CN113634099A - 一种两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统，包括空预器前烟道、空预器、除尘器前烟道、除尘器、碱基液加药箱及两个雾化喷嘴；空预器前烟道经空预器及除尘器前烟道与除尘器的入口相连通，两个雾化喷嘴分别布置于空预器前烟道内及除尘器前烟道内，该系统能够实现脱硫废水的源头减量，降低后续零排放系统的成本。
Description
技术领域
本发明属于烟气脱氯及脱硫废水处理领域，涉及一种两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统。
背景技术
现阶段，脱硫废水零排放的主流处理技术主要有蒸汽热源蒸发结晶、旁路烟气蒸发零排放技术等。然而，当前的蒸汽热源蒸发结晶和旁路烟气蒸发零排放技术都是从尾端对脱硫废水进行处理，普遍具有处理费用较高、投资较大的问题。实际上，湿法脱硫技术在对SO2进行控制的同时对HCl也有很高的脱除效率，在烟气进入脱硫塔与石灰石浆液接触时，其中的HCl也被捕集下来，WFGD脱除的HCl越多，脱硫废水的量就越大。因此，从烟气中预先脱除HCl，降低进入WFGD的HCl浓度，可望大大降低脱硫废水的排放量，浙江大学的赵虹课题组利用脱硫废水配置碱基液，利用喷嘴将碱基液雾化后与从空预器后烟道引出的烟气反应，脱氯效率可达70％。然而，燃煤电厂烟气流量大(满负荷300MW工况下约为100000Nm3/h)且成分复杂，烟气中的HCl中的浓度很低，仅为十几至几十ppm，脱氯效率受飞灰、SO2(数百至数千ppm)、HF、SO3等酸性气体影响较大，飞灰影响碱基液与HCl的接触面积，增加了酸性气体向液膜溶解的阻力，增加了气液直接接触的成本；SO2浓度为HCl的数十甚至数百倍，显著竞争与碱基液的反应，其他酸性气体与HCl大致在同一数量级，同样存在竞争效应，因此要达到较高的脱氯效率，就需要增加Na/Cl比，这无疑增加了处理成本。目前的烟气脱氯研究多集中在向空预器后的烟道内通过喷入雾化后的碱基液与烟气中的HCl进行反应而脱除，若所喷的碱基液量过低，脱氯效率也很低，若碱基液量过大，可能存在因雾化蒸发不完全而引起烟道及后续除尘等处理设施腐蚀的风险，同时也增加了处理成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统，该系统能够实现脱硫废水的源头减量，降低后续零排放系统的成本。
为达到上述目的，本发明所述的两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统包括空预器前烟道、空预器、除尘器前烟道、除尘器、碱基液加药箱及两个雾化喷嘴；
空预器前烟道经空预器及除尘器前烟道与除尘器的入口相连通，两个雾化喷嘴分别布置于空预器前烟道内及除尘器前烟道内。
碱基液加药箱的出口与雾化喷嘴的入口相连通，空压机的出口与雾化喷嘴的入口相连通。
雾化喷嘴的喷射方向与烟气气流方向相反。
碱基液加药箱内设置有化学计量泵。
碱基液加药箱的出口经蠕动泵与雾化喷嘴的入口相连通。
还包括烟气流速与烟气温度监测装置、HCl在线监测仪器及控制柜；
烟气流速与烟气温度监测装置的各测点布置于空预器前烟道及除尘器前烟道内部，HCl在线监测仪器的测点布置于空预器前烟道的入口处，控制柜与烟气流速与烟气温度监测装置、HCl在线监测仪器及蠕动泵相连接。
还包括除尘器后烟道及吸附单元；除尘器的出口与除尘器后烟道相连通，吸附单元布置于除尘器后烟道内。
所述碱基液加药箱的材质为有机高分子材料或不锈钢材料。
所述吸附单元中的吸附剂呈蜂窝状。
空预器前烟道为水平或竖直烟道。
除尘器前烟道为水平或竖直烟道。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统在具体操作时，通过雾化喷嘴将碱基液沿与烟气气流相反的方向喷入烟道内，所喷烟道分为两段，分别为空预器前烟道及除尘器前烟道，通过两段式烟气喷碱脱氯，使得HCl达到较高的脱除效率，进一步以氯盐的形式进入飞灰后被除尘器捕集，实现脱硫废水的源头减量，降低后续零排放系统的成本，另外，本发明中的雾化喷嘴位于空预器前烟道及除尘器前烟道内，可以保证喷雾液滴完全蒸发，降低烟道、烟囱及后续除尘器等设备被腐蚀的风险。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的原理图；
图3为本发明的安装位置图。
其中，1为空预器前烟道、2为空预器、3为除尘器前烟道、4为雾化喷嘴、5为空压机、6为蠕动泵、7为HCl在线监测仪器、8为烟气流速与烟气温度监测装置、9为碱基液加药箱、10为化学计量泵、11为吸附单元。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1、图2及图3，本发明所述的用于脱硫废水减量的烟气喷碱脱氯系统包括空预器前烟道1、空预器2、除尘器前烟道3、雾化喷嘴4、空压机5、蠕动泵6、HCl在线监测仪器7、烟气流速与烟气温度监测装置8、碱基液加药箱9、化学计量泵10及吸附单元11；
空预器前烟道1经空预器2及除尘器前烟道3与除尘器的入口相连通，两个雾化喷嘴4分别布置于空预器前烟道1内及除尘器前烟道3内，且雾化喷嘴4的喷射方向与烟气气流方向相反。
碱基液加药箱9的出口经蠕动泵6与雾化喷嘴4的入口相连通，碱基液加药箱9内设置有化学计量泵10，空压机5的出口与雾化喷嘴4的入口相连通。
烟气流速与烟气温度监测装置8的各测点布置于空预器前烟道1及除尘器前烟道3内部，HCl在线监测仪器7的测点布置于空预器前烟道1的入口处，控制柜与烟气流速与烟气温度监测装置8、HCl在线监测仪器7、化学计量泵10及蠕动泵6相连接。
除尘器的出口与除尘器后烟道相连通，吸附单元11布置于除尘器后烟道内。
进一步地，空预器前烟道1为水平或竖直烟道，作为烟气喷碱脱氯的第一段反应区，烟气温度为300℃以上。
所述空预器2用于对烟气加热，以提高锅炉热效率。
除尘器前烟道3为水平或竖直烟道，为烟气喷碱脱氯的第二段反应区，除尘器前烟道3内的烟气温度为100℃-200℃。
碱基液成分为NaOH、NaHCO3、Na2CO3、Ca(OH)2及NH3·H2O。
所述烟气流速与烟气温度监测装置8用于实时在线监测烟气流量及烟气温度的变化情况，烟气流速通过背靠管测量，烟气温度通过热电偶测量。
所述碱基液加药箱9的材质为耐高温高压、抗腐蚀的有机高分子材料或不锈钢材料。
所述吸附单元11中的吸附剂为负载Mn，Ce，Ag金属氧化物在HZSM-5分子筛上制备而成的吸附剂，吸附剂呈蜂窝状。
本发明的具体工作过程为：
1)通过烟气流速与烟气温度监测装置8及HCl在线监测仪器7实时在线跟踪烟气流速、烟温及HCl浓度的变化，根据HCl浓度的变化通过蠕动泵6自动调整碱基液的喷射量；
2)在碱基液加药箱9内，通过化学计量泵10将高浓度碱液注入溶剂中，同时通过蠕动泵6将碱基液加药箱9中的碱基液送入雾化喷嘴4中，根据碱基液需求通过流量计控制其流量，通过空压机5将空气送入雾化喷嘴4中，通过压缩空气冲击碱基液，以形成雾化液滴；
3)烟气气流到达空预器前烟道1后，在工艺流量范围内在空预器前烟道1内通过雾化喷嘴4喷入碱基液，碱基液与高温烟气中的HCl充分混合、反应，完成第一段脱除；
4)烟气气流经第一段脱氯处理后进入除尘器前烟道3中，温度降为100℃-200℃，在除尘器前烟道3内通过雾化喷嘴4喷入碱基液，碱基液与烟气中的HCl充分混合、反应，完成第二段脱除，最终以氯盐的形式进入除尘器进行除尘，然后经吸附单元11进行深度去除后进入到脱硫塔中。
本发明通过烟气流速与烟气温度监测装置8及HCl在线监测仪器7实时在线跟踪烟气流速、烟温及HCl浓度的变化，根据HCl浓度参数变化自动调整碱基液的喷射量，然后通过雾化喷嘴4将碱基液沿与烟气气流相反的方向喷入烟道内，所喷烟道分为两段，分别为空预器前烟道1及除尘器前烟道3，通过两段式烟气喷碱脱氯，HCl达到较高的脱除效率，进一步以氯盐的形式进入飞灰后被除尘器捕集，然后经吸附单元11对HCl进行深度处理后进入脱硫塔中。
Claims (10)
1.一种两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统，其特征在于，包括空预器前烟道(1)、空预器(2)、除尘器前烟道(3)、除尘器、碱基液加药箱(9)及两个雾化喷嘴；
空预器前烟道(1)经空预器(2)及除尘器前烟道(3)与除尘器的入口相连通，两个雾化喷嘴(4)分别布置于空预器前烟道(1)内及除尘器前烟道(3)内；
碱基液加药箱(9)的出口与雾化喷嘴(4)的入口相连通，空压机(5)的出口与雾化喷嘴(4)的入口相连通。
2.根据权利要求1所述的两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统，其特征在于，雾化喷嘴(4)的喷射方向与烟气气流方向相反。
3.根据权利要求1所述的两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统，其特征在于，碱基液加药箱(9)内设置有化学计量泵(10)。
4.根据权利要求1所述的两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统，其特征在于，碱基液加药箱(9)的出口经蠕动泵(6)与雾化喷嘴(4)的入口相连通。
5.根据权利要求4所述的两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统，其特征在于，还包括烟气流速与烟气温度监测装置(8)、HCl在线监测仪器(7)及控制柜；
烟气流速与烟气温度监测装置(8)的各测点布置于空预器前烟道(1)及除尘器前烟道(3)内部，HCl在线监测仪器(7)的测点布置于空预器前烟道(1)的入口处，控制柜与烟气流速与烟气温度监测装置(8)、HCl在线监测仪器(7)及蠕动泵(6)相连接。
6.根据权利要求1所述的两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统，其特征在于，还包括除尘器后烟道及吸附单元(11)；除尘器的出口与除尘器后烟道相连通，吸附单元(11)布置于除尘器后烟道内。
7.根据权利要求1所述的两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统，其特征在于，所述碱基液加药箱(9)的材质为有机高分子材料或不锈钢材料。
8.根据权利要求6所述的两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统，其特征在于，所述吸附单元(11)中的吸附剂呈蜂窝状。
9.根据权利要求1所述的两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统，其特征在于，空预器前烟道(1)为水平或竖直烟道。
10.根据权利要求1所述的两段式烟气喷碱结合吸附法脱氯的系统，其特征在于，除尘器前烟道(3)为水平或竖直烟道。
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| CN113976077A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-01-28 | 华能山东发电有限公司 | 一种可用于燃煤电厂烟气深度脱氯的吸附剂制备方法 |
| CN113976077B (zh) * | 2021-11-26 | 2023-06-13 | 华能山东发电有限公司 | 一种可用于燃煤电厂烟气深度脱氯的吸附剂制备方法 |
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