一種利用脫硫廢水脫除鍋爐煙氣中SO3的系統的製作方法

2023-07-18 02:40:31

本實用新型涉及鍋爐煙氣淨化技術領域，具體涉及一種利用脫硫廢水脫除鍋爐煙氣中SO3的系統。

背景技術：

我國煤炭資源豐富，並且燃煤發電運行可靠、技術成熟，長期以來我國以燃煤發電作為能源供給的主要來源。然而，在燃煤電廠的運行中會產生各種環境汙染，主要為燃煤煙氣排放帶來的大氣汙染。為此，燃煤電廠已普遍採用脫硝、脫硫和除塵工藝對煙氣中的NOX、SO2及粉塵進行控制。

在傳統的煙氣淨化工藝中，國內燃煤電廠普遍採用SCR工藝進行煙氣脫硝，但SCR催化劑會將煙氣中的部分SO2催化氧化為SO3，進一步增加了煙氣中SO3濃度，從而造成空預器堵塞以及對尾部煙道的腐蝕。傳統的燃煤電站的靜電除塵器和WFGD等常規汙染物控制設備對煙氣中SO3脫除效率較低。而應用最廣泛的煙氣脫硫技術——石灰石-石膏溼法脫硫技術，在運行過程中定期排放大量廢水(即脫硫廢水)，該廢水懸浮物、鹽及重金屬含量高且腐蝕性強，需經過處理才能達標排放。隨著汙染控制標準的提高，脫硫廢水零排放被提上日程，而單純的廢水零排放處理工藝無疑增加了火電廠運行成本。

目前，針對燃煤電廠脫硫廢水以及SO3等汙染物的控制，往往僅對單一汙染物進行處理。然而，燃煤電廠汙染物控制工藝繁多、設備龐雜，如何進行多汙染聯合脫除是燃煤電廠汙染物治理的研究重點。

為此，中國專利文獻CN203030173U公開了一種煤中氯元素循環利用實現汙染物聯合脫除的裝置，其在脫硫廢水中加入強鹼並回噴到鍋爐煙氣中，以去除煙氣中的汞和SO3，但該裝置產生的鹼性脫硫廢水為固液混合物或含有部分絮凝物，其霧化效果差，易堵塞霧化噴嘴，從而導致SO3脫除率較低；再者，脫硫廢水中含有大量的重金屬離子，未做處理進行脫硝，會導致SCR催化劑中毒，影響煙氣脫硝的效果，而且重金屬離子與強鹼形成沉澱容易導致霧化噴嘴堵塞，造成噴霧不均。

另外，中國專利文獻CN105126561A還公開了一種基於脫硫廢水蒸發處理的燃煤煙氣PM2.5/SO3/Hg聯合脫除方法。具體的，在脫硫廢水中加入由高聚物粘結劑和溼潤劑組成的化學團聚劑，噴入煙道，以實現PM2.5/SO3/Hg的聯合脫除，但是該方法通過在脫硫廢水中添加由高聚物粘結劑和溼潤劑組成的化學團聚劑，不僅增加了脫除PM2.5/SO3/Hg的成本，更重要的是，化學團聚劑對SO3沒有特異性的吸附，脫除效率低。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是現有脫硫廢水重金屬離子含量高，SO3脫除效率低，SCR催化劑活性減弱，脫硝效果差的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案如下：

本實用新型提供一種利用脫硫廢水脫除鍋爐煙氣中SO3的系統，包括與脫硫塔相連接的脫硫廢水處理系統，和三氧化硫脫除液噴灑系統，其中，

所述脫硫廢水處理系統，包括順次連接的旋流器、中和裝置、沉澱裝置、絮凝裝置、澄清裝置、脫除液配置裝置，用以對脫硫廢水依次進行處理得到三氧化硫脫除液；

所述三氧化硫脫除液噴灑系統，包括脫除液輸送管路和設置於鍋爐煙道內的噴頭，所述脫除液輸送管路的進口端與所述脫除液配置裝置相連接，所述脫除液輸送管路的出口端與所述噴頭相連接，用以將經過脫除液配置裝置處理後得到的三氧化硫脫除液噴灑至鍋爐煙道內。

可選的，所述脫硫塔與鍋爐煙道的尾部相連接，用以接收鍋爐煙氣並對其進行脫硫處理；沿鍋爐煙氣的流動方向，在所述鍋爐煙道上依次設置有省煤器、SCR反應器、空預器和電除塵裝置。

可選的，所述省煤器和所述SCR反應器之間設置有第一噴頭。

可選的，所述SCR反應器和所述空預器之間設置有第二噴頭。

可選的，所述空預器和所述電除塵裝置之間設置有第三噴頭。

可選的，所述電除塵裝置和所述脫硫塔之間設置有第四噴頭。

可選的，所述澄清裝置還連接有板框壓濾機，用以將沉積於所述澄清裝置底部的絮凝物進行壓濾。

可選的，所述中和裝置、沉澱裝置、絮凝裝置和脫除液配置裝置分別設置有加藥裝置，用以加入相應的化學製劑實現對廢水的處理。

可選的，所述中和裝置、沉澱裝置、絮凝裝置和脫除液配置裝置分別設置有攪拌裝置，用以對廢水和加入的化學製劑進行攪拌，實現對廢水和化學製劑的充分混合。

可選的，所述脫硫塔還設置有排煙裝置，用以排放經所述脫硫塔處理後的鍋爐煙氣。

本實用新型的上述技術方案具有以下優點：

1、本實用新型實施例提供一種利用脫硫廢水脫除鍋爐煙氣中SO3的方法，包括：與脫硫塔相連接的脫硫廢水處理系統，和三氧化硫脫除液噴灑系統，其中，所述脫硫廢水處理系統，包括順次連接的旋流器、中和裝置、沉澱裝置、絮凝裝置、澄清裝置、脫除液配置裝置，用以對脫硫廢水依次進行處理得到三氧化硫脫除液；所述三氧化硫脫除液噴灑系統，包括脫除液輸送管路和設置於鍋爐煙道內的噴頭，所述脫除液輸送管路的進口端與所述脫除液配置裝置相連接，所述脫除液輸送管路的出口端與所述噴頭相連接，用以將經過脫除液配置裝置處理後得到的三氧化硫脫除液噴灑至鍋爐煙道內。通過對脫硫塔產生的脫硫廢水進行二次處理，降低來自脫硫塔的脫硫廢水中的重金屬離子及其他雜質，提高脫硫廢水脫除SO3的效率。

此外，通過在煙道上不同位置噴入經過處理後的脫硫廢水，逐步實現SO3的脫除，不僅解決脫硫工藝中不同位置因SO3濃度過高帶來的問題，還可以防止同一部位噴入過量脫硫廢水，導致霧化液滴無法蒸發的問題；同時也實現了脫硫廢水的零排放以及聯合處理脫除SO3。

2、本實用新型實施例提供一種利用脫硫廢水脫除鍋爐煙氣中SO3的系統，霧化噴嘴設置在SCR反應器與省煤器之間，由於脫硫廢水含有較高的氯離子，噴入SCR反應器前，煙氣溫度較高，可以更好的促進汞元素轉化為氧化汞，促進氧化汞在脫硫塔中的吸收。此外，SCR催化劑在運行中存在最低連續噴氨溫度，且與硫酸氫銨生成有關。當鍋爐負荷低，導致排煙溫度低於SCR最低連續噴氨溫度時，SCR裝置要退出運行。在SCR裝置前噴入處理過的脫硫廢水，可以有效降低SCR反應器前SO3的濃度，提高最低連續噴氨溫度。

3.本實用新型實施例提供一種利用脫硫廢水脫除鍋爐煙氣中SO3的系統，SCR裝置前噴入處理後的脫硫廢水有效降低煙氣中SO3的濃度，但煙氣經過SCR反應器時，SCR催化劑會將煙氣中部分SO2氧化為SO3，進一步提升煙氣中的SO3濃度。在霧化噴嘴設置在SCR反應器與空預器之間部位噴入處理後的脫硫廢水可以防止SO3與SCR裝置逃逸的NH3生成過量硫酸氫銨堵塞、腐蝕空預器，同時也防止SO3本身腐蝕空預器。

4.本實用新型實施例提供一種利用脫硫廢水脫除鍋爐煙氣中SO3的系統，在電除塵裝置與空預器和與脫硫塔之間分別設置有霧化噴嘴，此位置進一步噴入處理後的脫硫廢水，有利於進一步降低SO3的濃度，防止其腐蝕靜電除塵器及煙囪。

附圖說明

為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的具體實施例並結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中：

圖1是本實用新型實施例1所述的脫除SO3系統工藝流程圖；

圖中附圖標記表示為：1-鍋爐、2-省煤器、3-SCR反應器、4-空預器、5-電除塵裝置、6-脫硫塔、7-煙囪、8-煙道、9-第一噴頭、10-第二噴頭、11-第三噴頭、12-第四噴頭、13-旋流器、14-中和池、15-中和池加藥裝置、16-沉澱池、17-沉澱池加藥裝置、18-絮凝池、19-絮凝池加藥裝置、20-澄清池、21-清水池、22-清水池加藥裝置、23-板框壓濾機、24-攪拌裝置。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。此外，下面所描述的本實用新型不同實施方式中所涉及的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互結合。

實施例1

本實施例提供一種利用脫硫廢水脫除鍋爐煙氣中SO3的系統，如圖1所示，包括：鍋爐1，沿鍋爐煙氣的流動方向，在鍋爐煙道8上依次設置省煤器2、SCR反應器3、空預器4、電除塵裝置5，以及鍋爐煙道尾部的脫硫塔6和用於排煙的煙囪7；其中，鍋爐煙氣在脫硫塔6中接收，並對其進行脫硫處理。

脫硫塔脫除煙氣中的二氧化硫及少量三氧化硫，產生的脫硫廢水通過脫硫塔底部連接設置的分離裝置，本實施例中為旋流器13，對脫硫塔產生的脫硫廢水進行離心分離，得到脫硫石膏和分離液。

經離心分離的分離液進入脫硫廢水處理系統中的中和裝置，其中，中和裝置包括中和池14，用於存儲離心分離液分離液；中和池加藥裝置15，用於添加第一化學藥劑；及攪拌裝置24，用於充分混勻中和裝置中的分離液與添加的第一化學藥劑。通過中和池加藥裝置15，添加生石灰、消石灰、苛性鈉和碳酸鈉中的一種或幾種，以調節分離液的pH值為9～10，並沉澱分離液中大多數的金屬離子，如Mg2+，Al3+，Fe3+，Zn2+，Cu2+，Ni2+，Cr3+等為其氫氧化物沉澱，得到第一廢水。作為本實用新型的一個實施例，本實施例中，添加的第一化學藥劑為生石灰，調節分離液的pH為9.0，得到第一廢水。

第一廢水溢流進入脫硫廢水處理系統中的沉澱裝置，其中，沉澱裝置包括沉澱池16，用於存儲第一廢水；沉澱池加藥裝置17，用於添加硫化物沉澱劑；及攪拌裝置24，用於充分混勻第一廢水與沉澱劑，以充分沉澱其中的其他重金屬離子，如Hg2+，Cd2+。通過沉澱池加藥裝置17，添加有機硫、硫化鈉、硫化鉀和硫化亞鐵中的一種或幾種，以充分沉降第一廢水中的Hg2+，Cd2+，得到第二廢水。作為本實用新型的一個實施例，本實施例中，添加的硫化物沉澱劑為有機硫TMT-15，有機硫TMT-15(15％wt)的加藥量為0.275L/m3廢水，得到第二廢水。

第二廢水溢流進入脫硫廢水處理系統中的絮凝裝置，其中，絮凝裝置包括絮凝池18，用於存儲第二廢水；絮凝池加藥裝置19，用於添加絮凝劑；及攪拌裝置24，用於充分混勻第二廢水與絮凝劑，以沉降第二廢水中的懸浮物。通過絮凝池加藥裝置19，添加聚丙烯醯胺、聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵中的一種或幾種，以充分沉降第二廢水中的懸浮物。作為本實用新型的一個實施例，本實施例中，添加的絮凝劑為FeClSO4，FeClSO4與第二廢水的比例為150mg/m3。

絮凝處理後的脫硫廢水進入澄清裝置的在澄清池20中靜置澄清，澄清後的上清液溢流進入脫除液配置裝置，其中，脫除液配置裝置包括清水池21，用於存儲澄清處理後的上清液；清水池加藥裝置22，用於添加第二化學藥劑；及攪拌裝置24，用於充分混勻脫除液配置裝置中液體與第二化學藥劑。通過清水池加藥裝置22，添加第二化學藥劑碳酸鈉、碳酸氫鈉、亞硫酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉以及亞硫酸氫鈉中的一種或幾種，，製備得到三氧化硫脫除液。作為本實用新型的一個實施例，本實施例中，物質為亞硫酸氫鈉，得到三氧化硫脫除液。

絮凝處理後的脫硫廢水進入澄清裝置的在澄清池20中靜置澄清，產生的固液混合物進入板框壓濾機23進行壓濾，所得濾液回用於中和裝置，以調節中和池14存儲的分離液。

製得的三氧化硫脫除液通過與pH調節裝置相連接的脫除液輸送管路，輸送至設置於省煤器2和SCR反應器3之間的第一噴頭9、設置於SCR反應器3和空預器4之間的第二噴頭10、設置於空預器4和電除塵裝置5之間的第三噴頭11和設置於電除塵裝置5和脫硫塔6之間的第四噴頭12，三氧化硫脫除液霧化噴灑至鍋爐煙道8內，脫除煙氣中的三氧化硫，同時促進元素汞的氧化。

以某電廠600WM機組為例，總煙氣量2.16*106Nm3/h，脫硫廢水的產生量為6.75m3/h，其中第一噴頭9、第二噴頭10、第三噴頭11、和第四噴頭12處的脫硫廢水噴灑流量分別為3m3/h、1.5m3/h、1.5m3/h、0.75m3/h，噴霧液滴粒徑為20-50μm。作為本實用新型的可變換實施例，第一噴灑裝置9、第二噴灑裝置10、第三噴灑裝置11、和第四噴灑裝置12處的脫硫廢水噴灑流量分別還可以為2.5m3/h、2.5m3/h、1m3/h、0.75m3/h，噴霧液滴粒徑還可以為60-80μm，均可以實現本實用新型的目的，屬於本實用新型的保護範圍。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型創造的保護範圍之中。