噴射鼓泡法一體化協同脫硫、脫硝、脫汞裝置及工藝的製作方法
2023-09-18 06:25:55
專利名稱：噴射鼓泡法一體化協同脫硫、脫硝、脫汞裝置及工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於淨化燃煤煙氣的裝置和工藝，尤其是噴射鼓泡
法一體化協同脫除燃煤煙氣中S02、 NO和單質零價汞Hg。的裝置和工藝。
背景技術：
當前，燃煤煙氣汙染物的排放控制得到了世界各國的重視，其中 S02、 NOx已有工業化的裝置來對其進行脫除，重金屬Hg的脫除控制還 處於研究之中。常規石灰石-石骨溼法煙氣脫硫技術，採用石灰石作為 吸收劑來脫除煙氣中的S02氣體，而對於煙氣中的NOx和單質汞Hg^無能 為力。NOx中主要成分為NO，佔NOx的90y。以上，脫除方法有還原和氧 化兩種途徑。還原法是採用還原劑將其還原為N2，氧化法是將其氧化為 N02,進而採用吸收劑吸收。採用還原法脫除NO的方法有SCR (選擇性 催化還原)或者SNCR (選擇性非催化還原)法，這兩種方法在工業上已 有大量的應用。然而，若採用上迷方法，實現燃煤煙氣同時脫硫、脫硝， 兩套煙氣淨化裝置的投資和運行成本必然會很高。因而， 一體化協同S02 和NOx是較為理想的選擇。採用氧化機理，用強氧化劑將NO氧化為易 溶於漿液的物質，採用常規溼法脫硫裝置對S02以及N0的氧化產物進行 脫除，實現這兩種煙氣汙染物的協同脫除。此外，強氧化劑也可同時將 不溶於水的單質零價汞Hg。氧化為易溶於水的Hg2,,即該方法兼具脫Hg。 的效果。因而，採用氧化法可協同脫除煙氣中S02、 NO和單質零價汞Hg。。 噴射鼓泡法溼法脫硫技術，由於其具有較高的氣液接觸面積，脫硫效率 較高，因而得到了廣泛的應用。本發明正是基於噴射鼓泡法脫硫技術， 通過在石灰石吸收劑中添加強氧化劑亞氯酸鈣，實現煙氣中S02、 NO和 單質零價汞Hg。的一體化協同脫除的目的。
本發明目的在於提供一種能夠實現協同脫除燃煤煙氣中S02、 NO和 單質零價汞Hg。的工藝/裝置
發明內容
本發明一方面提供了一種煙氣一體化協同脫硫、脫硝、脫汞裝置，
其包括原煙氣室ll、塔體6、煙氣隔板8和鼓泡噴射管5。原煙氣室固 定在煙氣隔板上方，煙氣隔板固定在塔體上方，原煙氣室、煙氣隔板、 塔體三部分通過上法蘭12和下法蘭14連接，上法蘭、下法蘭和煙氣隔 板採用螺栓7來緊固，鼓泡噴射管5上端部與煙氣隔板相連接，並使噴 射管與原煙氣室相聯通。原煙氣室外側布置原煙氣入口通道10,塔體外 側布置淨煙氣出口通道15、漿液排出管16、氧化風管l、漿液返回管3 和漿液加入管4，其中淨煙氣出口通道15位於下法蘭下方，漿液排出管 16和氧化風管1均位於塔體下方，漿液返回管3水平位置高於噴射管下 端部出口；漿液加入管4位於漿液返回管上方。
本發明的另一方面提供了一種使用上迷裝置來對煙氣進行一體化 協同脫石充、脫硝、脫汞的工藝，其包括
含有S02、 NO和單質零價汞Hg。的原煙氣從原煙氣入口通道10進入 原煙氣室11,在原煙氣室U經鼓泡噴射管5分配後鼓入位於吸收塔中 的吸收漿液中，在漿液中進行氣液接觸，煙氣中的汙染物與漿液發生吸 收反應，隨後被淨化的煙氣噴出液面，進入吸收塔上部空間，而後從淨 煙氣出口通道15排出。
在運行過程中，漿液攪拌泵將漿液從漿液排出管抽出，從漿液返回 管打入吸收塔內，實現漿液的循環攪拌功能，利於煙氣中化學吸收反應 的進行。同時，布置於漿液攪拌迴路的旁路不斷排出反應後的漿液。連 接氧化風機的氧化風管不斷地將氧化空氣鼓入吸收塔，將亞硫酸鉤氧化 為石膏。
圖1是本發明所述一體化協同脫硫、脫硝、脫汞裝置的側面橫截示意圖。
具體實施例方式
本發明的化學反應原理如下(以使用亞氯酸鈉作為強氧化劑為例) 1、 S02的p及收反應如以下反應式
CaC03 + S02 +丄02 + 2H20 ~ CaS04 2H20 + C02CaCO, + S02 + — NaC102 + 2H，0 — CaS04 2H20 + — NaCl + C02
煙氣中S02被吸收反應生成石骨CaS04 2H20，可作為脫硫附加產物利用。
2、 NO的吸收反應如下
4N0 + 3NaC102 + 2H20 ■> 4HN03 + 3NaCl
煙氣中NO被氧化為可溶於吸收液的HN03,達到脫除目的。
3、 單質零價汞的吸收反應如下 4Hg + NaCI02 ■> 2Hg20丄十NaCI
煙氣中單質零價汞Hg。被氧化為可溶性的Hg20沉澱，達到脫除目的。
在本發明所述的煙氣一體化協同脫疏、脫硝、脫汞裝置中，吸收塔 設置底板2，原煙室設置蓋板9，上法蘭、下法蘭和煙氣隔板採用螺栓7 來緊固。在上下法蘭與煙氣隔板之間分別加裝密封13。鼓泡噴射管5上 端部與煙氣隔板採用螺紋方式相連接，保證噴射管與原煙氣室相聯通。 原煙氣室外側布置原煙氣入口通道10，塔體外側布置淨煙氣出口通道 15、漿液排出管16、氧化風管l、漿液返回管3和漿液加入管4;淨煙 氣出口通道位於下法蘭下方，距離下法蘭距離為5 - 1000mm;漿液排出 管位和氧化風管均位於塔體下方，距離吸收塔塔底板距離為5 - IOOO畫； 漿液返回管與鼓泡噴射管下端部垂直距離為10~ 200mm;漿液加入管位 於漿液返回管上方，與鼓泡噴射管下端部的距離為200 ~ 800mm。
在用本發明所述裝置來實施燃煤煙氣的一體化協同脫硫、脫硝、脫 汞工藝的過程中，氧化風管1與氧化風機(未示出)連接，提供汙染物 吸收反應需要的氧氣。漿液排出管16與漿液返回管3通過一漿液攪拌 泵(未示出)連接起來，實現漿液的攪拌功能；同時在漿液攪拌連接管 路上設置一旁路(未示出)，用於排漿。漿液加入管連接製漿輸送系統， 實現新鮮漿液的不斷補充進入吸收塔。原煙氣入口通道10與原煙氣煙 道相聯通，保證原煙氣進入吸收塔進行汙染物的脫除。淨煙氣出口通道 15與淨煙氣出口通道相聯通，保證淨化後的煙氣從吸收塔排出。
吸收塔中加入吸收漿液，漿液浸沒鼓泡噴射管的深度為5~ 300mm。 所述的吸收漿液包括石灰石漿液，該石灰石漿液質量濃度為5%-30%, 並且在石灰石漿液中加入強氧化劑。所述迷強氧化劑選自NaC102、 NaC10" CaClA、 CaCl 206、 C102、 NaClO、 Ca (C10) 2和KMn04，優選地選自KMnO,和NaC102。當^(吏用KMn04時，其加入質量為石灰石漿液質量的 0.02%-2%,優選為0. 15°/。-0. 25%。或者當使用亞氯酸鈉時，其加入質 量為石灰石漿液質量的0. 01%-5%，優選為0,05-5%,更優選為O. 05%
- 0. 15%。
具體工藝流程為含有S02、 NO和單質零價汞Hg。的原煙氣從原煙 氣入口通道IO進入原煙氣室11,在原煙氣室11經鼓泡噴射管5分配後 鼓入位於吸收塔中的吸收漿液中，在漿液中鼓起大量的氣泡，煙氣中的 汙染物與漿液發生化學吸收反應，隨後被淨化的煙氣噴出液面，進入吸 收塔上部空間，而後從淨煙氣出口 15通道排出。在運行過程中，漿液 攪拌泵將漿液從漿液排出管抽出，從漿液返回管打入吸收塔內，實現漿 液的循環攪拌功能，利於煙氣中化學吸收反應的進行。同時，布置於漿 液攪拌迴路的旁路不斷排出反應後的漿液。連接氧化風機的氧化風管不 斷地將氧化空氣鼓入吸收塔，將亞硫酸鈣氧化為石青。
與現有技術相比，本發明具有如下優點
1、 本發明提出的燃煤煙氣汙染物脫除裝置和工藝，可以在同一個 脫除裝置中實現燃煤煙氣中SO。NO和Hg。的同時脫除，投資運行成本低， 佔地面積小2、 通過本發明所述的燃煤煙氣汙染物脫除工藝，使用本發明所述 的吸收液，不僅能實現三種煙氣汙染物的協同脫除，吸收液中的氧化劑 還能夠增強S02的脫除效果；
3、 本發明所採用的噴射鼓泡工藝，具有較高的氣液接觸面積，對 煙氣汙染物的脫除效率較高。
實施例
在以下實施例中所使用吸收裝置的各項參數為
淨煙氣出口通道位於下法蘭下方500mm，漿液排出管位和氧化風管 距離吸收塔塔底板距離為200關，漿液返回管與鼓泡噴射管下端部垂直 距離為100mm，漿液加入管與鼓泡噴射管下端部的距離為200mm;漿液 浸沒深度為120mm。實施例1:
本發明所述的噴射鼓泡法一體化協同脫硫、脫硝、脫汞吸收液，包 括質量濃度為5%的石灰石漿液，在石灰石漿液中加入KMnO"其加入量 為石灰石漿液質量的0. 02%,本實施例所述的技術方案，在煙氣流量為5000NmVh, S02濃度為5000mg/Nm3， NO濃度為1500mg/Nm3時，能使煙氣 脫硫效率達到60%以上，脫硝效率達到30%以上，單質零價汞Hg。的脫 除效率達到40%以上。 實施例2:
本發明所述的噴射鼓泡法一體化協同脫疏、脫硝、脫汞吸收液，包 括質量濃度為20%的石灰石漿液，在石灰石漿液中加入KMnO"其加入量 為石灰石漿液質量的0. 15%，本實施例所述的技術方案，在煙氣流量為 lxlO%n3/h, S02濃度為5000mg/Nm3, NO濃度為1500mg/Nm3時，能使煙 氣脫硫效率達到85%以上，脫硝效率達到60%以上，單質零價汞Hg"的 脫除效率達到70%以上。
實施例3:
本發明所述的噴射鼓泡法一體化協同脫硫、脫硝、脫汞吸收液，包 括質量濃度為30%的石灰石漿液，在石灰石漿液中加入KMnO"其加入量 為石灰石漿液質量的0. 25%,本實施例所迷的技術方案，在煙氣流量為 lxio6Nm3/h, S02濃度為5000mg/Nm]， NO濃度為1500mg/Nm3時，能使煙 氣脫硫效率達到95%以上，脫硝效率達到80%以上，單質零價汞Hg。的 脫除效率達到90%以上。
實施例4:
本發明所迷的噴射鼓泡法一體化協同脫石充、脫硝、脫汞吸收液，包 括質量濃度為5%的石灰石漿液，在石灰石漿液中加入NaC102，其加入量 為石灰石漿液質量的0. 01%，本實施例所述的技術方案，在煙氣流量為 lxlO卞mVh, SO!濃度為5000mg/Nm3， NO濃度為1 500mg/Nm3時，能使煙 氣脫硫效率達到60%以上，脫硝效率達到30%以上，單質零價汞Hg。的 脫除效率達到40%以上。
實施例5:
本發明所述的噴射鼓泡法一體化協同脫硫、脫硝、脫汞吸收液，包 括質量濃度為20%的石灰石漿液，在石灰石漿液中加入NaC102，其加入 量為石灰石漿液質量的0. 06%,本實施例所述的技術方案，在煙氣流量 》lxl06Nm3/h, SO 濃度為5000mg/Nm3, NO濃度為1500mg/Nm3時，能使 煙氣脫硫效率達到85%以上，脫硝效率達到60%以上，單質零價汞Hg。 的脫除效率達到70%以上。
實施例6:本發明所迷的噴射鼓泡法一體化協同脫硫、脫硝、脫汞吸收液，包
括質量濃度為30°/。的石灰石漿液，在石灰石漿液中加入NaC102,其加入 量為石灰石漿液質量的0. 11%，本實施例所述的技術方案，在煙氣流量 為1 x 106NmVh, S02濃度為5000mg/Nm3， NO濃度為1500mg/Nm3時,能使 煙氣脫硫效率達到95%以上，脫硝效率達到80%以上，單質零價汞Hg" 的脫除效率達到90%以上。
權利要求
1.一種用於煙氣一體化協同脫硫、脫硝、脫汞的裝置，其包括原煙氣室(11)、塔體(6)、煙氣隔板(8)和鼓泡噴射管5；其中原煙氣室固定在煙氣隔板上方，煙氣隔板固定在塔體上方，原煙氣室、煙氣隔板、塔體三部分通過上法蘭(12)和下法蘭(14)連接，上法蘭、下法蘭和煙氣隔板通過使用螺栓(7)來緊固，鼓泡噴射管(5)上端部與煙氣隔板相連接，並使噴射管與原煙氣室相連通，在原煙氣室外側布置原煙氣入口通道(10)，在塔體外側布置淨煙氣出口通道(15)、漿液排出管(16)、氧化風管(1)、漿液返回管(3)和漿液加入管(4)，其中淨煙氣出口通道(15)位於下法蘭下方，漿液排出管(16)和氧化風管(1)均位於塔體下方，漿液返回管3水平位置高於噴射管下端部出口；漿液加入管(4)位於漿液返回管上方。
2. 權利要求l所述的裝置，其中氧化風管(1)與氧化風機相連接。
3. 權利要求l所迷的裝置，其中漿液排出管(16)與漿液返回管(3) 通過漿液攪拌泵相連接，並且在由漿液排出管、漿液返回管與漿液攪拌 泵所構成的漿液攪拌連接管路上設置有旁路，用於排漿。
4. 權利要求l所述的裝置，其中在上下法蘭與煙氣隔板之間分別加 裝密封墊。
5. 權利要求l所述的裝置，其中鼓泡噴射管上端部與煙氣隔板之間 採用螺紋方式相連接。
6. 權利要求l所述的裝置，其中淨煙氣出口通道距離下法蘭距離為 5 - 1000mm，漿液排出16和氧化風管距離吸收塔塔底板距離均為5-1000mm;漿液返回管與鼓泡噴射管下端部垂直距離為10 ~ 200mm;漿液 加入管與鼓泡噴射管下端部的距離為200 ~ 800mm。
7. —種使用權利要求1 - 6任何之一所迷的裝置來對煙氣進行一體 化協同脫石充、脫硝、脫汞的工藝，其包括使原煙氣從原煙氣入口通道(10)進入原煙氣室(11 )，在原煙氣 室(11)經鼓泡噴射管(5)分配後鼓入位於吸收塔中的吸收漿液中， 在所述吸收漿液中進行氣液接觸，煙氣中的汙染物與漿液發生吸收反 應，隨後被淨化的煙氣噴出液面，進入吸收塔上部空間，而後從淨煙氣 出口通道15排出；使用漿液攪拌泵將漿液從漿液排出管(16)抽出，並從漿液返回管 (3)打入吸收塔內，使漿液循環攪拌，同時，用布置於漿液攪拌迴路 的旁路排出反應後的漿液；以及連接氧化風機的氧化風管將氧化空氣鼓入吸收塔的吸收漿液中，將 亞硫酸鈣氧化為石膏。
8. 權利要求7所述的工藝，其中吸收塔中吸收漿液浸沒鼓泡噴射管 的深度為5 ~ 300mm。
9. 權利要求7或8所述的工藝，其中所述的吸收漿液包括石灰石 漿液，該石灰石漿液質量濃度為5%-30%,並且在石灰石漿液中加入強 氧化劑。
10. 權利要求9所述的工藝，其中所述強氧化劑選自NaC102、 NaC103、 CaCl204、 CaCl20" C102、次氯酸鈉、亞氯酸鈣、次氯酸鈣和KMn04。
11. 權利要求10所述的工藝，其中所述強氧化劑選自高錳酸鉀和亞 氯酸鈉；當使用高錳酸鉀時，其加入質量為石灰石漿液質量的0. 02%-2%;當使用亞氯酸鈉時，其加入質量為石灰石漿液質量的0. 01%-5%。
全文摘要
一種用於煙氣一體化協同脫硫、脫硝、脫汞的裝置，以及使用所述裝置來對煙氣進行一體化協同脫硫、脫硝、脫汞的工藝。所述裝置包括原煙氣室(11)、塔體(6)、煙氣隔板(8)和鼓泡噴射管5；其中原煙氣室固定在煙氣隔板上方，煙氣隔板固定在塔體上方，原煙氣室、煙氣隔板、塔體三部分通過上法蘭(12)和下法蘭(14)連接，鼓泡噴射管(5)上端部與煙氣隔板相連接，並使噴射管與原煙氣室相連通，在原煙氣室外側布置原煙氣入口通道(10)，在塔體外側布置淨煙氣出口通道(15)、漿液排出管(16)、氧化風管(1)、漿液返回管(3)和漿液加入管(4)。
文檔編號B01D53/46GK101306322SQ20081000728
公開日2008年11月19日 申請日期2008年2月22日 優先權日2008年2月22日
發明者吳樹志, 李永旺, 白雲峰 申請人:北京博奇電力科技有限公司