CN205109349U - 玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统，所述系统包括玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元、烟气除尘装置、分解制氨装置和烟气脱硫及二次脱硝单元。烟气一次脱硝以氨为脱硝剂在玻璃炉窑烧嘴蓄热室中完成，后续氨法脱硫同时可实现二次脱硝，利用脱硫产物硫酸铵制取氨和硫酸氢铵，氨可用作一次脱硝吸收剂，硫酸氢铵进一步制得双氧水作为烟气中NOx氧化剂，残液可循环利用，因此本实用新型一次脱硝过程无需外供氨，烟气中剩余NOx在后续氨法脱硫过程中被二次脱除。本实用新型的玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统及工艺简单，脱硫脱硝效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统。
背景技术
玻璃炉窑烟气中主要污染物有SOx、NOx和粉尘，其中SOx主要是SO2，NOx污染物主要为NO和NO2，烟气中粉尘颗粒细小且粘性较强。由于玻璃行业在烟气排放治理方面起步较晚，甚至有些玻璃炉窑烟气没有经过处理就直接排放到大气中，对大气造成的污染日益严重。随着对环保要求的提高，促使玻璃行业对玻璃炉窑烟气脱硫脱硝除尘进行综合治理。
目前，烟气脱硝技术是利用脱硝还原剂与烟气中的NOx反应进行脱硝。采用氨水为脱硝剂时，氨与氮氧化物反应并生成无毒无污染的氮气。但是该技术中脱硝剂氨需要外供，并且脱硝过程需要耗费大量脱硝剂。
目前，氨法烟气脱硫技术具有脱硫效率高、脱硫工艺简单、操作稳定、无二次污染、同时具有一定的脱硝能力等特点，因而得到广泛应用。但其脱硝率较低，存在氨的逃逸，容易产生气溶胶。
实用新型内容
本实用新型提供一种玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统，烟气一次脱硝以氨为脱硝剂在玻璃炉窑烧嘴蓄热室中完成，后续氨法脱硫同时可实现二次脱硝，利用脱硫产物硫酸铵与烟气换热分解得到氨，氨可用作一次脱硝吸收剂。因此本实用新型一次脱硝过程无需外供氨，烟气中剩余NOx在后续氨法脱硫过程中被二次脱除，解决了现有技术中以氨为脱硝剂的脱硝方法中氨源需要外供并且氨耗量大，以及氨法脱硫过程中脱硝效果差等问题。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
本实用新型提供了一种玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统。
所述玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统包括玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元、烟气除尘装置、分解制氨装置和烟气脱硫及二次脱硝单元；
其中，烟气依次通过玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元、烟气除尘装置、分解制氨装置和烟气脱硫及二次脱硝单元；
玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元包括蓄热段和脱硝段，在脱硝段设有氨喷射系统，氨喷射系统连接有氨水储存装置；
分解制氨装置产生的氨气进入所述氨水储存装置；
烟气脱硫及二次脱硝单元设有亚硫酸铵喷淋系统，烟气脱硫及二次脱硝单元的硫酸铵出口与分解制氨装置的溶液入口相连。
进一步地，所述玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统还包括氧化剂制备装置，所述分解制氨装置排出的硫酸氢铵溶液经管道与所述氧化剂制备装置的入口连接，分解制氨装置的烟气出口和氧化剂制备装置的氧化剂出口分别连接到氧化反应器上，氧化反应器上的烟气出口与烟气脱硫及二次脱硝单元的烟气入口相连。
进一步地，在玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元中，所述蓄热段包括第一蓄热段和第二蓄热段，烟气依次经过第一蓄热段、脱硝段和第二蓄热段。
进一步地，烟气脱硫及二次脱硝单元包括脱硫脱硝塔和塔外氧化区，脱硫脱硝塔的溶液出口与塔外氧化区相连，塔外氧化区的硫酸铵溶液出口与分解制氨装置的溶液入口相连。
进一步地，塔外氧化区设有空气入口。
更具体地，所述烟气除尘装置进气口与玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元烟气排出管道连接，除尘装置烟气出口与分解制氨装置连接。所述分解制氨装置设有烟气进口和烟气出口，分解制氨装置的烟气进口通过管道与除尘装置烟气出口连接。所述分解制氨装置还设有硫酸铵溶液入口和硫酸氢铵出口，其中，硫酸铵溶液入口与塔外氧化区连接，硫酸氢铵出口与氧化剂制备装置入口连接，硫酸铵溶液与烟气换热后分解产生的氨气经管道进入氨水储存装置，分解制氨装置排出的硫酸氢铵经管道进入氧化剂制备装置。氧化剂制备装置生产氧化剂双氧水，残液硫酸氢铵溶液回流至装置入口循环利用。由氧化剂制备装置排出的双氧水和经分解制氨装置排出的烟气分别连接于氧化反应器上，氧化反应器的烟气出口与烟气脱硫及二次脱硝单元相连。烟气脱硫及二次脱硝单元包括脱硫脱硝塔和塔外氧化区。所述脱硫脱硝塔设有烟气入口，脱硫脱硝塔的烟气入口与氧化反应器的烟气出口相连。在脱硫脱硝塔烟气入口上方设有亚硫酸铵喷淋系统，喷淋系统上方设置除雾器，塔顶部设置烟气出口。塔底部连接中和反应区和氧化区。在中和反应区设置氨水加入口，中和反应后的溶液亚硫酸铵作为脱硫吸收循环液，通过吸收液循环泵连接到喷淋系统。塔外氧化区设有空气入口，塔外氧化区排出的硫酸铵溶液与分解制氨装置入口连接。
玻璃炉窑燃烧后的热烟气通过烧嘴蓄热室时将热量传递给蓄热体，在烟气温度为900-1100℃的区段设置氨喷射系统，进行脱硝反应，脱硝后烟气离开玻璃炉窑进行电除尘，然后与脱硫产物硫酸铵溶液换热，降温后的烟气与氧化剂双氧水混合，烟气中的NO被氧化成NO2，进入氨法脱硫脱硝塔，脱硫吸收剂亚硫酸铵在脱硫同时，也可将部分NO2脱除，实现了二次脱硝，脱硫脱硝除尘后烟气在脱硫脱硝塔顶除雾后排放。从脱硫脱硝塔底排出的溶液部分中和、部分氧化，氧化后为硫酸铵溶液，硫酸铵溶液与烟气换热后发生分解反应，生成氨气和硫酸氢铵。氨气制得氨水可作为玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝吸收剂，硫酸氢铵溶液电解得到双氧水，作为烟气中NOx氧化剂，残液为硫酸氢铵可循环利用。
采用上述玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统的玻璃炉窑烟气脱硫脱硝工艺，包括：
(1)玻璃炉窑燃烧后的热烟气经蓄热段一次降温后，进入脱硝段，氨水储存装置将氨水供至氨喷射系统，氨喷射系统喷射氨水溶液以对所述一次降温后的热烟气进行一次脱硝，所述一次脱硝后的烟气二次降温后离开玻璃炉窑；
(2)离开玻璃炉窑的烟气进入烟气除尘装置，脱除烟气中的粉尘；
(3)经除尘后，烟气进入分解制氨装置，与分解制氨装置中的硫酸铵溶液换热后进入烟气脱硫及二次脱硝单元；在分解制氨装置中换热后的硫酸铵溶液发生分解反应，得到氨气和硫酸氢铵溶液，所述氨气进入所述氨水储存装置得到所述氨水溶液；
(4)进入烟气脱硫及二次脱硝单元的烟气与亚硫酸铵溶液接触，进行脱硫脱硝，最后经过处理后的烟气排放；烟气脱硫及二次脱硝单元排出的硫酸铵溶液进入分解制氨装置。
其中，所述步骤(1)中，烟气进入脱硝段前温度为900-1100℃，采用选择性非催化还原法脱硝。
所述步骤(1)中，玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元包括第一蓄热段、脱硝段和第二蓄热段，烟气先经第一蓄热段降温后，进入脱硝段，一次脱硝后的烟气再经第二蓄热段继续降温至200-280℃左右离开玻璃炉窑。
所述步骤(3)中，得到的所述硫酸氢铵溶液进入氧化剂制备装置生产氧化剂，氧化剂制备装置排出的氧化剂与分解制氨装置排出的烟气分别进入氧化反应器中，将烟气中的NO氧化成NO2，离开氧化反应器的烟气进入烟气脱硫及二次脱硝单元。
所述步骤(4)中，吸收了SO2和NOx的亚硫酸铵溶液由脱硫脱硝塔的塔底排出，部分进入塔外氧化区；在塔外氧化区通入空气，将溶液中的亚硫酸铵氧化为硫酸铵，所述硫酸铵进入分解制氨装置。
更具体地，所述玻璃炉窑烟气脱硫脱硝工艺包括：
(1)玻璃炉窑燃烧后热烟气通过烧嘴蓄热室时首先经过第一蓄热段，烟气温度降低将热量传递给蓄热体，在烟气温度降至900-1100℃的范围内时，达到选择性非催化还原法脱硝有效反应温度，进入脱硝段，在脱硝段内设置氨喷射系统，以氨水作为脱硝吸收剂，进行一次脱硝。脱硝之后烟气继续通过第二蓄热段降温后离开玻璃炉窑。脱硝反应式为：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
(2)离开玻璃炉窑的烟气通过电除尘，脱除玻璃炉窑烟气中细小且具粘性的粉尘。
(3)经电除尘后，烟气温度160-240℃，进入分解制氨装置，与脱硫产物硫酸铵溶液换热，降温至130-150℃的烟气与双氧水混合，保持双氧水与烟气中NO的摩尔比为1-1.5，烟气中的NO被氧化成NO2，然后进入脱硫单元。反应式为：
NO氧化：NO+H2O2→NO2+H2O
(4)烟气由进气口进入脱硫脱硝塔，向上流动穿过喷淋系统，与吸收液逆流接触，脱硫吸收剂为亚硫酸铵，烟气中的SO2被循环吸收液吸收。由于烟气中的NO被氧化成NO2，NO2易溶于水，加强了与液相吸收剂的反应程度，因此在脱硫同时，烟气中剩余部分NOx(NO、NO2)与亚硫酸铵溶液反应，生成硫酸铵和氮气，实现了二次脱硝。脱硫脱硝除尘后烟气在脱硫脱硝塔顶除雾后排放。
吸收了SO2和NOx的溶液由塔底排出，部分进入中和反应区，部分进入塔外氧化区。在中和反应区加入氨水，将溶液中的亚硫酸氢铵中和为具有吸收能力的亚硫酸铵，通过吸收液循环泵送至喷淋系统，作为脱硫吸收循环液。在塔外氧化区注入空气，将溶液中亚硫酸铵氧化成硫酸铵，进入分解制氨装置。
此部分反应式为：
脱硫吸收：SO2+H2O＝H2SO3
(NH4)2SO3+SO2＝NH4HSO3
二次脱硝：4(NH4)2SO3+2NO2＝4(NH4)2SO4+N2
2(NH4)2SO3+2NO＝2(NH4)2SO4+N2
中和：NH4HSO3+NH3＝(NH4)2SO3
氧化：(NH4)2SO3+1/2O2＝(NH4)2SO4
(5)由塔外氧化区排出的硫酸铵溶液进入分解制氨装置，在装置内硫酸铵溶液与除尘后烟气进行换热发生分解反应，反应温度为100-120℃，生成氨气和硫酸氢铵。反应式为：
(NH4)2SO4＝NH3+NH4HSO4
氨气制得氨水可作为玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝吸收剂，硫酸氢铵溶液进入氧化剂制备装置，经电解得到双氧水，作为烟气中NOx氧化剂，残液为硫酸氢铵可循环利用。
(6)本实用新型提供的一种玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统及工艺，由系统内部流程可得到氨及NOx氧化剂双氧水，无须外供氨，即可进行脱硝，并且脱硫过程中可二次脱硝，系统无残液产生，属于无污染循环利用技术，具有氨耗量小，脱硝效率高，工艺系统简单和投资小等优点。
(7)本实用新型玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统及工艺，脱硫率大于95％，脱硝率70-90％。
本实用新型的有益效果
(1)本实用新型利用脱硫脱硝产物硫酸铵制取氨和硫酸氢铵，氨可用作一次脱硝吸收剂，无须外供氨，降低了整个脱硫脱硝系统的氨耗量，硫酸氢铵进一步制得双氧水作为烟气中NOx氧化剂，避免消耗大量外供氧化剂来提高脱硝率，残液硫酸氢铵可循环利用。
(2)本实用新型烟气一次脱硝采用选择性非催化还原法，在烟气排出玻璃炉窑之前，在烧嘴蓄热室中进行一次脱硝，在后续氨法脱硫过程中烟气中部分剩余NOx被二次脱除，相对于选择性非催化还原法脱硝，此工艺增加了烟气中NOx的脱除率，脱硝率为70-90％。
(3)本实用新型采用氨法脱硫工艺，脱硫率大于95％。由于补氨在塔外进行，避免了氨与烟气直接接触，避免了烟气中夹带氨以及产生气溶胶。
(4)本实用新型烟气一次脱硝在玻璃炉窑蓄热室中完成，后续氨法脱硫同时可实现二次脱硝，脱硫产物硫酸铵后续处理系统可制得一次脱硝吸收剂氨和NOx氧化剂双氧水，并且无残液产生，整个脱硫脱硝系统及工艺简单，投资小，脱硫脱硝效率高。
附图说明
图1为根据本实用新型的玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统及工艺流程示意图。
具体实施方式
结合图1进一步叙述本实用新型的具体实施方案。
实施例1
本实用新型提供了一种玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统，所述系统包括玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元、烟气除尘装置、分解制氨装置、氧化剂制备装置和烟气脱硫及二次脱硝单元。
其中，烟气依次通过玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元、烟气除尘装置、分解制氨装置和烟气脱硫及二次脱硝单元。
玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元包括第一蓄热段、脱硝段和第二蓄热段，脱硝段设置在第一蓄热段和第二蓄热段之间，在脱硝段设有氨喷射系统，氨水储存装置与氨喷射系统连接。
所述分解制氨装置设有烟气进口和烟气出口，分解制氨装置的烟气进口通过管道与除尘装置烟气出口连接，所述分解制氨装置还设有硫酸铵溶液入口和硫酸氢铵溶液出口，其中，硫酸铵溶液入口与烟气脱硫及二次脱硝单元的硫酸铵溶液出口连接，硫酸氢铵出口与氧化剂制备装置入口连接，硫酸铵溶液与烟气换热后分解产生的氨气经管道进入氨水储存装置，分解制氨装置排出的硫酸氢铵经管道进入氧化剂制备装置；氧化剂制备装置生产双氧水，残液硫酸氢铵溶液回流至装置入口循环利用；由氧化剂制备装置排出的双氧水和经分解制氨装置排出的烟气分别连接于氧化反应器上，氧化反应器的烟气出口与烟气脱硫及二次脱硝单元的烟气入口相连。
烟气脱硫及二次脱硝单元包括脱硫脱硝塔、吸收液循环泵、塔外中和反应区和塔外氧化区。脱硫脱硝塔内设有亚硫酸铵喷淋系统。脱硫脱硝塔溶液出口连接到塔外中和反应区和塔外氧化区。塔外氧化区的硫酸铵出口与分解制氨装置的溶液入口相连。
其工艺如下：
一次脱硝：玻璃炉窑内的热烟气流经烧嘴蓄热室时首先经过第一蓄热段，烟气温度降低将热量传递给蓄热体。当烟气温度降为900℃时，进入脱硝段，氨喷射系统设置在脱硝段，采用氨水作为脱硝吸收剂，对烟气进行一次脱硝。脱硝之后烟气继续通过第二蓄热段降温，当温度降为-200℃离开玻璃炉窑。一次脱硝反应式为：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
除尘：玻璃炉窑烟气粉尘粒径较小，粘性较强，采用电除尘器可以获得较佳的脱除效果。
脱硫及二次脱硝：经电除尘后，烟气温度-160℃，进入硫酸铵分解制氨装置，烟气与脱硫产物硫酸铵溶液换热，降温至130℃的烟气与氧化剂制备装置制备的氧化剂双氧水在氧化反应器混合，使双氧水与烟气中NO的摩尔比为1.1，烟气中的NO被氧化成NO2，然后进入脱硫脱硝塔。烟气进入脱硫脱硝塔后向上流动穿过喷淋系统，与吸收液逆流接触，脱硫吸收液为亚硫酸铵，烟气中的SO2被循环吸收液吸收，吸收液pH值保持在5左右。在脱硫同时，烟气中剩余部分NO、NO2与亚硫酸铵溶液反应，生成硫酸铵和氮气，实现了二次脱硝。脱硫脱硝除尘后烟气在脱硫塔顶除雾后排放。反应式为：
NO氧化：NO+H2O2→NO2+H2O
脱硫吸收：SO2+H2O＝`H2SO3
(NH4)2SO3+SO2＝NH4HSO3
二次脱硝：4(NH4)2SO3+2NO2＝4(NH4)2SO4+N2
2(NH4)2SO3+2NO＝2(NH4)2SO4+N2
吸收了SO2和NOx的溶液由塔底排出，部分进入中和反应区，部分进入塔外氧化区。在中和反应区加入氨水，将溶液中的亚硫酸氢铵中和为具有吸收能力的亚硫酸铵，通过吸收液循环泵送至喷淋系统，作为脱硫吸收循环液。在氧化区注入空气，将溶液中亚硫酸铵氧化成硫酸铵，进入分解制氨装置。反应式为：
中和：NH4HSO3+NH3＝(NH4)2SO3
氧化：(NH4)2SO3+1/2O2＝(NH4)2SO4
硫酸铵处理：由塔外氧化区排出的硫酸铵溶液与除尘后烟气换热之后在100-120℃发生分解反应，生成氨气和硫酸氢铵。反应式为：
(NH4)2SO4＝NH3+NH4HSO4
氨气制得氨水可作为玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝吸收剂，硫酸氢铵溶液电解得到双氧水，作为烟气中NOx氧化剂，残液为硫酸氢铵可循环利用。
本实用新型使玻璃炉窑烟气脱硫率大于95％，脱硝率70％。
实施例2：
采用与实施例1相同的脱硫脱硝系统及工艺。当玻璃炉窑烧嘴蓄热室内烟气温度降为1100℃时，进行一次脱硝，烟气离开玻璃炉窑时温度为-280℃。经电除尘后，烟气温度-240℃，进入硫酸铵分解制氨装置，烟气与脱硫产物硫酸铵溶液换热，降温至150℃的烟气与制备的氧化剂双氧水混合，使双氧水与烟气中NO的摩尔比为1.35，烟气中的NO被氧化成NO2，然后进入脱硫脱硝塔。脱硫吸收液pH值保持在6左右，完成脱硫和二次脱硝过程。
烟气脱硫率大于95％，脱硝率85％。
Claims (5)
1.一种玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统，包括：玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元，烟气除尘装置，分解制氨装置，和烟气脱硫及二次脱硝单元；
其中，烟气依次通过玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元、烟气除尘装置、分解制氨装置和烟气脱硫及二次脱硝单元；
玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元包括蓄热段和脱硝段，在脱硝段设有氨喷射系统，氨喷射系统连接有氨水储存装置；
所述分解制氨装置产生的氨气进入所述氨水储存装置；
烟气脱硫及二次脱硝单元设有亚硫酸铵喷淋系统，烟气脱硫及二次脱硝单元的硫酸铵出口与分解制氨装置的溶液入口相连。
2.根据权利要求1所述的玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统，其中，还包括氧化剂制备装置，所述分解制氨装置排出的硫酸氢铵溶液经管道与所述氧化剂制备装置入口连接，分解制氨装置的烟气出口和氧化剂制备装置的氧化剂出口分别连接到氧化反应器上，氧化反应器上的烟气出口与烟气脱硫及二次脱硝单元的烟气入口相连。
3.根据权利要求1所述的玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统，其中，在玻璃炉窑烧嘴蓄热室一次脱硝单元中，所述蓄热段包括第一蓄热段和第二蓄热段，烟气依次经过第一蓄热段、脱硝段和第二蓄热段。
4.根据权利要求1所述的玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统，其中，烟气脱硫及二次脱硝单元包括脱硫脱硝塔和塔外氧化区，所述亚硫酸铵喷淋系统设置在脱硫脱硝塔内，脱硫脱硝塔的溶液出口与塔外氧化区相连，塔外氧化区的硫酸铵出口与分解制氨装置的溶液入口相连。
5.根据权利要求4所述的玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统，其中，
塔外氧化区设有空气入口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520830601.5U CN205109349U (zh) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | 玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统 |
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Cited By (1)
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| CN105194991A (zh) * | 2015-10-26 | 2015-12-30 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 玻璃炉窑烟气脱硫脱硝系统及工艺 |
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2015
- 2015-10-26 CN CN201520830601.5U patent/CN205109349U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (2)
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