CN205252901U - 一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，包括吸收塔、吸收系统、分离洗涤系统和除雾系统，吸收塔从下到上依次为混合液段、吸收段、洗涤段、除雾段，采取一种新的工艺和装置结构，不仅能进行脱硫脱硝，还能解决烟气夹带催化剂的问题，大大降低运行成本，燃煤烟气经过本系统后，烟气得到净化，而烟气中的污染物二氧化硫、氮氧化物变废为宝，最终形成高品质的硫酸铵、硝酸铵化肥，催化剂在本系统中可循环使用，并且可杜绝烟气中夹带催化剂。

Description

一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置

技术领域

本实用新型涉及一种有机催化法烟气同时脱硫脱的系统，尤其涉及一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，属于燃煤烟气脱硫脱硝领域。

背景技术

目前在大气污染治理领域，燃煤烟气的脱硫脱硝技术很多，其中有机催化烟气综合清洁技术采用的是一种有机催化剂，这是一种有机物与水结合而成的稳定的乳化液，可以从锅炉烟气或烧结烟气中除去酸性气体(SO2、NOx),并能脱除重金属。因其催化剂是循环使用的，而且价格昂贵，目前的工艺很容易造成催化剂从烟气中大量流失，从而造成运行费用大幅度增加。

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有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，采取一种新的工艺和装置结构，不仅能进行脱硫脱硝，还能解决烟气夹带催化剂的问题，大大降低运行成本。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，包括吸收塔、吸收系统、分离洗涤系统和除雾系统，所述吸收塔从下到上依次为混合液段、吸收段、洗涤段、除雾段；所述吸收系统包括位于混合液段的循环吸收液、位于吸收段且带有喷淋头的循环吸收液喷淋管以及循环泵，所述循环泵的液体进口连通循环吸收液，所述循环泵的液体出口连通循环吸收液喷淋管；所述混合液段分别连通有氨水储罐和氧化风机；所述吸收段连通有烟气进入管道，所述烟气进入管道通过引风机连通燃煤烟气，所述烟气进入管道上设有氧化装置，所述烟气进入管道与吸收塔连通处位于循环吸收液的液面与循环吸收液喷淋管之间；所述分离洗涤系统包括液液分离器、催化剂储罐、固液分离器和盐液罐，所述液液分离器的进口通过取出泵连通所述混合液段内的循环吸收液，所述液液分离器的催化剂出口连通催化剂储罐的进口，所述催化剂储罐内设蒸汽盘管和搅拌器，所述催化剂储罐的出口通过过滤泵连通固液分离器的进口，所述固液分离器的固相出口连通炉渣坑，所述固液分离器的滤液出口连通地下储罐，所述地下储罐还通过返塔泵连通所述吸收段，所述液液分离器的净盐液出口连通盐液罐的进口，所述盐液罐的出口通过洗涤泵连通位于洗涤段且带有喷淋头的净盐液喷淋管；所述除雾系统包括工艺水储罐以及位于除雾段的除雾喷淋管、除雾器和除沫器，所述工艺水储罐通过工艺水泵连通除雾喷淋管，所述除雾喷淋管设置在除雾器、除沫器的上方和/或下方；所述吸收塔的顶端与烟气排出管道的一端连通，所述烟气排出管道的另一端与烟囱连通。

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，所述氧化风机包括伸入到所述混合液段底部的空气分布器。

采用上述进一步方案的有益效果是氧化风机的空气分布器伸入到混合液段底部，这样氧化风机排出的空气可以和混合液段的循环吸收液充分混合，提高氧化的效率。

进一步，所述循环吸收液喷淋管设有两根，两根所述循环吸收液喷淋管上下水平设置。

进一步，所述除沫器设置在除雾器的上方，所述除雾喷淋管设有三根，一根设置在除雾器的上方，另外的两根分别设置在除沫器的上方和下方。

进一步，在所述烟气排出管道上设置一段向下弯曲的U型的弯管，所述弯管的底部通过管道连通到地坑中。

采用上述进一步方案的有益效果是烟气排出管道上设置一段向下弯曲的U型的弯管，用来回收烟气排出管道中冷凝下来的含微量催化剂的盐液，并能防止烟囱进水。

进一步，所述洗涤泵与净盐液喷淋管之间的管道还连通化肥制备系统。

采用上述进一步方案的有益效果是当盐液浓度达到一定值以后，可从洗涤泵出口分出一定量进行蒸发结晶包装，副产硫酸铵、硝酸铵混合化肥。

进一步，所述氧化装置为臭氧发生器或双氧水添加罐。

采用上述进一步方案的有益效果是在烟气进入管道中的强氧化剂可以是臭氧或双氧水，也可加入其他可氧化NO的物质或装置。

进一步，所述固液分离器为压滤机或烛式过滤器。

进一步，所述盐液罐的出口还通过管道连通到所述催化剂储罐的出口与过滤泵之间的管道上。

采用上述进一步方案的有益效果是压滤机的滤饼可以用盐液罐的净盐液洗涤。

本实用新型的有益效果是：本实用新型是一种有机催化法烟气同时脱硫、脱硝并防止催化剂逃逸的系统，燃煤烟气经过本系统后，烟气得到净化，而烟气中的污染物二氧化硫、氮氧化物变废为宝，最终形成高品质的硫酸铵、硝酸铵化肥，催化剂在本系统中可循环使用，并且可杜绝烟气中夹带催化剂。

本实用新型洗涤段的净盐液喷淋管喷净盐液，能隔断烟气中夹带的催化剂从烟囱中流失，而且不会改变混合液中盐液的浓度；

本实用新型中的液液分离和固液分离配置组合，融入到系统中，可减少混合液中粉尘的累积，不致于使固液分离设备负荷越来越大，导致最终因粉尘含量高而使系统被迫停运，来处理粉尘问题。

本实用新型中所采用的吸收剂为水和有机催化剂的混合液，按一定比例配制。有机催化剂对烟气中的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体具有强烈捕获能力，并对脱硫、脱硝具有正向反应的促进作用，同时对重金属具有强烈的吸附作用。

本实用新型中所使用的有机吸收剂是系统投入运行前一次性加入，重复使用。本实用新型中各种装置部件的连通是通过本领域常用的一般性管道实现的。

本实用新型适用于有机催化烟气脱硫脱硝系统，同样适用于类似有吸收剂流失的化工、环保吸收工艺。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、吸收塔，2、循环吸收液，3、循环吸收液喷淋管，4、循环泵，5、氨水储罐，51、氨水供给泵，6、氧化风机，61、空气分布器，7、烟气进入管道，71、引风机，72、氧化装置，8、液液分离器，81、取出泵，9、催化剂储罐，91、蒸汽盘管，92、搅拌器，10、固液分离器，101、过滤泵，102、地下储罐，103、返塔泵，11、盐液罐，111、洗涤泵，12、净盐液喷淋管，13、工艺水储罐，131、除雾喷淋管，132、除雾器，133、除沫器，134、工艺水泵，14、烟气排出管道，141、弯管，142、地坑，15、化肥制备系统。

具体实施方式

以下结合附图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。

如图1所示，一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，包括吸收塔1、吸收系统、分离洗涤系统和除雾系统，所述吸收塔1从下到上依次为混合液段、吸收段、洗涤段、除雾段；

所述吸收系统包括位于混合液段的循环吸收液2、位于吸收段且带有喷淋头的循环吸收液喷淋管3以及循环泵4，所述循环泵4的液体进口连通循环吸收液2，所述循环泵4的液体出口连通循环吸收液喷淋管3；

所述混合液段分别连通有氨水储罐5和氧化风机6；

所述吸收段连通有烟气进入管道7，所述烟气进入管道7通过引风机71连通燃煤烟气，所述烟气进入管道7上设有氧化装置72，所述烟气进入管道7与吸收塔1连通处位于循环吸收液2的液面与循环吸收液喷淋管3之间；

所述分离洗涤系统包括液液分离器8、催化剂储罐9、固液分离器10和盐液罐11，所述液液分离器8的进口通过取出泵81连通所述混合液段内的循环吸收液2，所述液液分离器8的催化剂出口连通催化剂储罐9的进口，所述催化剂储罐9内设蒸汽盘管91和搅拌器92，所述催化剂储罐9的出口通过过滤泵101连通固液分离器10的进口，所述固液分离器10的固相出口连通炉渣坑，所述固液分离器10的滤液出口连通地下储罐102，所述地下储罐102还通过返塔泵103连通所述吸收段，所述液液分离器8的净盐液出口连通盐液罐11的进口，所述盐液罐11的出口通过洗涤泵111连通位于洗涤段且带有喷淋头的净盐液喷淋管12；

所述除雾系统包括工艺水储罐13以及位于除雾段的除雾喷淋管131、除雾器132和除沫器133，所述工艺水储罐13通过工艺水泵134连通除雾喷淋管131，所述除雾喷淋管131设置在除雾器132、除沫器133的上方和/或下方；

所述吸收塔1的顶端与烟气排出管道14的一端连通，所述烟气排出管道14的另一端与烟囱连通。

所述氧化风机6包括伸入到所述混合液段底部的空气分布器61。

所述循环吸收液喷淋管3设有两根，两根所述循环吸收液喷淋管3上下水平设置。

所述除沫器133设置在除雾器132的上方所，述除雾喷淋管131设有三根，一根设置在除雾器132的上方，另外的两根分别设置在除沫器133的上方和下方。

在所述烟气排出管道14上设置一段向下弯曲的U型的弯管141，所述弯管141的底部通过管道连通到地坑142中。

所述洗涤泵111与净盐液喷淋管12之间的管道还连通化肥制备系统15。

所述氧化装置72为臭氧发生器或双氧水添加罐。

所述固液分离器10为压滤机或烛式过滤器。

所述盐液罐11的出口还通过管道连通到所述催化剂储罐9的出口与过滤泵101之间的管道上。

本实用新型的系统具体操作流程如下：

由引风机71来的燃煤烟气，在烟气进入管道7里经氧化装置72的强氧化剂臭氧或双氧水(也可加入其他可氧化NO的物质或装置)氧化后，将烟气中的NO氧化为NO₂、N₂O₃、N₂O₅后，从吸收段进入本系统的吸收塔1。烟气在塔内自下往上与从上往下的两层喷淋下来的循环吸收液2逆流接触，烟气中的SO₂和氮氧化物被吸收经一系列化学变化，最终以硫酸铵和硝酸铵的形式进入循环吸收液2。此时，烟气中要夹带很多循环吸收液2，循环吸收液2中含有大部分有机催化剂，烟气继续向上，夹带循环吸收液2的雾滴被上部喷淋下来的净盐液洗涤，将烟气中的催化剂全部清洗下来进入塔底的循环吸收液2中，此刻烟气中夹带的就仅仅是雾状盐液了，经除雾器132、除沫器133后，干净的烟气经烟气排出管道14进入烟囱达标排放，烟气排出管道14上设一段向下弯曲的U型的弯管141，用来回收烟气排出管道14中冷凝下来的含微量催化剂的盐液，并能防止烟囱进水。

在吸收段中，向烟气喷淋吸收剂，吸收剂由有机催化剂和水均匀混合组成，吸收剂中的有机催化剂吸附烟气中的二氧化硫、氮氧化物、重金属及粉尘等后，由重力作用下落到混合液段。

吸收剂由循环泵4提供，送至循环吸收液喷淋管3喷淋烟气，吸收烟气中的污染物后下落到吸收塔的混合液段，之后再由循环泵4到达循环吸收液喷淋管3中，如此循环喷淋烟气。

吸收原理如下：

吸收二氧化硫：

SO₂+H₂O→H₂SO₃

H₂SO₃+LPC(有机催化剂)→LPC·H₂SO₃

吸收氮氧化物：

NO+强氧化剂→N₂O₃+NO₂+H₂O

N₂O₃+NO₂+H₂O→HNO₃+HNO₂

HNO₂+LPC→LPC·HNO₂

吸收剂中的有机催化剂对重金属的吸附作用，可以持续地对烟气中含量很少的重金属进行吸附。有机催化剂对于重金属的吸附无论是否饱和，并不影响脱硫和脱硝工艺的正常进行。有机催化剂在吸附重金属达到饱和后，可以将有机催化剂引出吸收塔1外通过特定的方式进行重金属的脱吸，使得有机催化剂重新具有吸附重金属的能力。

本系统采用塔内强制氧化。在吸收塔1的混合液段中，吸收段产生的亚硫酸、亚硝酸被从吸收塔1底部通入的空气氧化为硫酸和硝酸，与有机催化剂分离，然后硫酸、硝酸与碱性中和剂(本系统使用氨水)反应，生成硫酸铵和硝酸铵，反应式如下：

LPC·H₂SO₃+O₂→H₂SO₄+LPC

H₂SO₄+NH₃+H₂O→(NH₄)₂SO₄+H₂O

LPC·HNO₂+O₂→HNO₃+LPC

HNO₃+NH₃→NH₄NO₃

反应式中的LPC指有机催化剂。

经过氧化、中和后，吸附了污染物的有机催化剂得到再生，恢复吸附能力。

外购的氨水进入氨水储罐5，由氨水供给泵51打到吸收塔1混合液段，去中和吸收产生的硫酸、硝酸。加入吸收塔1的氨水量根据吸收塔混合液段的pH值控制。

氧化所需的空气由氧化风机6提供，并通过位于吸收塔1底部的空气分布器61均匀分布在混合液段下部。

由于烟气中夹带大量的催化剂需要拦截，而且混合液段的催化剂中吸附了很多细颗粒粉尘需要分离，因此本系统特设分离洗涤系统来完善这部分功能。

从塔底由取出泵81取出部分混合液打进液液分离器8中，将含有细微粉尘的催化剂和硫酸铵、硝酸铵盐液分离。分离出的含粉尘的催化剂进入催化剂储罐9，罐内设蒸汽盘管91和搅拌器92，将催化剂加热后由过滤泵101加压打入固液分离器10，可以采用压滤机或烛式过滤器(也可采用其他固液分离设备)，分离出的固相用净盐液洗涤出所含的催化剂后外排至炉渣坑。滤液进入地下储罐102，由返塔泵103加压返回吸收塔1循环使用。液液分离器8分离出的净盐液引入盐液罐11，经洗涤泵111加压后打入吸收塔1洗涤段拦截并洗涤烟气中夹带的催化剂。

当盐液浓度达到一定值以后，可从洗涤泵111出口分出一定量进入化肥制备系统15，进行蒸发结晶包装，副产硫酸铵、硝酸铵混合化肥。

由界外来的工艺水进入工艺水储罐13，经工艺水泵134打到吸收塔1除雾段的除雾喷淋管131中，冲洗除雾器132、除沫器133。

实施例

将本系统实施在脱硫脱硝装置上，烟气量300Nm³/h,烟气温度110℃，烟气中SO₂含量1530mg/Nm³，NO_X含量350mg/Nm³。吸收剂中催化剂：水＝1：1。

在不启动本系统洗涤段和分离洗涤系统时运行24小时，臭氧量充分加入，加氨水控制混合吸收液PH在5.5-6.5，烟囱排放的烟气中SO₂含量在0-15mg/Nm³之间，NO_X含量由10-20mg/Nm³上升到30-50mg/Nm³。虽然烟气中SO₂、NO_X能达标排放，但混合液中的催化剂总量减少到了初加量的30％。

重新配置吸收剂，使得新配置的吸收剂中的催化剂：水＝1:1。依然使用以上条件的烟气，启动系统，并且将本统洗涤段和分离洗涤系统开启，臭氧量充分加入，加氨水控制PH在5.5-6.5，时刻抽样观察吸收液中催化剂含量。稳定运行72小时后，烟囱排放的烟气中SO₂含量在0-16mg/Nm³之间，NO_X含量在10-26mg/Nm³之间。而吸收液中催化剂的量一直保持在初加量不变。

由以上实施例可印证出，本系统在传统工艺的基础上，在吸收塔内增设洗涤段和分离洗涤系统后，不仅能保持烟气出口SO₂、NO_X达标排放，而且杜绝了催化剂从排放的烟气中带出的缺陷，有效保证了昂贵的催化剂不再流失，从而大大降低了本系统运行费用。

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 (9)

1.一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，其特征在于，包括吸收塔(1)、吸收系统、分离洗涤系统和除雾系统，所述吸收塔(1)从下到上依次为混合液段、吸收段、洗涤段、除雾段；

所述吸收系统包括位于混合液段的循环吸收液(2)、位于吸收段且带有喷淋头的循环吸收液喷淋管(3)以及循环泵(4)，所述循环泵(4)的液体进口连通循环吸收液(2)，所述循环泵(4)的液体出口连通循环吸收液喷淋管(3)；

所述混合液段分别连通有氨水储罐(5)和氧化风机(6)；

所述吸收段连通有烟气进入管道(7)，所述烟气进入管道(7)通过引风机(71)连通燃煤烟气，所述烟气进入管道(7)上设有氧化装置(72)，所述烟气进入管道(7)与吸收塔(1)连通处位于循环吸收液(2)的液面与循环吸收液喷淋管(3)之间；

所述分离洗涤系统包括液液分离器(8)、催化剂储罐(9)、固液分离器(10)和盐液罐(11)，所述液液分离器(8)的进口通过取出泵(81)连通所述混合液段内的循环吸收液(2)，所述液液分离器(8)的催化剂出口连通催化剂储罐(9)的进口，所述催化剂储罐(9)内设蒸汽盘管(91)和搅拌器(92)，所述催化剂储罐(9)的出口通过过滤泵(101)连通固液分离器(10)的进口，所述固液分离器(10)的固相出口连通炉渣坑，所述固液分离器(10)的滤液出口连通地下储罐(102)，所述地下储罐(102)还通过返塔泵(103)连通所述吸收段，所述液液分离器(8)的净盐液出口连通盐液罐(11)的进口，所述盐液罐(11)的出口通过洗涤泵(111)连通位于洗涤段且带有喷淋头的净盐液喷淋管(12)；

所述除雾系统包括工艺水储罐(13)以及位于除雾段的除雾喷淋管(131)、除雾器(132)和除沫器(133)，所述工艺水储罐(13)通过工艺水泵(134)连通除雾喷淋管(131)，所述除雾喷淋管(131)设置在除雾器(132)、除沫器(133)的上方和/或下方；

所述吸收塔(1)的顶端与烟气排出管道(14)的一端连通，所述烟气排出管道(14)的另一端与烟囱连通。

2.根据权利要求1所述一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，其特征在于，所述氧化风机(6)包括伸入到所述混合液段底部的空气分布器(61)。

3.根据权利要求1所述一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，其特征在于，所述循环吸收液喷淋管(3)设有两根，两根所述循环吸收液喷淋管(3)上下水平设置。

4.根据权利要求1所述一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，其特征在于，所述除沫器(133)设置在除雾器(132)的上方，所述除雾喷淋管(131)设有三根，一根设置在除雾器(132)的上方，另外的两根分别设置在除沫器(133)的上方和下方。

5.根据权利要求1所述一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，其特征在于，在所述烟气排出管道(14)上设置一段向下弯曲的U型的弯管(141)，所述弯管(141)的底部通过管道连通到地坑(142)中。

6.根据权利要求1所述一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，其特征在于，所述洗涤泵(111)与净盐液喷淋管(12)之间的管道还连通化肥制备系统(15)。

7.根据权利要求1至6任一项所述一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，其特征在于，所述氧化装置(72)为臭氧发生器或双氧水添加罐。

8.根据权利要求1至6任一项所述一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，其特征在于，所述固液分离器(10)为压滤机或烛式过滤器。

9.根据权利要求1至6任一项所述一种有机催化法烟气同时脱硫脱硝防止催化剂逃逸的装置，其特征在于，所述盐液罐(11)的出口还通过管道连通到所述催化剂储罐(9)的出口与过滤泵(101)之间的管道上。