CN208617570U - 一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统和方法，属于环境保护技术领域，包括烧结装置、脱硫装置、脱硝装置、压滤装置、臭氧发生装置、烟囱、混合池、锅炉、高炉，烧结装置的烟气出口连接脱硫装置，臭氧发生装置与脱硫装置连接，烧结装置的物料出口分别连接锅炉、高炉，锅炉换热介质出口连接烧结装置，高炉的煤气出口连接烧结装置，脱硫装置与脱硝装置连接，脱硝装置的烟气出口连接烟囱，脱硫装置、脱硝装置分别连接压滤装置，压滤装置的滤液出口分别与脱硫装置、混合池连接，混合池与烧结装置连接。脱硫塔、脱硝塔分别连接压滤装置脱硫，压滤后的废液进入烧结装置脱硝，达到处理脱硫脱硝废水的目的。

Description

一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统

技术领域

本实用新型属于环境保护技术领域，具体涉及一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统和方法。

背景技术

根据全国烧结/球团脱硫方法分布，湿法脱硫在整个脱硫方法中占绝大多数，占比高达83.5％，而在湿法脱硫方法中石灰石-石膏法占据绝大多数。臭氧氧化脱硝由于适用于烧结工艺和烟气特点而被部分烧结厂应用。201610290678.7，一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理装置及工艺，公开了一种湿法脱硫脱硝的废水的处理方法。利用超重力反应器，使燃煤锅炉产生的烟气与吸收液进行强化吸收，再经过除雾器进行除雾，然后排出，通入空气进行强制氧化，然后加入脱氮剂进行脱氮处理，经过氧化和脱氮处理后送入烟道对烟气进行喷淋降温。

湿法脱硫脱硝过程中会产生大量的排污废水，同时也会造成烟气中携带出的水分过多。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的一个目的是提供一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统。先利用脱硫废水和脱氮废水进行反应去除钙离子和硫酸根离子，然后利用焦粉或煤粉与脱氮废水中的亚硝酸根和硝酸根发生反应去除氮。

为了解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统，包括烧结装置、脱硫装置、脱硝装置、压滤装置、臭氧发生装置、烟囱、混合池、锅炉、高炉，烧结装置的烟气出口连接脱硫装置，臭氧发生装置与脱硫装置连接，烧结装置的物料出口分别连接锅炉、高炉，锅炉换热介质出口连接烧结装置，高炉的煤气出口连接烧结装置，脱硫装置与脱硝装置连接，脱硝装置的烟气出口连接烟囱，脱硫装置、脱硝装置分别连接压滤装置，压滤装置的滤液出口分别与脱硫装置、混合池连接，混合池与烧结装置连接。

脱硫塔和脱硝塔同时连接压滤装置，压滤装置内钙离子和硫酸根离子反应得到硫酸钙滤渣，达到废水脱硫的目的，混合池的混合液与烧结机连接，混合液内的硝酸根和亚硝酸根离子与焦粉、煤粉反应达到废水脱硝的目的。

优选的，烧结装置包括生料器、匀拌滚筒、混合器、烧结机、空气再热器，烧结机的烟气通过管道依次连接引风机、电除尘器进入脱硫装置，烧结机的尾部设置空气再热器，烧结机的空气再热器一侧的物料出口连接空预器。

烧结机的物料运动到烧结机尾部后，利用烧结矿余热通过空气再热器加热空气，经过布袋除尘后进入烟囱，加热烟气，提高烟气的升力，防止白烟生成，物料进入空预器利用物料的温度加热空预器的换热介质空气，换热介质空气一部分进入锅炉加热锅炉，后进入烧结机烧嘴与物料燃烧，另一部分直接进入烧结机烧嘴与物料燃烧，空预器下方的物料进入高炉内，在高炉内与焦炭、石灰石等发生反应得到炉渣和煤气，煤气通入烧结机内参与烧结反应，炉渣进入高炉下方的炉渣收集器。

进一步优选的，空预器物料进入下方的物料收集器，空预器内被加热的空气一部分直接进入烧结机的烧嘴，一部分经过锅炉换热后再进入烧结机的烧嘴。

进一步优选的，空气再热器与布袋除尘器连接，布袋除尘器出来的热烟气(洁净的热空气)进入烟囱。

优选的，高炉下方设置炉渣收集器，高炉顶部的煤气出口通过管道依次连接煤气储罐、烧结机烧嘴。

优选的，脱硫装置包括脱硫塔、脱硫沉淀池、脱硫澄清池、脱硫浆液池，脱硫塔的废液进入脱硫沉淀池，脱硫沉淀池经过分离后的废液进入压滤装置，压滤装置的废液一部分进入脱硫澄清池，一部分进入混合池，脱硫浆液池连接脱硫澄清池，脱硫澄清池连接脱硫塔。

脱硫塔产生的废液进入脱硫沉淀池内经过沉淀后，脱硫沉淀池底部浆液废液进入压滤装置，压滤装置得到的清液返回脱硫澄清池，脱硫澄清池的清液用于脱硫塔喷淋脱硫，脱硫浆液池用于给脱硫澄清池提供浆液。

优选的，脱硝装置包括脱硝塔、脱硝沉淀池、脱硝澄清池、脱硝浆液池，脱硝塔的废液进入脱硝沉淀池，脱硝沉淀池的废浆液经过于富含钙离子的脱硫废液混合生成硫酸钙浆液然后送入压滤装置，脱硝浆液池与脱硝澄清池连接，脱硝澄清池连接脱硝塔。

优选的，脱硝装置的烟气出口与烟囱连接的管道上设置烟气换热器，臭氧发生装置的冷凝水进入烟气换热器作为换热介质，烟气换热器收集的冷凝水进入冷凝水回收器，冷凝水回收器与混合池连接，混合池分别连接炉渣收集器和匀拌滚筒。

进一步优选的，所述烟气换热器设置在脱硝装置的烟气出口与烟囱连接的管道的内部。

脱硝之后的烟气中含有饱和水蒸气，经过除尘后在烟气换热器内冷凝，降低烟气的水蒸气含量，降低水含量的烟气与布袋除尘器的热烟气汇合可以提高烟气的温度，提高烟气的升力，两种效果叠加可以减少白烟现象。

优选的，臭氧发生装置包括臭氧发生器、臭氧热交换器、冷却塔，臭氧热交换器与臭氧发生器连接，臭氧热交换器与冷却塔双向连接，冷却塔与烟气换热器双向连接。

冷却塔输出的冷凝水同时也作为烟气换热器的换热介质冷却烟气。

本实用新型的有益效果：

1)本申请将烧结烟气经过脱硫塔和脱硝塔后产生的废水先进行反应生成硫酸钙实现脱硫处理，废液又返回烧结机与还原物料反应实现脱硝处理，相比与现有技术的烟气脱硫脱硝进一步处理了产生的废水达到循环利用，无害化处理的目的；

2)烧结机产生的高热物料的热量与空预器、锅炉之间循环再利用，物料的热量加热空气，空气作为烧结的原料，加热的空气进入锅炉换热，加热锅炉；烧结机产生烧结物料进入高炉再利用，高炉产生的煤气作为烧结的原料；

3)脱硫脱硝所用臭氧来自于臭氧发生装置，冷却塔的冷凝水作为烟囱入口烟气换热器的换热介质；

4)烟囱换热器可以降低烟气中的水蒸气含量，同时布袋除尘器的热烟气可以加热烟气，达到消白烟的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统图；

图2为一次水混料与脱硫脱硝废水滤液混料的烧结热重温度失重图；

图3为一次水混料与脱硫脱硝废水滤液混料的烧结热重温度失重速率图；

图4为一次水混料与脱硫脱硝废水滤液混料的不同温度烧结产物分析图(4a为一次水混料；4b为废水混料)；

其中：

1、烧结机，2、匀拌滚筒，3、混合器，4、生料器，5、工业净化器，6、引风机，7、电除尘器，8、脱硫塔，9、脱硫沉淀池，10、脱硫澄清池，11、脱硫浆液池，12、脱硝塔，13、脱硝沉淀池，14、脱硝澄清池，15、脱硝浆液池，16、压滤系统，17、烟气换热器，18、空气再热器，19、布袋除尘器，20、烟囱，21、物料旋转浆，22、空预器，23、物料收集器，24、锅炉，25、高炉，26、炉渣收集器，27、煤气储罐，28、湿式电除尘器，29、冷凝水回收器，30、混合池，31、臭氧发生器，32、臭氧热交换器，33、冷却塔。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面结合实施例对本实用新型进一步说明

实施例1

一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统，包括烧结装置、脱硫装置、脱硝装置、压滤系统、臭氧发生装置、烟囱、混合池、锅炉、高炉，烧结装置的烟气出口连接脱硫装置，臭氧发生装置与脱硫装置连接，烧结装置的物料出口分别连接锅炉、高炉，锅炉换热介质出口连接烧结装置，高炉的煤气出口连接烧结装置，脱硫装置与脱硝装置连接，脱硝装置的烟气出口连接烟囱，脱硫装置、脱硝装置分别连接压滤装置，压滤装置的滤液出口分别与脱硫装置、混合池连接，混合池与烧结装置连接。

烧结装置包括生料器4、匀拌滚筒2、混合器3、烧结机1、空气再热器18，烧结机1的烟气通过管道依次连接引风机6、电除尘器6进入脱硫装置8，烧结机1的尾部设置尾部烟气收集器18，空气再热器18与布袋除尘器19连接，布袋除尘器19出来的热烟气进入烟囱20，烧结机1的尾部烟气收集器18一侧的物料出口连接空预器22，空预器22物料进入下方的物料收集器23，空预器22内被加热的空气一部分直接进入烧结机1的烧嘴，一部分经过锅炉换24热后再进入烧结机1的烧嘴。

匀拌滚筒的上方设置工业净化器5用于净化烟尘。

高炉25下方设置炉渣收集器26，高炉25顶部的煤气出口通过管道依次连接煤气储罐27、烧结机1烧嘴。

脱硫装置包括脱硫塔8、脱硫沉淀池9、脱硫澄清池10、脱硫浆液池11，脱硫塔8的废液进入脱硫沉淀池9，脱硫沉淀池9经过分离后的废液进入压滤装置，压滤装置的废液一部分进入脱硫澄清池10，一部分进入混合池30，脱硫浆液池11连接脱硫澄清池10，脱硫澄清池10连接脱硫塔8。

脱硝装置包括脱硝塔12、脱硝沉淀池13、脱硝澄清池14、脱硝浆液池15，脱硝塔12的废液进入脱硝沉淀池13，脱硝沉淀池13的废液经过与脱硫废液混合送入压滤系统，脱硝浆液池15与脱硝澄清池14连接，脱硝澄清池14连接脱硝塔12。

脱硝装置的烟气出口与烟囱20连接的管道上设置烟气换热器17，臭氧发生装置的冷却塔33的冷水进入烟气换热器17作为换热介质，烟气换热器17收集的冷凝水进入冷凝水回收器29，冷凝水回收器2分别与炉渣收集器26、混合池30连接。

臭氧发生装置包括臭氧发生器31、臭氧热交换器32、冷却塔33，臭氧热交换器32的被冷却的水进入臭氧发生器31，臭氧热交换器32与冷却塔33双向连接，冷却塔33与烟气换热器17双向连接。

实施例1的方法压滤装置内的压滤前后的Ca²⁺、SO₄ ^2-浓度对比如表1所示。

表1压滤前后的Ca²⁺、SO₄ ^2-浓度对比表

离子	压滤前(mg/L)	压滤后(mg/L)
			Ca<sup>2+</sup>	58563.5	5934.2
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>	79718.5	8031.1

实施例2一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的方法

1)烧结—烟气

熟料、生料和混合池排入的混合液(主要成分为Ca²⁺、NO₃ ^-、少量NO₂ ^-)进入烧结装置内的混合器得到混合料，混合料在烧结机内与高炉输入的煤气、空预器和锅炉输入的空气混合燃烧，得到的烧结物料进入空预器，空预器冷却下来的烧结物料进入高炉；

2)烟气脱硫、脱硝

烧结机排出的烟气(成分为微细粒、粉尘、CO、CO₂、SO₂、NO_X等)和臭氧发生装置的臭氧汇合后进入脱硫塔，脱硫塔产生的废液(主要成分为Ca²⁺和SO₄ ^2-)进入脱硫沉淀池进行沉淀，沉淀池的下层脱硫废浆液进入压滤装置，脱硫塔排出的烟气进入脱硝塔，脱硝塔产生的废液(主要成分为SO₄ ^2-、NO₃ ^-、少量NO₂ ^-)进入脱硝沉淀池，脱硝沉淀池的废液经过也脱硫废液混合后进入压滤装置；

3)废水脱硫

在压滤装置内脱硫滤液和脱硝滤液发生如下反应得到硫酸钙滤渣，滤渣经过压滤后得到的清液(主要成分为Ca²⁺、SO₄ ^2-、NO₃ ^-、少量NO₂ ^-)一部分返回脱硫澄清池，一部分进入混合池，

Ca²⁺+SO₄ ^2-→CaSO₄。

4)废水脱硝

脱硝塔排出的烟气(主要成分为CO₂、CO、达到超净排放标准浓度的NOx、SO₂)进入湿式电除尘后进入烟气换热器进行回收冷凝水，再经烟囱排出，烟气换热器的冷凝水进入冷凝水回收器，冷凝水回收器的冷凝水进入混合池，混合池的混合液进入混料，然后协同烧结料烧结装置，烧结机内的温度为600-750℃，混合料在烧结机内经过的时间为30s，在烧结机内发生如下反应；

由图2、3所示，图2中样品一为掺混了普通一次水混料的烧结料，样品二为掺混了脱硫脱硝废水滤液的烧结料，图3中a线(用画圈表示的)为一次水混料的烧结料，b线为掺混了脱硫脱硝废水的混料的烧结料，为了研究掺混了废水的烧结料在烧结过程中是否产生NO_x的进一步析出做了相关实验。采用热重联合傅里叶红外进行测验，设置热重的开始温度为30℃，氩气为保护气、流量为20ml/min，压缩空气作为反应气体、流量为50ml/min，结束温度为1000℃。傅里叶红外附件TGA-IR设置气体池温度为200℃，管路温度为200℃。

样品一为掺混了普通一次水混料的烧结料，样品二为掺混了脱硫脱硝废水滤液的烧结料，分别称取15mg的研磨后粉料置于热重坩埚中进行热重实验，设置升温从30℃至1000℃，15℃/min，具体失重图如图2和图3所示。两种混料中失重规律整体一致，0-200℃水分丧失，300℃为烧结料中的焦粉煤粉热解挥发，420℃为固定碳的燃烧产生CO₂和CO，由于所用煤矿为菱铁矿主要成分为FeCO₃，同时烧结料中也有部分CaCO₃，在600-800℃二者碳酸根开始分解成为CO₂。从失重曲线来看，废水参与混料并不会造成烧结过程途径发生改变，废水参与下对烧结工艺和烧结矿的产生没有影响。

由图4所示，利用热重与傅里叶红外联合使用，设置傅里叶TGA-IR附件气体反应池200℃，管路200℃，烧结料在烧结过程中产生的烧结气进入傅里叶红外气体分析池进行分析，经过不同水混料混合后在不同温度产生的烧结烟气在傅里叶红外中的吸收光谱图如图3所示，4a为一次水混料、4b为废水滤液混料。CO₂在500℃以后开始大量产生，NO和SO₂在800℃开始有明显生成。CO和CO₂在温度的不断升高中开始产生，但当温度达到1000℃时二者的产量极具下降。不同水混料烧结产物类似，废水的添加对烧结烟气产物影响不大。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统，其特征在于：包括烧结装置、脱硫装置、脱硝装置、压滤装置、臭氧发生装置、烟囱、混合池、锅炉、高炉，烧结装置的烟气出口连接脱硫装置，臭氧发生装置与脱硫装置连接，烧结装置的物料出口分别连接锅炉、高炉，锅炉换热介质出口连接烧结装置，高炉的煤气出口连接烧结装置，脱硫装置与脱硝装置连接，脱硝装置的烟气出口连接烟囱，脱硫装置、脱硝装置分别连接压滤装置，压滤装置的滤液出口分别与脱硫装置、混合池连接，混合池与烧结装置连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：烧结装置包括生料器、匀拌滚筒、混合器、烧结机、空气再热器，烧结机的烟气通过管道依次连接引风机、电除尘器进入脱硫装置，烧结机的尾部设置空气再热器，烧结机的空气再热器一侧的物料出口连接空预器。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：空预器物料进入下方的物料收集器，空预器内被加热的空气一部分直接进入烧结机的烧嘴，一部分经过锅炉换热后再进入烧结机的烧嘴。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：空气再热器与布袋除尘器连接，布袋除尘器出来的热烟气进入烟囱。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：高炉下方设置炉渣收集器，高炉顶部的煤气出口通过管道依次连接煤气储罐、烧结机烧嘴。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：脱硫装置包括脱硫塔、脱硫沉淀池、脱硫澄清池、脱硫浆液池，脱硫塔的废液进入脱硫沉淀池，脱硫沉淀池经过分离后的废液进入压滤装置，压滤装置的废液一部分进入脱硫澄清池，一部分进入混合池，脱硫浆液池连接脱硫澄清池，脱硫澄清池连接脱硫塔。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：脱硝装置包括脱硝塔、脱硝沉淀池、脱硝澄清池、脱硝浆液池，脱硝塔的废液进入脱硝沉淀池，脱硝沉淀池的废浆液经过于富含钙离子的脱硫废液混合生成硫酸钙浆液然后送入压滤装置，脱硝浆液池与脱硝澄清池连接，脱硝澄清池连接脱硝塔。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：脱硝装置的烟气出口与烟囱连接的管道上设置烟气换热器，臭氧发生装置的冷凝水进入烟气换热器作为换热介质，烟气换热器收集的冷凝水进入冷凝水回收器，冷凝水回收器分别与炉渣收集器、混合池连接。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述烟气换热器设置在脱硝装置的烟气出口与烟囱连接的管道的内部。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：臭氧发生装置包括臭氧发生器、臭氧热交换器、冷却塔，臭氧热交换器与臭氧发生器连接，臭氧热交换器与冷却塔双向连接，冷却塔与烟气换热器双向连接。