CN210522213U

CN210522213U - 一种烟气脱硫脱硝装置

Info

Publication number: CN210522213U
Application number: CN201920808460.5U
Authority: CN
Inventors: 钟璐; 胡静龄; 杨颖欣; 胡小吐; 刘勇; 薛学良; 杨森林
Original assignee: Guangdong Jiade Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Jiade Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-05-15
Anticipated expiration: 2029-05-29

Abstract

本实用新型提供了一种烟气脱硫脱硝装置，所述烟气脱硫脱硝装置包括顺次连接的臭氧发生单元、脱硫脱硝单元以及烟气后处理单元。所述脱硫脱硝单元包括2‑4座串联连接的脱硫脱硝塔，所述脱硫脱硝塔包括2‑6层平行布置的喷淋层，每层喷淋层由独立的循环泵控制喷淋液流量。本实用新型使喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，通过调节喷淋层的流量，既保证了氮氧化物与硫氧化物的去除速率，又保证了氮氧化物与硫氧化物的去除率，通过选择特定的喷淋液组成，使喷淋液能够有效地吸收气体中的氮氧化物与硫氧化物，并能够将氮氧化物还原为N₂，所述喷淋液在臭氧环境下能够保证长期、稳定的去除效果。

Description

一种烟气脱硫脱硝装置

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，涉及一种烟气处理装置，尤其涉及一种烟气脱硫脱硝装置。

背景技术

工业生产中大量排放的SO₂与NO_X是造成我国大气污染的主要污染源之一，目前脱硫脱硝的技术包括湿式脱硫工艺与选择催化还原工艺，但选择催化还原工艺不适用于烧结烟气与炉窑烟气，处理温度波动大且易造成催化剂中毒的烧结烟气与炉窑烟气的基本方法为湿式脱硫。

氧气，尤其是钢铁厂烧结烟气中的NO_X主要来源于烧结过程中燃料的燃烧，燃烧过程中产生的氮氧化物主要为NO和NO₂，其中NO的含量在95％以上，NO难溶于水，高价态的NO₂和N₂O₅可溶于水形成HNO₂和HNO₃，将NO氧化成NO₂或N₂O₅可以提高烟气中NO_X的水溶性。

臭氧是一种强氧化剂，臭氧脱硝技术利用活性基团的高级氧化作用，可以容易地将NO氧化为NO₂、N₂O₃、N₂O₅等高价态易于被吸收的化合物，然后在脱硫塔内被吸收剂吸收。

CN 108339385 A公开了一种双塔氨法脱硫与氧化催化脱硝有机结合用于烧结烟气脱硫脱硝的方法，所述方法包括：步骤A：在喷淋液中添加液体有机催化剂；步骤B：使臭氧通过管道喷射进入脱硫系统入口烟道的反应区，烧结烟气中的NO_X被臭氧接触氧化，形成经臭氧氧化后的烧结烟气，NO被氧化为NO₂；步骤C：将经除尘、臭氧氧化处理后的烧结烟气通过入口烟道引入所述湿法脱硫塔；步骤D：经臭氧氧化后的烧结烟气进入含有有机催化剂的氨法脱硫系统中。该方法使用的脱硫塔由脱硫副塔与脱硫主塔组成，且需要额外的添加催化剂，成本较高，且不能灵活调节吸收温度与吸收流量。

CN 108295634 A公开了一种烧结烟气高效脱硫脱硝系统及其实现方法，该系统由一体式脱硫脱硝塔、次氯酸钠溶液输送系统、烧结烟气输入系统、石灰溶液输送系统、石膏外送系统、尿素溶液循环系统组成。烧结烟气输入系统、次氯酸钠溶液输送系统、石灰溶液输送系统、尿素溶液循环系统分别与一体式脱硫脱硝除尘系统中气液均布段、脱硫脱氧段、脱硫循环段、脱硝段相连，净化后的烟气达标后从一体式脱硫脱硝除尘系统中排放段排出，净化反应产生的石膏由石膏外送系统外运。该系统实现了对烧结烟气内资源的综合利用，但并不涉及如何提高脱硫脱硝效率的研究，且结构紧凑的脱硫脱硝塔不利于提高喷淋液与烟气的接触，不利于提高对氮氧化物的吸收。

CN 208626918 U公开了一种包含丝网除雾器的脱硫脱硝一体化装置，包括吸收塔、设置在吸收塔侧壁的烟气入口和设置在吸收塔顶部的烟气出口，所述吸收塔内部沿烟气运动方向依次设置有托盘、浆液喷淋层、填料层、气帽塔盘、水洗喷淋层、除雾层，所述气帽塔盘与循环水泵的入水口连接，所述循环水泵的出水口与所述水洗喷淋层连接，所述气帽塔盘和水洗喷淋层之间设置有丝网除雾器。该装置利用气帽塔盘提高了喷淋液与烟气的接触效果，但由于无法对喷淋液的流量进行合理地调节，臭氧氧化时，喷淋液中的吸收剂易被烟气中的臭氧氧化，使吸收效果降低。

针对现有技术的不足，提供一种脱硫脱硝效率高，且喷淋液流量能够合理分配的烟气脱硫脱硝装置以及利用该装置进行脱硫脱硝的方法具有重要的工业应用意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种烟气脱硫脱硝装置，所述烟气脱硫脱硝装置由多座串联的脱硫脱硝塔组成，臭氧在多座脱硫脱硝塔内的流量可调，且每座脱硫脱硝塔内包括多组喷淋层，每层喷淋层的流量由独立地循环泵控制喷淋流量，从而提高了所述烟气脱硫脱硝装置的脱硫脱硝效率，且经过脱硫脱硝后的气体经过后处理可达到排放标准。本实用新型通过合理分配臭氧与氮氧化物的比例、液气比、各喷淋层之间的流量以及选择合适地喷淋液组成，在简单地操作条件下提高了脱硫脱硝的效果，使脱硫脱硝后气体经过后处理后可达到排放标准。

为达到此实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种烟气脱硫脱硝装置，所述烟气脱硫脱硝装置包括臭氧发生单元、脱硫脱硝单元以及烟气后处理单元。

所述脱硫脱硝单元包括2-4座串联连接的脱硫脱硝塔，前座脱硫脱硝塔的气体出口与后座脱硫脱硝塔的气体入口连接，最后一座脱硫脱硝塔的气体出口与所述烟气后处理单元的气体入口连接。

所述脱硫脱硝塔包括平行布置的2-6层喷淋层，每层喷淋层由独立的循环泵控制喷淋液流量。

所述臭氧发生单元的臭氧出口与所述脱硫脱硝单元每座脱硫脱硝塔的气体入口连接。

本实用新型提供的烟气脱硫脱硝装置包括2-4座串联连接的脱硫脱硝塔，降低了单座脱硫脱硝塔的吸收负担，将一次脱硫脱硝处理变为梯级脱硫脱硝处理，提高了脱硫脱硝的效率，同时也降低了单座脱硫脱硝塔的体积。

而且，本实用新型对脱硫脱硝塔进行了改进，使脱硫脱硝塔内平行布置的喷淋层层数为2-6层，例如可以是2层、3层、4层、5层或6层，且每层喷淋层的流量由独立地循环泵控制，因此每层喷淋层的流量可以相同，也可以不同，实现了喷淋流量的灵活调节。

其中，相邻喷淋层之间的距离根据喷淋头的有效喷淋距离进行合理地设置，使相邻喷淋层之间的距离不小于喷淋头的有效喷淋距离。

本实用新型所述臭氧发生单元的臭氧出口与所述脱硫脱硝单元每座脱硫脱硝塔的气体入口连接可以为臭氧出口管道与脱落脱硝塔的气体入口管道连接，烟气与臭氧在脱硫脱硝塔内混合后被喷淋液吸收，或者为臭氧出口管道与烟气管道连接，臭氧与烟气经过气体混合器混合后由脱硫脱硝塔的气体入口管道通入脱硫脱硝塔。

优选地，所述气体混合器为静态混合器，静态混合器内臭氧能够与烟气充分接触，使烟气中的NO被充分接触氧化。

优选地，所述喷淋层由喷淋主管以及设置于喷淋主管上的喷淋支管组成，所述喷淋支管上布满喷淋头。本实用新型所述喷淋支管上布满喷淋头，其中喷淋头的喷淋方向与气体流动方向平行，作为优选技术方案，所述喷淋支管上的喷淋头均匀布置，使烟气与喷淋液均匀接触。

优选地，所述喷淋支管的轴向与喷淋主管的轴向相互垂直。

优选地，所述平行布置的2-6层喷淋层的喷淋主管的轴向两两之间不平行，相邻两层喷淋层的喷淋主管的轴向夹角为15-45°，例如可以是15°、20°、25°、30°、35°、40°或45°。

本实用新型所述喷淋支管的轴向与喷淋主管的轴向相互垂直，且喷淋主管的轴向两两之间不平行，相邻两层喷淋层的喷淋主管之间存在一定的夹角，本实用新型提供的多层喷淋层的喷淋液喷洒更为均匀，且相邻两层喷淋层的喷淋液之间的影响较少，能够使喷淋液更加均匀地与烟气接触，从而达到提高脱硫脱硝效率的目的。

优选地，所述脱硫脱硝塔的喷淋层之间还设置有填料层。

经过喷淋层后的气体经过填料层实现了气体的再次均布，且填料层的比表面积较大，提高了喷淋液与气体的接触效果，进而提高了氮氧化物与硫氧化物的去除率。所述填料层的孔隙率可以根据吸收过程的压降需要进行合理地选择。

优选地，所述填料层包括陶瓷填料层和/或PP波纹规整填料层，优选为PP波纹规整填料层。

所述脱硫脱硝单元的脱硫脱硝塔数量为2-4座，例如可以是2座、3座或4座，优选为2座。提高脱硫脱硝塔的数量虽然能够提高脱硫脱硝的效果，但成本较高，不利于控制脱硫脱硝的成本，本实用新型将脱硫脱硝塔数量为2座作为优选选择，配合脱硫脱硝的方法得到高效脱硫脱硝的效果。

所述脱硫脱硝塔包括2-6层平行布置的喷淋层，例如可以是2层、3层、4层、5层或6层，优选为4层。喷淋层喷出的喷淋液能够吸收气体中高价的氮氧化物与硫氧化物，且能够起到降低气体温度的作用，本实用新型将脱硫脱硝塔内喷淋层的层数优选为4层，能够起到节约空间且提高脱硫脱硝率的效果。

优选地，所述4层平行布置的喷淋层的中部设置有填料层，所述中部设置有填料层指沿气体流动方向，第2层与第3层之间设置有填料层，4层喷淋层的喷淋主管的轴向两两之间不平行，相邻两层喷淋层的喷淋主管的轴向夹角为15-45°。虽然在每相邻两层喷淋层的中部设置填料层能够增加气液接触效果，但压降较大，因此作为优选方案，本实用新型仅在气体流动方向的第2层与第3层之间设置填料层，不仅提高了气液接触效果，也能将压降控制在工艺所需范围内。

本实用新型所述脱硫脱硝塔可以是对现有脱硫脱硝塔的改进，本领域的技术人员应当知晓，本实用新型所述脱硫脱硝塔中还包括常规设置的折流板除雾器与托盘，在此不在赘述。

优选地，所述烟气后处理单元包括依次连接的预处理水洗塔除雾器、静电除尘单元、冷凝单元与烟囱，所述预处理水洗塔除雾器的气体入口与所述脱硫脱硝单元中最后一座脱硫脱硝塔的气体出口连接、所述预处理水洗塔除雾器的气体出口与所述静电除尘单元的气体入口连接，所述静电除尘器的气体出口与冷凝单元的气体入口连接，所述冷凝单元的气体出口与烟囱的气体入口连接。

优选地，所述静电除尘单元为湿式静电除尘器。

湿式静电除尘器的工作原理为利用高压电场使烟气发生电离，气流中的粉尘荷电，并在电场作用下与气流分离。湿式静电除尘器的除尘效率高，经除尘后的气体内含有大量的水蒸气，流经冷凝单元后可回收气体中的大量冷凝水达到脱白的效果，降温后的气体流入烟囱，在工业废热的作用下排出烟囱。

本实用新型提供的脱硫脱硝装置进行烟气脱硫脱硝的方法包括如下步骤：

(1)混合烟气与臭氧，混合气与喷淋液逆流接触，得到脱硫气；

(2)脱硫气与臭氧混合后与喷淋液逆流接触，得到脱硝气；

(3)后处理脱硝气，得到可排放气体；

步骤(1)所述喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大；步骤(2)所述喷淋液的流量沿气体流动方法逐层增大。

本实用新型所述脱硫脱硝的方法利用了所述的脱硫脱硝装置，脱硫脱硝装置的脱硫脱硝单元由多座串联连接的脱硫脱硝塔组成，其中脱硫脱硝塔内设置有2-6层喷淋层，每层喷淋层由独立的循环泵控制喷淋液流量，使步骤(1)所述喷淋液的流量与步骤(2)所述喷淋液的流量独立地沿着气体流动方向逐层增大。

烟气中氮氧化物的去除率与吸收时的温度有关，温度升高虽然能够提高吸收的速率，但是会使去除率下降，本实用新型通过将喷淋层设置为多层，且沿气体流动方向使喷淋液的流量逐层增大，实现了气体逐层降温，在保证吸收速率的同时，也保证了喷淋液对氮氧化物的去除率。本实用新型所述方法不需要额外的提高喷淋液的流量，减少了喷淋液的用量，降低了脱硫脱硝的成本。

优选地，步骤(1)所述臭氧与烟气中NO的摩尔比为(1-1.8):1，例如可以是1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1或1.8:1，优选为(1.2-1.5):1。当臭氧与烟气混合完全并且臭氧与烟气中NO的摩尔比为1:1时，臭氧能够将NO完全氧化为NO₂。随着臭氧用量的增加，NO₂又会被氧化为N₂O₃以及N₂O₅，进而提高氮氧化物的去除率，但N₂O₃与N₂O₅在温度较高时会分解为NO₂，因此综合成本、吸收速率以及氮氧化物去除率，本实用新型将步骤(1)所述臭氧与烟气中NO的摩尔比为(1-1.8):1。

优选地，步骤(1)所述烟气中NO的浓度为200-320mg/Nm³，例如可以是200mg/Nm³、210mg/Nm³、220mg/Nm³、230mg/Nm³、240mg/Nm³、250mg/Nm³、260mg/Nm³、270mg/Nm³、280mg/Nm³、290mg/Nm³、300mg/Nm³、310mg/Nm³或320mg/Nm³。

优选地，步骤(1)所述烟气中SO₂的浓度为500-2000mg/Nm³，例如可以是500mg/Nm³、600mg/Nm³、800mg/Nm³、1000mg/Nm³、1200mg/Nm³、1500mg/Nm³、1600mg/Nm³、1800mg/Nm³或2000mg/Nm³，优选为800-1500mg/Nm³。

优选地，步骤(1)所述烟气中O₂的浓度为5-20％，例如可以是5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％，优选为6-15％。烟气中氧气的存在能够提高烟气中氮氧化物的去除率。

优选地，步骤(1)所述烟气的流量为20000-30000Nm³/h，例如可以是20000Nm³/h、21000Nm³/h、22000Nm³/h、23000Nm³/h、24000Nm³/h、25000Nm³/h、26000Nm³/h、27000Nm³/h、28000Nm³/h、29000Nm³/h或30000Nm³/h，优选为24000-28000Nm³/h。

优选地，步骤(1)所述喷淋液与混合气的液气比为(2-5):1，例如可以是2:1、3:1、4:1或5:1，优选为4:1。

优选地，步骤(1)所述喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层的流量比为(1.5-3):1，例如可以是1.5:1、1.8:1、2:1、2.4:1、2.8:1或3:1，优选为(1.8-2.4):1。

优选地，步骤(2)所述脱硫气与臭氧的摩尔比为(1-1.8):1，例如可以是1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1或1.8:1，优选为(1.2-1.5):1。当臭氧与脱硫气混合完全并且臭氧与脱硫气中NO的摩尔比为1:1时，臭氧能够将NO完全氧化为NO₂。随着臭氧用量的增加，NO₂又会被氧化为N₂O₃以及N₂O₅，进而提高氮氧化物的去除率，但N₂O₃与N₂O₅在温度较高时会分解为NO₂，因此综合成本、吸收速率以及氮氧化物去除率，本实用新型将步骤(2)所述臭氧与脱硫气中NO的摩尔比为(1-1.8):1。

优选地，步骤(2)所述脱硫气中NO的浓度为100-180mg/Nm³，例如可以是100mg/Nm³、110mg/Nm³、120mg/Nm³、130mg/Nm³、140mg/Nm³、150mg/Nm³、160mg/Nm³、170mg/Nm³或180mg/Nm³。

优选地，步骤(2)所述脱硫气中SO₂的浓度≤35mg/Nm³，例如可以是10mg/Nm³、15mg/Nm³、20mg/Nm³、25mg/Nm³、30mg/Nm³或35mg/Nm³。

优选地，步骤(2)所述喷淋液与脱硫气的液气比为(2-10):1，例如可以是2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1，优选为(4-7):1。

优选地，步骤(2)所述喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层的流量比为(1.5-3):1，例如可以是1.5:1、1.8:1、2:1、2.4:1或3:1，优选为(1.8-2.4):1。

优选地，步骤(1)所述喷淋液以及步骤(2)所述喷淋液的温度分别独立地为20-80℃，例如可以是20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃，优选为25-65℃。喷淋液的温度过高不利于提高氮氧化物与硫氧化物的去除率，但速度过低同样不利于提高去除速率，本实用新型所用烟气脱硫脱硝装置采用多座脱硫脱硝塔串联连接，即使喷淋液的温度低至20℃时，仍然能够达到脱硫脱硝的效果，节约了脱硫脱硝的能耗。

优选地，步骤(1)所述喷淋液以及步骤(2)所述喷淋液的组成以质量分数计，分别独立地包括：

吸收剂 1-5％

吸收助剂 1-5％

余量为水。

碱性的喷淋液能够将NO₂、N₂O₃、N₂O₅或SO₂等物质吸收，从而达到去除氮氧化物与硫氧化物的目的。

优选地，所述吸收剂包括CaCO₃、Na₂CO₃、NH₃·H₂O或CO(NH₂)₂中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括CaCO₃与Na₂CO₃的组合，CaCO₃与NH₃·H₂O的组合，CaCO₃与CO(NH₂)₂的组合，Na₂CO₃与NH₃·H₂O的组合，NH₃·H₂O与CO(NH₂)₂的组合，CaCO₃、Na₂CO₃与CO(NH₂)₂的组合，Na₂CO₃、NH₃·H₂O与CO(NH₂)₂的组合或CaCO₃、Na₂CO₃、NH₃·H₂O与CO(NH₂)₂的组合，优选为CaCO₃与Na₂CO₃的组合；

优选地，所述CaCO₃与Na₂CO₃的质量比为(1-3):(1-3)，例如可以是1:1、1:2、1:3、2:1、2:3、3:1或3:2，优选为1:1。

优选地，所述吸收助剂包括亚硝酸盐和/或硫代硫酸盐，优选为亚硝酸盐与硫代硫酸盐的组合。

吸收助剂为还原剂，能够将溶于喷淋液中的氮氧化物还原为N₂，从而提高喷淋液吸收气体中氮氧化物的效果，但臭氧的存在易将吸收助剂氧化，本实用新型通过选择合适的亚硫酸盐和硫代硫酸盐的比例，使喷淋液在臭氧存在的情况下长时间稳定的吸收气体中的氮氧化物。

优选地，所述亚硫酸盐与硫代硫酸盐的质量比为(1-3):(1-3)，例如可以是1:1、1:2、1:3、2:1、2:3、3:1或3:2，优选为2:1。

优选地，所述亚硝酸盐包括亚硝酸钠、亚硝酸钾或亚硝酸钙中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括亚硝酸钠与亚硝酸钾的组合，亚硝酸钠与亚硝酸钙的组合，亚硝酸钾与亚硝酸钙的组合或亚硝酸钠、亚硝酸钾与亚硝酸钙的组合。

优选地，所述硫代硫酸盐包括硫代硫酸钠、硫代硫酸钾或硫代硫酸钙中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括硫代硫酸钠与硫代硫酸钾的组合，硫代硫酸钠与硫代硫酸钙的组合，硫代硫酸钾与硫代硫酸钙的组合或硫代硫酸钠、硫代硫酸钾与硫代硫酸钙的组合。

优选地，步骤(3)所述后处理的步骤包括：静电除尘法处理步骤(2)所得脱硝气，并对除尘后的气体进行脱白处理，得到可排放气体。

优选地，所述静电除尘法为湿法静电除尘，其中湿法静电除尘以及脱白处理的方法均为本领域常规方法，在此不再做详细描述，本领域技术人员可以根据需要进行合理地选择，由于烟气中的氮氧化物以及硫氧化物已在脱硫脱硝过程中去除，因此所得可排放气体中的氮氧化物含量以及硫氧化物含量均可到达排放标准。

作为本实用新型所述方法的优选技术方案，所述方法包括如下步骤：

(1)混合烟气与臭氧，臭氧与烟气中NO的摩尔比为(1-1.8):1，混合气与喷淋液逆流接触，喷淋液与混合气的液气比为(2-5):1，喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层的流量比为(1.5-3):1，得到脱硫气；

(2)脱硫气与臭氧混合后与喷淋液逆流接触，脱硫气与臭氧的摩尔比为(1-1.8):1，喷淋液与脱硫气的液气比为(2-10):1，喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层的流量比为(1.5-3):1，得到脱硝气；

(3)静电除尘法处理步骤(2)所得脱硝气，并对除尘后的气体进行脱白处理，得到可排放气体；

步骤(1)所述喷淋液以及步骤(2)所述喷淋液的组成以质量分数计，分别独立地包括：吸收剂1-5％，吸收助剂1-5％，余量为水；

所述吸收剂为质量比为(1-3):(1-3)的CaCO₃与Na₂CO₃；

所述吸收助剂包括质量比为(1-3):(1-3)的亚硫酸盐与硫代硫酸盐。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型所述烟气脱硫脱硝装置将单一的脱硫脱硝塔扩展为2-4座串联的脱硫脱硝塔，降低了单座塔内的脱硫脱硝压力，能够达到降低单座脱硫脱硝塔体积的效果，而且脱硫脱硝塔内喷淋层为2-6层平行布置的喷淋层，每层喷淋层由独立的循环泵控制喷淋液流量，可以实现每层喷淋液流量的灵活控制，提高了喷淋液的利用效率；

(2)本实用新型所述方法将臭氧分别于烟气与脱硫气混合，通过灵活调节臭氧与烟气以及脱硫气的摩尔比，提高了臭氧氧化的氧化效率，而且臭氧还能够氧化氧气中的汞以及二噁英等杂质，进一步降低了可排放气体中的有毒有害成分，SO₂的去除率高达99.2％，NO_X的去除率高达93.9％；

(3)本实用新型通过调节喷淋层的流量，使喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，少量的喷淋液先与气体作用达到降温与初步去除氮氧化物与硫氧化物的效果，而后逐级降温吸收，既保证了氮氧化物与硫氧化物的去除速率，又保证了氮氧化物与硫氧化物的去除率；

(4)本实用新型中多层喷淋层的喷淋主管的轴向两两之间不平行，相邻两层喷淋层的喷淋主管的轴向夹角为15-45°，本实用新型通过这样的设置保证了喷淋液与烟气的均匀接触，提高了脱硫脱硝的效率。

附图说明

图1为实施例2提供的烟气脱硫脱硝装置的示意图；

图2为实施例1提供的喷淋层的结构示意图。

其中：1，臭氧发生单元；2，静态混合器；3，脱硫脱硝塔；3-1，喷淋主管；3-2，喷淋支管；3-3喷淋头；4，喷淋层；5，填料层；6，预处理水洗塔除雾器；7，湿式静电除尘器；8，冷却塔；9，烟囱。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。

本实用新型提供了一种烟气脱硫脱硝装置，所述烟气脱硫脱硝装置包括臭氧发生单元1、脱硫脱硝单元以及烟气后处理单元。

所述脱硫脱硝单元包括2-4座串联连接的脱硫脱硝塔3，前座脱硫脱硝塔3的气体出口与后座脱硫脱硝塔3的气体入口连接，最后一座脱硫脱硝塔3的气体出口与所述后处理单元的气体入口连接。

所述脱硫脱硝塔3包括2-6层平行布置的喷淋层4，每层喷淋层4由独立的循环泵控制喷淋液流量，所述脱硫脱硝塔3的喷淋层4之间还设置有填料层5。

所述喷淋层由喷淋主管3-1以及设置于喷淋主管3-1上的喷淋支管3-2组成，所述喷淋支管3-2上布满喷淋头3-3，所述喷淋支管3-2的轴向与喷淋支管3-2的轴向相互垂直，所述平行布置的喷淋层的喷淋主管3-1的轴向两两之间不平行，相邻两层喷淋层的喷淋主管3-1的轴向夹角为15-45°。

所述臭氧发生单元1的臭氧出口与所述脱硫脱硝单元每座脱硫脱硝塔3的气体入口连接。

所述烟气后处理单元包括依次连接的静电除尘单元、冷凝单元与烟囱9，所述静电除尘单元的气体入口与所述脱硫脱硝单元中最后一座脱硫脱硝塔3的气体出口连接，所述静电除尘器的气体出口与冷凝单元的气体入口连接，所述冷凝单元的气体出口与烟囱9的气体入口连接。

以烧结烟气为例，烧结烟气与臭氧混合后进入脱硫脱硝单元中的第一座脱硫脱硝塔3进行初步脱硫脱硝，在流量可调的喷淋液作用下，在第一座脱落脱硝塔中SO₂的含量降低至35mg/Nm³，且NO_X的去除率能够达到40-50％，得到脱硫气；脱硫气在进入后续每座脱硫脱硝塔3之前都与臭氧混合，并在后续脱硫脱硝塔3内进行深度脱硫脱硝，得到脱硝气；脱硝气经过预处理水洗塔除雾器6、静电除尘单元、冷凝单元与烟囱9后得到的可排放气体中SO₂的浓度≤35mg/Nm³，NO_X的浓度≤30mg/Nm³，含尘量≤10mg/Nm³。

实施例1

本实施例提供了一种烟气脱硫脱硝装置，所述氧气脱硫脱硝装置包括臭氧发生单元1、脱硫脱硝单元以及烟气后处理单元。

所述烟气后处理单元包括如CN 208493775 U所述的预处理水洗塔除雾器6、湿式静电除尘器7、冷却塔8以及烟囱9组成。

所述脱硫脱硝单元包括2座串联连接的脱硫脱硝塔3，第一座脱硫脱硝塔3的气体出口与第二座脱硫脱硝塔3的气体入口连接，第二座脱硫脱硝塔3的气体出口与烟气后处理单元的气体入口连接，每座脱硫脱硝塔3内设置有4层喷淋层4，喷淋层4的结构示意图如图2所示，每层喷淋层4由独立地循环泵控制喷淋液流量，所述喷淋层由喷淋主管3-1以及设置于喷淋主管3-1上的喷淋支管3-2组成，所述喷淋支管3-2上布满喷淋头3-3，所述喷淋支管3-2的轴向与喷淋支管3-2的轴向相互垂直，所述平行布置的喷淋层的喷淋主管3-1的轴向两两之间不平行，相邻两层喷淋层的喷淋主管3-1的轴向夹角为30°。

所述臭氧发生单元1的臭氧出口管道分为两股，其中一股与烟气管道通过静态混合器2连接后通入第一座脱硫脱硝塔3的气体入口；所述臭氧发生单元1的另一股臭氧出口管道与两座脱硫脱硝塔3的连接管道通过另一台静态混合器2连接后，通入第二座脱硫脱硝塔3的气体入口。

实施例2

本实施例提供了一种烟气脱硫脱硝装置，所述装置的示意图如图1所示，与实施例1相比，除所述烟气脱硫脱硝装置中，第一座脱硫脱硝塔3沿气体流动方向的第2层与第3层之间设置有PP波纹规整调料层，且第二座脱硫脱硝塔3沿气体流动方向的第2层与第3层之间设置有PP波纹规整调料层外，其余均与实施例1相同。

实施例3

本实施例提供了一种烟气脱硫脱硝装置，与实施例2相比，除所述平行布置的喷淋层的喷淋主管3-1的轴向两两之间不平行，相邻两层喷淋层的喷淋主管3-1的轴向夹角为15°外，其余均与实施例2相同。

实施例4

本实施例提供了一种烟气脱硫脱硝装置，与实施例2相比，除所述平行布置的喷淋层的喷淋主管3-1的轴向两两之间不平行，相邻两层喷淋层的喷淋主管3-1的轴向夹角为45°外，其余均与实施例2相同。

对比例1

本对比例提供了一种烟气脱硫脱硝装置，与是实施例2相比，除所述平行布置的喷淋层的喷淋主管3-1的轴向两两之间平行外，其余均与实施例2相同。

应用例1

本应用例提供了一种应用实施例1提供的烟气脱硫脱硝装置对烧结烟气进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)混合O₂浓度为10％的烧结烟气与臭氧，烟气的流量为25000Nm³/h，使臭氧与烧结烟气中NO的摩尔比为1.4:1，混合气与温度为40℃的喷淋液逆流接触，喷淋液与混合气的液气比为4:1，喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层4的流量比为2:1，得到脱硫气；

(2)脱硫气与臭氧混合后与温度为40℃的喷淋液逆流接触，脱硫气与臭氧的摩尔比为1.4:1，喷淋液与脱硫气的液气比为5:1，喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层4的流量比为2:1，得到脱硝气；

(3)应用CN 208493775 U公开的预处理水洗塔除雾器6、湿式静电除尘器7、冷却塔8以及烟囱9对步骤(2)所得脱硝气进行除尘脱白，得到可排放气体；

步骤(1)所述喷淋液包括3％的吸收剂以及3％的吸收助剂，余量为水，其中吸收剂由质量比1:1的CaCO₃与Na₂CO₃组成，吸收助剂由质量比2:1的亚硫酸钠与硫代硫酸钠组成。

步骤(2)所述喷淋液包括3％的吸收剂以及3％的吸收助剂，余量为水，其中吸收剂由质量比1:1的CaCO₃与Na₂CO₃组成，吸收助剂由质量比2:1的亚硫酸钠与硫代硫酸钠组成。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用14小时以上。

应用例2

本应用例提供了一种烟气脱硫脱硝的方法，除所用烟气脱硫脱硝装置由实施例2提供外，其余均与应用例1相同。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用14小时以上。

应用例3

本应用例提供了一种烟气脱硫脱硝的方法，除所用烟气脱硫脱硝装置由实施例3提供外，其余均与应用例1相同。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用14小时以上。

应用例4

本应用例提供了一种烟气脱硫脱硝的方法，除所用烟气脱硫脱硝装置由实施例4提供外，其余均与应用例1相同。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用14小时以上。

应用例5

本应用例提供了一种应用实施例2提供的烟气脱硫脱硝装置对烧结烟气进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)混合O₂浓度为15％的烧结烟气与臭氧，烟气的流量为24000Nm³/h，使臭氧与烧结烟气中NO的摩尔比为1.2:1，混合气与温度为65℃的喷淋液逆流接触，喷淋液与混合气的液气比为4:1，喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层4的流量比为1.8:1，得到脱硫气；

(2)脱硫气与臭氧混合后与温度为65℃的喷淋液逆流接触，脱硫气与臭氧的摩尔比为1.2:1，喷淋液与脱硫气的液气比为4:1，喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层4的流量比为1.8:1，得到脱硝气；

步骤(1)所述喷淋液包括3％的吸收剂以及3％的吸收助剂，余量为水，其中吸收剂由质量比2:1的CaCO₃与Na₂CO₃组成，吸收助剂由质量比3:1的亚硫酸钠与硫代硫酸钠组成。

步骤(2)所述喷淋液包括3％的吸收剂以及3％的吸收助剂，余量为水，其中吸收剂由质量比2:1的CaCO₃与Na₂CO₃组成，吸收助剂由质量比3:1的亚硫酸钠与硫代硫酸钠组成。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用14小时以上。

应用例6

(1)混合O₂浓度为6％的烧结烟气与臭氧，烟气的流量为28000Nm³/h，使臭氧与烧结烟气中NO的摩尔比为1.5:1，混合气与温度为25℃的喷淋液逆流接触，喷淋液与混合气的液气比为3:1，喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层4的流量比为2.4:1，得到脱硫气；

(2)脱硫气与臭氧混合后与温度为65℃的喷淋液逆流接触，脱硫气与臭氧的摩尔比为1.5:1，喷淋液与脱硫气的液气比为7:1，喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层4的流量比为2.4:1，得到脱硝气；

步骤(1)所述喷淋液包括3％的吸收剂以及3％的吸收助剂，余量为水，其中吸收剂由质量比3:1的CaCO₃与Na₂CO₃组成，吸收助剂由质量比1:1的亚硫酸钠与硫代硫酸钠组成。

步骤(2)所述喷淋液包括3％的吸收剂以及3％的吸收助剂，余量为水，其中吸收剂由质量比3:1的CaCO₃与Na₂CO₃组成，吸收助剂由质量比1:1的亚硫酸钠与硫代硫酸钠组成。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用14小时以上。

应用例7

(1)混合O₂浓度为5％的烧结烟气与臭氧，烟气的流量为30000Nm³/h，使臭氧与烧结烟气中NO的摩尔比为1.8:1，混合气与温度为20℃的喷淋液逆流接触，喷淋液与混合气的液气比为5:1，喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层4的流量比为1.5:1，得到脱硫气；

(2)脱硫气与臭氧混合后与温度为20℃的喷淋液逆流接触，脱硫气与臭氧的摩尔比为1.8:1，喷淋液与脱硫气的液气比为10:1，喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层4的流量比为1.5:1，得到脱硝气；

步骤(1)所述喷淋液包括3％的吸收剂以及3％的吸收助剂，余量为水，其中吸收剂由质量比1:2的CaCO₃与Na₂CO₃组成，吸收助剂由质量比1:2的亚硫酸钠与硫代硫酸钠组成。

步骤(2)所述喷淋液包括3％的吸收剂以及3％的吸收助剂，余量为水，其中吸收剂由质量比1:2的CaCO₃与Na₂CO₃组成，吸收助剂由质量比1:2的亚硫酸钠与硫代硫酸钠组成。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用14小时以上。

应用例8

(1)混合O₂浓度为10％的烧结烟气与臭氧，烟气的流量为20000Nm³/h，使臭氧与烧结烟气中NO的摩尔比为1:1，混合气与温度为80℃的喷淋液逆流接触，喷淋液与混合气的液气比为2:1，喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层4的流量比为3:1，得到脱硫气；

(2)脱硫气与臭氧混合后与温度为20℃的喷淋液逆流接触，脱硫气与臭氧的摩尔比为1:1，喷淋液与脱硫气的液气比为2:1，喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，相邻两层喷淋层4的流量比为3:1，得到脱硝气；

步骤(1)所述喷淋液包括3％的吸收剂以及3％的吸收助剂，余量为水，其中吸收剂由质量比1:3的CaCO₃与Na₂CO₃组成，吸收助剂由质量比1:3的亚硫酸钠与硫代硫酸钠组成。

步骤(2)所述喷淋液包括3％的吸收剂以及3％的吸收助剂，余量为水，其中吸收剂由质量比1:3的CaCO₃与Na₂CO₃组成，吸收助剂由质量比1:3的亚硫酸钠与硫代硫酸钠组成。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用14小时以上。

应用例9

本应用例提供了一种应用实施例2提供的烟气脱硫脱硝装置对烧结烟气进行脱硫脱硝的方法，除步骤(1)所述喷淋液与步骤(2)所述喷淋液分别独立地包括5％的吸收剂以及5％的吸收助剂外，其余均与应用例4相同。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用14小时以上。

应用例10

本应用例提供了一种应用实施例2提供的烟气脱硫脱硝装置对烧结烟气进行脱硫脱硝的方法，除步骤(1)所述喷淋液与步骤(2)所述喷淋液分别独立地包括1％的吸收剂以及1％的吸收助剂外，其余均与应用例4相同。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用14小时以上。

应用例11

本应用例提供了一种应用实施例2提供的烟气脱硫脱硝装置对烧结烟气进行脱硫脱硝的方法，除步骤(1)所述喷淋液与步骤(2)所述喷淋液分别独立地由6％的吸收剂与水组成，且吸收剂由质量比1:1的CaCO₃与Na₂CO₃组成外，其余均与应用例4相同。

本应用例提供的喷淋液仅能够稳定循环吸收2.4小时。

应用例12

本应用例提供了一种应用实施例2提供的烟气脱硫脱硝装置对烧结烟气进行脱硫脱硝的方法，除步骤(1)所述喷淋液与步骤(2)所述喷淋液分别独立地由6％的吸收助剂与水组成，且吸收助剂由质量比2:1的亚硫酸钠与硫代硫酸钠组成外，其余均与应用例4相同。

本应用例提供的喷淋液仅能够稳定循环吸收60min。

应用例13

本应用例提供了一种应用实施例2提供的烟气脱硫脱硝装置对烧结烟气进行脱硫脱硝的方法，除步骤(1)所述喷淋液中的吸收剂与步骤(2)所述喷淋液中的吸收剂分别独立地为氨水外，其余均与应用例4相同。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用12小时以上。

应用例14

本应用例提供了一种应用实施例2提供的烟气脱硫脱硝装置对烧结烟气进行脱硫脱硝的方法，除步骤(1)所述喷淋液中的吸收剂与步骤(2)所述喷淋液中的吸收剂分别独立地为CO(NH₂)₂外，其余均与应用例4相同。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用12小时以上。

应用例15

本应用例提供了一种应用实施例2提供的烟气脱硫脱硝装置对烧结烟气进行脱硫脱硝的方法，除步骤(1)与步骤(2)所述相邻两层喷淋层4的流量比分别独立地为1.2:1外，其余均与应用例4相同。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用14小时以上。

应用例16

本应用例提供了一种应用实施例2提供的烟气脱硫脱硝装置对烧结烟气进行脱硫脱硝的方法，除步骤(1)与步骤(2)所述相邻两层喷淋层4的流量比分别独立地为3.5:1外，其余均与应用例4相同。

本应用例提供的喷淋液能够稳定循环利用14小时以上。

对比应用例1

本对比应用例提供了一种应用对比例1提供的烟气脱硫脱硝装置对烧结烟气进行脱硫脱硝的方法，其余均与应用例2相同。

对比应用例2

本对比应用例提供了一种应用实施例2提供的烟气脱硫脱硝装置对烧结烟气进行脱硫脱硝的方法，除步骤(1)所述相邻两层喷淋层4的流量与步骤(2)所述相邻两层喷淋层4的流量比分别独立地为1:1外，其余均与应用例2相同。

使用testo350烟气分析仪对应用例1-16以及对比应用例1-2中烧结烟气以及脱硝气中的SO₂浓度、NO_X浓度进行测量。测量结果如表1所示。

表1

由表1可知，应用本实用新型提供的烟气脱硫脱硝装置进行烟气脱硫脱硝时，SO₂的去除率高达99.2％，NO_X的去除率高达93.9％。

应用例9中所用喷淋液中吸收剂的质量分数为5％，吸收助剂的质量分数为5％，喷淋液中的化学药剂用量增加，与应用例2相比，SO₂的去除率由99.1％上升为99.2％，NO_X的去除率由93.7％下降为93.3％，硫氧化物的去除率以及氮氧化物的去除率变化不大，但成本增加。

应用例10中所用喷淋液中吸收剂的质量分数为1％，吸收助剂的质量分数为1％，喷淋液中的化学药剂用量降低，与应用例2相比，SO₂的去除率由99.1％降低为98.4％，NO_X的去除率由93.7％下降为89.9％，虽然节约了脱硫脱硝的成本，但硫氧化物的去除率以及氮氧化物的去除率降低。

应用例11中所用喷淋液仅由吸收剂与水组成，吸收效果差，与应用例2相比，SO₂的去除率由99.1％降低为98.3％，NO_X的去除率由93.7％下降为88.8％。而且喷淋液仅能稳定循环吸收2.4小时，远低于应用例2中的14小时以上。

应用例12中所用喷淋液仅由吸收助剂与水组成，吸收效果差，与应用例2相比，SO₂的去除率由99.1％降低为98.3％，NO_X的去除率由93.7％下降为89.3％。而且喷淋液仅能稳定循环吸收60min，远低于应用例2中的14小时以上。

应用例15与应用例2相比，步骤(1)与步骤(2)所述相邻两层喷淋层的流量比分别独立地为1.2:1，相邻两层喷淋层的流量比较低时，喷淋层的梯级降温与吸收效果差，吸收速率降低明显，与应用例2相比，SO₂的去除率由99.1％降低为98.6％，NO_X的去除率由93.7％下降为90.0％。

应用例16与应用例2相比，步骤(1)与步骤(2)所述相邻两层喷淋层的流量比分别独立地为3.5:1，相邻两层喷淋层的流量比较低时，喷淋层的梯级降温效果差，去除率降低，与应用例2相比，SO₂的去除率由99.1％降低为98.5％，NO_X的去除率由93.7％下降为89.5％。

对比应用例1与应用例2相比，步骤(1)与步骤(2)所述相邻两层喷淋层的流量比分别独立地为1:1，喷淋层的梯级降温与吸收效果差，与应用例2相比，SO₂的去除率由99.1％降低为98.6％，NO_X的去除率由93.7％下降为83.9％。

对比应用例2与应用例2相比，其所用脱硫脱硝塔中的平行布置的喷淋层的喷淋主管的轴向两两之间平行，喷淋液的分布效果略差，与应用例2相比，SO₂的去除率SO₂的去除率由99.1％降低为98.9％，NO_X的去除率由93.7％下降为93.6％。

综上所述，本实用新型所述烟气脱硫脱硝装置将单一的脱硫脱硝塔扩展为2-4座串联的脱硫脱硝塔，降低了单座塔内的脱硫脱硝压力，能够达到降低单座脱硫脱硝塔体积的效果，而且脱硫脱硝塔内喷淋层为2-6层，每层喷淋层由独立的循环泵控制喷淋液流量，可以实现每层喷淋液流量的灵活控制，提高了喷淋液的利用效率；本实用新型中多层喷淋层的喷淋主管的轴向两两之间不平行，相邻两层喷淋层的喷淋主管的轴向夹角为15-45°，本实用新型通过这样的设置保证了喷淋液与烟气的均匀接触，提高了脱硫脱硝的效率；本实用新型通过灵活调节臭氧与烟气以及脱硫气的摩尔比，提高了臭氧氧化的氧化效率，而且臭氧还能够氧化氧气中的汞以及二噁英等杂质，进一步降低了可排放气体中的有毒有害成分，SO₂的去除率高达99.2％，NO_X的去除率高达93.9％。

本实用新型通过调节喷淋层的流量，使喷淋液的流量沿气体流动方向逐层增大，少量的喷淋液先与气体作用达到降温与初步去除氮氧化物与硫氧化物的效果，而后逐级降温吸收，既保证了氮氧化物与硫氧化物的去除速率，又保证了氮氧化物与硫氧化物的去除率；而且本实用新型通过选择特定的喷淋液组成，使喷淋液能够有效地吸收气体中的氮氧化物与硫氧化物，并能够将氮氧化物还原为N₂，所述喷淋液在臭氧环境下能够稳定循环14小时以上。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述烟气脱硫脱硝装置包括顺次连接的臭氧发生单元、脱硫脱硝单元以及烟气后处理单元；

所述脱硫脱硝单元包括2-4座串联连接的脱硫脱硝塔，前座脱硫脱硝塔的气体出口与后座脱硫脱硝塔的气体入口连接，最后一座脱硫脱硝塔的气体出口与所述烟气后处理单元的气体入口连接；

所述脱硫脱硝塔包括平行布置的2-6层喷淋层，每层喷淋层由独立的循环泵控制喷淋液流量；

2.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述喷淋层由喷淋主管以及设置于喷淋主管上的喷淋支管组成，所述喷淋支管上布满喷淋头。

3.根据权利要求2所述的烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述喷淋支管的轴向与喷淋支管的轴向相互垂直。

4.根据权利要求3所述的烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述平行布置的2-6层喷淋层的喷淋主管的轴向两两之间不平行，相邻两层喷淋层的喷淋主管的轴向夹角为15-45°。

5.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述脱硫脱硝塔的喷淋层之间还设置有填料层。

6.根据权利要求4所述的烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述脱硫脱硝单元包括2座串联连接的脱硫脱硝塔，每座脱硫脱硝塔包括4层平行布置的喷淋层，在4层平行布置的喷淋层的中部设置有填料层，4层喷淋层的喷淋主管的轴向两两之间不平行，相邻两层喷淋层的喷淋主管的轴向夹角为15-45°。

7.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述烟气后处理单元包括依次连接的预处理水洗塔除雾器、静电除尘单元、冷凝单元与烟囱，所述预处理水洗塔除雾器的气体入口与所述脱硫脱硝单元中最后一座脱硫脱硝塔的气体出口连接，所述预处理水洗塔除雾器的气体出口与所述静电除尘单元的气体入口连接，所述静电除尘器的气体出口与冷凝单元的气体入口连接，所述冷凝单元的气体出口与烟囱的气体入口连接。

8.根据权利要求7所述的烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述静电除尘单元为湿式静电除尘器。