CN203750390U - 一种基于钙基及二氧化氯的三段式烟气同时脱硫脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于钙基及二氧化氯的三段式烟气同时脱硫脱硝系统，属于环境保护技术领域。包括脱硫循环段子系统、氧化循环段子系统和脱硝循环段子系统。脱硫循环段子系统包括脱硫循环反应罐及其搅拌器、脱硫喷淋管及喷嘴、脱硫循环泵，氧化循环段子系统包括氧化剂循环罐、氧化循环泵、氧化喷淋管及喷嘴、升气集液装置，脱硝循环段子系统包括脱硝循环罐、脱硝循环泵、脱硝喷淋管及喷嘴、升气集液装置。三个子系统形成三个独立的循环系统。本实用新型提供的脱硫脱硝系统占地面积小，投资及运行成本低，可达98%以上的脱硫效率和80%以上的脱硝效率，应用范围广阔。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于钙基及二氧化氯的三段式烟气同时脱硫脱硝系统，属于环境保护技术领域。
背景技术
随着工业污染的严重和人类环保意识的增强，工业废气中氮氧化物的脱除越来越受到各国的重视，“十二五”期间，我国也将NOx作为约束性指标并纳入区域总量控制范畴。
目前，工业上采用较多的脱硝技术是选择性催化还原法（SCR）。但该法存在以下问题：SCR系统与脱硫系统相互独立，占地面积大，投资及运行费用高；所用还原剂液氨为国家二级危险品，管理维护要求严格；所产生的固体催化剂废物处理困难；对老锅炉改造时，需改造烟道、空气预热器，难度大，费用高；对于我国高硫、高灰分煤，催化剂的磨损、中毒等问题大大增加，严重影响催化剂的使用寿命。
湿法烟气脱硫技术（WFGD）是当前世界上应用最广泛的脱硫技术，其脱硫效率高，且湿式洗涤塔良好的气液传质对于NOx的吸收来说是个潜在优势。但是工业烟气中的NOx90%以上是NO，NO难溶于水，常规液体吸收法对其脱除效果很差。
氧化吸收法利用强氧化剂将NO部分氧化成高价态的易溶于水的NOx，然后利用吸收剂对NOx进行脱除，可以达到较好的脱除效果。常用的氧化剂有臭氧、二氧化氯、双氧水、亚氯酸钠、次氯酸钠、高锰酸钾、氯酸等。常用的吸收剂有氢氧化钙、氢氧化钠、亚硫酸钠、尿素、氨水等。虽然氧化吸收法可以获得较高的脱硝效率，但是由于氧化剂和吸收剂价格都比较昂贵，因此，需要通过选用经济实用的氧化剂和吸收剂，设置高效的工艺系统，以保证氧化吸收法成为一种高效、低成本的脱硝技术。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种基于钙基及二氧化氯的三段式烟气同时脱硫脱硝系统，改变已有脱硫脱硝系统的结构，以便在较低的投资及运行成本下，实现高效联合脱硫脱硝。
本实用新型提出的基于钙基及二氧化氯的三段式烟气同时脱硫脱硝系统，包括吸收塔塔体、二氧化氯发生器、氧化剂循环罐和脱硝循环罐；所述的吸收塔塔体内自上而下依次设有脱水除雾器、脱硝喷淋管、上升气集液装置、氧化喷淋管、下升气集液装置和脱硫喷淋管，吸收塔塔体内下部为脱硫循环反应罐，脱硫喷淋管和脱硫循环反应罐之间的吸收塔塔体壁上设有进烟口，脱水除雾器上部的吸收塔塔体壁上设有出烟口；所述的脱硫循环反应罐的上部与吸收塔塔体外的搅拌器相连，脱硫循环反应罐的下部设有氧化空气分布管，氧化空气分布管与吸收塔塔体外的风机相连，氧化空气分布管的下部的脱硫产物进入脱硫产物出口；所述的二氧化氯发生器与氧化剂循环罐相连，所述的氧化剂循环罐的出口通过氧化剂循环泵与吸收塔塔体内的氧化喷淋管相连，氧化剂循环罐的进口与吸收塔塔体内的下升气集液装置相连；所述的脱硝循环罐的出口通过脱硝循环泵与吸收塔塔体内的脱硝喷淋管相连，脱硝循环罐的一个进口与吸收塔塔体内的上升气集液装置相连，脱硝循环罐的另一个进口通过浆液输送泵与吸收塔塔体内的脱硫循环反应罐相连，脱硝循环罐底部的脱硝产物进入脱硝产物出口；所述的脱硫喷淋管通过脱硫循环泵与脱硫循环反应罐相连。
本实用新型提出的基于钙基及二氧化氯的三段式烟气同时脱硫脱硝系统，其优点是，采用了先脱硫吸收、后NO氧化、然后脱硝吸收的三段式工艺设计，避免了已有技术中由于先NO氧化后同时脱硫脱硝两段式工艺中存在的氧化以及由于氧化而使SO2大量消耗的问题，大大降低了氧化剂的耗量，因此降低了烟气处理成本。本脱硫脱硝系统中的氧化剂，选用二氧化氯，氧化效果好，采用较低的液气比即可达到良好的氧化效果，降低了烟气处理系统的能耗，而且氧化剂成本低。本脱硫脱硝系统中，采用亚硫酸钠或亚硫酸钠＋助剂R作为脱硝吸收剂，吸收效果好，反应产物为N2，不会造成二次污染，且吸收剂由脱硫生成的亚硫酸盐与钠碱反应而成，不需要外购，实现了以废治废。本实用新型提出的脱硫脱硝系统占地面积小，投资及运行成本低，可达98%以上的脱硫效率和80%以上的脱硝效率，应用范围广阔。
附图说明
图1为本实用新型提出的基于钙基及二氧化氯的三段式烟气同时脱硫脱硝系统的结构示意图。
图1中，1是吸收塔塔体，2是脱硫循环反应罐，3是氧化空气分布管，4是风机，5是搅拌器，6是进烟口，7是脱硫喷淋管，8是上升气集液装置，9是氧化喷淋管，10是脱硝喷淋管，11是脱水除雾器，12是出烟口，13是脱硫产物出口，14是浆液输送泵，15是脱硫循环泵，16是氧化剂循环罐，17是二氧化氯发生器，18是氧化剂循环泵，19是脱硝循环罐，20是脱硝循环泵，21是脱硝产物出口，22是烟囱，23是下升气集液装置。
具体实施方式
本实用新型提出的基于钙基及二氧化氯的三段式烟气同时脱硫脱硝系统，其结构如图1所示，包括吸收塔塔体1、二氧化氯发生器17、氧化剂循环罐16和脱硝循环罐19。吸收塔塔体1内自上而下依次设有脱水除雾器11、脱硝喷淋管10、上升气集液装置8、氧化喷淋管9、下升气集液装置23和脱硫喷淋管7，吸收塔塔体内下部为脱硫循环反应罐2，脱硫喷淋管7和脱硫循环反应罐2之间的吸收塔塔体壁上设有进烟口6，脱水除雾器11上部的吸收塔塔体壁上设有出烟口12。出烟口12与烟囱22相连。脱硫循环反应罐2的上部与吸收塔塔体外的搅拌器5相连，脱硫循环反应罐2的下部设有氧化空气分布管3，氧化空气分布管3与吸收塔塔体外的风机4相连，氧化空气分布管3的下部的脱硫产物进入脱硫产物出口13。二氧化氯发生器17与氧化剂循环罐16相连，氧化剂循环罐16的出口通过氧化剂循环泵18与吸收塔塔体内的氧化喷淋管9相连，氧化剂循环罐16的进口与吸收塔塔体内的下升气集液装置23相连。脱硝循环罐19的出口通过脱硝循环泵20与吸收塔塔体1内的脱硝喷淋管10相连，脱硝循环罐19的一个进口与吸收塔塔体内的上升气集液装置8相连，脱硝循环罐19的另一个进口通过浆液输送泵14与吸收塔塔体内的脱硫循环反应罐2相连，脱硝循环罐19底部的脱硝产物进入脱硝产物出口21。脱硫喷淋管7通过脱硫循环泵15与脱硫循环反应罐2相连。
本实用新型提出的基于钙基及二氧化氯的三段式烟气同时脱硫脱硝系统，主要包括脱硫循环段子系统、氧化循环段子系统和脱硝循环段子系统。脱硫循环段子系统、氧化循环段子系统和脱硝循环段子系统各自独立，脱硫浆液、氧化浆液、脱硝浆液分别在各自的循环段子系统装置中运行，形成三个独立的循环系统。
脱硫循环段子系统中所用脱硫剂为石灰或碳酸钙，氧化循环段子系统中所用氧化剂为二氧化氯，二氧化氯为二氧化氯溶液，其质量百分比浓度为0.01%～1%，脱硝循环段子系统中所用脱硝剂为亚硫酸钠或亚硫酸钠＋助剂R。
本实用新型的基于钙基及二氧化氯的三段式烟气同时脱硫脱硝系统，其工作过程如下：
1、含SO2、NOx的待净化烟气由进烟口6进入吸收塔塔体2，与来自吸收塔内脱硫喷淋管路及喷嘴中喷入钙基脱硫浆液逆流接触，脱除其中的SO2；
2、经脱硫后的烟气经升气集液装置后与来自氧化喷淋管路及其喷嘴的ClO2溶液逆流接触，将烟气中不溶于水的NO氧化成高价态的NOx（主要是NO2）；
3、经过脱硫和氧化处理后的烟气经升气集液装置后与来自脱硝喷淋管路及其喷嘴的Na2SO3溶液（或添加助剂R）逆流接触，还原吸收烟气中被氧化了的NOx；
4、净化后的烟气经高效脱水除雾器脱水除雾后经出烟口进入烟囱达标排放；
5、吸收了SO2的脱硫浆液进入脱硫循环反应罐，在罐内与钙碱反应，生成亚硫酸钙，大部分亚硫酸钙被氧化空气分布管中的来自氧化风机的氧化空气氧化为硫酸钙，并经脱硫产物出口被排出，小部分亚硫酸钙经浆液输送泵打到脱硝循环罐，用于与加入的钠碱反应制备脱硝吸收剂Na2SO3；
6、氧化了NO后的ClO2溶液经升气集液装置集液后进入氧化剂循环罐，未反应完的ClO2溶液经氧化剂循环泵送入氧化剂喷淋管路及其喷嘴循环用于NO的氧化；
7、吸收了NOx的脱硝浆液进入脱硝循环反应罐，在罐内NOx与脱硝吸收剂Na2SO3反应，生成N2，未反应完的脱硝浆液大部分经脱硝循环泵打入脱硝喷淋管路及其喷嘴中循环用于脱硝，小部分经脱硝产物出口排出。
工业烟气排放的氮氧化物中，NO占90%以上，NO不溶于水，是难处理的气态污染物之一，而高价态的NO2、N2O5、NO3可以与水反应生成HNO2、HNO3，极易被湿法洗涤装置脱除。由于SO2活性比NO活泼，若在脱硫前喷入氧化剂，会有部分氧化剂被SO2消耗，造成运行成本升高；故在脱硫后喷入氧化剂，将NO氧化为易溶于水的高价态氮氧化物（以NO2为主），然后通过吸收液脱除。为了避免各段喷入的吸收液互相接触，在吸收塔内设置集液升气装置，将各段设计成独立的循环系统。
实施例1
使用图1所示的系统进行联合脱硫脱硝，其中，脱硫循环浆液pH值控制在5.6，ClO2溶液浓度为0.05wt%，脱硝循环溶液pH值控制在6.5。采用Testo350烟气分析仪对进出口烟气进行检测，结果如表1所示。
表1
实施例2
使用图1的系统进行脱硫脱硝，其中，脱硫循环浆液pH值控制在6，ClO2溶液浓度为0.05wt%，脱硝循环溶液pH值控制在7。采用Testo350烟气分析仪对进出口烟气进行检测，结果如表2所示。
表2
实施例3
使用图1的系统进行脱硫脱硝，其中，脱硫循环浆液pH值控制在5.6，ClO2溶液浓度为0.03wt%，脱硝循环溶液pH值控制在7。采用Testo350烟气分析仪对进出口烟气进行检测，结果如表3所示。
表3
Claims (2)
1.一种基于钙基及二氧化氯的三段式烟气同时脱硫脱硝系统，其特征在于该脱硫脱硝系统包括吸收塔、二氧化氯发生器、脱硫循环罐、氧化剂循环罐和脱硝循环罐；所述的吸收塔塔内自上而下依次设有出烟口、脱水除雾器、脱硝喷淋管、上升气集液装置、氧化喷淋管、下升气集液装置、脱硫喷淋管、进烟口；所述的脱硫循环反应罐内设有搅拌器，脱硫循环反应罐的下部设有氧化空气分布管，氧化空气分布管与脱硫循环反应罐外的风机相连，氧化空气分布管的下部的脱硫产物进入脱硫产物出口；所述的二氧化氯发生器与氧化剂循环罐相连，所述的氧化剂循环罐的出口通过氧化剂循环泵与吸收塔塔体内的氧化喷淋管相连，氧化剂循环罐的进口与吸收塔塔体内的下升气集液装置相连；所述的脱硝循环罐的出口通过脱硝循环泵与吸收塔塔体内的脱硝喷淋管相连，脱硝循环罐的一个进口与吸收塔塔体内的上升气集液装置相连，脱硝循环罐的另一个进口通过浆液输送泵与脱硫循环反应罐相连，脱硝循环罐底部的脱硝产物进入脱硝产物出口；所述的脱硫喷淋管通过脱硫循环泵与脱硫循环反应罐相连。
2.如权利要求1所述的烟气同时脱硫脱硝系统，其特征在于脱硫循环反应罐可位于吸收塔内，进烟口以下，也可以位于吸收塔外。
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