CN111359402A - 一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝系统及方法，所述的烟气脱硫脱硝系统包括依次连接的烟气处理单元、臭氧氧化单元和脱硫脱硝单元；所述的烟气处理单元包括依次连接的烧结装置和第一除尘装置；所述的脱硫脱硝单元包括依次连接的至少两个脱硫脱硝装置；所述的烟气脱硫脱硝系统还包括废水回收单元，所述的脱硫脱硝装置分别独立地连接所述的废水回收单元，所述的废水回收单元出口分为两路，一路回接脱硫脱硝装置，另一路接入烧结装置。利用脱硫脱硝废水回收其中的石膏，对无法回收的部分废水，通过掺混烧结原料实现了废水的无害化处理。

Description

一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝系统及方法
技术领域
本发明属于烟气处理技术领域，涉及一种烟气脱硫脱硝系统及方法，尤其涉及一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝系统及方法。
背景技术
烧结使钢铁冶炼过程中的一个重要环节，是将各种不能直接入炉的炼钢原料，如粉矿、辅料等配加一定的燃料后，加热到一定的温度，使粉料烧结成块状的工艺，钢铁烧结过程中伴随着大量烟气的产生，烟气中含有硫氧化物、氮氧化物以及粉尘等大气污染物。
控制烧结工序SO2排放主要有三种方法:原料控制、烧结过程控制和烧结烟气脱硫，其中，烧结烟气脱硫被认为是控制SO2污染最切实可行的方法。烟气脱硫工艺按脱硫产物的形态可分为湿法、半干法和干法三类。湿法脱硫是利用湿态吸收剂吸收烟气中的SO2，脱硫产物为湿态，主要有石灰石-石膏法、氨法、双碱法和氧化镁法等。半干法脱硫是向反应器内喷入吸收剂浆液或者同时喷入吸收剂与水雾，利用烟气显热蒸发吸收产物中的水分，最终产物为粉状，主要有循环流化床法、旋转喷雾干燥法等。干法脱硫是加入干态吸收剂，脱硫最终产物为干态，主要有活性炭吸附法。
脱硫效率是考核脱硫装置运行效果的重要指标之一。影响湿法烟气脱硫效率的主要因素有入口烟气SO2浓度、气液比和烟气量等。当烟气流量和脱硫剂加入量一定时，入口烟气SO2浓度增加，脱硫效率随之降低；烟气量增加时，脱硫效率降低，但烟气量增加会加剧气液扰动，所以脱硫效率随着烟气量的增加，其降低的速率逐渐减缓；脱硫效率随着气液比的减小而增加，且增加幅度由大到小，最后趋于平稳。影响半干法脱硫效率的主要因素有石灰粒度、烟气停留时间、近绝热饱和温差和入口Ca/S摩尔比等。石灰的粒径越小，比表面积和反应活性越大，越有利脱硫气固反应的进行；烟气停留时间一般要求大于液滴干燥时间，时间越长脱硫效率越高；降低近绝热饱和温差或增大入口Ca/S摩尔比，均可提高脱硫效率。
CN101485957A公开了一种臭氧氧化结合双塔洗涤对烟气同时脱硫脱硝的装置及方法，锅炉烟气先进入碱液洗涤塔，硫氧化物被吸入液相，臭氧发生器产生的臭氧将四价硫氧化成六价硫，生成稳定的硫酸盐；然后混合烟气中的氮氧化物在碱液洗涤塔B内被吸收，碱液洗涤塔中的碱液为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙或碳酸钙中的一种，但在实际应用中，脱硝效率较低，而且排出的废水中含有大量的NO2 -、NO3 -、SO4 2-、Cl-等离子，废水成分比较复杂。
CN108191056A公开了一种脱硫脱硝废水与氨氮废水的脱硫除氮方法，包括如下步骤：将含有SO2、NOx的工业烟气脱硝和湿法脱硫处理后，产生含硫酸盐和硝酸盐的脱硫脱硝废水，将脱硫脱硝废水与工业排放的氨氮废水均匀混合，然后将混合后的废水依次泵入缺氧反硝化池与厌氧生物反应池中，从而实现了脱硫脱硝废水的处理，但生化处理的速度慢，花费时间长，且成本较高，无法应用于对脱硫脱硝废水的快速处理。
CN108211706A公开了一种用于钢铁行业的脱硫脱硝及废水零排放系统及方法，包括烟气管道、烟气在线监测系统、氧气系统、脱硫系统、脱硝系统、控制系统、废水蒸发系统，烟气管道上依次设置有引风机、烟气在线监测系统、氧化系统，氧化系统后依次设置脱硫系统和脱硝系统，脱硫系统与脱硝系统外排的废水与高温钢渣反应，并将产生的水蒸气引入引风机，但废水中的杂质与高温钢渣反应并未达到真正的零排放，仍然会产生大量的固废。
脱硫塔、脱硝塔或同时进行脱硫脱硝的吸收塔所用吸收液主要为钙业，则吸收后的浆液中主要成分为硫酸钙、亚硫酸钙、硝酸钙以及亚硝酸钙，由于硫酸钙与亚硫酸钙的溶解度低，易沉淀结晶，因此，可以将浆液输送至石膏脱水系统进行脱水以得到石膏，脱水后的水分钟的主要成分为Ca2+、NO3 -以及NO2 -，需要开发一种结构简单的、不额外产生固废、能够实现脱硫脱硝废水的零排放还原法处理含硝酸盐废水的系统。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝系统及方法，本发明提供了一种多级吸收强化脱硫脱硝和废水回收无害化处理的工艺路线。利用脱硫脱硝废水回收其中的石膏，对无法回收的部分废水，通过掺混烧结原料实现了废水的无害化处理。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝系统所述的烟气脱硫脱硝系统包括依次连接的烟气处理单元、臭氧氧化单元和脱硫脱硝单元。
所述的烟气处理单元包括依次连接的烧结装置和第一除尘装置。
所述的脱硫脱硝单元包括依次连接的至少两个脱硫脱硝装置。
所述的烟气脱硫脱硝系统还包括废水回收单元，所述的脱硫脱硝装置分别独立地连接所述的废水回收单元，所述的废水回收单元出口分为两路，一路回接脱硫脱硝装置，另一路接入烧结装置。
本发明提供了一种多级吸收强化脱硫脱硝和废水回收无害化处理的工艺路线。利用脱硫脱硝废水回收其中的石膏，对无法回收的部分废水，通过掺混烧结原料实现了废水的无害化处理。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的臭氧氧化单元包括气体混合装置和臭氧发生装置，所述的气体混合装置位于第一除尘装置和脱硫脱硝装置的连接管路上，所述的臭氧发生装置外接气体混合装置。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的脱硫脱硝单元包括依次连接的两个脱硫脱硝装置。
本发明采用多级吸收，一级脱硫脱硝装置主要用于实现SO2/NOx的循环吸收，二级脱硫脱硝装置主要用于对NOx的深度强化吸收。可以实现脱硫脱硝的长周期稳定运行，运行中臭氧投加灵活可控，氧化效率高。多级的工艺参数独立可控，烟囱出口无可视黄烟，无拖尾，无烟气下坠现象，烟囱尾羽视觉显著改善。
需要说明的是，本发明提供的废水回收单元主要用于回收吸收液废水中的高附加值副产物，但不限于该装置所能实现的处理工艺，若采用石灰石-石膏工艺对烟气进行脱硫脱硝回收的则是废水中的石膏。
优选地，所述的脱硫脱硝装置底部外接循环管路。
优选地，所述的脱硫脱硝装置内部设置喷淋装置，所述的循环管路的出口端接入喷淋装置。
优选地，所述的喷淋装置包括喷淋主管及设置于喷淋主管上的至少一个雾化喷嘴。
优选地，所述的循环管路上设置有循环泵。
优选地，所述的脱硫脱硝装置的内部靠近烟气出口处设置有除雾装置。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的废水回收单元包括与脱硫脱硝装置底部排液口连接的石膏脱水装置，所述的石膏脱水装置用于回收脱硫脱硝装置底部收集的脱硫脱硝废水中的石膏浆液。
本发明提供的烟气脱硫脱硝系统主要针对钙基吸收湿法脱硫脱硝工艺，吸收液废水中主要含有硫酸钙、亚硫酸钙、硝酸钙、亚硝酸钙、氯离子和重金属等。其中的硫酸钙和亚硫酸钙的溶解度较低，易沉淀结晶，废水输送至石膏脱水装置中经水力旋流真空脱水结晶析出石膏。硝酸钙和亚硝酸钙等由于溶解度高，硝酸根和亚硝酸根大部分以离子形式存在于废水中，因此，废水中主要成分为Ca2+、SO4 2-、NO3 -和NO2 -。析出石膏后的废水返回至沉淀池中。
优选地，所述的石膏脱水装置的排液口分为两路，一路连接脱硫脱硝装置的底部回流口，另一路连接沉淀池。
优选地，所述的沉淀池的上清液出口分为两路，一路连接混料装置，所述的混料装置连接烧结装置的进料口；另一路伸入烧结装置机尾烟道。
优选地，伸入烧结装置机尾烟道的管路出口端设置有雾化装置。
优选地，所述的废水回收单元还包括与混料装置独立连接的配料装置，所述的配料装置的配料口连接第一除尘装置的灰渣出口，第一除尘装置捕集的灰渣进入配料装置与燃料配料后送入混料装置，在混料装置中与上清液混合，混合均匀后通入烧结装置。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的烟气脱硫脱硝系统还包括与所述的脱硫脱硝单元连接的后处理单元。
优选地，所述的后处理单元沿烟气流向包括依次连接的第二除尘装置和烟囱。
优选地，所述的第一除尘装置为电除尘器。
优选地，所述的第二除尘装置为湿电除尘器。
作为本发明一种优选的技术方案，采用如第一方面所述的脱硫脱硝装置对烧结烟气进行臭氧氧化协同湿法吸收。
所述的烟气脱硫脱硝方法包括：
烧结装置排出的烟气经第一除尘装置除尘后进入臭氧氧化单元，经臭氧氧化后进入脱硫脱硝装置进行湿法脱硫脱硝；湿法脱硫脱硝产生的废水进入废水回收单元，经废水回收单元处理后的废水分为两部分，一部分回流至脱硫脱硝装置，另一部分通入烧结装置参与烧结。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的烟气脱硫脱硝方法具体包括如下步骤：
(Ⅰ)烧结装置排出的烟气经第一除尘装置除尘后进入气体混合装置，臭氧发生装置向气体混合装置通入臭氧，烟气与臭氧接触混合氧化；
(Ⅱ)烟气经臭氧氧化后依次进入两级脱硫脱硝装置进行湿法脱硫脱硝，吸收液循环喷淋吸收烟气中的NO2和SO2，烟气脱硫脱硝后排出进入第二除尘装置，除尘后经由烟囱外排；
(Ⅲ)湿法脱硫脱硝过程中吸收饱和的废水进入石膏脱水装置，结晶析出其中的石膏，析出石膏的废水分为两部分，一部分废水回流至脱硫脱硝装置补充消耗的吸收液，另一部分废水进入沉淀池，静置沉淀后，取上清液通入烧结装置参与烧结。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤(Ⅰ)中，所述的烟气的排放量为8500～25000Nm3/h，例如可以是8500Nm3/h、9500Nm3/h、1050Nm3/h、1150Nm3/h、1250Nm3/h、1350Nm3/h、1450Nm3/h、1550Nm3/h、1650Nm3/h、1750Nm3/h、1850Nm3/h、1950Nm3/h、2050Nm3/h、2150Nm3/h、2250Nm3/h、2350Nm3/h、2450Nm3/h或2500Nm3/h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的臭氧发生装置以500～600kg/h的质量流量向气体混合装置通入臭氧，例如可以是500kg/h、510kg/h、520kg/h、530kg/h、540kg/h、550kg/h、560kg/h、570kg/h、580kg/h、590kg/h或600kg/h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的臭氧与烟气中NO的摩尔比为1.5～2，例如可以是1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤(Ⅱ)中，经臭氧氧化后的烟气进入第一级脱硫脱硝装置时的入口温度为100～300℃，例如可以是100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或300℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的吸收液为钙基吸收液。
优选地，所述的吸收液为碳酸钙。
本发明采用的吸收液为钙基吸收液，吸收液废水中主要含有硫酸钙、亚硫酸钙、硝酸钙、亚硝酸钙、氯离子和重金属等。其中的硫酸钙和亚硫酸钙的溶解度较低，易沉淀结晶，废水输送至石膏脱水装置中经水力旋流真空脱水结晶析出石膏。硝酸钙和亚硝酸钙等由于溶解度高，硝酸根和亚硝酸根大部分以离子形式存在于废水中，因此，废水中主要成分为Ca2+、SO4 2-、NO3 -和NO2 -。析出石膏后的废水返回至沉淀池中。
优选地，烟气由最后一级脱硫脱硝装置排出时的出口温度为20～80℃，例如可以是20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤(Ⅲ)中，析出石膏的废水按体积分为第一废水和第二废水，所述的第一废水回流至脱硫脱硝装置补充消耗的吸收液，所述的第二废水进入沉淀池静置沉淀。
优选地，所述的第一废水的质量流量占废水总质量流量的60～70wt％，例如可以是60wt％、61wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％或70wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的第二废水静置沉淀后得到上清液，取上清液按体积分为第一上清液和第二上清液。
优选地，所述的第二上清液的质量流量为上清液总质量流量的60～80％，例如可以是60wt％、61wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％、70wt％、71wt％、72wt％、73wt％、74wt％、75wt％、76wt％、77wt％、78wt％、79wt％或80wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述的第一上清液进入混料装置，与来自配料装置的烧结料混合后通入烧结装置的进料口，第一上清液中的硝酸根和亚硝酸根在烧结过程中发生还原反应生成氮气。
优选地，所述的第二上清液通入烧结装置的机尾烟道，第二上清液在机尾烟道中气化析出颗粒物，由第一除尘装置捕集形成灰渣，灰渣在配料装置中与燃料配料得到所述的烧结料，烧结料送入混料装置，与第一上清液混合均匀后送入烧结装置进行烧结。
优选地，所述的机尾烟道的温度为300～400℃，例如可以是300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或400℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
在本发明中，废水静置沉淀后取上清液，上清液分为两部分，分别采取不同的回收处理方式，具体地：
(1)第一上清液输送至混料装置与烧结料配料混合成型。在烧结过程中，第一上清液中的硝酸根和亚硝酸根与烧结料中的焦粉和煤粉在铁基的作用下发生还原反应生成氮气。整个处理过程实现了废水的无害化处理，达到处理脱硫脱硝废水的目的。
(2)第二上清液通过泵系统直接输送到烧结装置的机尾烟道，该处烟气温度约300～400℃，第二上清液雾化后喷入高温烟道并完全气化蒸发。水分蒸发析出的颗粒物被第一除尘装置收集成为灰渣。灰渣与烧结料混合作为烧结原料，其中硝酸盐组分在高温烧结过程中利用还原性气氛还原为氮气。
上述两种处理方式结合并合理分配第一上清液和第二上清液的处理比例，处理能力能够满足废水处理总量的要求。连续监测结果表明：采用第一上清液混料和采用清水混料对比，烧结烟气入口NOx浓度未见明显变化；废水高温烟道喷雾蒸发处理对入口氮氧化物浓度也没有显著变化，数据的波动更多体现烧结工艺自然波动影响。采用臭氧氧化湿法吸收的脱硫脱硝工艺，产生的废水在烧结烟气内部循环消纳处理，可以实现零排放，技术优势明显。
所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明采用多级吸收，一级脱硫脱硝装置主要用于实现SO2/NOx的循环吸收，二级脱硫脱硝装置主要用于对NOx的深度强化吸收。可以实现脱硫脱硝的长周期稳定运行，运行中臭氧投加灵活可控，氧化效率高。多级脱硫脱硝装置的工艺参数独立可控，烟囱出口无可视黄烟，无拖尾，无烟气下坠现象，烟囱尾羽视觉显著改善。
(2)本发明将脱硫脱硝废水分为两股，一股脱硫脱硝废水与混料混合后用于烧结；另一股脱硫脱硝废水在烧结单元烟道内汽化，汽化后析出的颗粒物作为灰渣与烧结料混合形成混料。通过烧结，使脱硫脱硝废水中带来的氮氧化物在烧结料中的焦炭、煤粉在铁基催化下发生还原反应生成氮气，从而实现了脱硫脱硝废水的零排放。
附图说明
图1为本发明一个具体实施方式提供的烟气脱硫脱硝系统的结构示意图。
其中，1-烧结装置；2-第一除尘装置；3-气体混合装置；4-臭氧发生装置；5-第一脱硫脱硝装置；6-第二脱硫脱硝装置；7-第二除尘装置；8-烟囱；9-石膏脱水装置；10-沉淀池；11-配料装置；12-混料装置。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在一个具体实施方式中，本发明提供了一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝系统，所述的烟气脱硫脱硝系统如图1所示，包括依次连接的烟气处理单元、臭氧氧化单元和脱硫脱硝单元。
烟气处理单元包括依次连接的烧结装置1和第一除尘装置2，第一除尘装置2为电除尘器。
臭氧氧化单元包括气体混合装置3，所述的气体混合装置3位于第一除尘装置2和脱硫脱硝装置的连接管路上，臭氧氧化单元还包括臭氧发生装置4，臭氧发生装置4外接气体混合装置3。
脱硫脱硝单元包括依次连接的两个脱硫脱硝装置，沿烟气流向分别记为第一脱硫脱硝装置5和第二脱硫脱硝装置6。脱硫脱硝装置底部外接循环管路，循环管路上设置有循环泵。脱硫脱硝装置内部设置喷淋装置，循环管路的出口端接入喷淋装置。喷淋装置包括喷淋主管及设置于喷淋主管上的至少一个雾化喷嘴。脱硫脱硝装置的内部靠近烟气出口处设置有除雾装置。
烟气脱硫脱硝系统还包括废水回收单元，废水回收单元包括与脱硫脱硝装置底部排液口连接的石膏脱水装置9，所述的石膏脱水装置9用于回收脱硫脱硝装置底部收集的脱硫脱硝废水中的石膏浆液。石膏脱水装置9的排液口分为两路，一路连接脱硫脱硝装置的底部回流口，另一路连接沉淀池10，所述的混料装置12连接烧结装置1的进料口；析出石膏的废水分为两部分，一部分经脱硫脱硝装置底部回流口回流至脱硫脱硝装置，用于补充消耗的吸收液；另一部分进入沉淀池10。沉淀池10的出口分为两路，一路连接混料装置12，另一路伸入烧结装置1机尾烟道，伸入烧结装置1机尾烟道的管路出口端设置有雾化装置。废水回收单元还包括与混料装置12独立连接的配料装置11，配料装置11的配料口连接第一除尘装置2的灰渣出口，第一除尘装置2捕集的灰渣进入配料装置11与燃料配料得到烧结料，烧结料送入混料装置12，在混料装置12中与上清液混合，混合均匀后通入烧结装置1。
烟气脱硫脱硝系统还包括与所述的脱硫脱硝单元连接的后处理单元，后处理单元沿烟气流向包括依次连接的第二除尘装置7和烟囱8，第二除尘装置7为湿电除尘装置。
在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝方法，采用上述烟气脱硫脱硝系统对烧结烟气进行臭氧氧化协同湿法吸收；所述的烟气脱硫脱硝方法具体包括如下步骤：
(1)烧结装置1排出的烟气，烟气的排放量为8500～25000Nm3/h，烟气经第一除尘装置2除尘后进入气体混合装置3，臭氧发生装置4以500～600kg/h的质量流量向气体混合装置3通入臭氧，臭氧与烟气中NO的摩尔比为1.5～2，烟气与臭氧接触混合氧化；
(2)烟气经臭氧氧化后依次进入第一脱硫脱硝装置5和第二脱硫脱硝装置6进行湿法脱硫脱硝，烟气进入第一脱硫脱硝装置5时的入口温度为100～300℃，碳酸钙吸收液循环喷淋吸收烟气中的NO2和SO2，烟气由第二脱硫脱硝装置6排出时的出口温度为20～80℃，由第二脱硫脱硝装置6排出后的烟气进入第二除尘装置7，除尘后经由烟囱8外排；
(3)湿法脱硫脱硝过程中吸收饱和的废水进入石膏脱水装置9，结晶析出其中的石膏，析出石膏的废水按体积分为第一废水和第二废水，第一废水的质量流量占总废水质量流量的60～70％，第一废水回流至脱硫脱硝装置补充消耗的吸收液，所述的第二废水进入沉淀池10；
(4)第二废水静置沉淀后得到上清液，取上清液按体积分为第一上清液和第二上清液，第二上清液的质量流量为上清液总质量流量的60～80％；
(5)第一上清液进入混料装置12，与来自配料装置11的烧结料混合后通入烧结装置1的进料口，第一上清液中的硝酸根和亚硝酸根在烧结过程中发生还原反应生成氮气；
(6)第二上清液通入烧结装置1的机尾烟道，机尾烟道的温度为300～400℃，第二上清液在机尾烟道中气化析出颗粒物，由第一除尘装置2捕集形成灰渣，灰渣进入配料装置11与燃料配料得到烧结料，烧结料送入混料装置12，在混料装置12中与第一上清液混合，混合均匀后通入烧结装置1参与烧结工序。
实施例1
本实施例提供了一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝方法，采用具体实施方式提供的烟气脱硫脱硝系统对烧结烟气进行臭氧氧化协同湿法吸收。
所述的烟气脱硫脱硝方法具体包括如下步骤：
(1)烧结装置1排出的烟气，烟气的排放量为8500Nm3/h，烟气经第一除尘装置2除尘后进入气体混合装置3，臭氧发生装置4以500kg/h的质量流量向气体混合装置3通入臭氧，臭氧与烟气中NO的摩尔比为1.5，烟气与臭氧接触混合氧化；
(2)烟气经臭氧氧化后依次进入第一脱硫脱硝装置5和第二脱硫脱硝装置6进行湿法脱硫脱硝，烟气进入第一脱硫脱硝装置5时的入口温度为100℃，碳酸钙吸收液循环喷淋吸收烟气中的NO2和SO2，烟气由第二脱硫脱硝装置6排出时的出口温度为20℃，由第二脱硫脱硝装置6排出后的烟气进入第二除尘装置7，除尘后经由烟囱8外排；
(3)湿法脱硫脱硝过程中吸收饱和的废水进入石膏脱水装置9，结晶析出其中的石膏，析出石膏的废水按体积分为第一废水和第二废水，第一废水的质量流量占总废水质量流量的60％，第一废水回流至脱硫脱硝装置补充消耗的吸收液，所述的第二废水进入沉淀池10；
(4)第二废水静置沉淀后得到上清液，取上清液按体积分为第一上清液和第二上清液，第二上清液的质量流量为上清液总质量流量的60％；
(5)第一上清液进入混料装置12，与来自配料装置11的烧结料混合后通入烧结装置1的进料口，第一上清液中的硝酸根和亚硝酸根在烧结过程中发生还原反应生成氮气；
(6)第二上清液通入烧结装置1的机尾烟道，机尾烟道的温度为300℃，第二上清液在机尾烟道中气化析出颗粒物，由第一除尘装置2捕集形成灰渣，灰渣进入配料装置11与燃料配料得到烧结料，烧结料送入混料装置12，在混料装置12中与第一上清液混合，混合均匀后通入烧结装置1参与烧结工序。
对由烟囱8排出的烟气进行取样检测，计算脱硫效率为90.3％，脱硝效率为89.6％。
实施例2
本实施例提供了一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝方法，采用具体实施方式提供的烟气脱硫脱硝系统对烧结烟气进行臭氧氧化协同湿法吸收。
所述的烟气脱硫脱硝方法具体包括如下步骤：
(1)烧结装置1排出的烟气，烟气的排放量为12000Nm3/h，烟气经第一除尘装置2除尘后进入气体混合装置3，臭氧发生装置4以520kg/h的质量流量向气体混合装置3通入臭氧，臭氧与烟气中NO的摩尔比为1.6，烟气与臭氧接触混合氧化；
(2)烟气经臭氧氧化后依次进入第一脱硫脱硝装置5和第二脱硫脱硝装置6进行湿法脱硫脱硝，烟气进入第一脱硫脱硝装置5时的入口温度为140℃，碳酸钙吸收液循环喷淋吸收烟气中的NO2和SO2，烟气由第二脱硫脱硝装置6排出时的出口温度为32℃，由第二脱硫脱硝装置6排出后的烟气进入第二除尘装置7，除尘后经由烟囱8外排；
(3)湿法脱硫脱硝过程中吸收饱和的废水进入石膏脱水装置9，结晶析出其中的石膏，析出石膏的废水按体积分为第一废水和第二废水，第一废水的质量流量占总废水质量流量的64％，第一废水回流至脱硫脱硝装置补充消耗的吸收液，所述的第二废水进入沉淀池10；
(4)第二废水静置沉淀后得到上清液，取上清液按体积分为第一上清液和第二上清液，第二上清液的质量流量为上清液总质量流量的64％；
(5)第一上清液进入混料装置12，与来自配料装置11的烧结料混合后通入烧结装置1的进料口，第一上清液中的硝酸根和亚硝酸根在烧结过程中发生还原反应生成氮气；
(6)第二上清液通入烧结装置1的机尾烟道，机尾烟道的温度为320℃，第二上清液在机尾烟道中气化析出颗粒物，由第一除尘装置2捕集形成灰渣，灰渣进入配料装置11与燃料配料得到烧结料，烧结料送入混料装置12，在混料装置12中与第一上清液混合，混合均匀后通入烧结装置1参与烧结工序。
对由烟囱8排出的烟气进行取样检测，计算脱硫效率为90.5％，脱硝效率为90.3％。
实施例3
本实施例提供了一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝方法，采用具体实施方式提供的烟气脱硫脱硝系统对烧结烟气进行臭氧氧化协同湿法吸收。
所述的烟气脱硫脱硝方法具体包括如下步骤：
(1)烧结装置1排出的烟气，烟气的排放量为15000Nm3/h，烟气经第一除尘装置2除尘后进入气体混合装置3，臭氧发生装置4以540kg/h的质量流量向气体混合装置3通入臭氧，臭氧与烟气中NO的摩尔比为1.7，烟气与臭氧接触混合氧化；
(2)烟气经臭氧氧化后依次进入第一脱硫脱硝装置5和第二脱硫脱硝装置6进行湿法脱硫脱硝，烟气进入第一脱硫脱硝装置5时的入口温度为180℃，碳酸钙吸收液循环喷淋吸收烟气中的NO2和SO2，烟气由第二脱硫脱硝装置6排出时的出口温度为50℃，由第二脱硫脱硝装置6排出后的烟气进入第二除尘装置7，除尘后经由烟囱8外排；
(3)湿法脱硫脱硝过程中吸收饱和的废水进入石膏脱水装置9，结晶析出其中的石膏，析出石膏的废水按体积分为第一废水和第二废水，第一废水的质量流量占总废水质量流量的68％，第一废水回流至脱硫脱硝装置补充消耗的吸收液，所述的第二废水进入沉淀池10；
(4)第二废水静置沉淀后得到上清液，取上清液按体积分为第一上清液和第二上清液，第二上清液的质量流量为上清液总质量流量的68％；
(5)第一上清液进入混料装置12，与来自配料装置11的烧结料混合后通入烧结装置1的进料口，第一上清液中的硝酸根和亚硝酸根在烧结过程中发生还原反应生成氮气；
(6)第二上清液通入烧结装置1的机尾烟道，机尾烟道的温度为340℃，第二上清液在机尾烟道中气化析出颗粒物，由第一除尘装置2捕集形成灰渣，灰渣进入配料装置11与燃料配料得到烧结料，烧结料送入混料装置12，在混料装置12中与第一上清液混合，混合均匀后通入烧结装置1参与烧结工序。
对由烟囱8排出的烟气进行取样检测，计算脱硫效率为91％，脱硝效率为91.2％。
实施例4
本实施例提供了一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝方法，采用具体实施方式提供的烟气脱硫脱硝系统对烧结烟气进行臭氧氧化协同湿法吸收。
所述的烟气脱硫脱硝方法具体包括如下步骤：
(1)烧结装置1排出的烟气，烟气的排放量为18000Nm3/h，烟气经第一除尘装置2除尘后进入气体混合装置3，臭氧发生装置4以560kg/h的质量流量向气体混合装置3通入臭氧，臭氧与烟气中NO的摩尔比为1.8，烟气与臭氧接触混合氧化；
(2)烟气经臭氧氧化后依次进入第一脱硫脱硝装置5和第二脱硫脱硝装置6进行湿法脱硫脱硝，烟气进入第一脱硫脱硝装置5时的入口温度为220℃，碳酸钙吸收液循环喷淋吸收烟气中的NO2和SO2，烟气由第二脱硫脱硝装置6排出时的出口温度为60℃，由第二脱硫脱硝装置6排出后的烟气进入第二除尘装置7，除尘后经由烟囱8外排；
(3)湿法脱硫脱硝过程中吸收饱和的废水进入石膏脱水装置9，结晶析出其中的石膏，析出石膏的废水按体积分为第一废水和第二废水，第一废水的质量流量占总废水质量流量的72％，第一废水回流至脱硫脱硝装置补充消耗的吸收液，所述的第二废水进入沉淀池10；
(4)第二废水静置沉淀后得到上清液，取上清液按体积分为第一上清液和第二上清液，第二上清液的质量流量为上清液总质量流量的72％；
(5)第一上清液进入混料装置12，与来自配料装置11的烧结料混合后通入烧结装置1的进料口，第一上清液中的硝酸根和亚硝酸根在烧结过程中发生还原反应生成氮气；
(6)第二上清液通入烧结装置1的机尾烟道，机尾烟道的温度为360℃，第二上清液在机尾烟道中气化析出颗粒物，由第一除尘装置2捕集形成灰渣，灰渣进入配料装置11与燃料配料得到烧结料，烧结料送入混料装置12，在混料装置12中与第一上清液混合，混合均匀后通入烧结装置1参与烧结工序。
对由烟囱8排出的烟气进行取样检测，计算脱硫效率为92.3％，脱硝效率为92.5％。
实施例5
本实施例提供了一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝方法，采用具体实施方式提供的烟气脱硫脱硝系统对烧结烟气进行臭氧氧化协同湿法吸收。
所述的烟气脱硫脱硝方法具体包括如下步骤：
(1)烧结装置1排出的烟气，烟气的排放量为21000Nm3/h，烟气经第一除尘装置2除尘后进入气体混合装置3，臭氧发生装置4以580kg/h的质量流量向气体混合装置3通入臭氧，臭氧与烟气中NO的摩尔比为1.9，烟气与臭氧接触混合氧化；
(2)烟气经臭氧氧化后依次进入第一脱硫脱硝装置5和第二脱硫脱硝装置6进行湿法脱硫脱硝，烟气进入第一脱硫脱硝装置5时的入口温度为260℃，碳酸钙吸收液循环喷淋吸收烟气中的NO2和SO2，烟气由第二脱硫脱硝装置6排出时的出口温度为72℃，由第二脱硫脱硝装置6排出后的烟气进入第二除尘装置7，除尘后经由烟囱8外排；
(3)湿法脱硫脱硝过程中吸收饱和的废水进入石膏脱水装置9，结晶析出其中的石膏，析出石膏的废水按体积分为第一废水和第二废水，第一废水的质量流量占总废水质量流量的76％，第一废水回流至脱硫脱硝装置补充消耗的吸收液，所述的第二废水进入沉淀池10；
(4)第二废水静置沉淀后得到上清液，取上清液按体积分为第一上清液和第二上清液，第二上清液的质量流量为上清液总质量流量的76％；
(5)第一上清液进入混料装置12，与来自配料装置11的烧结料混合后通入烧结装置1的进料口，第一上清液中的硝酸根和亚硝酸根在烧结过程中发生还原反应生成氮气；
(6)第二上清液通入烧结装置1的机尾烟道，机尾烟道的温度为380℃，第二上清液在机尾烟道中气化析出颗粒物，由第一除尘装置2捕集形成灰渣，灰渣进入配料装置11与燃料配料得到烧结料，烧结料送入混料装置12，在混料装置12中与第一上清液混合，混合均匀后通入烧结装置1参与烧结工序。
对由烟囱8排出的烟气进行取样检测，计算脱硫效率为93.3％，脱硝效率为89.5％。
实施例6
本实施例提供了一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝方法，采用具体实施方式提供的烟气脱硫脱硝系统对烧结烟气进行臭氧氧化协同湿法吸收。
所述的烟气脱硫脱硝方法具体包括如下步骤：
(1)烧结装置1排出的烟气，烟气的排放量为25000Nm3/h，烟气经第一除尘装置2除尘后进入气体混合装置3，臭氧发生装置4以600kg/h的质量流量向气体混合装置3通入臭氧，臭氧与烟气中NO的摩尔比为2，烟气与臭氧接触混合氧化；
(2)烟气经臭氧氧化后依次进入第一脱硫脱硝装置5和第二脱硫脱硝装置6进行湿法脱硫脱硝，烟气进入第一脱硫脱硝装置5时的入口温度为300℃，碳酸钙吸收液循环喷淋吸收烟气中的NO2和SO2，烟气由第二脱硫脱硝装置6排出时的出口温度为80℃，由第二脱硫脱硝装置6排出后的烟气进入第二除尘装置7，除尘后经由烟囱8外排；
(3)湿法脱硫脱硝过程中吸收饱和的废水进入石膏脱水装置9，结晶析出其中的石膏，析出石膏的废水按体积分为第一废水和第二废水，第一废水的质量流量占总废水质量流量的80％，第一废水回流至脱硫脱硝装置补充消耗的吸收液，所述的第二废水进入沉淀池10；
(4)第二废水静置沉淀后得到上清液，取上清液按体积分为第一上清液和第二上清液，第二上清液的质量流量为上清液总质量流量的80％；
(5)第一上清液进入混料装置12，与来自配料装置11的烧结料混合后通入烧结装置1的进料口，第一上清液中的硝酸根和亚硝酸根在烧结过程中发生还原反应生成氮气；
(6)第二上清液通入烧结装置1的机尾烟道，机尾烟道的温度为400℃，第二上清液在机尾烟道中气化析出颗粒物，由第一除尘装置2捕集形成灰渣，灰渣进入配料装置11与燃料配料得到烧结料，烧结料送入混料装置12，在混料装置12中与第一上清液混合，混合均匀后通入烧结装置1参与烧结工序。
对由烟囱8排出的烟气进行取样检测，计算脱硫效率为91.3％，脱硝效率为88.9％。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述的烟气脱硫脱硝系统包括依次连接的烟气处理单元、臭氧氧化单元和脱硫脱硝单元；
所述的烟气处理单元包括依次连接的烧结装置和第一除尘装置；
所述的脱硫脱硝单元包括依次连接的至少两个脱硫脱硝装置；
所述的烟气脱硫脱硝系统还包括废水回收单元，所述的脱硫脱硝装置分别独立地连接所述的废水回收单元，所述的废水回收单元出口分为两路，一路回接脱硫脱硝装置，另一路接入烧结装置。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述的臭氧氧化单元包括气体混合装置和臭氧发生装置，所述的气体混合装置位于第一除尘装置和脱硫脱硝装置的连接管路上，所述的臭氧发生装置外接气体混合装置。
3.根据权利要求1或2所述的烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述的脱硫脱硝单元包括依次连接的两个脱硫脱硝装置；
优选地，所述的脱硫脱硝装置底部外接循环管路；
优选地，所述的脱硫脱硝装置内部设置喷淋装置，所述的循环管路的出口端接入喷淋装置；
优选地，所述的喷淋装置包括喷淋主管及设置于喷淋主管上的至少一个雾化喷嘴；
优选地，所述的循环管路上设置有循环泵；
优选地，所述的脱硫脱硝装置的内部靠近烟气出口处设置有除雾装置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述的废水回收单元包括与脱硫脱硝装置底部排液口连接的石膏脱水装置，所述的石膏脱水装置用于回收脱硫脱硝装置底部收集的脱硫脱硝废水中的石膏浆液；
优选地，所述的石膏脱水装置的排液口分为两路，一路连接脱硫脱硝装置的底部回流口，另一路连接沉淀池；
优选地，所述的沉淀池的上清液出口分为两路，一路连接混料装置，所述的混料装置连接烧结装置的进料口；另一路伸入烧结装置机尾烟道；
优选地，伸入烧结装置机尾烟道的管路出口端设置有雾化装置；
优选地，所述的废水回收单元还包括与混料装置独立连接的配料装置，所述的配料装置的配料口连接第一除尘装置的灰渣出口，第一除尘装置捕集的灰渣进入配料装置与燃料配料后送入混料装置，在混料装置中与上清液混合，混合均匀后通入烧结装置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述的烟气脱硫脱硝系统还包括与所述的脱硫脱硝单元连接的后处理单元；
优选地，所述的后处理单元沿烟气流向包括依次连接的第二除尘装置和烟囱；
优选地，所述的第一除尘装置为电除尘器；
优选地，所述的第二除尘装置为湿电除尘器。
6.一种臭氧氧化协同多级吸收的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的脱硫脱硝装置对烧结烟气进行臭氧氧化协同湿法吸收；
所述的烟气脱硫脱硝方法包括：
烧结装置排出的烟气经第一除尘装置除尘后进入臭氧氧化单元，经臭氧氧化后进入脱硫脱硝装置进行湿法脱硫脱硝；湿法脱硫脱硝产生的废水进入废水回收单元，经废水回收单元处理后的废水分为两部分，一部分回流至脱硫脱硝装置，另一部分通入烧结装置参与烧结。
7.根据权利要求6所述的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，所述的烟气脱硫脱硝方法具体包括如下步骤：
(Ⅰ)烧结装置排出的烟气经第一除尘装置除尘后进入气体混合装置，臭氧发生装置向气体混合装置通入臭氧，烟气与臭氧接触混合氧化；
(Ⅱ)烟气经臭氧氧化后依次进入两级脱硫脱硝装置进行湿法脱硫脱硝，吸收液循环喷淋吸收烟气中的NO2和SO2，烟气脱硫脱硝后排出进入第二除尘装置，除尘后经由烟囱外排；
(Ⅲ)湿法脱硫脱硝过程中吸收饱和的废水进入石膏脱水装置，结晶析出其中的石膏，析出石膏的废水分为两部分，一部分废水回流至脱硫脱硝装置补充消耗的吸收液，另一部分废水进入沉淀池，静置沉淀后，取上清液通入烧结装置参与烧结。
8.根据权利要求7所述的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的烟气的排放量为8500～25000Nm3/h；
优选地，所述的臭氧发生装置以500～600kg/h的质量流量向气体混合装置通入臭氧；
优选地，所述的臭氧与烟气中NO的摩尔比为1.5～2。
9.根据权利要求7或8所述的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)中，经臭氧氧化后的烟气进入第一级脱硫脱硝装置时的入口温度为100～300℃；
优选地，所述的吸收液为钙基吸收液；
优选地，所述的吸收液为碳酸钙；
优选地，烟气由最后一级脱硫脱硝装置排出时的出口温度为20～80℃。
10.根据权利要求7-9任一项所述的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(Ⅲ)中，析出石膏的废水按体积分为第一废水和第二废水，所述的第一废水回流至脱硫脱硝装置补充消耗的吸收液，所述的第二废水进入沉淀池静置沉淀；
优选地，所述的第一废水的质量流量占总废水质量流量的60～70％；
优选地，所述的第二废水静置沉淀后得到上清液，取上清液按体积分为第一上清液和第二上清液；
优选地，所述的第二上清液的质量流量为上清液总质量流量的60～80％；
优选地，所述的第一上清液进入混料装置，与来自配料装置的烧结料混合后通入烧结装置的进料口，第一上清液中的硝酸根和亚硝酸根在烧结过程中发生还原反应生成氮气；
优选地，所述的第二上清液通入烧结装置的机尾烟道，第二上清液在机尾烟道中气化析出颗粒物，由第一除尘装置捕集形成灰渣，灰渣在配料装置中与燃料配料得到所述的烧结料，烧结料送入混料装置，与第一上清液混合均匀后送入烧结装置进行烧结；
优选地，所述的机尾烟道的温度为300～400℃。
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