业盐，实现资源利用。
各药剂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。
综上所述，本发明所述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺，不使用强腐蚀性的氢氧化钠，避免了对设备的腐蚀和操作人员的危险；半干急冷塔中使用碳酸钠溶液作为吸收剂，未反应完全的碳酸钠可以在干法脱酸塔中继续反应，提高了原料利用率；采用高活性的碳酸氢钠粉末作为吸收剂，单程脱除率可达到95％以上，利用率可达到90％以上，产生的硫酸盐可在专门的副盐回收装置上加工成工业盐，减轻了使用石灰法产生过多灰渣需要填埋的问题；二级脱酸使用一级脱酸的研磨设备，通过调节阀实现便捷快速的自动调节，保证了烟气排放稳定达标；经过干法脱酸后烟气成分可满足SCR反应要求，降低了氮氧化物NOx排放浓度，同时由于取消了湿法洗涤工艺中喷淋降温步骤从而节省了烟气加热能耗，同时彻底避免了脱硫高盐污水的排放
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 (7)

1.一种高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺，其特征在于，具体步骤如下：
(1)、半干急冷：烟气进入急冷塔进行半干急冷，所述急冷塔的顶部设置有急冷水喷嘴和碱液喷嘴，所述急冷水喷嘴和碱液喷嘴分别连接于外部急冷水和碱液，实现烟气的急冷降温和半干法脱酸；
(2)、一级脱酸：半干急冷的烟气进入一级干法脱酸塔底部，加入第一脱酸剂进行一级脱酸反应；
(3)、一级除尘：从所述一级干法脱酸塔顶部出来的烟气进入一级除尘器，脱除副产物和飞灰；
(4)、二级脱酸：经过所述一级除尘后的烟气进入二级干法脱酸塔中，加入第二脱酸剂进行二级脱酸反应；
(5)、活性炭吸附：在所述二级脱酸塔的出口处喷入活性炭粉末，吸附烟气中的二噁英及重金属；
(6)、二级除尘：二级脱酸后的烟气进入二级除尘器，除去烟气中的颗粒物；
(7)、脱硝：向二级除尘后的烟气中喷入氨水，并经过预热器调节温度后进入SCR反应器进行脱硝反应；
(8)、排放：脱硝后的净烟气经过引风机加压后通过烟囱高空排放。
2.根据权利要求1所述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺，其特征在于：步骤(1)中的所述碱液为碳酸钠Na2CO3的水溶液，浓度为0～10％。
3.根据权利要求1所述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺，其特征在于：所述一级脱酸和二级脱酸操作温度在140～200℃，所述第一脱酸剂和第二脱酸剂均为固体粉末状的碳酸氢钠，所述第二脱酸剂的用量为所述第一脱酸剂的用量的0～20％。
4.根据权利要求3所述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺，其特征在于：所述碳酸氢钠的粒径范围为10～40μm。
5.根据权利要求1所述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺，其特征在于：所述一级除尘器的出口设置有第一烟气在线监测装置。
6.根据权利要求1所述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺，其特征在于：所述烟囱的出口设置有第二烟气在线监测装置。
7.根据权利要求1所述的高硫高氯焚烧烟气协同净化工艺，其特征在于：烟气经过所述预热器调节后的温度范围为180～220℃。
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