CN110152478A - 一种基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统及方法，省煤器的入口与锅炉的高温烟气管路相连通，省煤器的出口与空预器的烟气侧入口相连通，空预器的烟气侧出口与除尘器的入口相连通，除尘器的出口与引风机的入口相连通，引风机的出口与脱硫塔的烟气入口相连通，脱硫塔的烟气出口与低温除湿器的烟气侧入口相连通，低温除湿器的烟气侧出口与气液分离器的入口相连通，气液分离器的气体出口与吸附氧化塔的入口相连通，吸附氧化塔的出口与脱硝塔的烟气入口相连通，该系统及方法能够实现烟气的湿法脱硝，且活性炭和分子筛吸附剂的使用寿命较长。
Description
技术领域
本发明属于烟气污染物脱除技术领域，涉及一种基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统及方法。
背景技术
燃煤产生的烟气中含有大量的氮氧化物NOx，是造成大气污染的主要成因之一。目前，烟气中的NOx主要通过SCR选择性催化还原法进行脱除，该方法通过在催化剂的作用下，NOx被加入烟道气的NH3还原成无害的N2，进而脱除。SCR脱硝技术虽然目前已相当成熟，但依旧存在诸多问题。例如催化剂只在特定温度区间具备较高活性，当电厂运行负荷调整时，烟气温度的变化会严重影响SCR脱硝效率。另外，SCR脱硝存在氨逃逸、催化剂固废等二次污染问题，而且脱硝催化剂的老化和损耗也很快，造成运行成本居高不下。除了SCR选择性还原法外，也有湿法脱硝技术，但都需要先将NOx中难溶的NO气体氧化成可溶的NO2酸性气体，然后通过碱性液体吸收脱除。常见的前置氧化法有臭氧法、双氧水法、催化剂氧化法、低温等离子体氧化法等。臭氧法和双氧水法需要额外消耗强氧化剂，运行成本高且容易造成二次污染排放；催化剂氧化法需要实用价格昂贵的贵金属催化剂，也难以工业化应用；低温等离子体氧化法电耗较高，也导致了较高的运行成本。
除了上述方法外，研究人员还发现烟气中的NO在活性炭或分子筛等物理吸附剂的富集作用下，可以被氧气直接氧化成NO2。活性炭和分子筛等吸附剂的对NO的吸附能力随着烟气温度的升高而降低，100℃以上基本失去了吸附NO的能力。此外烟气中存在大量的SO2和H2O，活性炭和分子筛吸附剂很快就失去活性，即活性炭和分子筛吸附剂的使用寿命较短。因此物理吸附法对NO进行前置氧化，然后用湿法脱除的工艺并没有在工业上获得应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统及方法，该系统及方法能够实现烟气的湿法脱硝，且活性炭和分子筛吸附剂的使用寿命较长。
为达到上述目的，本发明所述的基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统包括省煤器、空预器、除尘器、引风机、脱硫塔、低温除湿器、气液分离器、吸附氧化塔及脱硝塔；
省煤器的入口与锅炉的高温烟气管路相连通，省煤器的出口与空预器的烟气侧入口相连通，空预器的烟气侧出口与除尘器的入口相连通，除尘器的出口与引风机的入口相连通，引风机的出口与脱硫塔的烟气入口相连通，脱硫塔的烟气出口与低温除湿器的烟气侧入口相连通，低温除湿器的烟气侧出口与气液分离器的入口相连通，气液分离器的气体出口与吸附氧化塔的入口相连通，吸附氧化塔的出口与脱硝塔的烟气入口相连通。
脱硝塔的净烟气出口与电厂排烟系统相连通。
脱硫塔底部的石膏浆液出口与石膏制备系统相连通。
气液分离器底部的排水口与电厂工艺水系统相连通。
脱硝塔底部的硝酸盐/亚硝酸盐溶液出口与浓缩结晶系统相连通。
低温除湿器的低温侧与冷水机相连通。
本发明所述的基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝方法包括以下步骤：
锅炉烟气经过省煤器、空预器及除尘器后由引风机引入脱硫塔中，烟气中的SO2在脱硫塔中被石灰石浆液吸收脱除，脱硫塔生成的石膏经脱硫塔的底部排出，脱硫塔排出的饱和湿烟气经低温除湿器冷却至接近冰点温度，使得烟气中的湿气冷凝脱除，然后经气液分离器进行气液分离，其中，分离出来的烟气进入到吸附氧化塔中，在吸附氧化塔中，烟气中的NO在活性炭或分子筛吸附剂表面富集后被氧化成NO2，吸附氧化塔排出的烟气进入到脱硝塔中，在脱硝塔中，烟气中的NO2在被碱液吸收，生成的硝酸盐和亚硝酸盐溶液经脱硝塔底部排出，脱硝塔顶部排出的净烟气经电厂排烟系统排入环境大气。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统及方法在具体操作时，在烟气脱硝之前，通过脱硫塔及低温除湿器对烟气进行脱硫及脱水处理，避免烟气中大量存在的二氧化硫和水分对物理吸附剂吸附能力的影响，另外，通过脱硫和低温除湿环节先将烟气降温至室温以下，大大提高了物理吸附剂对NO的吸附能力，延长活性炭和分子筛吸附剂的使用寿命，从而加速NO的氧化，实现NO向NO2的转化，然后采用碱性溶液进行吸收脱除，同时避免使用SCR脱硝装置，降低脱硝运行成本。
附图说明
图1为本发明的原理图。
其中，1为省煤器、2为空预器、3为除尘器、4为引风机、5为脱硫塔、6为低温除湿器、7为冷水机、8为气液分离器、9为吸附氧化塔、10为脱硝塔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统包括省煤器1、空预器2、除尘器3、引风机4、脱硫塔5、低温除湿器6、气液分离器8、吸附氧化塔9及脱硝塔10；省煤器1的入口与锅炉的高温烟气管路相连通，省煤器1的出口与空预器2的烟气侧入口相连通，空预器2的烟气侧出口与除尘器3的入口相连通，除尘器3的出口与引风机4的入口相连通，引风机4的出口与脱硫塔5的烟气入口相连通，脱硫塔5的烟气出口与低温除湿器6的烟气侧入口相连通，低温除湿器6的烟气侧出口与气液分离器8的入口相连通，气液分离器8的气体出口与吸附氧化塔9的入口相连通，吸附氧化塔9的出口与脱硝塔10的烟气入口相连通。
脱硝塔10的净烟气出口与电厂排烟系统相连通；脱硫塔5底部的石膏浆液出口与石膏制备系统相连通；气液分离器8底部的排水口与电厂工艺水系统相连通；脱硝塔10底部的硝酸盐/亚硝酸盐溶液出口与浓缩结晶系统相连通；低温除湿器6的低温侧与冷水机7相连通。
本发明所述的基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝方法包括以下步骤：
锅炉烟气经过省煤器1、空预器2及除尘器3后由引风机4引入脱硫塔5中，烟气中的SO2在脱硫塔5中被石灰石浆液吸收脱除，脱硫塔5生成的石膏经脱硫塔5的底部排出，其中，烟气经过湿法脱硫后，温度降至50℃，SO2浓度降低至35mg/Nm3以下，粉尘浓度降低至5mg/Nm3以下，脱硫塔5排出的饱和湿烟气经低温除湿器6冷却至接近冰点温度(2℃)，使得烟气中的湿气冷凝脱除，然后经气液分离器8进行气液分离，其中，分离出来的液体泵入电厂工艺水系统中，分离出来的烟气进入到吸附氧化塔9中，在吸附氧化塔9中，烟气中的NO在活性炭或分子筛吸附剂表面富集后，并被烟气中过剩的6％的氧气氧化成NO2，其中，在空速1500h-1的情况下，氧化率可达90％以上，吸附氧化塔9排出的烟气进入到脱硝塔10中，在脱硝塔10中，烟气中的NO2被碱液吸收，生成的硝酸盐和亚硝酸盐溶液经脱硝塔10底部排出，再经过浓缩结晶工艺，得到铵盐类氮肥产品，烟气经过脱硝后，NOx浓度降低至50mg/Nm3以下，达到超净排放要求，最后从脱硝塔10顶部排出的净烟气经电厂排烟系统排入环境大气。
Claims (7)
1.一种基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统，其特征在于，包括省煤器(1)、空预器(2)、除尘器(3)、引风机(4)、脱硫塔(5)、低温除湿器(6)、气液分离器(8)、吸附氧化塔(9)及脱硝塔(10)；
省煤器(1)的入口与锅炉的高温烟气管路相连通，省煤器(1)的出口与空预器(2)的烟气侧入口相连通，空预器(2)的烟气侧出口与除尘器(3)的入口相连通，除尘器(3)的出口与引风机(4)的入口相连通，引风机(4)的出口与脱硫塔(5)的烟气入口相连通，脱硫塔(5)的烟气出口与低温除湿器(6)的烟气侧入口相连通，低温除湿器(6)的烟气侧出口与气液分离器(8)的入口相连通，气液分离器(8)的气体出口与吸附氧化塔(9)的入口相连通，吸附氧化塔(9)的出口与脱硝塔(10)的烟气入口相连通。
2.根据权利要求1所述的基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统，其特征在于，脱硝塔(10)的净烟气出口与电厂排烟系统相连通。
3.根据权利要求1所述的基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统，其特征在于，脱硫塔(5)底部的石膏浆液出口与石膏制备系统相连通。
4.根据权利要求1所述的基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统，其特征在于，气液分离器(8)底部的排水口与电厂工艺水系统相连通。
5.根据权利要求1所述的基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统，其特征在于，脱硝塔(10)底部的硝酸盐/亚硝酸盐溶液出口与浓缩结晶系统相连通。
6.根据权利要求1所述的基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统，其特征在于，低温除湿器(6)的低温侧与冷水机(7)相连通。
7.一种基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝方法，其特征在于，基于权利要求1所述的基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统，包括以下步骤：
锅炉烟气经过省煤器(1)、空预器(2)及除尘器(3)后由引风机(4)引入脱硫塔(5)中，烟气中的SO2在脱硫塔(5)中被石灰石浆液吸收脱除，脱硫塔(5)生成的石膏经脱硫塔(5)的底部排出，脱硫塔(5)排出的饱和湿烟气经低温除湿器(6)冷却至接近冰点温度，使得烟气中的湿气冷凝脱除，然后经气液分离器(8)进行气液分离，其中，分离出来的烟气进入到吸附氧化塔(9)中，在吸附氧化塔(9)中，烟气中的NO在活性炭或分子筛吸附剂表面富集后被氧化成NO2，吸附氧化塔(9)排出的烟气进入到脱硝塔(10)中，在脱硝塔(10)中，烟气中的NO2在被碱液吸收，生成的硝酸盐和亚硝酸盐溶液经脱硝塔(10)底部排出，脱硝塔(10)顶部排出的净烟气经电厂排烟系统排入环境大气。
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