CN203591690U

CN203591690U - 一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞的系统

Info

Publication number: CN203591690U
Application number: CN201320608788.5U
Authority: CN
Inventors: 刘保国
Original assignee: ZHONG POLERIS GREENTECH HOLDINGS CO Ltd
Current assignee: Beijing jump LIAN Environmental Engineering Co., Ltd.; Zhong Poleris Greentech Holdings Co., Ltd.
Priority date: 2013-09-29
Filing date: 2013-09-29
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2023-09-29

Abstract

本实用新型涉及一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞的系统，本系统包括烟气产生装置，通过烟道和所述烟气产生装置相连的除尘器，通过烟道和所述除尘器相连的吸收塔，所述吸收塔的顶部连接有烟囱，所述吸收塔的底部连接有氧化风机和过滤器，所述过滤器上连接有分离器，所述分离器上连接有盐液浓缩结晶装置，所述盐液浓缩结晶装置上连接有成品包装装置，氧化烟道设在除尘器与吸收塔相连的烟道上，所述氧化烟道上连接有强氧化系统，用于提供强氧化剂。本实用新型能使大型工业所产生烟气达到95%以上的脱硫率、85%以上的脱硝率和90%以上的脱汞率，本套系统投资成本低，能量消耗低且使用便捷，适合多种领域的烟气脱硫脱硝脱汞处理，是其他单独脱硫脱硝系统所不能比拟的。

Description

一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞的系统

技术领域

本实用新型涉及一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞的系统。

背景技术

燃煤、天然气、重油等在利用过程中以及一些化工生产中产生的氮氧化物和硫氧化物对大气环境造成了严重危害。目前对大气污染治理普遍采取的脱硫技术有干法、半干法和湿法等几类。干法和半干法存在脱硫效率不高的缺点。传统湿法脱硫工艺一般都是采用先酸碱中和反应，然后氧化中和产物，因此，这些脱硫方法都存在氧化难，且氧化不彻底；副产物成分复杂等问题，例如石灰石石膏法脱硫，氨法脱硫等。且传统脱硫方法不具备脱硝能力。

氮氧化物脱除方法主要有两类：一类是通过燃烧过程控制氮氧化物的产生，效率约30～50%，此法脱硝效率低，并且易造成炉内管道结渣。第二类烟气脱硝技术是欧美、日本等国家广泛应用的选择性催化还原技术SCR，脱硝效率一般在80%，该法脱硝装置设置在高温段，烟气中粉尘较多，易引起催化剂的堵塞、磨损，其中含有的重金属会引起催化剂中毒，运行和投资费用昂贵。

新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223--2011)规定的大气污染物排放浓不仅对硫氧化物和氮氧化物排放要求有了提高，并且提出在2015年1月1日以后对重金属汞有了排放要求。

因此，研发一种新的低成本高效率的脱硫脱硝技术的开发势在必行。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞的系统，本实用新型能使大型工业所产生烟气达到95%以上的脱硫率、85%以上的脱硝率和90%以上的脱汞率，本套系统投资成本低，能量消耗低且使用便捷，适合多种领域的烟气脱硫脱硝脱汞处理，是其他单独脱硫脱硝系统所不能比拟的。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞的系统，包括烟气产生装置，通过烟道和所述烟气产生装置相连的除尘器，通过烟道和所述除尘器相连的吸收塔，所述吸收塔的顶部连接有烟囱，所述吸收塔的底部连接有氧化风机和过滤器，所述过滤器上连接有分离器，所述分离器上连接有盐液浓缩结晶装置，所述盐液浓缩结晶装置上连接有成品包装装置，氧化烟道设在除尘器与吸收塔相连的烟道上，所述氧化烟道上连接有强氧化系统，用于提供强氧化剂。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述氧化烟道内安装有均布器。

采用此步骤的有益效果是氧化烟道主要作用是将不溶于水的低价态氮氧化物氧化成溶于水的高价态氮氧化物，均布器用于将强氧化剂与烟气充分混合、氧化。

进一步，所述强氧化系统由液氧储罐、汽化器及臭氧发生器组成，所述液氧储罐与汽化器相连，所述汽化器与臭氧发生器连接，所述臭氧发生器与氧化烟道相连。

进一步，所述强氧化剂为臭氧或双氧水。

进一步，所述吸收塔内设有中和剂供给口，所述中和剂为NaOH、KOH、Ca(OH)₂、CaO、MgO、CaCO₃、NH₃·H₂O、NH₄HCO₃和海水中的一种或多种的混合物。

进一步，还包括中和剂储罐，用于提供中和剂，所述中和剂储罐上连接有供给泵，所述供给泵与中和剂供给口连接，将中和剂泵入吸收塔内。

进一步，所述吸收塔内设有重量比为1:1的水和有机催化剂的混合液，有机催化剂可循环利用；所述有机催化剂经过过渡期实现全部国产。

本实用新型一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞的系统的有益效果是：

1、本系统在现有烟气脱硫系统基础上增设了脱硝功能，无需高温段，无需对原烟气发生系统作任何改动，只增设了一套强氧化系统，即实现了对烟气的低温脱硝。

2、本系统本身具有脱汞能力，在国家对重金属汞有排放要求时，无需增设脱汞系统。有机催化剂具有吸附重金属汞的能力，吸收时间约为16000个小时，当有机催化剂达到饱和后，可采用洗涤、沉淀等方式分离有机催化剂中的重金属，从而使有机催化剂重新具备吸附汞的能力。

3、本系统的反应过程可以看出：SO₂先与水和有机催化剂生成临时共价化合物，抑制H₂SO₃的逆向分解，然后H₂SO₃被氧气氧化生成H₂SO₄，有机催化剂脱离，最后加入中和剂发生中和反应，即：“先氧化，后中和”，故中和反应完全，反应产物成分稳定；本实用新型完全不同于传统湿法脱硫的“先中和、后氧化”的过程，即：亚硫酸首先与脱硫剂反应生成亚硫酸盐，然后由氧气氧化亚硫酸盐的过程；因此，本实用新型克服了先中和反应生成的亚硫酸盐氧化困难、氧化不彻底以及副产物成分复杂等问题。

本实用新型一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞系统的特点：

ⅰ脱硫效果极强：在脱硫系统建成后，即使燃煤的含硫率有很大的升高，有机催化烟气清洁系统仍能将烟气出口平均含硫量控制在极低的排放值（如50mg/m³）以下；

ⅱ具有多效减排能力：在同一个脱硫系统中，可以同时具有脱硫（达99%以上）、脱硝（可达80%以上）、脱重金属（达90%）、等多种烟气减排效果；

ⅲ无二次污染：有机催化法的工艺过程中不产生其它废气、废液或废渣二次污染，真正实现以环保方式解决环保问题；

ⅳ催化剂循环使用，系统占地小，工艺成熟、简单可靠，便于维护，降低了运行成本；

ⅴ可使用高硫燃料节约生产成本：有机催化烟气综合清洁技术利用对燃料含硫量的适应性极强，在确保排放达标的同时，允许和鼓励用户使用高硫燃料以节约生产成本；

ⅵ对烟气条件的波动性有极强的适应能力，可广泛适应特殊烟气如钢铁烧结机、石油石化汽油清洁装置尾气等烟气波动大的工况条件；

ⅶ副产品硫酸铵化肥品质达到国家GB535-1995标准,可带来显著的副产品收益以减少系统运行成本。

附图说明

图1为本实用新型一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1对烟气同时脱硫脱硝脱汞系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例2对烟气脱硫（预留脱硝口）系统的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、烟气产生装置，2、烟道，3、除尘器，4、吸收塔，5、烟囱，6、氧化风机，7、过滤器，8、分离器，9、盐液浓缩结晶装置，10、成品包装装置，11、强氧化系统，12、氧化烟道，13、液氧储罐，14、汽化器，15、臭氧发生器，16、除雾器，17、中和剂储罐，18、供给泵，19、排出泵，20、喷淋层。

具体实施方式

以下对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

燃煤锅炉烟气除了硫氧化物，其余的氮氧化物中，一氧化氮占90%以上，其余为二氧化氮等，一氧化氮是较难处理的污染物质之一，当其被氧化为高价态的二氧化氮，三氧化二氮，五氧化二氮后能与水反应生成硝酸和亚硝酸，极易被湿法吸收装置脱除，通过在烟道里加入强氧化剂，可将一氧化氮氧化为高价态氮氧化物，用湿法吸收塔进行脱除，同时少量二氧化硫也可以被氧化成三氧化硫，而三氧化硫比二氧化硫更容易溶于水，因此在汽态过氧化氢氧化后的尾部配合湿法吸收装置，就可以实现同时脱硫脱硝。脱硝效率与喷入的汽态过氧化氢量有关，对于已经配备湿法脱硫装置(或水膜除尘器)的系统，则可以对其进行适当改造，与本实用新型的方法配套，节约投资成本。吸收液为碱液，循环使用，富集的硫酸盐和硝酸盐经过除尘、浓缩、结晶即可出售或进一步处理。本实用新型可防止亚硫酸根和亚硝酸根的分解和氨法中和后的氨逃逸。

如图1所示，一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞的系统，包括烟气产生装置1，通过烟道2和所述烟气产生装置1相连的除尘器3，通过烟道2和所述除尘器3相连的吸收塔4，所述吸收塔4的顶部连接有烟囱5，所述吸收塔4的底部连接有氧化风机6和过滤器7，所述过滤器7上连接有分离器8，所述分离器8上连接有盐液浓缩结晶装置9，所述盐液浓缩结晶装置9上连接有成品包装装置10，氧化烟道12设在除尘器3与吸收塔4相连的烟道2上，所述氧化烟道12上连接有强氧化系统11，用于提供强氧化剂。

所述氧化烟道12内安装有均布器。

所述强氧化剂为臭氧或双氧水。

所述吸收塔内设有中和剂供给口，所述中和剂为NaOH、KOH、Ca(OH)₂、CaO、MgO、CaCO₃、NH₃·H₂O、NH₄HCO₃和海水中的一种或多种的混合物。

还包括中和剂储罐17，用于提供中和剂，所述中和剂储罐17上连接有供给泵18，所述供给泵18与中和剂供给口连接，将中和剂泵入吸收塔4内。

所述吸收塔内设有重量比为1:1的水和有机催化剂的混合液，有机催化剂可循环利用；所述有机催化剂目前为进口。

使用时，烟气产生装置1产生的烟气，经烟道2进入除尘器3除尘，除尘后的烟气进入除尘器3与吸收塔4之间的氧化烟道12内，强氧化剂的加入量与烟气中氮氧化物的含量存在比例关系，氧化烟道12内的均布器使强氧化系统11提供的强氧化剂与烟气充分接触，烟气中低价态的氮氧化物、硫氧化物被强氧化剂氧化成高价态的氮氧化物及硫氧化物，氧化后的烟气进入吸收塔4，在吸收塔4内垂直向上移动，与喷淋层20喷出的混合液中的水发生反应，生成H₂SO₃和HNO₂，H₂SO₃和HNO₂再与混合液中的有机催化剂反应，生成临时共价化合物，临时共价化合物被氧化风机6氧化成H₂SO₄和HNO₃并到达吸收塔4底，同时，有机催化剂从临时共价化合物中分离，中和剂储罐17通过供给泵18将中和剂从中和剂供给口加入到吸收塔4内，与H₂SO₄和HNO₃发生酸碱中和反应，生成硫酸盐和硝酸盐，当盐液浓度达到25%～30%时，硫酸盐、硝酸盐和有机催化剂组成的混合浆液通过排出泵19排出吸收塔外，经过过滤器7过滤除去混合浆液中捕捉到的粉尘，然后由分离器8利用比重的差异对混合浆液中的有机催化剂和盐液进行分离，分离后的有机催化剂返回吸收塔循环利用，盐液经盐液浓缩结晶装置9和成品包装装置10浓缩、干燥、包装后制成固态成品化肥，净化后的烟气经过除雾器16除雾后从烟囱5达标排出。

实施例1

如图2所示，一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞的系统，包括烟气产生装置1，在本实施例中，烟气产生装置1为锅炉，通过烟道2和所述锅炉相连的除尘器3，通过烟道2和所述除尘器3相连的吸收塔4，所述吸收塔4的顶部连接有烟囱5，所述吸收塔4的底部连接有氧化风机6和过滤器7，所述过滤器7上连接有分离器8，所述分离器8上连接有盐液浓缩结晶装置9，所述盐液浓缩结晶装置9上连接有成品包装装置10，氧化烟道12设在除尘器3与吸收塔4相连的烟道2上，所述氧化烟道12上连接有强氧化系统11，用于提供强氧化剂。

所述氧化烟道12内安装有均布器。

所述强氧化系统11由液氧储罐13、汽化器14及臭氧发生器15组成，所述液氧储罐13与汽化器14相连，所述汽化器14与臭氧发生器15连接，所述臭氧发生器15与氧化烟道12相连。

所述强氧化剂为臭氧。

所述吸收塔4内设有中和剂供给口，本实施例中中和剂储罐17内装有NH₃·H₂O，所述中和剂储罐17上连接有供给泵18，所述供给泵18与中和剂供给口连接，将NH₃·H₂O泵入吸收塔4内。

所述吸收塔4内设有重量比为1:1的水和有机催化剂的混合液，有机催化剂可循环利用；所述有机催化剂目前为进口。

使用时，锅炉产生的烟气，经烟道2进入除尘器3除尘，除尘后的烟气进入除尘器3与吸收塔4之间的氧化烟道12内，液氧储罐13提供的液氧经汽化器14汽化后进入臭氧发生器15，臭氧发生器15产生的臭氧进入氧化烟道12，臭氧的加入量与烟气中氮氧化合物的含量存在比例关系，氧化烟道12内的均布器使臭氧与烟气充分接触，烟气中低价态的氮氧化物、硫氧化物被氧化成NO₂、N₂O₃及SO₃，氧化后的烟气进入吸收塔4，在吸收塔4内垂直向上移动，与喷淋层20喷出的混合液中的水发生反应，生成H₂SO₃和HNO₂，H₂SO₃和HNO₂再与混合液中的有机催化剂反应，生成临时共价化合物，临时共价化合物被氧化风机6氧化成H₂SO₄和HNO₃并到达吸收塔4底，同时，有机催化剂从临时共价化合物中分离，中和剂储罐17通过供给泵18将氨水从中和剂供给口加入到吸收塔4内，与H₂SO₄和HNO₃发生酸碱中和反应，生成硫酸盐和硝酸盐，当盐液浓度达到25%～30%时，硫酸盐、硝酸盐和有机催化剂组成的混合浆液通过排出泵19排出吸收塔4外，经过过滤器7过滤除去混合浆液中捕捉到的粉尘，然后由分离器8利用比重的差异对混合浆液中的有机催化剂和盐液进行分离，分离后的有机催化剂返回吸收塔4循环利用，盐液经盐液浓缩结晶装置9和成品包装装置10浓缩、干燥、包装后制成固态成品化肥，净化后的烟气经过除雾器16除雾后从烟囱5达标排出。

吸收塔设计量为4X40t锅炉烟气量，单台40t锅炉烟气量5.8X10⁴Nm/h，烟气温度为115℃，烟气产生装置产生的烟气中SO₂：249mg/m³，NOx：176mg/m³；吸收塔出口检测到的SO₂：3mg/m³，NO_x：25mg/m³。Hg的入口浓度为0.0075ug/m³，Hg的出口浓度为未检出，烟尘的入口浓度为11.6mg/m³，烟尘的出口浓度为9.9mg/m³。

实施例2

如图3所示，一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞的系统，包括烟气产生装置1，在本实施例中，烟气产生装置1为烧结机，通过烟道2和所述锅炉相连的除尘器3，通过烟道2和所述除尘器3相连的吸收塔4，所述吸收塔4的顶部连接有烟囱5，所述吸收塔4的底部连接有氧化风机6和过滤器7，所述过滤器7上连接有分离器8，所述分离器8上连接有盐液浓缩结晶装置9，所述盐液浓缩结晶装置9上连接有成品包装装置10，氧化烟道12设在除尘器3与吸收塔4相连的烟道2上，本实施例没有脱硝的要求，因此在氧化烟道12上预留有强氧化系统11的接口。

所述氧化烟道12内安装有均布器。

所述吸收塔4内设有重量比为1:1的水和有机催化剂的混合液，有机催化剂可循环利用；所述有机催化剂目前暂时进口。

使用时，烧结机产生的烟气，经烟道2进入除尘器3除尘，除尘后的烟气通过烟道进入吸收塔4，在吸收塔4内垂直向上移动，与喷淋层20喷出的混合液中的水发生反应，生成H₂SO₃，H₂SO₃再与混合液中的有机催化剂反应，生成临时共价化合物，临时共价化合物被氧化风机6氧化成H₂SO₄并到达吸收塔4底，同时，有机催化剂从临时共价化合物中分离，中和剂储罐17通过供给泵18将氨水从中和剂供给口加入到吸收塔4内，与H₂SO₄发生酸碱中和反应，生成硫酸盐，当盐液浓度达到25%～30%时，硫酸盐和有机催化剂组成的混合浆液通过排出泵19排出吸收塔4外，经过过滤器7过滤除去混合浆液中捕捉到的粉尘，然后由分离器8利用比重的差异对混合浆液中的有机催化剂和盐液进行分离，分离后的有机催化剂返回吸收塔4循环利用，盐液经盐液浓缩结晶装置9和成品包装装置10浓缩、干燥、包装后制成固态成品化肥，净化后的烟气经过除雾器16除雾后从烟囱5达标排出。

吸收塔设计量为一台烧结机烟气量，烟气量104.55X10⁴Nm/h，烟气温度为150℃，烟气产生装置产生的烟气中设计SO₂：800mg/m³；吸收塔出口设计SO₂：100mg/m³。烟气出口检测数据见下表：

表1

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种对烟气同时脱硫脱硝脱汞的系统，包括烟气产生装置，通过烟道和所述烟气产生装置相连的除尘器，通过烟道和所述除尘器相连的吸收塔，所述吸收塔的顶部连接有烟囱，所述吸收塔的底部连接有氧化风机和过滤器，所述过滤器上连接有分离器，所述分离器上连接有盐液浓缩结晶装置，所述盐液浓缩结晶装置上连接有成品包装装置，其特征在于，氧化烟道设在除尘器与吸收塔相连的烟道上，所述氧化烟道上连接有强氧化系统，用于提供强氧化剂。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氧化烟道内安装有均布器。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述强氧化系统由液氧储罐、汽化器及臭氧发生器组成，所述液氧储罐与汽化器相连，所述汽化器与臭氧发生器连接，所述臭氧发生器与氧化烟道相连。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述强氧化剂为臭氧或双氧水。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述吸收塔内设有中和剂供给口，所述中和剂为NaOH、KOH、Ca(OH)₂、CaO、MgO、CaCO₃、NH₃·H₂O、NH₄HCO₃和海水中的一种或多种的混合物。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括中和剂储罐，所述中和剂储罐上连接有供给泵，所述供给泵与中和剂供给口连接，将中和剂泵入吸收塔内。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述吸收塔内设有重量比为1:1的水和有机催化剂的混合液；所述有机催化剂目前为进口，根据技术引进合约，使用期中已经明确国产化的时间表。