CN202876647U - 一种燃煤锅炉及炉窑烟气的湿法脱硫脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃煤锅炉及炉窑烟气的湿法脱硫脱硝装置，属于环境保护技术领域。包括除尘器、碱液洗涤塔和硝酸盐硫酸盐结晶处理装置，除尘器的进口与锅炉相连，出口通过引风机与碱液洗涤塔的进烟口相连。碱液洗涤塔的上部塔壁上设有出烟口，其内由上至下依次设有除雾装置、脱硝喷淋装置、升气集液装置、一氧化氮氧化装置、脱硫喷淋装置和脱硫脱硝储液槽。本湿法脱硫脱硝装置避免了氧化SO₂造成的氧化剂成本的损失，运行成本较传统的湿法氧化吸收脱硫脱硝方法节省50%左右，可以同时达到95%以上的脱硫效率和80%以上的脱硝效率。

Description

一种燃煤锅炉及炉窑烟气的湿法脱硫脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及一种燃煤锅炉及炉窑烟气的湿法脱硫脱硝装置，属于环境保护技术领域。

背景技术

我国是一个煤储量丰富的国家，煤炭占一次能源的75%，能源消费结构对煤的过分依赖导致了环境污染的加剧，煤炭燃烧所排出的SO₂和NOx是酸雨的主要前体物。目前普遍采用湿法烟气脱硫(WFGD)技术与选择性催化脱硝(SCR)技术相组合的羊肉串式工艺来脱硫脱硝，虽然此方法对污染物的脱除效率高，但投资与运行成本较高，且工艺复杂，所以发展同时脱硫脱硝技术成为当前国际上一个热点研究方向。在SO₂和NOx的脱除当中，NOx的脱除要比SO₂困难得多，因此从脱除NOx角度可将同时脱硫脱硝技术大致分为三类：第一类是催化还原法，主要是利用催化剂、还原剂等将NOx进行还原，实现同时脱硫脱硝。如在布袋除尘后，烟气在氨和催化剂协同作用下同时脱硫脱硝技术，此种方法的缺点是催化剂的制备和再生比较复杂；同时，采用氨作吸收剂易挥发造成氨损失和排气污染。第二类是络合吸收法，主要是利用铁盐和钴盐做络合剂，将NO由气相转为液相。采用Fe(II)-EDTA(EDTA表示乙二胺四乙酸二钠)或Fe(II)-NTA(氨三乙酸)脱除烟气中的NO过程中，Fe(II)易被氧化为Fe(III)，而Fe(III)不能络合NO，使吸收效率迅速下降。人们提出用铁屑来还原再生Fe(II)，但由于成本太高，再加上对解吸气体的处理问题，导致该法无法进行工业推广。钴盐络合由于反应产物分离困难，也无法进行工业应用。第三类是氧化吸收法，利用各种强氧化剂和活性自由基，将不溶于水的NO氧化成NO₂，从而与SO₂在后期同时吸收。强氧化剂如NaClO₂、ClO₂、HClO₃、KMnO₄、H₂O₂等，自由基如·O、·OH、O₃等。由于强氧化剂化学性质活泼，且对SO₂和NOx无选择性，在氧化NOx的过程中，也会氧化SO₂，造成氧化剂的浪费，提高运行成本；对于自由基氧化而言，自由基产生技术设备费用昂贵，也不适合中国国情。基于国内目前湿法脱硫技术的广泛应用，开发可与湿法脱硫技术相结合的氧化吸收法的协同脱硫脱硝技术，在燃煤工业锅炉及炉窑烟气净化领域具有非常广阔的应用前景。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种燃煤锅炉及炉窑烟气的湿法脱硫脱硝装置，针对现有湿法脱硫脱硝装置同时氧化SO₂、造成运行成本升高的问题，改变已有脱硫、脱硝装置的结构，以达到在较低的运行成本下实现脱硫脱硝一体化。

本实用新型提出的燃煤锅炉及炉窑烟气的湿法脱硫脱硝装置，包括除尘器、碱液洗涤塔和硝酸盐硫酸盐结晶处理装置，所述的除尘器的进口与锅炉相连，除尘器的出口通过引风机与碱液洗涤塔的进烟口相连，所述的碱液洗涤塔的上部塔壁上设有出烟口，出烟口与烟囱相连；所述的碱液洗涤塔内由上至下依次设有除雾装置、脱硝喷淋装置、升气集液装置、一氧化氮氧化装置、脱硫喷淋装置和脱硫脱硝储液槽，所述的脱硝喷淋装置和脱硫喷淋装置分别通过循环泵与碱液洗涤塔底部的脱硫脱硝储液槽相连，所述的一氧化氮氧化装置通过循环泵与氧化剂储液槽相连，所述的进烟口位于脱硫喷淋装置与脱硫脱硝储液槽之间的碱液洗涤塔塔壁上；所述的硝酸盐硫酸盐结晶处理装置与脱硫脱硝储液槽相连。

上述湿法脱硫脱硝装置中，所述的升气集液装置由隔板、圆筒和锥形帽组成，隔板上开有圆孔，圆筒置于圆孔上，锥形帽通过锥形帽支撑置于圆筒的顶部，隔板上部的碱液洗涤塔塔壁上开有出液口。

本实用新型提出的燃煤锅炉及炉窑烟气的湿法脱硫脱硝装置，其优点是避免了氧化SO₂造成的氧化剂成本的损失，运行成本较传统的湿法氧化吸收脱硫脱硝方法节省50%左右。使用本实用新型的湿法脱硫脱硝装置，可以同时达到95%以上的脱硫效率和80%以上的脱硝效率；投资成本比传统先选择性催化还原法脱硝后湿式脱硫(SCR+WFGD)方法便宜60～70%。

附图说明

图1是本实用新型提出的燃煤锅炉及炉窑烟气的湿法脱硫脱硝装置的结构示意图。

图2是图1所示的湿法脱硫脱硝装置中升气集液装置的结构示意图。

图3是图2所示的湿法脱硫脱硝装置中隔板的结构示意图。

图1-图3中，1是锅炉，2是除尘器，3是引风机，4是碱液洗涤塔，5是脱硫脱硝储液槽，6是碱液洗涤塔进烟口，7是脱硫喷淋装置，8是一氧化氮氧化装置，9是出液口，10是升气集液装置，11是脱硝喷淋装置，12是除雾装置，13是出烟口，14是氧化剂储液槽，15是硝酸盐硫酸盐结晶处理装置，16是烟囱，17是隔板，18是圆筒，19是锥形帽支撑，20是锥形帽。

具体实施方式

本实用新型提出的燃煤锅炉及炉窑烟气的湿法脱硫脱硝装置，其结构如图1所示，包括除尘器2、碱液洗涤塔4和硝酸盐硫酸盐结晶处理装置14。除尘器2的进口与锅炉1相连，除尘器2的出口通过引风机3与碱液洗涤塔4的进烟口相连。碱液洗涤塔4的上部塔壁上设有出烟口13，出烟口13与烟囱16相连。碱液洗涤塔4的内部由上至下依次设有除雾装置12、脱硝喷淋装置11、升气集液装置10、一氧化氮氧化装置8、脱硫喷淋装置7和脱硫脱硝储液槽5。脱硝喷淋装置10和脱硫喷淋装置7分别通过循环泵与碱液洗涤塔4底部的脱硫脱硝储液槽5相连。一氧化氮氧化装置8通过循环泵与氧化剂储液槽13相连。进烟口6位于脱硫喷淋装置7与脱硫脱硝储液槽5之间的碱液洗涤塔塔壁上。硝酸盐硫酸盐结晶处理装置14与脱硫脱硝储液槽5相连。

上述湿法脱硫脱硝装置中，升气集液装置的结构如图2所示，由隔板17、圆筒18和锥形帽20组成，隔板17上开有圆孔，如图3所示，圆筒18置于圆孔上，锥形帽20通过锥形帽支撑19置于圆筒18的顶部，隔板17上部的碱液洗涤塔塔壁上开有出液口9。

本实用新型提出的燃煤锅炉及炉窑烟气湿法同时脱硫脱硝装置，其工作过程如下：

1)除尘后的锅炉烟气送入碱液洗涤塔，在碱液洗涤塔脱硫段中对烟气进行洗涤，首先脱除其中的SO₂；

2)接着，经脱硫后的烟气进入氧化段，在该段内采用高效雾化喷嘴喷入氧化剂，将锅炉烟气中不溶于水的NO氧化成高价NOx(主要是NO₂)，喷入氧化剂与锅炉烟气中NO摩尔比例为理论比例的0.5～1.5；

3)经过脱硫和氧化处理后的烟气上升进入脱硝段，喷入浆液吸收烟气中的高价NOx，完成脱硫、脱硝。

4)最后湿烟气经高效折板除雾器脱水除雾后进入烟囱达标排放。

5)为防止氧化剂进入脱硝段造成浪费，氧化段和脱硝段之间设置了隔液装置(即升气帽)。

锅炉烟气排放的氮氧化物中，NO占95%以上，其他为NO₂、N₂O等，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的活性较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)，然后通过洗涤液脱除。为了避免上层脱硝装置喷入的脱硝吸收液直接与氧化剂喷淋液接触，在氮氧化物氧化段和吸收段设置隔液装置--升气集液装置。该装置的工作原理为：依次被脱硫及氧化后的烟气在隔板17的作用下进入圆筒18，之后受到锥形帽20的阻挡从锥形帽支撑19间穿出，而一氧化氮氧化喷淋装置8喷出的氧化剂溶液则在隔板17和锥形帽19的阻挡作用下落入脱硫脱硝储液槽5中，与此同时，上层脱硝喷淋装置11喷入的脱硝吸收液在下落过程中遇到锥形帽20的阻挡无法穿过圆筒18，只能落入隔板17之上，隔板17倾斜一定角度，以利于落入的脱硝吸收液经由出液口17排出，从而实现了氧化剂溶液和脱硝吸收液的完全隔离。

本实用新型提出的燃煤锅炉及炉窑烟气的湿法脱硫脱硝装置，工作时，在碱液洗涤塔的下部喷入碱液脱除烟气中的SO₂，脱硫后的烟气在氧化段被高效雾化的氧化剂将其中的NO氧化为高价态氮氧化物，然后穿过升气帽，进入脱硝吸收段；脱硫脱硝吸收液循环利用，富集的硫酸盐硝酸盐浓缩结晶后出售或进一步处理。

Claims (2)

1.一种燃煤锅炉及炉窑烟气的湿法脱硫脱硝装置，其特征在于该湿法脱硫脱硝装置包括除尘器、碱液洗涤塔和硝酸盐硫酸盐结晶处理装置，所述的除尘器的进口与锅炉相连，除尘器的出口通过引风机与碱液洗涤塔的进烟口相连，所述的碱液洗涤塔的上部塔壁上设有出烟口，出烟口与烟囱相连；所述的碱液洗涤塔内由上至下依次设有除雾装置、脱硝喷淋装置、升气集液装置、一氧化氮氧化装置、脱硫喷淋装置和脱硫脱硝储液槽，所述的脱硝喷淋装置和脱硫喷淋装置分别通过循环泵与碱液洗涤塔底部的脱硫脱硝储液槽相连，所述的一氧化氮氧化装置通过循环泵与氧化剂储液槽相连，所述的进烟口位于脱硫喷淋装置与脱硫脱硝储液槽之间的碱液洗涤塔塔壁上；所述的硝酸盐硫酸盐结晶处理装置与脱硫脱硝储液槽相连。

2.如权利要求1所述的湿法脱硫脱硝装置，其特征在于其中所述的升气集液装置由隔板、圆筒和锥形帽组成，隔板上开有圆孔，圆筒置于圆孔上，锥形帽通过锥形帽支撑置于圆筒的顶部，隔板上部的碱液洗涤塔塔壁上开有出液口。

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