CN110523276A - 一种烟气处理装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种烟气处理装置及其方法，包括SCR反应器、低低温电除尘器、脱硫塔和湿式静电除尘器，SCR反应器的进气口和锅炉的尾部烟气出口之间连通设置有第一烟道，SCR反应器的进气口上设置有第一脱除接口，SCR反应器内设置有若干第四喷嘴，SCR反应器的出气口和低低温电除尘器的进气口之间连通设置有第二烟道，SCR反应器的出气口上设置有第二脱除接口，脱硫塔的进气口和低低温电除尘器的出气口之间连通设置有第三烟道，脱硫塔的出气口和湿式静电除尘器的进气口之间连通设置有第四烟道，湿式静电除尘器的进气口处设置有第三脱除接口，借此，本发明具有能够有效的去除烟气中三氧化硫和汞的优点。
Description
技术领域
本发明属于火力发电技术领域，特别涉及一种烟气处理装置及其方法。
背景技术
目前，超低排放限值标准实施几年来，对大气环境确实有所改善。然而，超低排放限值标准实施却并没有从根本上消除雾霾，特别是在冬季，在环境温度较低烟气扩散条件较差的条件下，还是有部分地区会形成相当规模的雾霾，也引发了人们特别是环保界对于雾霾成因的争论。虽然专家学者对于引起雾霾的原因众说纷纭，但达成的共识就是雾霾中对人体影响最大的是PM2.5颗粒，较细的可吸入颗粒会直接穿过肺泡，进入人体的血液，对人体造成无法挽回的危害。对火力发电厂排烟而言，烟气(烟尘)有锅炉的尾部出气口排出，PM2.5主要构成除了烟尘就是三氧化硫和NOx气溶胶与大气中的金属微粒相结合，生成的硫酸盐和硝酸盐等二次生成物气溶胶凝核。目前，火电厂烟尘、NOx均已实行超低甚至超超低排放，三氧化硫排放治理迫在眉睫。环保部门已对三氧化硫控制重点关注，三氧化硫的排放也会在未来的国家标准中进行限制。
SO3极易吸湿生成硫酸，当烟气温度低于硫酸露点温度时，极细的硫酸液滴会形成硫酸气溶胶和硫酸雾，还会导致蓝色或黄色烟羽出现。特别是近几年，国内大部分燃煤机组都装设了SCR脱硝装置，在脱硝催化剂的作用下，少量SO2被氧化转化为SO3，SO3的排放浓度相比不设置SCR脱硝设施前还有所增加。上海、天津、浙江等地方环保部门相继出台了地方法规，要求燃煤电厂采取有效措施，消除石膏雨和有色烟羽等现象。常规方式在脱硫装置后设置烟气加热设施提高排放烟气温度仅能消除水雾湿气、小液滴导致的白色烟羽，并不能彻底根除蓝色或黄色烟羽。
另外，烟气中重金属特别是汞对生态环境的危害也越来越引起人们的重视。汞是一种有毒的重金属元素，且具有挥发性、持久性和生物累积性。大气中的汞可以通过呼吸作用随空气进入人体，大气中的汞也可以沉降进入土壤和水体，最终通过生态系统沿食物链被终端的人体吸收，因此汞污染对人类和动植物均具有相当大的危害，会引起胎儿发育畸形、神经系统异常及成人心血管疾病，严重危害胎儿与婴幼儿的发育和成人的健康。
但是，由于国内尚无有效地办法和实例能够高效率的脱除燃煤烟气中的SO3和汞，并且由于烟气中汞的形态多样，包括单质零价汞，气态二价汞和固态颗粒汞，尤其以气态单质汞和气态二价汞为主，此外，不同形态的汞性质也不同，这就更增加了汞的脱除难度。
发明内容
本发明提出一种烟气处理装置及其方法，能够有效的去除烟气中的三氧化硫和汞。
本发明的技术方案是这样实现的：一种烟气处理装置，包括SCR反应器、低低温电除尘器、脱硫塔和湿式静电除尘器；
SCR反应器的进气口和锅炉的尾部烟气出口之间连通设置有第一烟道，SCR反应器的进气口上设置有第一脱除接口，SCR反应器内设置有若干第四喷嘴，SCR反应器的出气口和低低温电除尘器的进气口之间连通设置有第二烟道，SCR反应器的出气口上设置有第二脱除接口，脱硫塔的进气口和低低温电除尘器的出气口之间连通设置有第三烟道，脱硫塔的出气口和湿式静电除尘器的进气口之间连通设置有第四烟道，湿式静电除尘器的进气口处设置有第三脱除接口。
由锅炉的尾部烟气出口排出的待处理烟气，首先通过第一烟道进入SCR反应器中进行脱销，其次通过第二烟道进入低低温电除尘器中，低低温电除尘器用于初步去除第二烟道中的粉尘，其中粉尘包括烟气中的颗粒汞，然后通过第三烟道进入脱硫塔中，烟气中的三氧化硫和二价汞被去除，最后通过第四烟道进入湿式静电除尘器中，用于去除第四烟道中的粉尘，其中粉尘包括烟气中的颗粒汞，同时也去除了烟气中的气态单质汞，本发明能够有效的去除烟气中三氧化硫和汞。
作为一种优选的实施方式，SCR反应器的一侧设置有第一储存器、压缩空气储存器和第一喷枪，第一喷枪上设置有第一喷嘴，第一喷枪和第一喷嘴之间相连通，第一喷嘴固定设置于所述第一脱除接口处，第一喷枪和第一储存器之间连通设置有第一管道，第一管道上设置有第一调节阀，第一喷枪和压缩空气储存器之间连通设置有第二管道，第二管道上设置有第二调节阀。
作为一种优选的实施方式，SCR反应器的一侧设置有第二储存器、第一失重式给料机和第二喷枪，第二喷枪上设置有第二喷嘴，第二喷枪和第二喷嘴之间相连通，第二喷嘴固定设置于第所述二脱除接口处，第二喷枪和第二储存器之间连通设置有第三管道，第二储存器和第一失重式给料机相连接。
作为一种优选的实施方式，第三管道的一端和第二喷枪相连通，第三管道的另一端连通设置有第一送风机，所述第二储存器设置于第一送风机和第二喷枪之间。
作为一种优选的实施方式，湿式静电除尘器的一侧设置有第三储存器、第二失重式给料机和第三喷枪，第三喷枪上设置有第三喷嘴，第三喷枪和第三喷嘴之间相连通，第三喷嘴固定设置于所述第三脱除接口处，第三喷枪和第三储存器之间连通设置有第四管道，第三储存器和第二失重式给料机相连接。
一种应用该烟气处理装置进行烟气处理的方法，它包括如下步骤：
步骤1、待处理烟气由锅炉的尾部出气口进入第一烟道中，并通过第一烟道进入SCR反应器中，将钠基碱性溶液以精细雾化的方式，通过第一脱除接口喷入SCR反应器的进气口处，得到烟气A；
步骤2、烟气A进入SCR反应器中，将脱销脱汞催化剂通过第四喷嘴喷入SCR反应器中，并和烟气A进行反应，得到烟气B；
步骤3、烟气B由SCR反应器的出气口进入第二烟道中，将第一吸收剂通过第二脱除接口喷入SCR反应器的出气口处，得到烟气C；
步骤4、烟气C通过第二烟道进入低低温电除尘器中，并通过第三烟道进入脱硫塔中，得到烟气D；
步骤5、烟气D通过第四烟道进入湿式静电除尘器中，将第二吸收剂通过第三脱除接口喷入湿式静电除尘器的进气口处，从湿式静电除尘器的出气口中排出的即为处理后的烟气。
作为一种优选的实施方式，步骤1中钠基碱性溶液包括碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、氢氧化钠溶液中的一种或几种。
作为一种优选的实施方式，步骤2中脱销脱汞催化剂的制备方法包括如下步骤：
步骤21、将6g的K2TaF7溶解于45℃的水中后，倒入87g的TiO2中，搅拌均匀后得到混合物A；
步骤22、将3g的NiO溶解于10g的氨水中后，倒入混合物A中，搅拌均匀，制得混合物B，向混合物B中加入2g粉碎后的活性炭纤维粉末，搅拌均匀，制得混合物C；
步骤23、将1g的环氧树脂粘合剂加入至混合物C中并搅拌均匀，于室温下陈化24小时，陈化后均匀涂抹于钢网上，得到样品，将样品放置于马弗炉中，在500℃的温度下加热2h，取出即为脱销脱汞催化剂。
作为一种优选的实施方式，步骤3中第一吸附剂包括氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙中的一种或几种。
作为一种优选的实施方式，步骤5中第二吸附剂为活性炭粉末。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
1、由锅炉的尾部烟气出口排出的待处理烟气，首先通过第一烟道进入SCR反应器中进行脱销，其次通过第二烟道进入低低温电除尘器中，低低温电除尘器用于初步去除第二烟道中的粉尘，其中粉尘包括烟气中的颗粒汞，然后通过第三烟道进入脱硫塔中，烟气中的三氧化硫和二价汞被去除，最后通过第四烟道进入湿式静电除尘器中，用于去除第四烟道中的粉尘，其中粉尘包括烟气中的颗粒汞，同时也去除了烟气中的气态单质汞，本发明能够有效的去除烟气中三氧化硫和汞。
2、待处理烟气在进入SCR反应器之前，精细雾化的钠基碱性溶液通过第一喷嘴喷入SCR反应器的进气口处，对此处的烟气进行三氧化硫的初步去除，进入SCR反应器中的烟气通过和由第四喷嘴喷出的脱销脱汞催化剂反应，用于将烟气中一部分的气态单质元素汞氧化成二价汞，第一吸附剂通过第二喷嘴喷入SCR反应器的出气口处，对此处的烟气进行三氧化硫的进一步去除，当烟气通过脱硫塔时，不仅可以去除烟气中的二价汞，并且可以更进一步去除烟气中的三氧化硫，当烟气进入湿式静电除尘器之前，先和由第三喷嘴喷出的第二吸附剂进行反应，进一步去除烟气中的汞，并通过湿式静电除尘器进一步去除烟气中的气态单质汞，本发明能够有效的去除烟气中三氧化硫和汞。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的结构示意图。
图中，1-SCR反应器；2-低低温电除尘器；3-脱硫塔；4-湿式静电除尘器；5-第一储存器；6-压缩空气储存器；7-第二储存器；8-第三储存器；9-第一失重式给料机；10-第一送风机；11-第二失重式给料机；12-第二送风机；13-第一管道；14-第二管道；15-第三管道；16-第四管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1和图2所示，一种烟气处理装置，包括SCR反应器1、低低温电除尘器2、脱硫塔3和湿式静电除尘器4，SCR反应器1的进气口和锅炉的尾部烟气出口之间连通设置有第一烟道，SCR反应器1的进气口上设置有第一脱除接口，SCR反应器1内设置有若干第四喷嘴，SCR反应器1的出气口和低低温电除尘器2的进气口之间连通设置有第二烟道，SCR反应器1的出气口上设置有第二脱除接口，脱硫塔3的进气口和低低温电除尘器2的出气口之间连通设置有第三烟道，脱硫塔3的出气口和湿式静电除尘器4的进气口之间连通设置有第四烟道，湿式静电除尘器4的进气口处设置有第三脱除接口。
由锅炉的尾部烟气出口排出的待处理烟气，首先通过第一烟道进入SCR反应器1中进行脱销，其次通过第二烟道进入低低温电除尘器2中，低低温电除尘器2用于初步去除第二烟道中的粉尘，其中粉尘包括烟气中的颗粒汞，然后通过第三烟道进入脱硫塔3中，烟气中的三氧化硫和二价汞被去除，最后通过第四烟道进入湿式静电除尘器4中，用于去除第四烟道中的粉尘，其中粉尘包括烟气中的颗粒汞，同时也去除了烟气中的气态单质汞，本发明能够有效的去除烟气中三氧化硫和汞。
SCR反应器1的一侧设置有第一储存器5、压缩空气储存器6和第一喷枪，第一喷枪上设置有第一喷嘴，第一喷枪和第一喷嘴之间相连通，第一喷嘴固定设置于所述第一脱除接口处，第一喷枪和第一储存器5之间连通设置有第一管道13，第一管道13上设置有第一调节阀，第一喷枪和压缩空气储存器6之间连通设置有第二管道14，第二管道14上设置有第二调节阀。
第一储存器5内存放有钠基碱性溶液，钠基碱性溶液的浓度为50％，钠基碱性溶液包括碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、氢氧化钠溶液中的一种或几种。压缩空气储存器6中存放有压缩空气，通过控制第一调节阀用于调节钠基碱性溶液在第一管道13中的流速，通过控制第二调节阀用于调节压缩空气在第二管道14中的流速，钠基碱性溶液和压缩空气进入第一喷枪后以精细雾化的形式从第一喷嘴中喷出，对SCR反应器1进气口处的烟气进行初步的三氧化硫的脱除。
SCR反应器1的一侧设置有第二储存器7、第一失重式给料机9和第二喷枪，第二喷枪上设置有第二喷嘴，第二喷枪和第二喷嘴之间相连通，第二喷嘴固定设置于第所述二脱除接口处，第二喷枪和第二储存器7之间连通设置有第三管道15，第二储存器7和第一失重式给料机9相连接。第三管道15的一端和第二喷枪相连通，第三管道15的另一端连通设置有第一送风机10，所述第二储存器7设置于第一送风机10和第二喷枪之间。
第二储存器7内存放有第一吸附剂，第一失重式给料机9用于将第二储存器7内的第一吸附剂送至第三管道15中，第三管道15中的第一吸附剂通过第一送风机10送至第二喷枪处，并通过第二喷嘴喷入SCR反应器1的出气口处，第一吸附剂包括氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙中的一种或几种，第一吸附剂用于进一步去除烟气中的三氧化硫。
湿式静电除尘器4的一侧设置有第三储存器8、第二失重式给料机11和第三喷枪，第三喷枪上设置有第三喷嘴，第三喷枪和第三喷嘴之间相连通，第三喷嘴固定设置于所述第三脱除接口处，第三喷枪和第三储存器8之间连通设置有第四管道16，第三储存器8和第二失重式给料机11相连接。第四管道16的一端和第三喷枪相连通，第四管道16的另一端连通设置有第二送风机12，第三储存器8设置于第二送风机12和第三喷枪之间。
第三储存器8内存放有第二吸附剂，第二失重式给料机11用于将第三储存器8内的第二吸附剂送至第四管道16中，第四管道16中的第二吸附剂通过第二送风机12送至第三喷枪处，并通过第三喷枪喷入湿式静电除尘器4的进气口处，第二吸附剂为活性炭粉末，烟气里的汞和活性炭中的卤化物反应并被活性炭所吸附，然后被湿式静电除尘器4所捂住，飞灰里被收集下来的汞不会再次释放从而达到除汞的目的。
一种应用该烟气处理装置进行烟气处理的方法，它包括如下步骤：
步骤1、待处理烟气由锅炉的尾部出气口进入第一烟道中，并通过第一烟道进入SCR反应器1中，将钠基碱性溶液以精细雾化的方式，通过第一脱除接口喷入SCR反应器1的进气口处，得到烟气A；
步骤2、烟气A进入SCR反应器1中，将脱销脱汞催化剂通过第四喷嘴喷入SCR反应器1中，并和烟气A进行反应，得到烟气B；
步骤3、烟气B由SCR反应器1的出气口进入第二烟道中，将第一吸收剂通过第二脱除接口喷入SCR反应器1的出气口处，得到烟气C；
步骤4、烟气C通过第二烟道进入低低温电除尘器2中，并通过第三烟道进入脱硫塔3中，得到烟气D；
步骤5、烟气D通过第四烟道进入湿式静电除尘器4中，将第二吸收剂通过第三脱除接口喷入湿式静电除尘器4的进气口处，从湿式静电除尘器4的出气口中排出的即为处理后的烟气。
作为一种优选的实施方式，步骤2中脱销脱汞催化剂的制备方法包括如下步骤：
步骤21、将6g的K2TaF7溶解于45℃的水中后，倒入87g的TiO2中，搅拌均匀后得到混合物A；
步骤22、将3g的NiO溶解于10g的氨水中后，倒入混合物A中，搅拌均匀，制得混合物B，向混合物B中加入2g粉碎后的活性炭纤维粉末，搅拌均匀，制得混合物C；
步骤23、将1g的环氧树脂粘合剂加入至混合物C中并搅拌均匀，于室温下陈化24小时，陈化后均匀涂抹于钢网上，得到样品，将样品放置于马弗炉中，在500℃的温度下加热2h，取出即为脱销脱汞催化剂。
待处理烟气在进入SCR反应器1之前，精细雾化的钠基碱性溶液通过第一喷嘴喷入SCR反应器1的进气口处，对此处的烟气进行三氧化硫的初步去除，进入SCR反应器1中的烟气通过和由第四喷嘴喷出的脱销脱汞催化剂反应，用于将烟气中一部分的气态单质元素汞氧化成二价汞，第一吸附剂通过第二喷嘴喷入SCR反应器1的出气口处，对此处的烟气进行三氧化硫的进一步去除，当烟气通过脱硫塔3时，不仅可以去除烟气中的二价汞，并且可以更进一步去除烟气中的三氧化硫，当烟气进入湿式静电除尘器4之前，先和由第三喷嘴喷出的第二吸附剂进行反应，进一步去除烟气中的汞，并通过湿式静电除尘器4进一步去除烟气中的气态单质汞，本发明能够同时脱去烟气中的三氧化硫和汞，提高了实用性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种烟气处理装置，其特征在于，包括SCR反应器、低低温电除尘器、脱硫塔和湿式静电除尘器；
所述SCR反应器的进气口和锅炉的尾部烟气出口之间连通设置有第一烟道，所述SCR反应器的进气口上设置有第一脱除接口，所述SCR反应器内设置有若干第四喷嘴，所述SCR反应器的出气口和低低温电除尘器的进气口之间连通设置有第二烟道，所述SCR反应器的出气口上设置有第二脱除接口，所述脱硫塔的进气口和低低温电除尘器的出气口之间连通设置有第三烟道，所述脱硫塔的出气口和湿式静电除尘器的进气口之间连通设置有第四烟道，所述湿式静电除尘器的进气口处设置有第三脱除接口。
2.根据权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，所述SCR反应器的一侧设置有第一储存器、压缩空气储存器和第一喷枪，第一喷枪上设置有第一喷嘴，第一喷枪和第一喷嘴之间相连通，第一喷嘴固定设置于所述第一脱除接口处，第一喷枪和第一储存器之间连通设置有第一管道，第一管道上设置有第一调节阀，第一喷枪和压缩空气储存器之间连通设置有第二管道，第二管道上设置有第二调节阀。
3.根据权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，所述SCR反应器的一侧设置有第二储存器、第一失重式给料机和第二喷枪，第二喷枪上设置有第二喷嘴，第二喷枪和第二喷嘴之间相连通，第二喷嘴固定设置于第所述二脱除接口处，第二喷枪和第二储存器之间连通设置有第三管道，第二储存器和第一失重式给料机相连接。
4.根据权利要求3所述的烟气处理装置，其特征在于，所述第三管道的一端和第二喷枪相连通，第三管道的另一端连通设置有第一送风机，所述第二储存器设置于第一送风机和第二喷枪之间。
5.根据权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，所述湿式静电除尘器的一侧设置有第三储存器、第二失重式给料机和第三喷枪，第三喷枪上设置有第三喷嘴，第三喷枪和第三喷嘴之间相连通，第三喷嘴固定设置于所述第三脱除接口处，第三喷枪和第三储存器之间连通设置有第四管道，第三储存器和第二失重式给料机相连接。
6.一种应用权利要求1所述的装置进行烟气处理的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1、待处理烟气由锅炉的尾部出气口进入第一烟道中，并通过第一烟道进入SCR反应器中，将钠基碱性溶液以精细雾化的方式，通过第一脱除接口喷入SCR反应器的进气口处，得到烟气A；
步骤2、烟气A进入SCR反应器中，将脱销脱汞催化剂通过第四喷嘴喷入SCR反应器中，并和烟气A进行反应，得到烟气B；
步骤3、烟气B由SCR反应器的出气口进入第二烟道中，将第一吸收剂通过第二脱除接口喷入SCR反应器的出气口处，得到烟气C；
步骤4、烟气C通过第二烟道进入低低温电除尘器中，并通过第三烟道进入脱硫塔中，得到烟气D；
步骤5、烟气D通过第四烟道进入湿式静电除尘器中，将第二吸收剂通过第三脱除接口喷入湿式静电除尘器的进气口处，从湿式静电除尘器的出气口中排出的即为处理后的烟气。
7.根据权利要求6所述的一种烟气的处理方法，其特征在于，所述步骤1中钠基碱性溶液包括碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、氢氧化钠溶液中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的一种烟气的处理方法，其特征在于，所述步骤2中脱销脱汞催化剂的制备方法包括如下步骤：
步骤21、将6g的K2TaF7溶解于45℃的水中后，倒入87g的TiO2中，搅拌均匀后得到混合物A；
步骤22、将3g的NiO溶解于10g的氨水中后，倒入混合物A中，搅拌均匀，制得混合物B，向混合物B中加入2g粉碎后的活性炭纤维粉末，搅拌均匀，制得混合物C；
步骤23、将1g的环氧树脂粘合剂加入至混合物C中并搅拌均匀，于室温下陈化24小时，陈化后均匀涂抹于钢网上，得到样品，将样品放置于马弗炉中，在500℃的温度下加热2h，取出即为脱销脱汞催化剂。
9.根据权利要求6所述的一种烟气的处理方法，其特征在于，所述步骤3中第一吸附剂包括氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙中的一种或几种。
10.根据权利要求6所述的一种烟气的处理方法，其特征在于，所述步骤5中第二吸附剂为活性炭粉末。
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