一种对燃气锅炉烟气低温同步脱硫脱硝除尘的系统及方法 |
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| 申请号 | CN201610121456.2 | 申请日 | 2016-03-04 | 公开(公告)号 | CN105771573A | 公开(公告)日 | 2016-07-20 |
| 申请人 | 北京长信太和节能科技有限公司; | 发明人 | 从明耀; 陆诗诣; 罗洪国; 何利; 杨晓; 金勇; | ||||
| 摘要 | 一种对燃气 锅炉 烟气低温同步 脱硫 脱硝除尘的系统及方法，本 发明 的目的是解决当前使用燃气锅炉燃烧后烟气粉尘、二 氧 化硫，氮氧化物排放不达标的问题，本发明提供一种对烟气低温同步脱硫脱硝除尘的系统及方法，系统统包括吸收塔，臭氧发生器，气体分布器，烟囱，氧气供给 泵 ， 氨 水 供给罐，氧化 风 机，储渣罐，催化剂分离回收系统，液体化肥储罐和 循环泵 ，处理效果达到较高的脱硫率、脱硝率和除尘率，本套系统投资成本低、 能量 消耗低、使用便捷。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种对燃气锅炉烟气低温同步脱硫脱硝除尘的系统及方法，其特征在于，系统包括吸收塔，臭氧发生器，气体分布器，烟囱，氧气供给泵，氨水供给罐，氧化风机，储渣罐，催化剂分离回收系统，液体化肥储罐和循环泵，所述吸收塔是在臭氧发生器通过气体分布器之后，其顶部连接有直排的烟囱，所述吸收塔的内部装填塔内件和低温有机催化剂，所述吸收塔的底部连有氨水供给泵，所述氨水供给泵有两个，一个连接有氨水供给罐，另一端的氨水供给泵与催化剂分离回收系统相连接，所述催化剂分离回收系统的两端分别连接液体化肥储罐和储渣罐，所述氧化风机与吸收塔底端相连。 |
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| 说明书全文 | 一种对燃气锅炉烟气低温同步脱硫脱硝除尘的系统及方法技术领域[0001] 本发明涉及一种对燃气锅炉烟气低温脱硝协同脱硫、除尘的系统及方法。 背景技术[0002] 燃气锅炉烟气排放的处理，一直是环保领域不可缺少的一部分，燃气锅炉烟气排放污染物主要为二氧化硫、氮氧化物和粉尘。二氧化硫是具有刺激性臭味的无色透明气体，在大气中，它会被氧化成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是形成酸雨的主要物质。氮氧化物主要是指一氧化氮和二氧化氮。氮氧化物主要损害人的呼吸道，二氧化氮还是酸雨的成因之一。在阳光的照射下，由于紫外线的作用使大气中的氮氧化物、碳氢化合物和臭氧之间常会发生一系列光化学反应，而生成蓝色烟雾(有时带些紫色或黄褐色)。光化学烟雾的刺激性和危害性比一次污染物强烈得多，所以需杜绝一次污染的产生。 [0003] 现有技术中，对于硫化物、氮氧化物等物质的处理主要有以下几种方法。单独脱硝工艺，SCR脱硝工艺的脱硝效率较高，可以达到90％，但是传统的SCR脱硝工艺的适宜的反应温度在350～420℃之间，常用燃气烟气最高温度210℃，采用SCR脱硝工艺不能达到最佳的反应温度窗口，因此不推荐SCR脱硝工艺。现在虽然有了最新的中低温SCR脱硝工艺，可以在160～300℃之间达到较好的脱硝效率，但经过脱硫塔后的烟气温度一般在50～60℃，若采用中低温SCR脱硝工艺，则需要配备一套GGH系统，将脱硫塔排出的烟气加热后才能达到脱硝的目的，整个装置投资提升，GGH占地面积较大，且GGH容易堵塞，腐蚀，运行状态不稳定。 单独脱硫工艺，石灰石-石膏湿法脱硫工艺需要为脱硫剂配备一套输送、储存系统和后续的石膏脱水系统，随着电厂大量运行石灰石-石膏湿法脱硫工艺，副产品石膏的销售市场也趋于饱和，且采用石灰石-石膏法制成的硫酸钙固体大多发黑发黄，品相不佳，销路有限，且价格较低，副产品收益较低，其他行业已经不适宜使用此种方法；且石灰石为微溶介质，在水中的溶解度下，化学反应速率较缓慢，当气相中SO2的浓度较低时，需要较大的钙硫比和较大的循环浆液量才能使浆液与烟气中的SO2进一步反应，对现在重点地区要求的SO2排放浓度35mg/Nm3以下，限制了石灰石-石膏法的使用，加上石灰石-石膏运行过程中浆液含固量大，对设备的磨损严重(特别是循环泵)，增加了装置运行过程中设备的更换、维护费用。单独除尘技术，除尘主流工艺技术为干式除尘和湿式除尘工艺。干式除尘工艺主要为袋式除尘工艺，干式电除尘工艺，电袋复合除尘等。采用干式除尘工艺需新增一整套除尘装置，占地面积大，且投资高。 [0004] 因此，研发一种能在燃气锅炉尾部烟气技术中同步达标处理粉尘、SO2、NOx大气污染物的系统，解决低温下尚无针对燃气锅炉一体化进行处理NOx、SO2、粉尘的问题。 发明内容[0005] 本发明的目的是解决当前使用燃气锅炉燃烧后烟气粉尘、二氧化硫，氮氧化物排放不达标的问题，本发明提供一种对烟气低温同步脱硫脱硝除尘的系统及方法，能使燃气锅炉所产生的烟气在低温下，处理效果达到99％以上的脱硫率、90％以上的脱硝率和60％以上的除尘率，本套系统投资成本低、能量消耗低、使用便捷。 [0006] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种对燃气锅炉烟气低温同步脱硫脱硝除尘的系统及方法，其特征在于，系统包括吸收塔，臭氧发生器，气体分布器，烟囱，氧气供给泵，氨水供给罐，氧化风机，储渣罐，催化剂分离回收系统，液体化肥储罐和循环泵。所述吸收塔是在臭氧发生器通过气体分布器之后，其顶部连接有直排的烟囱，所述吸收塔的内部装填塔内件和低温有机催化剂，所述吸收塔的底部连有氨水供给泵，所述氨水供给泵有两个，一个连接有氨水供给罐，另一端的氨水供给泵与催化剂分离回收系统相连接，所述催化剂分离回收系统的两端分别连接液体化肥储罐和储渣罐，所述氧化风机与吸收塔底端相连。 [0007] 进一步的，所述对燃气锅炉烟气低温同步脱硫脱硝除尘的方法具体步骤如下： [0008] 步骤一：气态氧经减压至0.2MPa后进入臭氧发生器，臭氧发生器产生的臭氧混合气进入燃气锅炉烟气烟道； [0009] 步骤二：燃气锅炉烟气通过烟气体分布器后与臭氧反应，此时臭氧混合气体与烟气中的低价氮氧化物接触，烟道内的气体分布器使臭氧与烟气充分接触，烟气中低价态的氮氧化物被氧化成高价氮氧化物后，然后进入吸收塔； [0010] 步骤三：烟气在吸收塔内垂直向上移动，与吸收塔内混合液中的水发生反应，生成H2SO3和HNO2，其中，SO32-和NO2-被混合液中的低温有机催化剂捕捉，生成稳定的螯合物，在有氧环境下，螯合物中的SO32-和NO2-成分被充分氧化成稳定的SO42-和NO3-，并与提供的氨水反应生成稳定的铵盐溶液，同时低温有机催化剂从螯合物中分离并还原； [0011] 步骤四：当盐液浓度达到40％时，取出吸收塔内混合液经催化剂分离回收系统的固液分离部分过滤少量的粉尘进入储渣罐，含低温有机催化剂的滤液在催化剂分离回收系统的液液分离部分再进行二次分离，液液分离后的低温有机催化剂回收至吸收塔循环使用，铵盐液体进入液体化肥储罐进入后续厂方处理，净化后的烟气从塔顶直排烟囱达标排出。 [0012] 进一步的，所述步骤一中的方法属于低温脱硝，其温度为30-180℃。 [0013] 进一步的，所述臭氧的加入量与烟气中氮氧化物成正比，摩尔比为1∶1。 [0014] 进一步的，所述方法通过低温有机催化剂螯合催化作用脱除二氧化硫。 [0015] 进一步的，所述方法通过低温有机催化剂与臭氧一起高效的螯合催化作用脱除氮氧化物。 [0016] 进一步的，所述方法通过催化剂粘合作用以及整个系统的设计方法脱除粉尘颗粒物。 [0017] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。 [0018] 进一步的，所述脱硫、脱硝氧化系统由臭氧发生器和臭氧气体分布器组成，所述臭氧发生器通过氧气管道相连，由燃气锅炉方提供气态氧，其中，所述臭氧发生器可以使用液氧源或空气源。 [0019] 进一步的，所述来自燃气锅炉使用方回收氨水，可以为KOH、KHCO3、(NH4)2HPO4中的一种或多种的混合物。 [0020] 进一步的，所述吸收塔的顶部连接有直排的烟囱，在防腐措施符合条件的情况下，净化后的烟气也可经过燃气锅炉使用方原有烟囱排放，不增设所述吸收塔顶部直排烟囱。 [0021] 进一步的，所述吸收塔内装填有低温机催化剂，此催化剂可循环利用，其初装比例(体积)可根据污染物浓度在10-50％之间调整。 [0022] 本发明的有益效果如下： [0023] 首先，本系统及方法脱硫效果极强，因为在催化剂的作用下，即使使用高硫煤，本系统仍能将烟气出口硫含量浓度控制在极低的排放值，如二氧化硫：10mg/Nm3以下。本系统实现了真正的低温脱硝，无需高温段，也无需对原烟气发生系统作任何改动，通过臭氧和有机催化剂共同作用，能够在30℃-180℃的温度区间内实现对烟气的低温脱硝，并且可以使3 氮氧化物排放达到30mg/Nm以下效果。 [0024] 本系统具有多效净化功能，在同一个减排系统中，可以同时具有脱硝(达90％以上)、脱硫(可达99％以上)、除尘(可达到60％以上)等污染物多效减排的效果；本系统能将烟气出口平均污染物浓度控制在极低的排放值，例如二氧化硫的排放量在10mg/Nm3以下，3 3 氮氧化物的排放量在30mg/Nm以下，粉尘颗粒物的排放量在5mg/Nm以下。本系统因为在工作中无废水排放，所以使得水资源能够循环使用，不产生气溶胶现象。在工作中产生的副产品铵肥有稳定的市场渠道，故而彻底解决环保多种问题。 [0025] 本方法属于无逆反应，其低温有机催化剂可有效阻止亚酸盐分解的逆反应发生，在氨法脱硫脱硝中，并无中间产物(NH4)2SO3的产生，从而有效的避免了烟气拖尾、氨逃逸等现象的产生。在反应后由于复合副产品硫酸铵、硝酸铵的铵肥品质高，能达到铵肥生产相关国家标准，所以可带来显著的副产品收益，大幅度降低系统运行成本。 [0027] 图1为本发明一种对燃气锅炉烟气低温同步脱硫脱硝除尘的系统及方法的流程示意图； [0028] 附图中，各标号所代表的部件列表如下： [0029] 1为吸收塔，2为烟囱，3为氨水供给泵，4为氨水供给罐，5为氧化风机，6为储渣罐，7为催化剂分离回收系统，8为液体化肥储罐，9为循环泵，10为气体分布器，11为臭氧发生器。 具体实施方式[0030] 下面根据具体实施例进行进一步说明。 [0031] 一种对燃气锅炉烟气低温同步脱硫脱硝除尘的系统及方法，系统包括吸收塔1，烟囱2，氨水供给泵3，氨水供给罐4，氧化风机5，储渣罐6，催化剂分离回收系统7，液体化肥储罐8，循环泵9，气体分布器10和臭氧发生器11，吸收塔1在臭氧发生器11通过气体分布器10之后，其顶部连接有直排的烟囱2，吸收塔1的内部装填塔内件和低温有机催化剂，吸收塔1的底部连有氨水供给泵，氨水供给泵3有两个，一个连接有氨水供给罐4，另一端的氨水供给泵与催化剂分离回收系统7相连接，催化剂分离回收系统7的两端分别连接液体化肥储罐8和储渣罐6，氧化风机5与吸收塔1底端相连。 [0032] 燃气锅炉烟气低温同步脱硫脱硝除尘的方法具体步骤如下： [0033] 步骤一：气态氧经减压至0.2MPa后进入臭氧发生器，臭氧发生器产生的臭氧混合气进入燃气锅炉烟气烟道；其低温脱硝的温度为60℃； [0034] 步骤二：燃气锅炉烟气通过烟气体分布器后与臭氧反应，臭氧的加入量与烟气中氮氧化物成正比，摩尔比为1∶1，此时臭氧混合气体与烟气中的低价氮氧化物接触，烟道内的气体分布器使臭氧与烟气充分接触，烟气中低价态的氮氧化物被氧化成高价氮氧化物后，然后进入吸收塔； [0035] 步骤三：烟气在吸收塔内垂直向上移动，与吸收塔内混合液中的水发生反应，生成H2SO3和HNO2，其中，SO32-和NO2-被混合液中的有机催化剂捕捉，生成稳定的螯合物，在有氧环2- - 2- - 境下，螯合物中的SO3 和NO2成分被充分氧化成稳定的SO4 和NO3 ，并与提供的氨水反应生成稳定的铵盐溶液，同时低温有机催化剂从螯合物中分离并还原； [0036] 步骤四：当盐液浓度达到40％时，取出吸收塔内混合液经催化剂分离回收系统的固液分离部分过滤少量的粉尘进入储渣罐，含低温有机催化剂的滤液在催化剂分离回收系统的液液分离部分再进行二次分离，液液分离后的有机催化剂回收至吸收塔循环使用，铵盐液体进入液体化肥储罐进入后续厂方处理，净化后的烟气从塔顶直排烟囱达标排出。 [0037] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进 都落入要求保护的本发明范围内。 |
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