CN112246079A - 利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中so3的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置及方法，包括皂化废水预处理系统和碱性吸收剂喷射系统，碱性吸收剂喷射位置设置在省煤器和SCR反应器之间的烟道内、SCR反应器和空预器之间的烟道内、空预器和电除尘器之间的烟道内、以及电除尘器和脱硫塔之间的烟道内。皂化废水经过絮凝沉淀池、石英砂微滤池和气浮池预处理后，储存在碱性吸收剂储罐中，再经计量泵、空压机和雾化喷嘴喷射于烟道中，与烟道气中SO3充分混合反应，以脱除烟道气中的SO3。本发明结构科学合理，能让碱性皂化废水与烟气中的SO3充分反应，对烟气中的SO3脱除效果好，变废为宝，大大降低了燃煤锅炉的烟气SO3脱除成本，适合推广使用。

Description

利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置及方法
技术领域
本发明涉及脱除燃煤锅炉烟气SO3的装置和方法，具体是涉及一种利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置及方法。
背景技术
燃煤电厂在燃烧过程中，会产生部分SO2，SO2在炉内高温环境下及SCR脱硝系统内继续氧化生成SO3，这部分SO3的存在不仅是电厂有色烟雨（如蓝烟/黄烟）形成的主要诱因之一，还会与水蒸气、NH3反应生成硫酸铵或硫酸氢铵影响催化效率，另外还可能会造成空预器堵塞以及尾部烟道的腐蚀。目前关于燃煤电厂SO3脱除，国内外研究机构主要集中在研究各种碱性吸收剂对于烟气中的SO3的脱除效果，包括CaCO3、Ca(OH)2、MgO、NaHSO3、天然碱等吸收剂，其中钠基吸收剂对烟气中的SO3的脱除效果较好，但在实际使用过程中存在吸收剂原料成本高等问题。
化工厂、油脂化工厂利用油脚皂化工艺生产肥皂和油脂类产品时，不可避免产生的一种含有大量脂肪酸、蛋白质、色素及氯化钠、碳酸钠的高浓度碱性有机碱性皂化工业废水。目前国内普遍采用预处理加生化方法处理该废水。皂化废水中大量的碱性物质本身就是一种资源，而当前排放的烟道气中的SO3是一种酸性气体，如果将碱性皂化废水同酸性锅炉烟道气进行联合治理，不仅可降低运行成本，也可达到“以废治废”的目的。为此本发明提出了一种利用皂化废水脱除燃煤锅炉烟气SO3的装置和方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置及方法，解决了现有燃煤烟气中SO3脱除时需要的碱性材料比较多，成本比较大的问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置，包括燃煤锅炉、省煤器、烟道、喷氨格栅、静态混合器、SCR反应器、空预器、电除尘器、脱硫塔和烟囱，其特征在于，还包括皂化废水预处理系统和碱性吸收剂喷射系统，所述皂化废水预处理系统包括进水管、絮凝沉淀池、石英砂微滤池和气浮处理池，所述碱性吸收剂喷射系统包括输水管、碱性吸收剂储罐、计量泵、空压机、雾化喷嘴一、雾化喷嘴二、雾化喷嘴三和雾化喷嘴四；所述燃煤锅炉、省煤器和烟道依次连接，所述烟道上按照烟气的流动方向依次连接喷氨格栅、静态混合器、SCR反应器、空预器、电除尘器和脱硫塔，所述脱硫塔与烟囱连接；所述进水管与絮凝沉淀池连接，所述絮凝沉淀池、石英砂微滤池、气浮处理池依次连接，所述气浮处理池通过输水管连接碱性吸收剂储罐，所述碱性吸收剂储罐经过计量泵和空压机分别连接雾化喷嘴一、雾化喷嘴二、雾化喷嘴三和雾化喷嘴四；所述雾化喷嘴一设置在省煤器和SCR反应器之间的烟道内，所述雾化喷嘴二设置在SCR反应器和空预器之间的烟道内，所述雾化喷嘴三设置在空预器和电除尘器之间的烟道内，所述雾化喷嘴四设置在电除尘器和脱硫塔之间的烟道内。
进一步的，所述絮凝沉淀池中设置有加药装置和搅拌装置，用于加入相应的化学制剂实现对废水的预处理。
进一步的，所述省煤器和SCR反应器之间烟道内的雾化喷嘴一设置于喷氨格栅之后、静态混合器之前。
进一步的，皂化废水进水的PH值大于10，且NaOH含量大于0.5mg/L。
进一步的，所述雾化喷嘴一、雾化喷嘴二、雾化喷嘴三和雾化喷嘴四使吸收剂浆液在150℃~950℃的烟气中雾化为平均粒径小于100μm的液滴。
所述的利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置的工作方法，其特征在于，过程如下：皂化废水中含有大量脂肪酸、蛋白质、色素及氯化钠、碳酸钠等杂质，需经过一定的预处理去除杂质和有机物，皂化废水通过进水管进入絮凝沉淀池，通过絮凝加药装置，添加聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁中的一种或几种，以充分沉降废水中的悬浮物，絮凝处理后的皂化废水静置澄清一段时间后，上层液体溢流进入石英砂微滤池中去除废水中的沉渣，分离出的上清液溢流进入气浮处理池去除上层有机物杂质，分离出的清液通过输水管进入碱性吸收剂储罐中，然后通过计量泵和空压机将碱性吸收剂通过雾化喷嘴一、雾化喷嘴二、雾化喷嘴三和雾化喷嘴四分别喷洒至省煤器和SCR反应器之间的烟道内、SCR反应器和空预器之间的烟道内、空预器和电除尘器之间的烟道内、以及电除尘器和脱硫塔之间的烟道内。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：利用皂化废水脱除烟气中的SO3，将皂化废水作为消耗的碱性材料，以废治废，大大降低了成本；采用湿法雾化喷射技术，雾化喷嘴使吸收剂浆液在150℃~950℃的烟气中雾化为平均粒径小于100μm的液滴，与干法喷射技术相比，与烟气中三氧化硫的接触程度高，反应效果好；皂化废水中含有较多纳基碱性吸收剂，SO3脱除效果较钙基碱性吸收剂好。
附图说明
图1是本发明中利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置整体结构示意图。
图2是本发明中皂化废水处理和烟气喷射系统的结构示意图。
图中：进水管1、絮凝沉淀池2、石英砂微滤池3、气浮处理池4、输水管5、碱性吸收剂储罐6、计量泵7、空压机8、燃煤锅炉9、省煤器10、烟道11、喷氨格栅12、雾化喷嘴一13、静态混合器14、SCR反应器15、雾化喷嘴二16、空预器17、雾化喷嘴三18、电除尘器19、雾化喷嘴四20、脱硫塔21、烟囱22。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1至图2，一种利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置，包括燃煤锅炉9、省煤器10、烟道11、喷氨格栅12、静态混合器14、SCR反应器15、空预器17、电除尘器19、脱硫塔21和烟囱22，还包括皂化废水预处理系统和碱性吸收剂喷射系统，皂化废水预处理系统包括进水管1、絮凝沉淀池2、石英砂微滤池3和气浮处理池4，碱性吸收剂喷射系统包括输水管5、碱性吸收剂储罐6、计量泵7、空压机8、雾化喷嘴一13、雾化喷嘴二16、雾化喷嘴三18和雾化喷嘴四20；燃煤锅炉9、省煤器10和烟道11依次连接，烟道11上按照烟气的流动方向依次连接喷氨格栅12、静态混合器14、SCR反应器15、空预器17、电除尘器19和脱硫塔21，脱硫塔21与烟囱22连接；进水管1与絮凝沉淀池2连接，絮凝沉淀池2、石英砂微滤池3、气浮处理池4依次连接，气浮处理池4通过输水管5连接碱性吸收剂储罐6，碱性吸收剂储罐6经过计量泵7和空压机8分别连接雾化喷嘴一13、雾化喷嘴二16、雾化喷嘴三18和雾化喷嘴四20；雾化喷嘴一13设置在省煤器10和SCR反应器15之间的烟道11内，雾化喷嘴二16设置在SCR反应器15和空预器17之间的烟道11内，雾化喷嘴三18设置在空预器17和电除尘器19之间的烟道11内，雾化喷嘴四20设置在电除尘器19和脱硫塔21之间的烟道11内。
具体的，絮凝沉淀池2中设置有加药装置和搅拌装置，用于加入相应的化学制剂实现对废水的预处理。
具体的，省煤器10和SCR反应器15之间烟道11内的雾化喷嘴一13设置于喷氨格栅12之后、静态混合器14之前。
具体的，皂化废水进水的PH值大于10，且NaOH含量大于0.5mg/L。
具体的，雾化喷嘴一13、雾化喷嘴二16、雾化喷嘴三18和雾化喷嘴四20使吸收剂浆液在150℃~950℃的烟气中雾化为平均粒径小于100μm的液滴。
利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置的工作方法，过程如下：皂化废水中含有大量脂肪酸、蛋白质、色素及氯化钠、碳酸钠等杂质，需经过一定的预处理去除杂质和有机物，皂化废水通过进水管1进入絮凝沉淀池2，通过絮凝加药装置，添加聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁中的一种或几种，以充分沉降废水中的悬浮物，絮凝处理后的皂化废水静置澄清一段时间后，上层液体溢流进入石英砂微滤池3中去除废水中的沉渣，分离出的上清液溢流进入气浮处理池4去除上层有机物杂质，分离出的清液通过输水管5进入碱性吸收剂储罐6中，然后通过计量泵7和空压机8将碱性吸收剂通过雾化喷嘴一13、雾化喷嘴二16、雾化喷嘴三18和雾化喷嘴四20分别喷洒至省煤器10和SCR反应器15之间的烟道11内、SCR反应器15和空预器17之间的烟道11内、空预器17和电除尘器19之间的烟道11内、以及电除尘器19和脱硫塔21之间的烟道11内。
以某电厂600MW机组为例，总烟气量为2*106Nm3/h，碱性吸收剂的流量5.5m3/h。其中雾化喷嘴一13、雾化喷嘴二16、雾化喷嘴三18、雾化喷嘴四20的碱性吸收剂的喷射流量分别为2m3/h、2m3/h、1m3/h、0.5m3/h，雾化液滴粒径为20~80μm，SO3的脱除效率可达到80%以上。
本发明结构科学合理，能让碱性皂化废水与烟气中的SO3充分反应，对烟气中的SO3脱除效果好，变废为宝，大大降低了燃煤锅炉的烟气SO3脱除成本，适合推广使用。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置，包括燃煤锅炉（9）、省煤器（10）、烟道（11）、喷氨格栅（12）、静态混合器（14）、SCR反应器（15）、空预器（17）、电除尘器（19）、脱硫塔（21）和烟囱（22），其特征在于，还包括皂化废水预处理系统和碱性吸收剂喷射系统，所述皂化废水预处理系统包括进水管（1）、絮凝沉淀池（2）、石英砂微滤池（3）和气浮处理池（4），所述碱性吸收剂喷射系统包括输水管（5）、碱性吸收剂储罐（6）、计量泵（7）、空压机（8）、雾化喷嘴一（13）、雾化喷嘴二（16）、雾化喷嘴三（18）和雾化喷嘴四（20）；所述燃煤锅炉（9）、省煤器（10）和烟道（11）依次连接，所述烟道（11）上按照烟气的流动方向依次连接喷氨格栅（12）、静态混合器（14）、SCR反应器（15）、空预器（17）、电除尘器（19）和脱硫塔（21），所述脱硫塔（21）与烟囱（22）连接；所述进水管（1）与絮凝沉淀池（2）连接，所述絮凝沉淀池（2）、石英砂微滤池（3）、气浮处理池（4）依次连接，所述气浮处理池（4）通过输水管（5）连接碱性吸收剂储罐（6），所述碱性吸收剂储罐（6）经过计量泵（7）和空压机（8）分别连接雾化喷嘴一（13）、雾化喷嘴二（16）、雾化喷嘴三（18）和雾化喷嘴四（20）；所述雾化喷嘴一（13）设置在省煤器（10）和SCR反应器（15）之间的烟道（11）内，且雾化喷嘴一（13）设置于喷氨格栅（12）之后、静态混合器（14）之前，所述雾化喷嘴二（16）设置在SCR反应器（15）和空预器（17）之间的烟道（11）内，所述雾化喷嘴三（18）设置在空预器（17）和电除尘器（19）之间的烟道（11）内，所述雾化喷嘴四（20）设置在电除尘器（19）和脱硫塔（21）之间的烟道（11）内。
2.根据权利要求1所述的利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置，其特征在于，所述絮凝沉淀池（2）中设置有加药装置和搅拌装置，用于加入相应的化学制剂实现对废水的预处理。
3.根据权利要求1所述的利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置，其特征在于，皂化废水进水的PH值大于10，且NaOH含量大于0.5mg/L。
4.根据权利要求1所述的利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置，其特征在于，所述雾化喷嘴一（13）、雾化喷嘴二（16）、雾化喷嘴三（18）和雾化喷嘴四（20）使吸收剂浆液在150℃~950℃的烟气中雾化为平均粒径小于100μm的液滴。
5.一种如权利要求1~4中任一项所述的利用碱性皂化废水脱除燃煤电厂烟气中SO3的装置的工作方法，其特征在于，过程如下：皂化废水通过进水管（1）进入絮凝沉淀池（2），通过絮凝加药装置，添加聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁中的一种或几种，以充分沉降废水中的悬浮物，絮凝处理后的皂化废水静置澄清一段时间后，上层液体溢流进入石英砂微滤池（3）中去除废水中的沉渣，分离出的上清液溢流进入气浮处理池（4）去除上层有机物杂质，分离出的清液通过输水管（5）进入碱性吸收剂储罐（6）中，然后通过计量泵（7）和空压机（8）将碱性吸收剂通过雾化喷嘴一（13）、雾化喷嘴二（16）、雾化喷嘴三（18）和雾化喷嘴四（20）分别喷洒至省煤器（10）和SCR反应器（15）之间的烟道（11）内、SCR反应器（15）和空预器（17）之间的烟道（11）内、空预器（17）和电除尘器（19）之间的烟道（11）内、以及电除尘器（19）和脱硫塔（21）之间的烟道（11）内。
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