一種聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法及其裝置的製作方法
2023-05-01 00:23:31 2
專利名稱：一種聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及燃煤鍋爐煙氣的處理技術領域，尤其涉及的是一種聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法及其裝置。
背景技術：
我國是燃煤大國，煤炭佔我國一次能源消耗總量的70%左右。煤炭燃燒過程中所產生的硫氧化物、氮氧化物對我國大氣環境造成了日益嚴重的危害。目前氮氧化物的脫除技術主要有兩類爐內燃燒脫硝和煙氣脫硝。爐內燃燒脫硝技術的脫硝效率在30-50%左右，但該種脫硝技術容易影響鍋爐的安全運行，且隨著環保要求的進一步提高，該技術難以實現更高的NOx脫除效率。歐美等發達國家普遍採用催化還原技術(SCR)對煙氣進行脫硝。 該技術脫硝效率高、運行穩定，但存在催化劑失活、磨損、堵塞，還原性物質洩露造成二次汙染等問題，且運行和投資費用非常昂貴。通常採用的煙氣脫硫方法為石灰/石灰石-石膏溼法，該方法效率比較高。但我國國內對該技術的研究尚未有突破性進展，目前該系統主要從日本進口為主，我國70%的中小型鍋爐企業負擔不了目前常用脫硫工藝的大量基建投資和高昂的運行費用。此外，石灰/石灰石一石膏溼法脫硫後形成含有大量雜質的低品位石膏，大部分脫硫產物被拋棄處理，對環境造成了二次汙染。因此，研究開發低成本、高效率的可以同時脫硫脫硝的技術就顯得尤為重要。目前，已經有不少學者利用臭氧對煙氣進行脫硫脫硝，例如專利CN101485957A、 CN1923341A等，但這些煙氣處理方法中還需要運用到大量氫氧化鈣、氫氧化鈉、氫氧化鉀、 氧化鈣等高品位化學藥品，這與溼法脫硫有很大的相似之處，同樣存在成本高、易造成二次汙染等問題。與此同時，我國印染、造紙、製革、化工等企業每年排放大量鹼性廢水，例如， 2007年紡織印染廢水的排放量總量高達22. 5億噸，中小型造紙企業排放的鹼性廢水約有 10多億噸。因此，現有技術還有待於改進和發展。
發明內容
本發明的目的在於提供一種聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法及其裝置，旨在解決現有的煙氣脫硫脫硝技術成本高、易造成二次汙染、容易影響鍋爐安全運行的問題。本發明的技術方案如下一種聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法，其中， 包括以下步驟
步驟I:將由鍋爐爐膛出來的煙氣進行除塵；
步驟2 :利用臭氧氧化煙氣中低價態的氮氧化物和二氧化硫汙染物；
步驟3 :利用煙氣與鹼性廢水反應,除去煙氣中高價態的氮氧化物和氧化硫汙染物； 步驟4 :利用煙氣與鹼性廢水繼續反應，使煙氣達到排放標準。所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法，其中，所述步驟I的煙氣除塵通過靜電除塵或水膜除塵實現。所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法，其中，所述臭氧利用純氧或空氣製成。所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法，其中，所述臭氧與煙氣中NO 的摩爾比為O. 5 I. 5之間。所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法，其中，所述煙氣與鹼性廢水的接觸是通過曝氣和噴淋兩種方式實現的。所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法，其中，所述鹼性廢水為印染、 造紙、製革、化工的鹼性工業廢水，所述鹼性廢水PH值控制在10-12. 5之間。一種聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的裝置，其中，包括除塵裝置、尾部煙道、臭氧發生器、脫硫脫硝房和鹼液池所述除塵裝置與脫硫脫硝房通過尾部煙道連接；所述臭氧發生器與尾部煙道連接；所述脫硫脫硝房與鹼液池連接。所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的裝置，其中，所述脫硫脫硝裝置還包括濃鹼池，所述濃鹼池與所述鹼液池連接。所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的裝置，其中，所述脫硫脫硝房包括設置在脫硫脫硝房底部的曝氣槽；設置在脫硫脫硝房頂部的噴淋器；所述曝氣槽和噴淋器分別都與鹼液池連接。所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的裝置，其中，所述曝氣槽包括設置在曝氣槽底部中間位置的主煙管；設置在主煙管兩側的支氣管；設置在曝氣槽一側的鹼性廢水進口 ；設置在與鹼性廢水進口相對側的鹼性廢水出口 ；
所述支氣管上均勻設置有煙孔；所述煙孔的孔徑小於等於8_ ；
所述主煙管與所述煙道連接；所述支氣管與所述主煙管連接；所述鹼性廢水進口與所述鹼液池連接。本發明的有益效果本發明通過提供一種聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法及其裝置，將臭氧氧化與鹼性廢水脫硫脫硝聯合起來，起到同時脫硫脫硝的作用，相比傳統的溼法脫硫加催化還原技術脫硝，投資費用降低35 60%，運行成本節省60%左右；本發明相比臭氧氧化加鹼水洗滌脫硫脫硝的方法，不僅大大減少氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈣等高品位化學藥品，減少新鮮水的使用量，而且也不易造成二次汙染；本發明利用鹼性廢水對煙氣進行脫硫脫硝，不僅減少煙氣處理成本，同樣也減少鹼性工業廢水的中和處理成本， 達到了以廢治廢、變廢為寶的目的。
圖I是本發明中一種聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝方法的步驟流程圖。圖2是本發明中一種聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝裝置的結構圖。圖3是本發明中曝氣槽的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實施例對本發明進一步詳細說明。
如圖I所示，是本發明聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法的步驟流程圖。本方法包括以下步驟
步驟I:將由鍋爐爐膛出來的煙氣進行除塵；
步驟2 :利用臭氧氧化煙氣中低價態的氮氧化物和二氧化硫汙染物；
步驟3 :利用煙氣與鹼性廢水反應，以除去煙氣中大部分高價態的氮氧化物和氧化硫汙染物；
步驟4 :利用煙氣與鹼性廢水繼續反應，使煙氣達到排放標準。所述將煙氣除塵可通過靜電除塵或水膜除塵。所述臭氧是通過臭氧發生器利用純氧或空氣製成的。所噴入的臭氧與鍋爐煙氣中NO的摩爾比為O. 5 I. 5之間。所述煙氣與鹼性廢水的接觸是通過曝氣與噴淋兩種方式實現的。所述鹼性廢水可以是印染、造紙、製革、化工等鹼性工業廢水，其PH值應控制在 10-12. 5 之間。本發明中聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法的具體過程為從鍋爐爐膛出來的煙氣經靜電除塵或水膜除塵後，與噴入的臭氧發生氧化反應，煙氣中不溶於水的低價態氮氧化物氧化成易溶於水的高價態氮氧化物，同時部分低價硫氧化成高價硫；氧化後的煙氣通過曝氣的方式與鹼性廢水發生脫硫脫硝反應，以除去大部分氮氧化物、氧化硫汙染物；煙氣繼續與鹼性廢水通過噴淋的方式發生反應，以進一步脫硫脫硝，煙氣達到排放標準。如圖2所示，是本發明聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝設備的結構示意圖。 本脫硫脫硝設備包括爐膛100、除塵裝置200、尾部煙道300、臭氧發生器400、脫硫脫硝房 500、鹼液池600、濃鹼池700和煙 800 :所述爐膛100與除塵裝置200連接；所述除塵裝置200與脫硫脫硝房500通過尾部煙道300連接；所述臭氧發生器400與尾部煙道300連接；所述脫硫脫硝房500與煙 800連接；所述脫硫脫硝房500還與鹼液池600連接；所述鹼液池600與所述濃鹼池700連接。所述脫硫脫硝房500包括設置在脫硫脫硝房500底部的曝氣槽510 ;設置在脫硫脫硝房500頂部的噴淋器520。所述曝氣槽510和噴淋器520分別都與鹼液池600連接。所述曝氣槽510包括設置在曝氣槽510底部中間位置的主煙管515和設置在主煙管515兩側的支氣管513，所述主煙管515與所述尾部煙道300連接；所述支氣管513與所述主煙管515連接；所述支氣管513上均勻設置有煙孔514 ;所述曝氣槽510還包括設置在曝氣槽510 —側的鹼性廢水進口 511和設置在與鹼性廢水進口 511相對側的鹼性廢水出口 512。所述曝氣槽510中鹼性廢水的液位約30 35cm，以保證煙氣與鹼性廢水的充分反應，同時防止風機、水泵等設備的能耗偏大。所述支煙管513的數量根據煙氣的流量確定，支煙管513上設置有數千至數萬個煙孔514，煙孔514的孔徑< 8毫米煙孔514的孔徑越小，煙氣與鹼性廢水的接觸越充分。所述鹼性廢水進口 511與所述鹼液池600連接；經過脫硫脫硝房500後的鹼性廢水經鹼性廢水出口 512排放至汙水處理廠。所述鹼液池600與濃鹼池700相連接當所述鹼液池600的鹼性廢水的PH值偏低(pH值小於10)時，通過濃鹼池700調節。鹼液池600的容積大小可根據鹼性廢水產生的水量、水質的一個變化周期為準；如果周期難以把握，可按鹼性廢水停留時間為8小時的量設計。鹼液池600可適應鹼性廢水排放的不均勻特性。所述濃鹼池700的鹼性物質主要為氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈣等。下面結合圖2和圖3所示，舉例說明本裝置的實際操作過程。以某印染廠為例，經檢測其排放的鹼性廢水pH值約為12，廢水中OF1的平均含量為O. 01mol/L ;印染廠燃煤鍋爐的煙氣排放量約60000Nm3/h，煙氣含硫量約1700mg/m3，NO的濃度約155mg/m3，N0x的濃度約255mg/m3 ;脫硫後排放煙氣的含硫量要低於150mg/m3，NOx含量要低於100mg/m3，則脫硫所需的印染廢水量約200m3/h，脫硝所需的臭氧約15kg/h。具體實施如下1.煙氣經鍋爐爐膛100出來，經除塵裝置200除塵後，在尾部煙道300與臭氧發生器400噴出的臭氧發生氧化反應，將煙氣中不溶於水的低價態氮氧化物氧生成易溶於水的高價態氮氧化物，同時使部分低價硫氧化成高價硫。2.氧化後的煙氣進入脫硫脫硝房500底部的曝氣槽510，在曝氣槽510內利用曝氣的方式對煙氣進行脫硫脫硝。其中曝氣槽510具體的結構為在曝氣槽510的底部設置I 根主煙管515和10根支煙管513，每根支煙管513上設置有約I. 5萬個煙孔514，煙孔514 的孔徑分別為5毫米和7毫米，間隔設置。其中煙孔514的流量控制在4m/s左右；其中曝氣槽510的鹼性廢水液位約32cm。3.煙氣初步脫硫脫硝後，經曝氣槽510的液面逸出，並與從噴淋器520噴灑下來的鹼性廢水繼續發生反應，以進一步脫硫脫硝。4.淨化後的煙氣達到排放標準，經脫硫脫硝房500的頂部送往煙囪800，排向大氣。應當理解的是，本發明的應用不限於上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於，包括以下步驟步驟I:將由鍋爐爐膛出來的煙氣進行除塵；步驟2 :利用臭氧氧化煙氣中低價態的氮氧化物和二氧化硫汙染物；步驟3 :利用煙氣與鹼性廢水反應,除去煙氣中高價態的氮氧化物和氧化硫汙染物；步驟4 :利用煙氣與鹼性廢水繼續反應，使煙氣達到排放標準。
2.根據權利要求I所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於， 所述步驟I的煙氣除塵通過靜電除塵或水膜除塵實現。
3.根據權利要求I所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於， 所述臭氧利用純氧或空氣製成。
4.根據權利要求I所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於， 所述臭氧與煙氣中NO的摩爾比為O. 5 I. 5之間。
5.根據權利要求I所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於， 所述煙氣與鹼性廢水的接觸是通過曝氣與噴淋兩種方式實現的。
6.根據權利要求I所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法，其特徵在於，所述鹼性廢水為印染、造紙、製革、化工的鹼性工業廢水，所述鹼性廢水PH值控制在 10-12. 5 之間。
7.一種聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的裝置，其特徵在於，包括除塵裝置、尾部煙道、臭氧發生器、脫硫脫硝房和鹼液池所述除塵裝置與脫硫脫硝房通過尾部煙道連接；所述臭氧發生器與尾部煙道連接；所述脫硫脫硝房與鹼液池連接。
8.根據權利要求7所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的裝置，其特徵在於， 所述脫硫脫硝裝置還包括濃鹼池，所述濃鹼池與所述鹼液池連接。
9.根據權利要求7所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的裝置，其特徵在於， 所述脫硫脫硝房包括設置在脫硫脫硝房底部的曝氣槽；設置在脫硫脫硝房頂部的噴淋器； 所述曝氣槽和噴淋器分別都與鹼液池連接。
10.根據權利要求9所述的聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的裝置，其特徵在於，所述曝氣槽包括設置在曝氣槽底部中間位置的主煙管；設置在主煙管兩側的支氣管； 設置在曝氣槽一側的鹼性廢水進口 ；設置在與鹼性廢水進口相對側的鹼性廢水出口 ；所述支氣管上均勻設置有煙孔；所述煙孔的孔徑小於等於8_ ；所述主煙管與所述煙道連接；所述支氣管與所述主煙管連接；所述鹼性廢水進口與所述鹼液池連接。
全文摘要
本發明公開了一種聯合臭氧與鹼性廢水對煙氣脫硫脫硝的方法及其裝置，由鍋爐爐膛出來的煙氣經除塵後，在尾部煙道與噴入的臭氧發生氧化反應，將煙氣中不溶於水的低價態氮氧化物氧生成易溶於水的高價態氮氧化物，同時使部分低價硫氧化成高價硫；氧化後的煙氣先送入脫硫脫硝房底部的曝氣槽，通過曝氣的方式對煙氣進行脫硫脫硝，以除去大部分氮氧化物和氧化硫汙染物，然後再通過噴淋的方式進一步脫硫脫硝，以達到煙氣排放標準。本發明投資費用低，節省運行成本；減少高品位化學藥品、新鮮水的使用量，而且也不易造成二次汙染；不僅減少煙氣的處理成本，也減少鹼性工業廢水的中和處理成本，達到了以廢治廢的目的。
文檔編號B01D53/78GK102600709SQ20121008301
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者姚穎 申請人:佛山市三水佳利達紡織染有限公司