CN111318554A - 一种粉煤灰除铵系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种粉煤灰除铵系统，包括：混合反应装置；加药装置，所述加药装置与所述混合反应装置连接，所述加药装置用于配置碱液并向所述混合反应装置内输送碱液；干化装置，所述干化装置与所述混合反应装置连接，所述干化装置用于干燥经所述混合反应装置处理后的粉煤灰；尾气处理装置，所述尾气处理装置分别与所述混合反应装置和所述干化装置连接，所述尾气处理装置用于处理所述混合反应装置和所述干化装置中产生的尾气。本发明还提供一种粉煤灰除铵方法。本发明可促进粉煤灰中氨的释放，从而降低了粉煤灰中铵含量，避免粉煤灰在水泥或混凝土行业运用过程中造成二次污染及影响工程质量；对尾气的净化处理也有效避免了二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种火电厂燃烧煤排放物质的处理技术领域，尤其是涉及一种粉煤灰除铵系统及方法。
背景技术
粉煤灰是燃煤电厂产生的主要固体废弃物之一，且每年产量巨大。燃烧一吨原煤，预计产生粉煤灰250～300kg。对于燃煤电厂来说，粉煤灰处置难题日益紧迫。经过几十年的研究和应用，粉煤灰在建筑工程、农业利用、重金属提取等方面均有一定的实际应用成果。其中，将粉煤灰作为水泥或混凝土添加剂为当前主流的利用方式。
目前，我国燃煤电厂脱硝改造已接近尾声。大量燃煤机组采用SCR技术(选择性催化还原技术，该技术以尿素或氨水为还原剂)降低烟气氮氧化物含量。但是在SCR工艺实际运行过程中，会不可避免地发生氨气(NH3)逃逸。而原煤中硫(S)经燃烧、催化氧化后生成的三氧化硫(SO3)与逃逸的NH3发生副反应，生成大量硫酸氢铵(NH4HSO4)和硫酸铵((NH4)2SO4)。两种铵盐较强的黏附性使其黏附并分散于粉煤灰中，影响粉煤灰质量及其资源化利用。
含铵盐的粉煤灰在水泥或者混凝土领域实际运用过程中，会发生浇筑后冒出刺激性气泡、水泥凝结时间延长、试件或工程实体浇筑后出现“涨模”等现象，使混凝土无法获得应有的性能，甚至威胁混凝土的质量和使用寿命。同时，释放的氨气也会危害施工人员或居民的身体健康。上述现象制约着粉煤灰的资源化利用。
现有燃煤电厂粉煤灰除铵技术，不仅存在铵去除率不高的问题，还缺失尾气(特别是氨气)处理环节，容易造成二次污染；采用热风炉烘干方式，容易造成大量粉尘和尾气。
因此，有必要开发一种粉煤灰除铵系统及方法，提高粉煤灰质量，保证粉煤灰资源化利用安全性。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种粉煤灰除铵系统，该系统能够有效降低燃煤电厂粉煤灰中铵含量，同时净化尾气减少二次污染；
本发明的第二目的在于提供一种粉煤灰除铵方法，旨在解决燃煤电厂粉煤灰中含有大量铵成分的问题，以及解决除铵过程中对尾气净化的问题。
本发明提供一种粉煤灰除铵系统，包括：
混合反应装置，在所述混合反应装置内，粉煤灰与碱液混合反应，促进氨气的释放；
加药装置，所述加药装置与所述混合反应装置连接，所述加药装置用于配置碱液并向所述混合反应装置内输送碱液；
干化装置，所述干化装置与所述混合反应装置连接，所述干化装置用于干燥经所述混合反应装置处理后的粉煤灰；
尾气处理装置，所述尾气处理装置分别与所述混合反应装置和所述干化装置连接，所述尾气处理装置用于处理所述混合反应装置和所述干化装置中产生的尾气。
在一个实施例中，所述加药装置通过泵将碱液输送至所述混合反应装置内。
在一个实施例中，所述混合反应装置包括：喷淋装置和卧式桨叶，所述喷淋装置设置在所述混合反应装置的顶部，所述卧式桨叶设置在所述混合反应装置的底部。
在一个实施例中，所述干化装置的热量来源为汽轮机尾部蒸汽。
在一个实施例中，所述尾气处理装置包括：除尘装置和喷淋净化塔，所述混合反应装置和所述干化装置均通过所述除尘装置连接至喷淋净化塔。
还提供一种粉煤灰除铵方法，采用如上所述粉煤灰除铵系统，包括步骤：
S101：将燃煤电厂的粉煤灰输送至混合反应装置，加药装置配置并输送碱液至混合反应装置，使粉煤灰与碱液进行混合反应并释放含有氨气的尾气；
S102：将混合后的粉煤灰输送至干化装置，并干燥粉煤灰，最后回收干燥后的粉煤灰；
S103：将混合反应装置和干化装置中产生的尾气输送至尾气处理装置进行净化，最后经烟囱排放。
在一个实施例中，所述加药装置可以调配碱液的浓度并控制输送至所述混合反应装置内碱液的质量。
在一个实施例中，控制粉煤灰与碱液的质量比为(10:1)-(20:1)。
在一个实施例中，混合反应装置和干化装置内维持负压。
在一个实施例中，将混合反应装置和干化装置中产生的尾气先输送至除尘装置进行除尘后，再输送至喷淋净化塔进行除氨气后，经烟囱排放。
根据本发明的实施方式，在混合反应装置内，将粉煤灰与通过加药装置配置好的碱液混合，碱液与粉煤灰发生反应并释放氨气；混合反应后的粉煤灰被输送至干化装置内进行干燥，干燥后的粉煤灰被回收进行堆存或外运。同时，混合反应装置和干化装置内产生的含有氨气的尾气被输送至尾气处理装置净化后排出。本发明可促进粉煤灰中氨的释放，从而降低了粉煤灰中铵含量，避免粉煤灰在水泥或混凝土行业运用过程中造成二次污染及影响工程质量；对尾气的净化处理也有效避免了二次污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明一个实施例的粉煤灰除铵系统示意图。
附图标记说明：
1：混合反应装置；2：干化装置；3：尾气处理装置；4：加药装置。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合图1详细介绍本发明的实施例。
本发明提供一种燃煤电厂的粉煤灰除铵系统，包括：混合反应装置1、干化装置2、尾气处理装置3和加药装置4。加药装置4与混合反应装置1相连接，加药装置4用于配置碱液并向混合反应装置1内输送配置好的碱液。混合反应装置1用于将粉煤灰与碱液进行混合反应并产生氨气，在混合反应装置1内粉煤灰中铵盐例如硫酸铵和硫酸氢铵与碱液可以发生反应，释放出氨气。干化装置2与混合反应装置1相连接，混合反应后的粉煤灰从混合反应装置1被输送至干化装置2内，干化装置2用于对粉煤灰进行干燥，被干燥后的粉煤灰可以被回收在水泥或混凝土行业运用。在混合反应装置1和干化装置2内粉煤灰会产生含有氨气的尾气，为了避免尾气排放入空气，造成二次污染，于是设置尾气处理装置3分别与混合反应装置1和干化装置2相连接，可以将混合反应装置1和干化装置2内的尾气输送至尾气处理装置3内，经过尾气处理装置3净化后排出。
根据本发明的实施方式，通过混合反应装置1使燃煤电厂的粉煤灰与通过加药装置4配置好的碱液进行混合，同时粉煤灰与碱液发生反应释放氨气；混合反应后的粉煤灰被输送至干化装置2内进行干燥，干燥后的粉煤灰被回收进行堆存或外运。同时，混合反应装置1和干化装置2内产生的含有氨气的尾气被输送至尾气处理装置3净化后排出。
在一些实施例中，加药装置4向混合反应装置1内输送水，在混合反应装置1内粉煤灰与水发生反应，并释放出氨气。
在一些实施例中，混合反应装置1内设置有喷淋装置和卧式桨叶，喷淋装置设置在混合反应装置1的顶部，卧式桨叶设置在混合反应装置1的底部。喷淋装置从混合反应装置1的顶部将碱液喷洒而下，增大了粉煤灰与碱液的接触面，有助于粉煤灰与碱液充分反应。卧式桨叶用于搅拌粉煤灰，使粉煤灰与碱液充分反应，进而有利于产生氨气。
在一些实施例中，干化装置2的热量来源为汽轮机尾部的蒸汽。干化装置2的外壳设有可通入蒸汽的夹套，通过夹套内的高温蒸汽间接干燥粉煤灰。实现了利用燃煤电厂的蒸汽余热来干燥粉煤灰，起到了节约资源的作用。另外，干化装置2内设置有卧式桨叶，通过桨叶旋转加快水分的蒸发，并有助于将粉煤灰向下一环节的装置方向推进。
在一些实施例中，尾气处理装置3包括：除尘装置和喷淋净化塔，除尘装置用于去除尾气中的粉尘，喷淋净化塔用于回收水和氨气。将混合反应装置1和干化装置2内的尾气先输送至除尘装置内，经过除尘后的尾气被输送至喷淋净化塔内，喷淋净化塔从顶部向尾气喷淋水，使氨气充分溶于水中并随着水下落至喷淋净化塔底部，最后喷淋净化塔对底部的水进行回收，实现了对氨气的回收，最后剩余尾气排出。
粉煤灰除铵系统具体除铵流程为：将燃煤电厂的粉煤灰经皮带输送入混合反应装置1内，同时经加药装置4内配置好的碱液经混合反应装置1内的喷淋装置喷洒，使碱液与粉煤灰混合及反应，并产生氨气，混合反应装置1内的卧式桨叶通过桨叶旋转搅拌加快粉煤灰与碱液的混合及反应，同时卧式桨叶的旋转也有助于推动粉煤灰向混合反应装置1的尾部(也就是与干化装置2连通的部位)移动。经混合反应后的粉煤灰经螺旋输送机送入干化装置2内；干化装置2内，燃煤电厂的蒸汽通过间接接触方式加热含湿粉煤灰，促进粉煤灰中水分蒸发，同时卧式桨叶旋转可以使粉煤灰更充分的与加热面接触，促进水分蒸发；经过干燥后的粉煤灰可以回收堆存或者外运，在水泥或者混凝土行业被运用。
在混合反应装置1和干化装置2内，粉煤灰会产生含有氨气的尾气，同时尾气中含有粉尘。于是将混合反应装置1和干化装置2内的尾气先输送至除尘装置内进行除尘，再输送至喷淋净化塔内，通过向尾气喷淋水，使氨气溶于水，最后再对水进行回收，实现了对氨气的回收。另外，在混合反应装置1和干化装置2内要始终维持负压，避免尾气流向装置外。
本发明还提供一种粉煤灰除铵方法，采用如上所述粉煤灰除铵系统，包括步骤：
S101：将燃煤电厂的粉煤灰输送至混合反应装置1，加药装置4配置并输送碱液至混合反应装置1，使粉煤灰与碱液进行混合反应并释放含有氨气的尾气。
将燃煤电厂的粉煤灰经皮带输送入混合反应装置1内，同时通过加药装置4将碱液输送至混合反应装置1内，使粉煤灰与碱液混合及反应；同时，在混合反应过程中粉煤灰产生氨气。
S102：将混合后的粉煤灰输送至干化装置2，并干燥粉煤灰，最后回收干燥后的粉煤灰。
将混合反应后的粉煤灰经螺旋输送机输送入干化装置2内，然后利用燃煤电厂的蒸汽干燥粉煤灰，使粉煤灰中的水分蒸发，被干燥后的粉煤灰可以堆存或者外运进行回收再利用，例如在水泥或混凝土行业再运用。另外，在干燥过程中粉煤灰同时会产生氨气。
S103：将混合反应装置1和干化装置2中产生的尾气输送至尾气处理装置3进行净化，最后经烟囱排放。
将混合反应装置1和干化装置2中产生的含有氨气的尾气输送至尾气处理装置3，尾气处理装置3可以去除尾气中的粉尘和氨气，最后剩余尾气经过烟囱排放出去。
在一些实施例中，加药装置4可以调配碱液的浓度，并且可以控制输送至混合反应装置1内碱液的质量，进而优化粉煤灰与碱液的质量比，有利于粉煤灰与碱液充分反应，释放出更多的氨气。
在一些实施例中，控制粉煤灰与碱液的质量比为(10:1)-(20:1)。
在一些实施例中，混合反应装置1和干化装置2内始终维持负压，避免尾气流向装置外。
在一些实施例中，将混合反应装置1和干化装置2中产生的尾气先输送至除尘装置进行除尘后，再输送至喷淋净化塔，喷淋净化塔向尾气喷洒水，使氨气溶于水中并随着水下落到喷淋净化塔底部，对底部的水进行回收便实现了对氨气的回收，尾气中的氨气得到去除，最后剩余尾气经烟囱排放。
根据本发明的实施方式，本发明可促进粉煤灰中氨的释放，从而降低了粉煤灰中铵含量，避免粉煤灰在水泥或混凝土行业运用过程中造成二次污染及影响工程质量；对尾气的净化处理也有效避免了二次污染。同时合理利用燃煤电厂的蒸汽余热，减少了运行成本。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种粉煤灰除铵系统，其特征在于，包括：
混合反应装置，在所述混合反应装置内，粉煤灰与碱液混合反应，促进氨气的释放；
加药装置，所述加药装置与所述混合反应装置连接，所述加药装置用于配置碱液并向所述混合反应装置内输送碱液；
干化装置，所述干化装置与所述混合反应装置连接，所述干化装置用于干燥经所述混合反应装置处理后的粉煤灰；
尾气处理装置，所述尾气处理装置分别与所述混合反应装置和所述干化装置连接，所述尾气处理装置用于处理所述混合反应装置和所述干化装置中产生的尾气。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰除铵系统，其特征在于，所述加药装置通过泵将碱液输送至所述混合反应装置内。
3.根据权利要求1所述的粉煤灰除铵系统，其特征在于，所述混合反应装置包括：喷淋装置和卧式桨叶，所述喷淋装置设置在所述混合反应装置的顶部，所述卧式桨叶设置在所述混合反应装置的底部。
4.根据权利要求1所述的粉煤灰除铵系统，其特征在于，所述干化装置的热量来源为汽轮机尾部蒸汽。
5.根据权利要求1所述的粉煤灰除铵系统，其特征在于，所述尾气处理装置包括：除尘装置和喷淋净化塔，所述混合反应装置和所述干化装置均通过所述除尘装置连接至喷淋净化塔。
6.一种粉煤灰除铵方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述粉煤灰除铵系统，包括步骤：
S101：将燃煤电厂的粉煤灰输送至混合反应装置，加药装置配置并输送碱液至混合反应装置，使粉煤灰与碱液进行混合反应并释放含有氨气的尾气；
S102：将混合后的粉煤灰输送至干化装置，并干燥粉煤灰，最后回收干燥后的粉煤灰；
S103：将混合反应装置和干化装置中产生的尾气输送至尾气处理装置进行净化，最后经烟囱排放。
7.根据权利要求6所述的粉煤灰除铵方法，其特征在于，所述加药装置可以调配碱液的浓度并控制输送至所述混合反应装置内碱液的质量。
8.根据权利要求7所述的粉煤灰除铵方法，其特征在于，控制粉煤灰与碱液的质量比为(10:1)-(20:1)。
9.根据权利要求6所述的粉煤灰除铵方法，其特征在于，混合反应装置和干化装置内维持负压。
10.根据权利要求6所述的粉煤灰除铵方法，其特征在于，将混合反应装置和干化装置中产生的尾气先输送至除尘装置进行除尘后，再输送至喷淋净化塔进行除氨气后，经烟囱排放。
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