CN210934428U - 半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理装置，包括：烟道系统，烟道系统包括在烟道内沿烟气流向依次设置的一级脱硫系统、离子脱硝系统；二级脱硫系统，设于烟道系统的下游；二级脱硫系统包括文丘里管、脱硫塔，文丘里管的进气段与烟道系统的末端连通、出气段与脱硫塔内部连通；除尘器，与脱硫塔的排气口连通；除尘器的排气端连接清洁烟气再循环系统；除尘器的集尘端通过循环灰系统连接至文丘里管的进气段。从而本实用新型既能将脱硝单元从余锅中解放出来，使脱硫脱硝除尘在同一个温度窗口内操作，而且大大降低脱硫脱硝成本，同时实现脱硝、脱硫、除尘的深度净化，达到所有污染物均达标甚至超净排放。

Description

半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理装置

技术领域

本实用新型属于烟气脱硫脱硝除尘净化技术领域，尤其是涉及锅炉燃烧过程中所产生的废气的深度净化技术，具体的涉及一种半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理装置。

背景技术

化石燃料燃烧烟气常伴随着NOx、SOx、尘等污染物排放，由于三种类型的污染物脱除原理不同，工业上常常通过多技术组合工艺净化烟气。现有技术，尤其是在大型烟气的净化流程设计中往往采用脱硝单元、脱硫单元、除尘单元串联的方法实现。

烟气脱硫一般采用碱性吸收剂循环喷淋，与烟气逆流接触，吸收其中SO₂；其中，石化湿法脱硫是指采用碱性吸收液或浆液为吸收剂，半干法脱硫是指以固体颗粒作为吸收剂法。除尘技术则主要采用过滤的方法实现。SCR脱硝的温度在300～400℃之间，需要放置于余锅内过热器与高温水煤气之间，即 SCR脱硝。脱硫与除尘则在余锅之后。

湿法脱硫温度在50～60℃区间，与之相对应的烟气除尘温度为160～180℃；半干法脱硫的操作温度在80～100℃，与之相匹配的除尘温度区间同为 80～100℃。

与湿法脱硫相比，现有的半干法脱硫技术虽然具有不产生白烟、蓝烟和废水等优点，且将脱硫和除尘进行一体化操作，但仍与SCR脱硝处于不同的操作区间，烟气的净化仍需要两个完全独立的单元才能完成。

为缩短流程，将脱硝从余锅中解放出来，许多研究进行了有益的尝试。中国专利文献CN 109529621A公开了一种基于催化氧化和深度冷凝的半干法脱硫脱硝脱汞方法，其流程是除尘后烟气中的NO_X，SO₂和Hg经O³/H₂O₂结合催化剂的协同作用下生成NO^3-、SO₄ ^2-和Hg²⁺，然后通过多级冷凝的方式实现烟气中污染组分的深度脱除；净化后的烟气经除雾和再热工艺处理后排放到环境中。此工艺虽然实现了将脱硝装置从余热锅炉中解放出来，脱硫脱硝除尘的一体化，但由于需要大量的高成本氧化剂(SO₂和NOx同时氧化)，经过多级冷凝和再热，成本大、能耗大，而且流程长，并且由于大气层污染问题，此O³/H₂O₂氧化剂已被国家明令禁止使用，此种脱硝方法已不能适应当今的环保形势。

中国专利文献CN 208082211U提出了一种高效半干法脱硝脱硫除尘一体化装置，该装置包括吸收塔和袋式除尘器，烟气从塔的下部进入吸收塔，从塔的上部排出后，进入除尘器，吸收塔内设有工艺水喷嘴和氧化剂溶液喷嘴，工艺水喷嘴布置在塔的下部，氧化剂溶液喷嘴布置在塔的上部，在竖直方向上形成高低差，实现先脱硫再脱硝的分区控制。除尘器的收尘再返回到吸收塔的下部，并从吸收塔的底部排出。该专利技术虽然具有减少了高成本氧化剂的消耗量，流程短的优势，但由于收集的粉尘返回吸收塔下部的烟气入口上方，容易被烟气夹带上行，不仅造成失效吸收剂在系统内的积累，降低吸收效率，而且增加除尘器的负荷，容易造成外排烟气尘超标、减少除尘器的运行寿命。并且氧化剂品种多变，绝大部分氧化剂的氧化效果和适应性受温度、湿度影响，如果没有确定的配方和配比的氧化剂会造成设备腐蚀严重、运行成本高、影响系统稳定性等一系统不确定因素。

中国专利文献CN 109200782 A提出了一种高浓度有机烟气半干法脱硫脱硝工艺，烟气先经过冷凝塔冷却后，再进入脱硫脱硝塔处理，处理后的烟气再经过除尘净化后达标排放。在脱硫脱硝塔内，先经过石灰水喷淋，再经过脱硫脱硝催化剂喷淋，经喷淋后的烟气进入活性炭吸附。此技术虽然有利于回收有机物，在由于急冷塔处于湿式酸环境，腐蚀严重，而且催化剂脱硝对温度依赖严重，成本高，产出脱硫脱硝废水。

中国专利文献CN 107497273A提出了一种环保型低成本烟气脱硝剂的制备方法和应用，采用氯酸钠、聚乙二醇、硝酸钠、氯化钙和一定量的酸所配置的脱硝溶液。此种配比需在酸性条件下进行配比，使用的PH环境较高，且组成的配比药剂复杂，导致此种药剂的成本并没有实质降低。

针对现有半干法脱硫脱硝除尘一体化技术的缺陷，本实用新型有必要提出一种半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理装置，既能将脱硝单元从余锅中解放出来，使脱硫脱硝除尘在同一个温度窗口内操作，而且大大降低脱硫脱硝成本，同时实现脱硝、脱硫、除尘的深度净化，达到所有污染物均达标甚至超净排放。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种能同时实现脱硝、脱硫、除尘的深度净化，且节能环保、降低成本、运行平稳可靠的一种半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理装置。利用该装置既能将脱硝单元从余锅中解放出来，使脱硫脱硝除尘在同一个温度窗口内操作，而且脱硝剂用价格低廉的离子化合物代替价格昂贵的常规用氧化剂，通过一定的药剂配比大大降低了脱硫脱硝成本。从而，在一套装置系统内，依托循环流化床作为反应基床，同时实现脱硝、脱硫、除尘的深度净化，达到所有污染物均达标甚至超净排放。

为实现上述目的提供一种半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理装置，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理装置，包括：

烟道系统，所述烟道系统包括在烟道内沿烟气流向依次设置的一级脱硫系统、离子脱硝系统；

二级脱硫系统，设于所述烟道系统的下游；所述二级脱硫系统包括文丘里管、脱硫塔，所述文丘里管的进气段与烟道系统的末端连通、出气段与脱硫塔内部连通；

除尘器，与脱硫塔的排气口连通；所述除尘器的排气端一路连接清洁烟气排放管道，且清洁烟气排放管道上通过清洁烟气再循环烟道及电动开关调节阀连接至烟道系统中形成清洁烟气再循环系统；所述除尘器的集尘端通过循环灰系统连接至文丘里管的进气段。

优选的，所述烟道包括水平段及弯接段；所述一级脱硫系统、离子脱硝系统依次设于水平段内，通过弯接段与所述文丘里管相接；和/或，

所述烟道的底部设置连通的积灰斗，所述积灰斗分别设于对应文丘里管进气段的正下方处、一级脱硫系统与离子脱硝系统的正下方处。

进一步的，所述离子脱硝系统、文丘里管之间的弯接段还设置气流均布装置。

优选的，所述一级脱硫系统包括双回流喷枪，其喷射口朝向烟道内，用于喷射Ca(OH)₂浆液与烟气进行反应；和/或，

所述离子脱硝系统包括双回流喷枪，其喷射口朝向烟道内，用于喷射离子脱硝剂与烟气进行反应。

优选的，所述文丘里管的出气段设为出口扩管段，所述出口扩管段内设有朝向脱硫塔内部的喷水装置，用于降低脱硫塔内的烟温。

优选的，所述除尘器采用长袋低压脉冲除尘器。

优选的，所述循环灰系统包括返排料单元，所述返排料单元包括空气流化输送槽、流化底仓、中间灰仓、空气斜槽、气力输送装置，所述气力输送装置包括仓泵；

所述空气流化输送槽的入口与除尘器的集尘端通过管道连通，且管道上设有返料控制阀，用于接收除尘器中收集的灰尘；所述空气流化输送槽的出口与流化底仓连接，且流化底仓设置多个流化风机入口，用于保持流化底仓中飞灰的流化状态；所述流化底仓的溢流口连通至中间灰仓，所述中间灰仓通过仓泵连接至灰储仓，中间灰仓与仓泵之间设置排料控制阀用于将灰气力输送至灰储仓存储；所述流化底仓的循环灰出口管路通过空气斜槽连接至文丘里管的进气段，且循环灰出口管路上设置电动流量控制阀。

利用上述装置还可以提供一种半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理工艺，包括如下步骤：

S1、自烟道通入待处理的烟气，通过在脱硫塔入口烟道的第一段喷射消石灰浆液，初步让烟气中的大部分SO₂与Ca(OH)₂溶液发生反应；

S2、通过在脱硫反应器入口烟道的第二段喷射离子脱硝剂，让烟气中的 NO转化为NO₂；

S3、接着，烟气继续通过文丘里管加速进入脱硫塔内的循环流化床床体进行二次脱硫；通过文丘里管上方的喷水装置向塔内喷射工艺水，降低脱硫塔内的烟温至75～85℃左右，使SO₂与Ca(OH)₂的反应转化为瞬间完成的离子型反应；同时，对烟气中夹带的未来得及反应的Ca(OH)₂(固)，以及包含在 CaSO₃(固)、CaSO₄(固)内的CaO(固)进行增湿雾化；

净化后的含尘烟气从脱硫塔顶部排出，然后进入除尘器进行气固分离；经除尘器捕集的固体颗粒，通过除尘器下游的循环灰系统，返回吸收塔继续参加反应，如此循环；其中，除尘器脱除的烟灰中未反应的固态Ca(OH)₂，以及包含在固态CaSO₃、CaSO₄内的固态Ca(OH)₂随循环灰循环至脱硫塔内继续反应；多余的少量脱硫、脱硝灰渣外排；

S4、处理后的达标烟气排出。

优选的，步骤S2中，所述离子脱硝剂采用亚氯酸钠、次氯酸钠、硫化钠的混合溶液，所述亚氯酸钠、次氯酸钠、硫化钠的摩尔比为(1-4)：(2-6)： (1.5-3)。其中，配制过程中亚氯酸钠采用15％～30wt％的亚氯酸钠溶液。

进一步的，所述离子脱硝剂中亚氯酸钠、次氯酸钠、硫化钠的摩尔比为2： 4：2。

优选的，步骤S1中，控制Ca元素与烟气中S元素的摩尔比为(1～3)：1。

优选的，步骤S2中，控制反应离子脱硝的反应温度为50～100℃。

优选的，步骤S3中，烟气先通过气流分布装置再进入文丘里管加速进入脱硫塔内。

本实用新型能够带来以下有益效果：

1、本实用新型提出了一种半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理装置，既能将脱硝单元从余锅中解放出来，使脱硫脱硝除尘在同一个温度窗口内操作，提高操作的便捷性和处理效率；而且采用离子脱硝系统，通过价格低廉的离子化合物代替价格昂贵的氧化剂，大大降低了脱硫脱硝成本。从而，在一套装置系统内，依托循环流化床作为反映基床，同时实现脱硝、脱硫、除尘的深度净化，达到所有污染物均达标甚至超净排放。

2、本实用新型离子脱硝系统的温度控制为最佳范围50～100℃，由于本系统装置采用二级脱硫和湿法脱硝，且高温烟气经过一级脱硫系统中的消石灰溶液冲洗后温度可以降低60％，从而，本实用新型的装置可以满足最高200℃的高温烟气处理需求，具有50～200℃的极佳温度适应能力。同时，具有极佳的湿度适应能力，可适用于烟气湿度4％～20％。

3、本实用新型的整套处理装置无废水产生，无需新增废水处理系统投资。

4、本实用新型的出口烟气在环境露点15～20℃以上，无有色烟雨产生，不需要增设脱白装置，减少投资。并且，烟道材质采用常规Q235，无鳞片防腐，故可以承受较高温度的烟气通过，从而整个装置无需鳞片防腐，减少投资。

5、本实用新型通过设计清洁烟气再循环系统可以调节系统入口烟气流量负荷，让系统负荷稳定。

综上，本实用新型实现了脱硫脱硝除尘一体化处理的装置，在降低成本且装置运行稳定可靠性高的基础上，达到脱硝效率≥95％，脱硫效率≥95％，除尘效率≥99％。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本实用新型的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理装置的结构示意图；

附图标号说明：

1-烟道系统，10-烟道，11-一级脱硫系统，12-离子脱硝系统，13-气流均布装置；

2-二级脱硫系统，21-文丘里管，210-进气段，211-出口扩管段，212-喷水装置，22-脱硫塔；

3-除尘器，30-清洁烟气排放管道，31-清洁烟气再循环烟道，32-电动开关调节阀；

4-循环灰系统。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

实施例1

如图1所示，为一种半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理装置，包括：

烟道系统1，所述烟道系统包括在烟道10内沿烟气流向依次设置的一级脱硫系统11、离子脱硝系统12；

二级脱硫系统2，设于所述烟道系统1的下游；所述二级脱硫系统2包括文丘里管21、脱硫塔22，所述文丘里管21的进气段与烟道系统1的末端连通、出气段与脱硫塔22的内部连通；

除尘器3，与脱硫塔22的顶部排气口侧向连通；所述除尘器3的排气端一路连接清洁烟气排放管道30，且清洁烟气排放管道30上通过清洁烟气再循环烟道31及电动开关调节阀32连接至烟道系统中形成清洁烟气再循环系统；所述除尘器3的集尘端通过循环灰系统4连接至文丘里管21的进气段210。

本实施例中，废烟气首先进入烟道经一级脱硫系统11处理、离子脱硝系统脱硝12处理后，再经过文丘里管21加速进入脱硫塔22内循环流化床床体进行二级脱硫处理，物料在循环流化床里，气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成絮状物向下返回 (内循环)，而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，使得床内SO₂充分反应。这种循环流化床内气固两相流机制，极大地强化了气固间的传质与传热，为实现高脱硫率提供了根本的保证。接着，充分脱硫后的烟气进入除尘器除尘后经由循环灰系统返回至脱硫塔内继续循环反应，提高吸收剂 Ca(OH)₂的利用率及脱硫效率，保证脱酸系统正常运行。此外，整套系统无废水产生；通过清洁烟气再循环烟道31可以调节系统入口烟气流量负荷，让系统负荷稳定。并且，由于本装置采用二级脱硫和湿法离子脱硝，且高温烟气经过第一级消石灰溶液的冲洗后温度可以降低60％，而脱硝段最佳温度为 50～100℃，从而高温烟气可以满足最高200℃的处理要求。

作为优选的实施例，所述烟道10包括水平段及弯接段，所述一级脱硫系统11、离子脱硝系统12依次设于水平段内，通过弯接段与所述文丘里管21 (同脱硫塔的竖直设置)相接。在实际应用中，烟道材质采用常规Q235钢材，无鳞片防腐，故可以承受较高温度的烟气通过。更优的，所述离子脱硝系统 12、文丘里管21之间的弯接段还布置气流均布装置13，使烟气更加均匀的进入脱硫塔22内。更优的，所述烟道10的底部设置连通(可设置为通孔形式) 的积灰斗100，且积灰斗100分别设于对应文丘里管21进气段210的正下方处、一级脱硫系统11与离子脱硝系统12的正下方处，且所述积灰斗100与烟道10连通；通过积灰斗的设置可以承接未进入脱硫塔的部分循环灰、脱硫脱硝反应后的部分落灰。

作为优选的另一实施例，所述一级脱硫系统11包括双回流喷枪，其喷射口朝向烟道10内，用于喷射Ca(OH)₂浆液与烟气进行反应。更优的，一级脱硫系统11还包括朝向烟道10内的氧化风管道，用于促进Ca(OH)₂浆液与烟气的充分氧化反应。

作为优选的另一实施例，所述离子脱硝系统12包括双回流喷枪，其喷射口朝向烟道系统内，用于喷射离子脱硝剂与烟气进行反应。

作为优选的另一实施例，所述文丘里管21的出气段设为出口扩管段211，所述出口扩管段211内设有朝向脱硫塔22内部的喷水装置212，用于降低脱硫塔22内的烟温。

上述实施例中，所述除尘器3采用长袋低压脉冲除尘器。更优的采用长袋低压脉冲除尘器，购自辽宁瀚正环保设备工程有限公司的LDMC-Ⅱ系列长袋低压脉冲除尘器；除尘器包括上箱体、中间箱体、进出口烟道、灰斗、压缩空气反吹系统、滤袋和袋、控制系统，工作时，含尘烟气从进口烟道进入灰斗，大颗粒的粉尘直接落入灰斗底部，较细小的粉尘均匀地进入中间箱体而吸附在滤袋的外表面上，净化了的洁净烟气透过滤袋进入上箱体，并经由出口烟道排出(排气端)；随着过滤的不断进行，滤袋外表面的粉尘不断增加，当设备阻力达到限定的阻力值时，由压缩空气反吹系统按控制系统中的压差设定值或清灰时间设定值自动工作，利用压缩空气瞬间反吹使滤袋内压力剧增，清除滤袋表面的积灰，将滤袋上的粉尘进行抖落至灰斗中(集尘端)。因该除尘器为本领域的现有技术，故此处不对其结构和功能做进一步的赘述。

上述实施例中，循环灰系统4包括返排料单元，所述返排料单元包括空气流化输送槽、流化底仓、中间灰仓40、空气斜槽、气力输送装置，所述气力输送装置包括仓泵；所述空气流化输送槽的入口与除尘器的集尘端通过管道连通，且管道上设有返料控制阀，用于接收除尘器中收集的灰尘；所述空气流化输送槽的出口与流化底仓连接，且流化底仓设置多个流化风机入口，用于保持流化底仓中飞灰的流化状态；所述流化底仓的溢流口连通至中间灰仓，所述中间灰仓通过仓泵连接至灰储仓，中间灰仓与仓泵之间设置排料控制阀用于将灰气力输送至灰储仓存储；所述流化底仓的循环灰出口管路通过空气斜槽连接至文丘里管的进气段，且循环灰出口管路上设置电动流量控制阀。

从而，当返料控制阀(图中未示出)开启时，除尘器3灰斗中收集的灰全部经循环灰系统中的空气流化输送槽(图中未示出)进入流化底仓(图中未示出)，灰在流化底仓中控制一定的料位，保证灰量足够满足循环需要；流化底仓中的一部分为外排灰，溢流进入中间灰仓40，开启排料控制阀(图中未示出)后再由仓泵气力输送至灰储仓外排；流化底仓中其余的绝大部分灰作为循环灰经电动流量控制阀送入空气斜槽(图中未示出)再送入文丘里管中进入脱硫塔内循环，循环灰有良好的流动性，可通过流量控制阀调节循环灰的量；通过调节循环灰量确保酸性气体的脱除效率，同时保证系统的良好稳定运行。因循环灰系统为本领域常规的现有技术，故此处不再对其结构和功能做进一步的赘述。

实施例2

本实施例为一种半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理工艺，结合图1所示，包括如下步骤：

S1、自脱硫塔22入口的烟道10通入待处理的烟气，通过在烟道10的第一段喷射消石灰浆液，初步让烟气中的大部分SO₂与Ca(OH)₂溶液发生一级脱硫反应；反应方程式为：

SO₂(气)+H₂O→H₂SO₃(液)；

Ca(OH)₂(液)+H₂SO₃(液)→CaSO₃(液)+2H₂O

CaSO₃(液)+1/2O₂(液)→CaSO₄(液)

S2、通过在烟道10的第二段喷射离子脱硝剂，让烟气中的NO转化为 NO₂；反应方程式为：

4NO+3NaClO₂+2H₂O→4HNO₃+3NaCl；

2NO+3NaClO+H₂O→3NaCl+2HNO₃；

4NO₂(气)+2H₂O+O₂(气)→4HNO₃(液)

S3、接着，烟气继续通过文丘里管21加速进入脱硫塔22内的循环流化床床体进行二级脱硫反应；同时，通过文丘里管21出口扩管段211的喷水装置212向塔内喷射工艺水，一方面用以降低脱硫塔22内的烟温，使烟温降至 75～85℃左右(高于烟气露点20℃以上)，从而使得SO₂与Ca(OH)₂的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应；另一方面还对烟气中夹带的未来得及反应的Ca(OH)₂(固)，以及包含在CaSO₃(固)、CaSO₄(固)内的CaO(固)进行增湿雾化，恢复吸收能力；

净化后的含尘烟气从脱硫塔22顶部侧向排出，然后转向进入除尘器3进行气固分离；经除尘器3捕集下来的固体颗粒，通过除尘器3下游的循环灰系统4返回脱硫塔22继续参加反应，其中，除尘器脱除的烟灰中的未反应的Ca(OH)₂(固)，以及包含在CaSO₃(固)、CaSO₄(固)内的Ca(OH)₂(固)循环至脱硫塔内继续反应，而多余的少量脱硫、脱硝灰渣则通过气力输送送入灰储仓外排，如此循环；

反应方程式为：

SO₂(气)+H₂O→H₂SO₃(液)

4NO₂(气)+2H₂O+O₂(气)→4HNO₃(液)

Ca(OH)₂(液)+H₂SO₃(液)→CaSO₃(液)+2H₂O

Ca(OH)₂(固)+H₂SO₃(液)→CaSO₃(液)+2H₂O

Ca(OH)₂(液)+2HNO₃(液)→Ca(NO₃)₂(液)+4H₂O

Ca(OH)₂(固)+2HNO₃(液)→Ca(NO₃)₂(液)+4H₂O

CaSO₃(液)+1/2O₂(液)→CaSO₄(液)

CaSO₄(液)→CaSO₄(固)

Ca(NO₃)₂(液)→Ca(NO₃)₂(固)

S4、处理后的达标烟气排出经过引风机排入烟囱。

本实施例中，废烟气首先进入烟道经一级脱硫处理、离子脱硝处理后，再经过文丘里管21加速进入脱硫塔内循环流化床床体进行二级脱硫处理，随后进行除尘处理，除尘处理后收集的大部分固体颗粒作为循环灰返回脱硫塔内继续吸收反应；从而该工艺在同一温度窗口内实现了脱硫脱硝除尘的高效一体化处理。并且，由于本装置采用二级脱硫和湿法离子脱硝，且高温烟气经过第一级消石灰溶液的冲洗后温度可以降低60％，而脱硝段最佳温度为 50～100℃，从而高温烟气可以满足最高200℃的处理要求。

其中，在步骤S3中让除尘器收集的循环灰也参与转化反应；具体的，本实施例采用的除尘器未现有技术中普遍使用的一种袋式除尘器，优选的采用长袋低压脉冲除尘器，购自辽宁瀚正环保设备工程有限公司的LDMC-Ⅱ系列长袋低压脉冲除尘器；在采用半干法时，滤袋既要接触烟气中的酸性气体，也要接触碱性的反应剂，在这样的条件下，优选PPS覆膜滤袋，最短的使用寿命为30个月，实际使用寿命则完全可根据用户的维护经验和管理水平而得到延长，最高可达4年以上；并且，除尘器的滤袋笼骨采用有机硅高温涂料进行表面喷涂，可有效防止笼骨锈蚀，延长使用寿命；控制尘器出口的排放浓度始终小于15mg/Nm³。除尘器灰斗中收集的灰全部经循环灰系统中的空气流化输送槽进入流化底仓，灰在流化底仓中控制一定的料位，保证灰量足够满足循环需要；流化底仓中的一部分为外排灰，溢流进入中间灰仓，再由仓泵气力输送至灰储仓外排；流化底仓中其余的绝大部分灰作为循环灰经电动流量控制阀送入空气斜槽再送入文丘里管中进入脱硫塔内循环，循环灰有良好的流动性，可通过流量控制阀调节循环灰的量；通过调节循环灰量确保酸性气体的脱除效率，同时保证系统的良好稳定运行。因除尘器及循环灰系统为常规的现有技术，故此处不再对其结构和功能做进一步的赘述。

作为优选的实施例，步骤S1中控制Ca元素与S元素的摩尔比为(1～3):1。经试验，控制在该比例范围内有利于协调一级脱硫反应与二级脱硫反应的协同作用，既可以减少消石灰的消耗量，又可以最大限度的让酸碱反应充分反应，促使整个系统脱硫工序的高效进行，最终实现脱硫效率≥95％。

作为优选的实施例，所述离子脱硝剂采用亚氯酸钠、次氯酸钠、硫化钠的混合溶液，其中，考虑到成本及安全性，亚氯酸钠组分采用15～30wt％的亚氯酸钠溶液配置效果较优。更优的，所述离子脱硝剂中亚氯酸钠、次氯酸钠、硫化钠摩尔比为(1～4)：(2～6)：(1.5～3)。进一步更优的，所述离子脱硝剂中亚氯酸钠、次氯酸钠、硫化钠摩尔比分别为2：4：2。

本实施例中采用特殊的混合脱硝剂溶液，反应前后会产生以下离子：如 ClO₂ ^-、ClO^-、Cl^-、NO₂ ^-、NO₃ ^-等，在此混合脱硝剂溶液种ClO₂ ^-/ClO^-电子相对的电极电动势为1.645，此电动势比任何单一离子存在的电动势都要强，因此其氧化性得到进一步提升，同样的脱硝效果其需要的药剂量会节省一半。而此种电极电动势会在酸性条件下效果会更好，硫化钠在烟气脱硫脱硝酸性工况条件会水解成硫化氢，适度提高了ClO₂ ^-/ClO^-的活泼度和电动势，从而不仅配方简单，而且更进一步增强了其氧化效果，使本实用新型的离子脱硝效果优异。

作为优选的另一实施例，根据不同烟气工况，当烟气负荷降低时，清洁烟气再循环烟道31上的电动开关调节阀32打开，将清洁烟气重新回流进入脱硫塔22，使脱硫塔22入口烟气负荷维持在一个相对稳定状态。从而使本实用新型一体化脱硫脱硝除尘的装置及工艺运行更加稳定。

作为优选的另一实施例，步骤S3中，烟气先通过气流分布装置13再进入文丘里管21加速进入脱硫塔22内，有利于烟气进入脱硫塔22进行二次脱硫反应的均衡性。

实施例3

本实施例为一种半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理工艺，包括如下处理步骤：

S1、以20m³/h的流量自脱硫塔22入口的烟道10通入待处理的烟气，烟气温度为120℃，烟气中初始SO₂的含量为2000mg/m³、初始NOx浓度为 500mg/m³、初始粉尘浓度10g/m³，通过在烟道10的第一段喷射消石灰浆液，控制Ca元素与S元素的摩尔比为2:1，初步让烟气中的大部分SO₂与Ca(OH)₂溶液发生一级脱硫反应；

S2、通过在烟道10的第二段喷射离子脱硝剂，离子脱硝剂采用亚氯酸钠、次氯酸钠、硫化钠的混合溶液，混合后溶液中的最终浓度为：亚氯酸钠 2mmol/L、次氯酸钠4mmol/L、硫化钠2mmol/L，在配制过程中，亚氯酸钠采用20wt％的亚氯酸钠溶液，让烟气中的NO转化为NO₂；控制反应温度为50℃；

S3、接着，烟气继续通过气流分布装置13进行气液分布，控制液气比为20L/m³，再进入文丘里管21加速进入脱硫塔22内的循环流化床床体进行二级脱硫反应；同时，通过文丘里管21出口扩管段211的喷水装置212向塔内喷射工艺水，一方面用以降低脱硫塔22内的烟温，使烟温降至75～85℃左右、高于烟气露点20℃以上，从而使得SO₂与Ca(OH)₂的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应；另一方面还对烟气中夹带的未来得及反应的Ca(OH)₂(固)，以及包含在CaSO₃(固)、CaSO₄(固)内的CaO(固)进行增湿雾化，恢复吸收能力；

净化后的含尘烟气从脱硫塔22顶部侧向排出，然后转向进入除尘器3进行气固分离；经除尘器3捕集下来的固体颗粒，通过除尘器3下游的循环灰系统4返回脱硫塔22继续参加反应，其中，除尘器脱除的烟灰中的未反应的 Ca(OH)₂(固)，以及包含在CaSO₃(固)、CaSO₄(固)内的Ca(OH)₂(固)循环至脱硫塔内继续反应，而多余的少量脱硫、脱硝灰渣则外排，如此循环；

S4、处理后的达标烟气排出经过引风机排入烟囱。

按照5次平行试验后，达标烟气中的平均含量为：SO₂含量80mg/m³、NO 浓度16mg/m³、粉尘浓度0.06g/m³，计算出：NOx脱除率为96.8％，SO₂脱除率为96％，粉尘脱除率为99.4％。

实施例4

本实施例的步骤与实施例3基本相同，不同之处仅在于：

步骤S2中，离子脱硝剂采用亚氯酸钠、次氯酸钠、硫化钠的混合溶液，混合后溶液中的最终浓度为：亚氯酸钠1mmol/L、次氯酸钠2mmol/L、硫化钠1.5mmol/L，在配制过程中，亚氯酸钠采用15wt％的亚氯酸钠溶液。

按照5次平行试验后，达标烟气中的平均杂质脱除率：NOx脱除率为 95.6％，SO₂脱除率为95％，粉尘脱除率为99.1％。

对比例4

本实施例的步骤与实施例4基本相同，不同之处仅在于：

步骤S2中，离子脱硝剂采用亚氯酸钠、次氯酸钠、硫化钠的混合溶液，混合后溶液中的最终浓度为：亚氯酸钠0.8mmol/L、次氯酸钠2mmol/L、硫化钠1.5mmol/L，在配制过程中，亚氯酸钠采用15％wt％的亚氯酸钠溶液。

按照5次平行试验后，达标烟气中的平均杂质脱除率：NOx脱除率为 74％，SO₂脱除率为90％，粉尘脱除率为94.6％。

表明，离子脱硝剂中亚氯酸钠因配比偏低导致与次氯酸钠形成的电动势不足，氧化性减弱，从而影响了脱硝效果，进而影响整体净化效率。

实施例5

本实施例的步骤与实施例3基本相同，不同之处仅在于：

步骤S2中，离子脱硝剂采用亚氯酸钠、次氯酸钠、硫化钠的混合溶液，混合后溶液中的最终浓度为：亚氯酸钠4mmol/L、次氯酸钠6mmol/L、硫化钠3mmol/L，在配制过程中，亚氯酸钠采用30wt％的亚氯酸钠溶液。

按照5次平行试验后，达标烟气中的平均杂质脱除率：NOx脱除率为 95.2％，SO₂脱除率为94％，粉尘脱除率为98.2％。

对比例5

本实施例的步骤与实施例5基本相同，不同之处仅在于：

步骤S2中，离子脱硝剂采用亚氯酸钠、次氯酸钠、硫化钠的混合溶液，混合后溶液中的最终浓度为：亚氯酸钠4.2mmol/L、次氯酸钠6mmol/L、硫化钠3mmol/L。

按照5次平行试验后，达标烟气中的平均杂质脱除率：NOx脱除率为 70％，SO₂脱除率为92％，粉尘脱除率为95.2％。

表明，离子脱硝剂中亚氯酸钠因配比偏高导致与次氯酸钠形成的电动势阻力过大而同样使氧化性减弱，从而影响了脱硝效果，进而影响整体净化效率。

实施例6

本实施例的步骤与实施例3基本相同，不同之处仅在于：

步骤S1中，控制Ca元素与S元素的摩尔比为1:1；

按照5次平行试验后，达标烟气中的平均杂质脱除率：NOx脱除率为 96.1％，SO₂脱除率为95.7％，粉尘脱除率为99.2％。

对比例6

本实施例的步骤与实施例3基本相同，不同之处仅在于：

步骤S1中，控制Ca元素与S元素的摩尔比为0.8:1；

按照5次平行试验后，达标烟气中的平均杂质脱除率：NOx脱除率为 88.2％，SO₂脱除率为85.6％，粉尘脱除率为96.3％。

表明，在一级脱硫系统中如果Ca/S摩尔比过小，将导致消石灰浆液对SO₂的吸收能力不足，从而影响了脱硫效果，进而影响整体净化效率。

实施例7

本实施例的步骤与实施例3基本相同，不同之处仅在于：

步骤S1中，控制Ca元素与S元素的摩尔比为3:1；

按照5次平行试验后，达标烟气中的平均杂质脱除率：NOx脱除率为 95.3％，SO₂脱除率为95.9％，粉尘脱除率为99.3％。

对比例7

本实施例的步骤与实施例3基本相同，不同之处仅在于：

步骤S1中，控制Ca元素与S元素的摩尔比为3.2:1；

按照5次平行试验后，达标烟气中的平均杂质脱除率：NOx脱除率为 79.7％，SO₂脱除率为90.6％，粉尘脱除率为92.3％。

表明，在一级脱硫系统中如果Ca/S摩尔比过大，导致消石灰浆液容易团聚固化，从而间接对SO₂的吸收能力不足，从而影响了脱硫效果，进而影响整体净化效率。

实施例8

本实施例的步骤与实施例3基本相同，不同之处仅在于：

步骤S1待处理的烟气温度为160℃；步骤S2中，控制离子脱硝的反应温度为80℃；

按照5次平行试验后，达标烟气中的平均杂质脱除率：NOx脱除率为 96.5％，SO₂脱除率为96.2％，粉尘脱除率为99.5％。

实施例9

本实施例的步骤与实施例3基本相同，不同之处仅在于：

步骤S1待处理的烟气温度为200℃；步骤S2中，控制离子脱硝的反应温度为100℃；

按照5次平行试验后，达标烟气中的平均杂质脱除率：NOx脱除率为 95.6％，SO₂脱除率为95.4％，粉尘脱除率为99.2％。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合，对于其它的众多组合，此处不再一一赘述。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种半干法离子脱硝脱硫除尘一体化处理装置，其特征在于，包括：

烟道系统，所述烟道系统包括在烟道内沿烟气流向依次设置的一级脱硫系统、离子脱硝系统；

二级脱硫系统，设于所述烟道系统的下游；所述二级脱硫系统包括文丘里管、脱硫塔，所述文丘里管的进气段与烟道系统的末端连通、出气段与脱硫塔内部连通；

除尘器，与脱硫塔的排气口连通；所述除尘器的排气端一路连接清洁烟气排放管道，且清洁烟气排放管道上通过清洁烟气再循环烟道及电动开关调节阀连接至烟道系统中形成清洁烟气再循环系统；所述除尘器的集尘端通过循环灰系统连接至文丘里管的进气段。

2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：

所述烟道包括水平段及弯接段；所述一级脱硫系统、离子脱硝系统依次设于水平段内，通过弯接段与所述文丘里管相接。

3.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：

所述烟道的底部设置连通的积灰斗，所述积灰斗分别设于对应文丘里管进气段的正下方处、一级脱硫系统与离子脱硝系统的正下方处。

4.根据权利要求2所述的处理装置，其特征在于：

所述离子脱硝系统、文丘里管之间的弯接段还设置气流均布装置。

5.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：

所述一级脱硫系统包括双回流喷枪，其喷射口朝向烟道内，用于喷射Ca(OH)₂浆液与烟气进行反应。

6.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：

所述离子脱硝系统包括双回流喷枪，其喷射口朝向烟道内，用于喷射离子脱硝剂与烟气进行反应。

7.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：

所述文丘里管的出气段设为出口扩管段，所述出口扩管段内设有朝向脱硫塔内部的喷水装置，用于降低脱硫塔内的烟温。

8.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：

所述除尘器采用长袋低压脉冲除尘器。

9.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：

所述循环灰系统包括返排料单元，所述返排料单元包括空气流化输送槽、流化底仓、中间灰仓、空气斜槽、气力输送装置，所述气力输送装置包括仓泵；

所述空气流化输送槽的入口与除尘器的集尘端通过管道连通，且管道上设有返料控制阀，用于接收除尘器中收集的灰尘；所述空气流化输送槽的出口与流化底仓连接，且流化底仓设置多个流化风机入口，用于保持流化底仓中飞灰的流化状态；所述流化底仓的溢流口连通至中间灰仓，所述中间灰仓通过仓泵连接至灰储仓，中间灰仓与仓泵之间设置排料控制阀用于将灰气力输送至灰储仓存储；所述流化底仓的循环灰出口管路通过空气斜槽连接至文丘里管的进气段，且循环灰出口管路上设置电动流量控制阀。

10.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：

所述离子脱硝系统中控制反应温度为50～100℃。

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