CN214345499U - 一种sda半干法协同脱硫脱硝处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统。它包括除尘器、烟囱、飞灰处理系统、亚氯酸钠溶液输送系统、石灰浆制备系统、工艺水系统和SDA反应塔系统；所述SDA反应塔系统包括SDA反应塔和旋转雾化器；旋转雾化器设置在SDA反应塔上端；SDA反应塔上端设置SDA反应塔前烟道、下部设置烟气出口；其中，SDA反应塔前烟道一端与锅炉和亚氯酸钠溶液输送系统连接、另一端与旋转雾化器连接；烟气出口依次与除尘器、引风机和烟囱连接；工艺水系统分别与石灰浆制备系统和旋转雾化器连接；石灰浆制备系统与旋转雾化器连接。本实用新型具有投资少、占地小、无废水排放及二次污染的优点。

Description

一种SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硫脱硝技术领域，具体涉及一种SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统。

背景技术

随着中国经济的飞速发展，大气污染也成为人们日益关注的问题，烟气中排放的SO₂和NO_X是大气污染的主要构成物。近年来国家非常重视大气污染的治理，众多火电厂和大型自备锅炉化工厂纷纷按照规定装上了脱硫脱硝系统等净化设备，这使得国家对大气污染的治理获得了极大的成效。

目前，用于控制烟气中SO₂和NO_X排放的技术主要是联合脱硫脱硝技术，针对不同的污染物加装不同的脱除装置。即对其中的SO₂的控制采用石灰石、双碱法、氨法、氧化镁法等技术；对于氮氧化物控制一般采用较成熟的工艺是在脱硫装置后面加装一套脱硝装置进行脱硝，如选择性催化还原(SCR)法或选择性非催化还原(SNCR)法，从而实现联合脱硫脱硝。这种采用分别加装脱硫设备和脱硝设备的方式进行控制的分级治理方式，其缺点是一项工艺技术通过一套专门的设备仅脱除一种污染物。由此这种一对一的治理方式，存在一次投资大、运行成本高、流程复杂、占地面积大等问题。

石灰石-石膏法工艺简单、脱硫效率高、对不同的SO₂浓度的烟气适应性强，目前我国的燃煤电厂、工业企业的烟气脱硫大多数采用该技术。但由于部分企业中多数场地预留有限，新建脱硝装置受到限制，而采用新增改建相对投资成本太高，

因此开发投资成本小、占地面积小、运行维护成本相对低廉的、具有良好运行性能的适合中小型锅炉的烟气协同脱硫脱硝一体化新技术是很有必要的。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统，通过在SDA反应塔前喷入亚氯酸钠溶液，达到协同脱硫脱硝的效果，投资少、占地小、无废水排放及二次污染；解决现有联合脱硫脱硝投资成本大，占地面积大，脱硫废水容易造成二次污染等技术问题。

其中，SDA(Spray Dryer Absorber)，旋转喷雾干燥法。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统，其特征在于：包括除尘器、烟囱、飞灰处理系统、亚氯酸钠溶液输送系统、石灰浆制备系统、工艺水系统和SDA反应塔系统；

所述SDA反应塔系统包括SDA反应塔和旋转雾化器；

旋转雾化器设置在SDA反应塔上端；

SDA反应塔上端设置SDA反应塔前烟道、下部设置烟气出口；其中，SDA反应塔前烟道一端与锅炉和亚氯酸钠溶液输送系统连接、另一端与旋转雾化器连接；烟气出口依次与除尘器、引风机和烟囱连接；

工艺水系统分别与石灰浆制备系统和旋转雾化器连接；

石灰浆制备系统与旋转雾化器连接。

在上述技术方案中，亚氯酸钠溶液输送系统包括亚氯酸钠溶液储存箱、亚氯酸钠输送泵和亚氯酸钠分布器；

亚氯酸钠溶液储存箱依次与亚氯酸钠输送泵和亚氯酸钠分布器连接；

亚氯酸钠分布器与SDA反应塔前烟道连接。

在上述技术方案中，石灰浆制备系统包括生石灰仓、石灰浆液消化箱、搅拌器、石灰浆液储存箱和石灰浆液供给泵；

生石灰仓依次与石灰浆液消化箱、石灰浆液储存箱、石灰浆液供给泵和旋转雾化器连接；

搅拌器位于石灰浆液消化箱内；

石灰浆液消化箱有多个；多个石灰浆液消化箱呈并联设置。

在上述技术方案中，SDA反应塔和除尘器的下端均呈锥形结构；

SDA反应塔和除尘器的下端均通过飞灰处理系统与小车连接。

在上述技术方案中，工艺水系统包括工艺水箱和工艺水输送泵；

工艺水箱通过工艺水输送泵分别与石灰浆液消化箱和旋转雾化器连接。

本实用新型具有如下优点：

(1)相比联合脱硫脱硝技术，本实用新型具有投资成本小、改造工程少、占地面积少的优点，本实用新型只需在原有系统中增加脱硝添加剂给料装置、达到协同脱硫脱销的目的；本实用新型特别适合难以实施SNCR、SCR脱硝工艺的中小型锅炉；

(2)本实用新型脱硫脱硝后的副产物为无毒害，无废水排放及二次污染等；

(3)本实用新型系统简洁，操作方便，根据NO_x浓度变化，可通过调石灰浆液和亚氯酸钠溶液的耗量来实现良好适应性；

(4)本实用新型采用亚氯酸钠作为氧化剂，将烟气中的NO氧化为易溶于水的NO₂，生成的NO₂和烟气中的SO₂与SDA反应塔中雾化的石灰浆液在亚氯酸钠的催化作用下发生中和反应，完成脱硫脱硝，其脱硫效率可达90％以上，同时脱硝效率可达60％以上；

(5)本实用新型能同时完成脱硫脱硝，且系统简洁、操作方便，投资成本小、改造工程少、占地面积少、无废水排放及二次污染；克服了现有技术采用联合脱硫脱销，且现有的联合脱硫脱硝都是单独设备分别针对单独物质(如，硫化物和氮氧化物)进行脱除(即一项工艺技术通过一套专门的设备仅脱除一种污染物)，操作复杂，设备占地面积大，投资成本高的缺点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1的A处放大图。

图3为图1的B处放大图。

图2中的D表示导叶片。

图中1-锅炉，2-亚氯酸钠溶液储存箱，3-输送泵，4-分布器，5-生石灰仓，6-消化箱，7-搅拌器，8-储存箱，9-供给泵，10-工艺水箱，11-输送泵，12-SDA反应塔，12.1-SDA反应塔前烟道，12.2-烟气出口，13-除尘器，14-引风机，15-烟囱，16-飞灰处理系统，17-小车，18-亚氯酸钠溶液输送系统，19-石灰浆制备系统，20-工艺水系统，21-SDA反应塔系统，22-旋转雾化器。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点更加清楚和容易理解。

本实用新型所述的SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统采用亚氯酸钠作为氧化剂，通过在SDA反应塔前烟道中喷入亚氯酸钠溶液，合理利用烟气余热，亚氯酸钠溶液的浓度和液气比(液气比控制在4.0-10.0L/m3)，从而提高NO的转化率和NO_X的脱除率，再通过SDA反应塔利用石灰浆液进行中和反应完成协同脱硫脱硝，实现超低排放的目的同时节能降耗，占地面小，资源化的利用程度高，本实用新型特别适合难以实施SNCR、SCR脱硝工艺的中小型锅炉；其中，本实用新型中的脱硝主要化学反应为：

NaClO₂+2NO→2NO₂+NaCl

2NO₂+NaClO₂+Ca(OH)₂→Ca(NO₃)₂+NaCl+H₂O

脱硫主要化学反应为：

SO₂+NaClO₂+2H₂O＝2H₂SO₄+NaCl

H₂SO₄+Ca(OH)₂＝CaSO₄+2H₂O

参阅附图可知：一种SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统，包括除尘器13、烟囱15、飞灰处理系统16、亚氯酸钠溶液输送系统18、石灰浆制备系统19、工艺水系统20和SDA反应塔系统21；净化后烟气从烟囱排出；所述SDA反应塔系统21包括SDA反应塔12和旋转雾化器22；

旋转雾化器22设置在SDA反应塔12上端；

SDA反应塔12上端设置SDA反应塔前烟道12.1、下部设置烟气出口12.2；其中，SDA反应塔前烟道12.1一端与锅炉1和亚氯酸钠溶液输送系统18连接、另一端与旋转雾化器22连接；提高NO的转化率和NO_X的脱除率；烟气出口12.2依次与除尘器13、引风机14和烟囱15连接(如图1、图2所示)；烟气通过SDA反应塔12中的涡壳以螺旋下降的方式进入SDA反应塔12筒体，烟气在SDA反应塔12筒体中的流动方向与旋转雾化器22旋转方向相反；在SDA反应塔12里，烟气与石灰浆液和水进行混合；

工艺水系统20分别与石灰浆制备系统19和旋转雾化器22连接；

石灰浆制备系统19与旋转雾化器22连接；通过SDA反应塔利用石灰浆液进行中和反应完成协同脱硫脱硝，实现超低排放的目的同时节能降耗，占地面小，资源化的利用程度高。

进一步地，亚氯酸钠溶液输送系统18包括亚氯酸钠溶液储存箱2、亚氯酸钠输送泵3和亚氯酸钠分布器4；

亚氯酸钠溶液储存箱2中的亚氯酸钠溶液的浓度为8％-12％；

亚氯酸钠溶液储存箱2依次与亚氯酸钠输送泵3和亚氯酸钠分布器4连接；

亚氯酸钠分布器4与SDA反应塔前烟道12.1连接；亚氯酸钠(NaClO₂)是一种使用较多的，而且对于SO₂和NO氧化性非常强的氧化剂，目前已经被广泛用于农业、印染、冶金、材料等诸多工业方面，尤其是其中对于NO成分的脱除，主要是依赖于先用氧化剂将NO氧化为易溶于水的NO₂，生成的NO₂和烟气中的SO₂与碱液吸收剂进行反应从而完成脱硫脱硝的过程；亚氯酸钠(NaClO₂)价廉易得，对NO在氧化效果好；本实用新型采用亚氯酸钠作为氧化剂，将固体亚氯酸钠研磨成粉末配制成浓度为8％-12％的溶液、储存在亚氯酸钠溶液储存箱2中，然后通过亚氯酸钠输送泵3将亚氯酸钠溶液输送至亚氯酸钠分布器4中，通过亚氯酸钠分布器4调节向烟气中供给的亚氯酸钠溶液的量，在SDA反应塔前烟道中喷入的亚硝酸钠溶液与烟气充分接触，将烟气中的NO氧化为高阶态的NO₂等，氧化后的烟气通过引风机14输送到SDA反应塔12内与石灰浆液在亚氯酸钠溶液的催化作用下中和反应完成脱硫脱硝。

进一步地，石灰浆制备系统19包括生石灰仓5、石灰浆液消化箱6、搅拌器7、石灰浆液储存箱8和石灰浆液供给泵9；

生石灰仓5依次与石灰浆液消化箱6、石灰浆液储存箱8、石灰浆液供给泵9和旋转雾化器22连接；

搅拌器7位于石灰浆液消化箱6内；

石灰浆液消化箱6有多个；多个石灰浆液消化箱6呈并联连接(如图1、图3所示)；石灰浆液储存箱8中的石灰浆液的浓度为10％-20％；石灰浆制备系统19采用消石灰粉为原料，用作SDA反应塔12中的吸收剂；工艺水系统20中的工艺水通过工艺水输送泵11注入到石灰浆液消化箱6内，达到设置的预定量后，启动石灰浆液消化箱6的搅拌器7，然后将生石灰仓5内的消石灰粉送入石灰浆液消化箱6，搅拌器7不断搅拌，将加入的消石灰粉和水制成浓度为10％～20％石灰浆液，制备好的石灰浆液储存在石灰浆液储存箱8中。

从石灰浆液储存箱8中出来的石灰浆液经过石灰浆液供给泵9连续输送到SDA反应塔12顶部的旋转雾化器22中，与来自SDA反应塔12内逆流而上的烟气发生反应，完成脱硫脱硝。

进一步地，飞灰处理系统16包括飞灰的收集、贮存、辅助等设施以及其它有关设施；其中，飞灰经反应塔及除尘器收集后、经过飞灰处理系统16处理后、通过输送系统输送到小车17上。其中，飞灰处理系统为现有技术。

SDA反应塔12和除尘器13的下端均呈锥形结构；

SDA反应塔12和除尘器13的下端均通过飞灰处理系统16处理后、经输送管路与小车17连接(如图1所示)；

飞灰主要来自反应吸收塔的排出物和除尘器收集的烟尘；经雾化的石灰浆液在SDA反应塔12内与热烟气混合进行传热传质交换并发生反应，在反应发生的同时，雾滴中的水分被烟气干燥蒸发，最终的反应产物是干态粉尘，这些粉尘在SDA反应塔12的塔底部及后面的除尘器13中被收集下来；烟气中剩余的气相污染物在通过除尘器13时与未完全反应的Ca(OH)₂进一步反应而被去除；另外由于烟气温度降低，烟气中的部分有毒有机物和重金属也可以被凝聚或被干燥的粉尘吸附而除去；收集的烟尘经飞灰处理系统16处理，通过小车17运送至厂外，可用作建筑原材料。

更进一步地，工艺水系统20包括工艺水箱10和工艺水输送泵11；

工艺水箱10通过工艺水输送泵11分别与石灰浆液消化箱6和旋转雾化器22连接(如图1、图3所示)；工艺水系统20采用连续运行方式，供石灰浆液配制、稀释成浓度为10％-20％的浆液，经SDA反应塔12上端的旋转雾化器22喷入塔内与烟气充分混合接触；另一方面，工艺水系统20中的工艺水可作为旋转雾化器22调节烟气温度用的冷却水。

更进一步地，除尘器13为袋式除尘器，也可以根据使用要求选用其它的除尘器。

所述SDA反应塔系统21为现有技术。

以上所述浓度均为质量百分浓度。

本实用新型所述的SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统的工作过程如下，如图1所示：

1)来自锅炉1的烟气通过引风机14被送至SDA反应塔12内；

2)浓度为8％-12％的亚氯酸钠溶液通过亚氯酸钠输送泵3输送到亚氯酸钠分布器4中，亚氯酸钠分布器4的喷嘴与SDA反应塔12的烟道外壁的接口相连接，然后亚氯酸钠溶液经亚氯酸钠分布器4喷入SDA反应塔前烟道12.1内，喷入的亚氯酸钠溶液与来自锅炉的烟气充分接触，将烟气中的NO氧化为高价态的NO₂等(反应公式为：NaClO₂+2NO→2NO₂+NaCl)，氧化后的烟气进入SDA反应塔12内；

3)加入石灰浆液消化箱6中的石灰与定量水配制成一定浓度的石灰浆液，并自流入石灰浆液储存箱8中稀释成浓度为10％-20％的石灰浆液，石灰浆液连续配制；经搅拌均匀后石灰浆液经石灰浆液供给泵9送入SDA反应塔12内；

4)烟气沿着SDA反应塔12顶部导叶片逆时针呈螺旋状向下运动进入塔内，与从旋转雾化器22中顺时针进入塔内的石灰浆液反应，脱除烟气中的SO₂；另一方面雾化的石灰浆液将与来自SDA反应塔12底部自下而上的烟气充分混合、接触，提高脱硫反应效率；同时烟气中的NO在亚氯酸钠氧化的作用下生成的NO₂与石灰浆液发生中和反应，完成脱硫脱硝；

5)工艺水系统20采用连续运行方式，供石灰浆液配制、稀释成浓度为10％-20％的浆液，经SDA反应塔12顶端的旋转雾化器22喷入塔内与烟气充分混合接触；另一方面工艺水可作为旋转雾化器22调节烟气温度用的冷却水；本实用新型中，烟气冷却通过石灰浆液和烟气混合，浆液被蒸发带走热量，烟气温度降低；而本实用新型中的工艺水主要是作为旋转雾化器在工作时的冷却水，对设备进行冷却、使旋转雾化器在一个安全的温度运转，同时本实用新型中的工艺水还作为石灰浆液制备所需的水。

在本实用新型中，由于烟气呈螺旋状快速转动，石灰浆液不会喷射到SDA反应塔12筒体壁上，从而使器壁保持干燥，不致结垢；反应生成物落入SDA反应塔12的下部锥体，由SDA反应塔12的下部锥体底部排出；另外，SDA反应塔下部锥体部分设置振打装置，且在出灰口装有出料破碎装置，可防止大灰块堵塞出口；一部分反应生成物由SDA反应塔12的下部锥体底部排出，另一部分反应生成物挟带着飞灰及各种粉尘的烟气进入除尘器13中除尘；净烟气从烟囱15中排出。

为了能够更加清楚的说明本实用新型所述的SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统与现有技术相比所具有的优点，工作人员将这两种技术方案进行了对比，其对比结果如下表：

由上表可知，本实用新型所述的SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统与现有技术相比，能同时完成脱硫脱硝，投资成本小、改造工程少、占地面积少、无废水排放及二次污染。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (5)

1.一种SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统，其特征在于：包括除尘器(13)、烟囱(15)、飞灰处理系统(16)、亚氯酸钠溶液输送系统(18)、石灰浆制备系统(19)、工艺水系统(20)和SDA反应塔系统(21)；

所述SDA反应塔系统(21)包括SDA反应塔(12)和旋转雾化器(22)；

旋转雾化器(22)设置在SDA反应塔(12)上端；

SDA反应塔(12)上端设置SDA反应塔前烟道(12.1)、下部设置烟气出口(12.2)；其中，SDA反应塔前烟道(12.1)一端与锅炉(1)和亚氯酸钠溶液输送系统(18)连接、另一端与旋转雾化器(22)连接；烟气出口(12.2)依次与除尘器(13)、引风机(14)和烟囱(15)连接；

工艺水系统(20)分别与石灰浆制备系统(19)和旋转雾化器(22)连接；

石灰浆制备系统(19)与旋转雾化器(22)连接。

2.根据权利要求1所述的SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统，其特征在于：亚氯酸钠溶液输送系统(18)包括亚氯酸钠溶液储存箱(2)、亚氯酸钠输送泵(3)和亚氯酸钠分布器(4)；

亚氯酸钠溶液储存箱(2)依次与亚氯酸钠输送泵(3)和亚氯酸钠分布器(4)连接；

亚氯酸钠分布器(4)与SDA反应塔前烟道(12.1)连接。

3.根据权利要求2所述的SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统，其特征在于：石灰浆制备系统(19)包括生石灰仓(5)、石灰浆液消化箱(6)、搅拌器(7)、石灰浆液储存箱(8)和石灰浆液供给泵(9)；

生石灰仓(5)依次与石灰浆液消化箱(6)、石灰浆液储存箱(8)、石灰浆液供给泵(9)和旋转雾化器(22)连接；

搅拌器(7)位于石灰浆液消化箱(6)内；

石灰浆液消化箱(6)有多个；多个石灰浆液消化箱(6)呈并联设置。

4.根据权利要求3所述的SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统，其特征在于：SDA反应塔(12)和除尘器(13)的下端均呈锥形结构；

SDA反应塔(12)和除尘器(13)的下端均通过飞灰处理系统(16)与小车(17)连接。

5.根据权利要求4所述的SDA半干法协同脱硫脱硝处理系统，其特征在于：工艺水系统(20)包括工艺水箱(10)和工艺水输送泵(11)；

工艺水箱(10)通过工艺水输送泵(11)分别与石灰浆液消化箱(6)和旋转雾化器(22)连接。

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