CN209378770U - 一种资源回收型烟气脱硫脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种资源回收型烟气脱硫脱硝装置，包括氨水罐、硫酸亚铁贮罐、过氧化氢贮罐、脱硫脱硝塔、脱硝段旋流器、脱硫段旋流器、离心机、干燥器、包装机、氧化风机；本实用新型还提供了一种资源回收型烟气脱硫脱硝方法。本实用新型脱硫段以氨水为吸收剂，与烟气中的SO2发生化学反应，脱硫效率高达90%~99%，脱硫浆液经氧化得到硫酸铵溶液，烟气中90%以上的NOX为难溶性的NO，脱硝段采用摩尔比为1:6的硫酸亚铁和过氧化氢，脱硝效率高达60%~90%，脱硝喷淋层置于脱硫喷淋层上方，烟气先脱硫后脱硝，避免了NO的氧化受到SO2的影响，脱硝效率高，氧化剂用量少。

Description

一种资源回收型烟气脱硫脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及烟气回收处理领域，尤其涉及一种资源回收型烟气脱硫脱硝装置及方法。

背景技术

目前，火电厂烟气脱硫普遍采用石灰石-石膏湿法工艺，脱硝多采用SCR工艺。二者结合，污染物去除率高。钙基脱硫剂活性相对较低，需要较大液气比才能满足环保排放要求，增加了运行电耗。此外，脱硫副产物石膏价格低廉，在燃烧高硫煤和经济欠发达地区未能全部利用。SCR脱硝工艺采用氨水、液氨或尿素作为还原剂，无具有经济价值的副产物生成。同时，昂贵的钨钛钒催化剂使用寿命仅3年左右，投资运行费用较大。

专利CN 201610302706.2公开了一种烟气脱硫/脱硝的方法，针对除尘后的烟气先采用过氧化氢溶液进行预氧化处理，再利用乙二胺合钴与碱性浆液的混合液进行同步脱硫/脱硝处理。烟气中占NOX90%以上为难溶性的NO，过氧化氢溶液自身氧化性相对较弱，氧化烟气中的NO，受到烟气中SO2的影响，氧化效率低，烟气中NOX难以达标排放，副产物回收利用困难。

专利CN 201610097471.8公开了一种脱硫/脱硝方法，采用多层填料塔，以氨水作为吸收剂，吸收烟气中的SO2和NO2，形成硫酸铵和硝酸铵溶液并回收铵肥。首先，该方法不能脱除烟气中占NOX总量90%以上难溶性的NO，烟气中NOX不能达标排放；其次，填料塔易堵塞，磨损，系统故障率高；最后，为解决脱硫塔出口烟气逃逸氨问题，脱硫塔上部设置清水冲洗装置，系统结构复杂，阻力大，水平衡较难控制。

开发廉价高效的回收法烟气脱硫/脱硝工艺成为近年来研究的热点，以氨水为吸收剂，较低的液气比便可达到很高的脱硫效率，脱硫浆液氧化后为硫酸铵溶液。脱除NOX比SO2困难大的多，主要原因是烟气中90%以上的NOX为不溶于水的NO。若将NO氧化成可溶性的NO2、NO3、N2O5等，以氨水作为吸收剂，可实现烟气脱硝，脱硝浆液为硝酸铵溶液。用原烟气提浓结晶副产物硫酸铵和硝酸铵，经旋流器、离心机分离得到固态颗粒铵肥，再经干燥、包装后得到袋装复合铵肥，系统能耗低，副产物经济价值高。

由过氧化氢和亚铁离子组成的具有超强氧化性的体系，称为芬顿试剂，氧化烟气中不溶于水的NO为可溶性的NO2、NO3、N2O5等，过氧化氢和亚铁控制一定的配比，结合适宜的反应条件，氧化效率高达60%~90%。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种资源回收型烟气脱硫脱硝装置，本实用新型还提供了一种资源回收型烟气脱硫脱硝方法。

本实用新型的创新点在于脱硫段以氨水为吸收剂，与烟气中的SO2发生化学反应，脱硫效率高达90%~99%，烟气中90%以上的NOX为难溶性的NO，脱硝段采用摩尔比为1:6的硫酸亚铁和过氧化氢，在pH值3~5的条件下形成标准芬顿试剂，产生大量具有超强氧化能力的羟基自由基，强制氧化烟气中难溶性的NO为可溶性的NO2、NO3、N2O5等，形成HNO3溶液，脱硝效率高达60%~90%。

技术方案：为了达到上述实用新型目的，本实用新型是这样的完成的，一种资源回收型烟气脱硫脱硝装置，包括氨水罐、硫酸亚铁贮罐、过氧化氢贮罐、脱硫脱硝塔、脱硝段旋流器、脱硫段旋流器、离心机、干燥器、包装机、氧化风机；所述脱硫脱硝塔从下至上依次为脱硝段、脱硫段、脱硫段喷淋层、脱硝段喷淋层、除雾器、烟气出口，脱硝段和脱硫段之间设置有隔板，脱硝段喷淋层和脱硫段喷淋层之间设置有集液盘和防水挡板，集液盘设置在防水挡板上方，脱硫脱硝塔的侧壁上集液盘和防水挡板之间设有落水口，落水口通过落水管和脱硝段连通，脱硫脱硝塔侧壁脱硫段喷淋层处设有烟气入口，脱硝段底部设有脱硝段氧化管，脱硫段底部设有脱硫段氧化管，氧化风机分别和脱硝段氧化管、脱硫段氧化管连通，脱硫段通过管道和脱硫段喷淋层连通，脱硫段和脱硫段喷淋层之间的管道上设有脱硫段循环泵，脱硝段通过管道和脱硝段喷淋层连通，脱硝段和脱硝段喷淋层之间的管道上设有脱硝段循环泵，脱硝段底部通过管道和脱硝段旋流器连通，脱硝段旋流器上设有脱硝段溢流口和脱硝段底流口，脱硝段溢流口通过管道和脱硝段连通，脱硝段底流口通过管道和脱硫段连通，脱硫段底部通过管道和脱硫段旋流器连通，脱硫段底部和脱硫段旋流器之间的管道上设有脱硫段排出泵，脱硫段旋流器上设有脱硫段溢流口和脱硫段底流口，脱硫段溢流口通过管道和脱硫段连通，脱硫段底流口通过管道和离心机连通；离心机再依次和干燥机、包装机连接；氨水罐通过管道分别和脱硝段、脱硫段连通，氨水罐和脱硝段、脱硫段连通的管道上设有氨水罐供应泵，硫酸亚铁贮罐、过氧化氢贮罐分别通过管道和脱硝段连通，硫酸亚铁贮罐和脱硝段连通的管道上设有硫酸亚铁计量泵，过氧化氢贮罐和脱硝段连通的管道上设有过氧化氢计量泵。脱硫脱硝塔底部设脱硝段和脱硫段，由隔板分开，并配置独立的脱硝段喷淋层和脱硫段喷淋层，避免了NO的氧化受到SO2的影响，脱硝效率高，氧化剂用量少。

进一步地，所述脱硫脱硝塔侧壁上脱硝段和脱硫段处均设有搅拌机、密度计、液位计、PH计，脱硫脱硝塔侧壁上脱硝段处还设有氧化-还原电位测定仪。用于实时监测脱硝段浆液和脱硫段浆液中的PH值、密度值、液位值以及脱硝段的电位值，脱硝段的搅拌机可以避免脱硝段浆液沉淀，脱硫段的搅拌机搅拌脱硫段中的脱硫段浆液，使得脱硫段浆液中的亚硫酸铵与空气进行氧化反应。

进一步地，所述除雾器上还设有冲洗系统，冲洗系统包括分布在除雾器周围的冲洗管道和位于脱硫塔外部的冲洗水箱，用于冲洗除雾器表面的结垢。

进一步地，所述除雾器为两级式或多级式除雾器，所述除雾器的形状为平板式、屋脊式或管束式，所述除雾器的材质为PP、玻璃钢或合金材质。

进一步地，所述脱硝段喷淋层和脱硫段喷淋层为一层或多层，可以进一步地脱硫脱硝。

一种资源回收型烟气脱硫脱硝方法，包括以下步骤：

（1）将氨水罐中的氨水由氨水供应泵经过管道输送到脱硫脱硝塔的脱硫段形成脱硫段浆液；

（2）将氨水罐中的氨水由氨水供应泵经过管道输送到脱硫脱硝塔的脱硝段，再将硫酸亚铁贮罐中的硫酸亚铁和过氧化氢贮罐中的过氧化氢按照1:6的摩尔比分别由硫酸亚铁计量泵和过氧化氢计量泵通过管道输送至脱硝段，形成脱硝段浆液；

（3）氧化风机通过脱硝段氧化管将空气通入脱硝段，氧化风机通过脱硫段氧化管将空气通入脱硫段；

（4）脱硝段浆液由管道输送至脱硝段喷淋层，脱硫段浆液由管道输送至脱硫段喷淋层，脱硫段喷淋层的喷淋浆液直接落入脱硫段，脱硝段喷淋层的喷淋浆液落入集液盘后通过落水管又回流至脱硝段；

（5）烟气由烟气入口进入，先与脱硫段喷淋层的喷淋浆液逆流接触发生酸碱中和反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵被脱硫段氧化管中通入的空气氧化成硫酸铵，烟气脱除SO₂后继续向上流动，经过集液盘和防水挡板之间的通道后再与脱硝段喷淋层的喷淋浆液逆流接触发生强制氧化将反应，烟气中难溶性的NO氧化为可溶性的NO2、NO3、N2O5，形成HNO3溶液，HNO3溶液与氨水反应获得硝酸铵溶液；

（6）经过脱硝段喷淋层后的烟气再经过除雾器去除雾滴后由烟气出口排出；

（7）脱硝段浆液的pH值控制在3~5，脱硫段浆液的pH值控制在5~6.5，当脱硝段的pH值降低时，再通过氨水供应泵将氨水罐中的氨水补加调节；

（8）脱硝段浆液和脱硫段浆液的密度均控制在为1140kg/m³，当脱硝段浆液密度增大时，将脱硝段浆液送至脱硝段旋流器进行固液分离，脱硝段旋流器固液分离后的溢流物回流至脱硝段，脱硝段旋流器固液分离后的底流物输送至脱硫段，当脱硫段浆液的密度增大时，将脱硫段浆液送至脱硫段旋流器进行固液分离，脱硫段旋流器固液分离后的溢流物回流至脱硫段，脱硫段旋流器固液分离后的底流物输送至离心机后得到铵盐晶体颗粒，铵盐晶体颗粒再经过干燥机和包装机得到袋装复合铵肥。 脱硫段以氨水为吸收剂，脱硫效率高，脱硝段采用摩尔比为1:6的硫酸亚铁和过氧化氢，在pH值3~5的条件下形成标准芬顿试剂，产生大量具有超强氧化能力的羟基自由基，强制氧化烟气中难溶性的NO为可溶性的NO2、NO3、N2O5等，形成HNO3溶液，脱硝效率高达60%~90%，HNO3与氨水继续反应得到硝酸铵溶液，脱硝段NO氧化为NO2、NO3、N2O5等形成HNO3溶液，一方面为硫酸亚铁和过氧化氢反应产生羟基自由基创造了最适宜的酸性pH值环境，系统无需另外添加酸溶液调节，节约了酸成本；另一方面，脱硝段喷淋层喷出的酸性浆液，有效吸收脱硫后烟气中的逃逸氨，避免了二次污染。

本实用新型的有益效果：与传统技术相比，本实用新型具有如下优点：

（1）脱硫段以氨水为吸收剂，与烟气中的SO2发生化学反应，脱硫效率高达90%~99%，脱硫浆液经氧化得到硫酸铵溶液。

（2）烟气中90%以上的NOX为难溶性的NO，脱硝段采用摩尔比为1:6的硫酸亚铁和过氧化氢，在pH值3~5的条件下形成标准芬顿试剂，产生大量具有超强氧化能力的羟基自由基，强制氧化烟气中难溶性的NO为可溶性的NO2、NO3、N2O5等，形成HNO3溶液，脱硝效率高达60%~90%，HNO3与氨水继续反应得到硝酸铵溶液。

（3）脱硝段密度达1140kg/m³时，由旋流器分离出硝酸铵晶体送至脱硫段。脱硫段利用原烟气提浓，形成硫酸铵和硝酸铵饱和溶液，密度达到1140kg/m³时，经旋流器、离心机、干燥器、包装机等得到袋装复合铵肥，系统能耗低，副产物经济价值高。

(4)脱硝段NO氧化为NO2、NO3、N2O5等形成HNO3溶液，一方面为硫酸亚铁和过氧化氢反应产生羟基自由基创造了最适宜的酸性pH值环境，系统无需另外添加酸溶液调节，节约了酸成本；另一方面，脱硝段喷淋层喷出的酸性浆液，有效吸收脱硫后烟气中的逃逸氨，避免了二次污染。

（5）脱硝喷淋层置于脱硫喷淋层上方，烟气先脱硫后脱硝，避免了NO的氧化受到SO2的影响，脱硝效率高，氧化剂用量少。

附图说明

图1为实施例1、实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，一种资源回收型烟气脱硫脱硝装置，包括氨水罐001、硫酸亚铁贮罐002、过氧化氢贮罐003、脱硫脱硝塔004、脱硝段旋流器005、脱硫段旋流器006、离心机007、干燥器008、包装机009、氧化风机412；脱硫脱硝塔004从下至上依次为脱硝段041、脱硫段042、脱硫段喷淋层044、脱硝段喷淋层047、除雾器048、烟气出口049；除雾器048上还设有冲洗系统，冲洗系统包括分布在除雾器周围的冲洗管道481和位于脱硫塔外部的冲洗水箱482，用于冲洗除雾器048表面的结垢，除雾器048为两级式或多级式除雾器，除雾器048的形状为平板式、屋脊式或管束式，除雾器048的材质为PP、玻璃钢或合金材质。脱硝段041和脱硫段042之间设置有隔板422，脱硫脱硝塔004底部设脱硝段041和脱硫段042，由隔板422分开，并配置独立的脱硝段喷淋层047和脱硫段喷淋层044，避免了NO的氧化受到SO2的影响，脱硝效率高，氧化剂用量少，脱硝段喷淋层047和脱硫段喷淋层044为一层或多层，可以进一步地脱硫脱硝。脱硫脱硝塔004侧壁上脱硝段041处设有搅拌机413、密度计416、液位计417、PH计415、氧化-还原电位测定仪418；脱硫脱硝塔004侧壁上脱硫段042处设有搅拌机423、密度计426、液位计427、PH计425，用于实时监测脱硝段浆液和脱硫段浆液中的PH值、密度值、液位值以及脱硝段的电位值，脱硝段041的搅拌机413可以避免脱硝段浆液沉淀，脱硫段042的搅拌机423搅拌脱硫段042中的脱硫段浆液，使得脱硫段浆液中的亚硫酸铵与空气进行氧化反应；脱硝段喷淋层047和脱硫段喷淋层044之间设置有集液盘045和防水挡板046，集液盘045设置在防水挡板046上方，脱硫脱硝塔004的侧壁上集液盘045和防水挡板046之间设有落水口，落水口通过落水管451和脱硝段041连通，脱硫脱硝塔004侧壁脱硫段喷淋层044处设有烟气入口043，脱硝段041底部设有脱硝段氧化管414，脱硫段042底部设有脱硫段氧化管424，氧化风机412分别和脱硝段氧化管414、脱硫段氧化管424连通，脱硫段042通过管道和脱硫段喷淋层044连通，脱硫段042和脱硫段喷淋层044之间的管道上设有脱硫段循环泵421，脱硝段041通过管道和脱硝段喷淋层047连通，脱硝段041和脱硝段喷淋层047之间的管道上设有脱硝段循环泵411，脱硝段041底部通过管道和脱硝段旋流器005连通，脱硝段旋流器005上设有脱硝段溢流口和脱硝段底流口，脱硝段溢流口通过管道和脱硝段041连通，脱硝段底流口通过管道和脱硫段042连通，脱硫段042底部通过管道和脱硫段旋流器006连通，脱硫段042底部和脱硫段旋流器006之间的管道上设有脱硫段排出泵061，脱硫段旋流器006上设有脱硫段溢流口和脱硫段底流口，脱硫段溢流口通过管道和脱硫段042连通，脱硫段底流口通过管道和离心机007连通；离心机007再依次和干燥机008、包装机009连接；氨水罐001通过管道分别和脱硝段041、脱硫段042连通，氨水罐001和脱硝段041、脱硫段042连通的管道上设有氨水罐供应泵011，硫酸亚铁贮罐002、过氧化氢贮罐003分别通过管道和脱硝段041连通，硫酸亚铁贮罐002和脱硝段041连通的管道上设有硫酸亚铁计量泵021，过氧化氢贮罐003和脱硝段041连通的管道上设有过氧化氢计量泵031。

实施例2：一种资源回收型烟气脱硫脱硝方法，包括以下步骤：将氨水罐001中的氨水由氨水供应泵011经过管道输送到脱硫脱硝塔004的脱硫段042形成脱硫段浆液；将氨水罐001中的氨水由氨水供应泵经过管道输送到脱硫脱硝塔004的脱硝段041，再将硫酸亚铁贮罐中002的硫酸亚铁和过氧化氢贮罐中的过氧化氢按照1:6的摩尔比分别由硫酸亚铁计量泵021和过氧化氢计量泵031通过管道输送至脱硝段041，形成脱硝段浆液；氧化风机412通过脱硝段氧化管414将空气通入脱硝段041，氧化风机412通过脱硫段氧化管424将空气通入脱硫段042；脱硝段浆液由管道输送至脱硝段喷淋层047，脱硫段浆液由管道输送至脱硫段喷淋层044，脱硫段喷淋层044的喷淋浆液直接落入脱硫段042，脱硝段喷淋层047的喷淋浆液落入集液盘045后通过落水管451又回流至脱硝段041；烟气由烟气入口043进入，先与脱硫段喷淋层044的喷淋浆液逆流接触发生酸碱中和反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵被脱硫段氧化管424中通入的空气氧化成硫酸铵，烟气脱除SO₂后继续向上流动，经过集液盘045和防水挡板046之间的通道后再与脱硝段喷淋层047的喷淋浆液逆流接触发生强制氧化将反应，烟气中难溶性的NO氧化为可溶性的NO2、NO3、N2O5，形成HNO3溶液，HNO3溶液与氨水反应获得硝酸铵溶液；经过脱硝段喷淋层047后的烟气再经过除雾器048去除雾滴后由烟气出口049排出；脱硝段浆液的pH值控制在3~5，脱硫段浆液的pH值控制在5~6.5，当脱硝段041的pH值降低时，再通过氨水供应泵011将氨水罐001中的氨水补加调节；脱硝段浆液和脱硫段浆液的密度均控制在为1140kg/m³，当脱硝段浆液密度增大时，将脱硝段浆液送至脱硝段旋流器005进行固液分离，脱硝段旋流器005固液分离后的溢流物回流至脱硝段041，脱硝段旋流器005固液分离后的底流物输送至脱硫段042，当脱硫段042浆液的密度增大时，将脱硫段浆液送至脱硫段旋流器006进行固液分离，脱硫段旋流器006固液分离后的溢流物回流至脱硫段042，脱硫段旋流器006固液分离后的底流物输送至离心机007后得到铵盐晶体颗粒，铵盐晶体颗粒再经过干燥机008和包装机009得到袋装复合铵肥。

Claims (5)

1.一种资源回收型烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，包括氨水罐、硫酸亚铁贮罐、过氧化氢贮罐、脱硫脱硝塔、脱硝段旋流器、脱硫段旋流器、离心机、干燥器、包装机、氧化风机；所述脱硫脱硝塔从下至上依次为脱硝段、脱硫段、脱硫段喷淋层、脱硝段喷淋层、除雾器、烟气出口，脱硝段和脱硫段之间设置有隔板，脱硝段喷淋层和脱硫段喷淋层之间设置有集液盘和防水挡板，集液盘设置在防水挡板上方，脱硫脱硝塔的侧壁上集液盘和防水挡板之间设有落水口，落水口通过落水管和脱硝段连通，脱硫脱硝塔侧壁脱硫段喷淋层处设有烟气入口，脱硝段底部设有脱硝段氧化管，脱硫段底部设有脱硫段氧化管，氧化风机分别和脱硝段氧化管、脱硫段氧化管连通，脱硫段通过管道和脱硫段喷淋层连通，脱硫段和脱硫段喷淋层之间的管道上设有脱硫段循环泵，脱硝段通过管道和脱硝段喷淋层连通，脱硝段和脱硝段喷淋层之间的管道上设有脱硝段循环泵，脱硝段底部通过管道和脱硝段旋流器连通，脱硝段旋流器上设有脱硝段溢流口和脱硝段底流口，脱硝段溢流口通过管道和脱硝段连通，脱硝段底流口通过管道和脱硫段连通，脱硫段底部通过管道和脱硫段旋流器连通，脱硫段底部和脱硫段旋流器之间的管道上设有脱硫段排出泵，脱硫段旋流器上设有脱硫段溢流口和脱硫段底流口，脱硫段溢流口通过管道和脱硫段连通，脱硫段底流口通过管道和离心机连通；离心机再依次和干燥机、包装机连接；氨水罐通过管道分别和脱硝段、脱硫段连通，氨水罐和脱硝段、脱硫段连通的管道上设有氨水罐供应泵，硫酸亚铁贮罐、过氧化氢贮罐分别通过管道和脱硝段连通，硫酸亚铁贮罐和脱硝段连通的管道上设有硫酸亚铁计量泵，过氧化氢贮罐和脱硝段连通的管道上设有过氧化氢计量泵。

2.根据权利要求1所述的资源回收型烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述脱硫脱硝塔侧壁上脱硝段和脱硫段处均设有搅拌机、密度计、液位计、PH计，脱硫脱硝塔侧壁上脱硝段处还设有氧化-还原电位测定仪。

3.根据权利要求1所述的资源回收型烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述除雾器上还设有冲洗系统，冲洗系统包括分布在除雾器周围的冲洗管道和位于脱硫塔外部的冲洗水箱。

4.根据权利要求1或3所述的资源回收型烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述除雾器为两级式或多级式除雾器，所述除雾器的形状为平板式、屋脊式或管束式，所述除雾器的材质为PP、玻璃钢或合金材质。

5.根据权利要求1所述的资源回收型烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述脱硝段喷淋层和脱硫段喷淋层为一层或多层。