專(zhuān)利名稱(chēng)：聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣凈化工藝及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃煤電站的煙氣凈化處理技術(shù)，具體地指一種聯(lián)合脫除 多種污染物的濕式氨法煙氣凈化工藝及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤是中國(guó)目前及今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)電站燃料的主體。煤粉燃燒 在提供必需的熱源和電力資源的同時(shí)，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的可吸入顆粒物(空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于l(Him的顆粒物，簡(jiǎn)稱(chēng)PM^)、 二氧化硫S02和氮氧 化物N(X污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)2005年我國(guó)燃煤電站排放可吸入顆粒物PMio 的總量占發(fā)電用煤量的1.2~1.5%，約為6.34~7.92萬(wàn)噸；同年，燃煤電 站排放二氧化硫S02的總量高達(dá)2549萬(wàn)噸。2002年我國(guó)燃煤電站排放 的氮氧化物NOx總量約為520萬(wàn)噸。這些污染物對(duì)環(huán)境和人體健康造 成了嚴(yán)重的危害可吸入顆粒物PMu)由于其具有較大的比表面積，富 集了大量的有毒重金屬和有機(jī)物，并且能在空氣中長(zhǎng)時(shí)間停留，可引發(fā) 大氣能見(jiàn)度降低、城市空氣質(zhì)量下降、氣溫降低、植物生長(zhǎng)緩慢等一系 列環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)可對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和神經(jīng) 系統(tǒng)造成廣泛的損害。二氧化硫S02排放所造成的酸雨給我國(guó)生態(tài)環(huán)境 和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的損失，當(dāng)前我國(guó)的酸雨區(qū)域已經(jīng)接近國(guó)土面 積的40%。氮氧化物NOx主要由約占總量95%的一氧化氮NO和約占 總量5。/。的二氧化氮N02組成，它們對(duì)人體的毒性很大，也損害植物， 形成光化學(xué)煙霧等。鑒于上述污染物的巨大排放量及其嚴(yán)重危害，從根 本上控制其排放迫在眉睫。目前，用于燃煤電站的煙氣凈化技術(shù)，如煙氣除塵、煙氣脫硫和煙 氣脫硝等大都是單獨(dú)進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)，形成各自的技術(shù)體系和工藝流程。 國(guó)內(nèi)外燃煤電廠為了達(dá)到環(huán)保排放的要求，除去煙氣中的S02、 NOx和 粉塵，絕大多數(shù)采用至少兩套以上獨(dú)立的除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)或脫硝系 統(tǒng)。對(duì)于煙氣中可吸入顆粒物的脫除技術(shù)，傳統(tǒng)的除塵設(shè)備如靜電除塵 器對(duì)大顆粒有很高的收集效率，可以達(dá)到99%以上，但對(duì)數(shù)目眾多的小
顆粒的收集效率卻很低，特別是對(duì)亞微米顆粒(空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于l.(Him的顆粒物)的收集效率會(huì)顯著降低，導(dǎo)致大量飛灰顆粒直接排入 大氣中。對(duì)于可吸入顆粒物PMu)的脫除技術(shù)，其主導(dǎo)思想是通過(guò)對(duì)顆 粒物施加外力場(chǎng)如溫度場(chǎng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)等，使小顆粒團(tuán)聚或凝結(jié)成大顆 粒，便于后續(xù)的除塵設(shè)備脫除。此外，還有利用相變凝結(jié)或添加團(tuán)聚劑 來(lái)促進(jìn)可吸入顆粒物PMio團(tuán)聚的技術(shù)。例如，公開(kāi)號(hào)為CN1663668A 和CN1872423A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)分別介紹了一種非能 動(dòng)翅片管可吸入顆粒物脫除塔和一種微細(xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器，兩 者均是利用熱泳技術(shù)來(lái)促進(jìn)小顆粒團(tuán)聚，其主要特點(diǎn)是利用煙氣與煙道 管壁的溫度差形成熱泳段，促使顆粒向低溫管壁移動(dòng)，達(dá)到小顆粒團(tuán)聚 的目的。但它們均需要在煙道管壁設(shè)置水冷裝置，其工藝裝置復(fù)雜，而 且依靠單一的熱泳技術(shù)，對(duì)煙氣的流速以及管道的尺寸等都有嚴(yán)格的要求，其對(duì)小顆粒的團(tuán)聚效率并不高。公開(kāi)號(hào)為CN1562444A的中國(guó)發(fā) 明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)提出了一種燃煤超細(xì)顆粒物團(tuán)聚促進(jìn)方法及其 裝置，采用在除塵器前的煙道內(nèi)噴入團(tuán)聚劑的方法來(lái)促進(jìn)小顆粒團(tuán)聚為 大顆粒，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、成本較低、占地面積較小，但其對(duì)小 顆粒的團(tuán)聚效率也不高，僅有35%左右。對(duì)于煙氣脫硝技術(shù)而言，傳統(tǒng)的方法主要有選擇性催化還原法 (SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)， SCR法雖然可以實(shí)現(xiàn)很高的 脫硝效率，滿足嚴(yán)格的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，但其工藝和設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，且需 要特殊的催化劑，整個(gè)系統(tǒng)投資與運(yùn)行成本偏高。SNCR法雖然工藝和 設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資和運(yùn)行成本較低，但其脫硝效率不高，有時(shí)很難達(dá) 到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)于煙氣脫硫技術(shù)而言，傳統(tǒng)的方法主要有石灰石一石膏法、海水 脫硫法、循環(huán)流化床干式煙氣脫硫法和濕式氨法煙氣脫硫法等等。石灰 石一石膏法和海水脫硫法存在占地面積大、系統(tǒng)復(fù)雜、能耗和運(yùn)行成本 高的缺陷。循環(huán)流化床干式煙氣脫硫法雖然系統(tǒng)簡(jiǎn)單、占地面積小、運(yùn) 行成本低，但其對(duì)脫硫劑的質(zhì)量要求較高，且脫硫副產(chǎn)品亞硫酸鈣很難 綜合利用。濕式氨法脫硫技術(shù)具有占地面積小、投資和運(yùn)行費(fèi)用低、脫 硫副產(chǎn)品為有價(jià)值的化學(xué)原料和農(nóng)作物化肥等優(yōu)點(diǎn)，但其脫硝效率很 低。為了解決上述問(wèn)題，公告號(hào)為CN2712446Y和CN2746971Y的中
國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)分別提出了一種《煙氣脫硫脫硝裝置》和《脫硫 脫硝一體化煙氣凈化塔》，但其脫硫脫硝設(shè)備均為體積笨大的填料裝置，且直接采用氨水溶液來(lái)吸收煙氣中的氮氧化物NOx，不僅使整個(gè)脫硫脫 硝設(shè)備的阻力大幅增加，而且也不能有效地除去煙氣中的NOx。這是因 為NOJ且份中90。/。以上為一氧化氮NO，而NO很難溶于水，采用簡(jiǎn)單 的洗滌法很難將NO吸收。
由此可見(jiàn)，采用兩套以上獨(dú)立的脫硫和脫硝系統(tǒng)不僅煙氣凈化設(shè)備 復(fù)雜、占地面積大、建設(shè)與運(yùn)行費(fèi)用高，而且將這些獨(dú)立的脫硫、脫硝 和除塵系統(tǒng)合理組合起來(lái)實(shí)現(xiàn)綜合高效運(yùn)行還存在許多困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙 氣凈化工藝及其系統(tǒng)。采用該工藝及系統(tǒng)能夠有效提高吸收劑的利用 率，同時(shí)脫除煙氣中的可吸入顆粒物、硫氧化物和氮氧化物，同時(shí)其工 藝流程簡(jiǎn)單、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、投資及運(yùn)行成本低廉。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將多個(gè)工藝步驟有機(jī)結(jié)合為一體，相互協(xié) 同作用，分層次實(shí)現(xiàn)煙氣中小顆粒的團(tuán)聚與脫除、 一氧化氮的氧化和脫 硫脫硝處理。所設(shè)計(jì)的聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣凈化工藝， 通過(guò)高梯度磁場(chǎng)和顆粒團(tuán)聚促進(jìn)劑的雙重作用，使煙氣中的小顆粒團(tuán)聚 成大顆粒后通過(guò)靜電除塵裝置將所團(tuán)聚的大顆粒脫除，同時(shí)采用氧化劑 雙氧水11202對(duì)煙氣中的一氧化氮NO進(jìn)行氧化，使之轉(zhuǎn)化成二氧化氮 N02，最后通過(guò)濕式氨法工藝吸收煙氣中的二氧化硫S02和二氧化氮 N02。其具體工藝過(guò)程包括如下步驟1) 將燃煤鍋爐所產(chǎn)生的煙氣導(dǎo)入一個(gè)高梯度磁場(chǎng)中，使煙氣中的 大部分小顆粒在高梯度磁場(chǎng)的作用下團(tuán)聚成大顆粒，實(shí)現(xiàn)小顆粒的初級(jí) 團(tuán)聚；2) 采用黃原膠和磷酸的混合水溶液作為顆粒物的深度團(tuán)聚促進(jìn)劑， 將其均勻噴射到經(jīng)過(guò)初級(jí)團(tuán)聚處理的煙氣中，使煙氣中殘存的小顆粒也 團(tuán)聚成大顆粒，基本上實(shí)現(xiàn)小顆粒的完全團(tuán)聚；3) 將經(jīng)過(guò)完全團(tuán)聚處理的煙氣導(dǎo)入靜電除塵器中，脫除其中團(tuán)聚 的大顆粒污染物；4) 采用雙氧水H202作為氧化劑，以空氣作為霧化介質(zhì)，將其均勻 噴射到經(jīng)過(guò)除塵處理的煙氣中，使煙氣中的一氧化氮NO與雙氧水發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)，生成二氧化氮N02;5) 將經(jīng)過(guò)氧化處理的煙氣導(dǎo)入濕式氨法脫硫系統(tǒng)中，以硫酸銨/ 亞硫酸銨的混合漿液作為脫硫脫硝吸收劑，使煙氣中的二氧化硫so2 和二氧化氮N02分別與硫酸銨/亞硫酸銨漿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并通過(guò)補(bǔ)充氨水的中和作用，生成硫酸銨(NH4)S04、亞硫酸銨(NH4)2S03、硝酸銨NH4N03和亞硝酸銨NH4N02混合物；6) 采用空氣作為氧化劑，對(duì)經(jīng)過(guò)脫硫脫硝反應(yīng)的吸收劑漿液進(jìn)行強(qiáng)制氧化，使其中的亞硫酸銨和亞硝酸銨轉(zhuǎn)化成硫酸銨(NH4)2S04和硝酸銨NH4N03;7) 對(duì)經(jīng)過(guò)脫硫脫硝反應(yīng)的煙氣進(jìn)行除霧處理，脫除煙氣中所攜帶 的液滴，同時(shí)分離出潔凈的煙氣。在上述步驟l)中，由于燃煤可吸入顆粒物中含有一定量的磁性物 質(zhì)，如鐵氧化物Fe304、 a-Fe203和Y-Fe203等，而Fe304和Y-Fe203易于 磁化，且具有較高的飽和磁化強(qiáng)度，因此，在高梯度磁場(chǎng)作用下，具有 磁性的顆粒物飽和磁化，使其能夠吸附其它細(xì)小的顆粒物，從而實(shí)現(xiàn)小 顆粒的初級(jí)團(tuán)聚，以有效提高靜電除塵器對(duì)它的脫除效率。優(yōu)選高梯度 磁場(chǎng)的磁場(chǎng)梯度在5.8X102~5.8X103 mT/cm之間，在此范圍內(nèi)既可以 滿足煙氣中細(xì)小顆粒物的初級(jí)團(tuán)聚，又降低了磁場(chǎng)發(fā)生裝置的能耗；所 述高梯度磁場(chǎng)的方向垂直于煙氣流動(dòng)方向，施加磁場(chǎng)的區(qū)域大小由需要 進(jìn)行初級(jí)團(tuán)聚的細(xì)小顆粒物在煙氣中的含量決定，一般在沿著煙氣流動(dòng) 方向l-3m的范圍內(nèi)施加高梯度磁場(chǎng)即可滿足小顆粒初級(jí)團(tuán)聚的要求。在上述步驟2)中，優(yōu)選質(zhì)量百分比濃度為0.1~1%的黃原膠溶液 與質(zhì)量百分比濃度0.5~5%的磷酸溶液，按照質(zhì)量比為1 : 1的比例混合 成深度團(tuán)聚促進(jìn)劑，其噴射量與煙氣流量的體積百分比控制在0.05~1% 的范圍內(nèi)。這樣，可以在保證較高的團(tuán)聚效率的前提下，噴入的團(tuán)聚促 進(jìn)劑漿液對(duì)煙氣溫度的影響不超過(guò)15°C。上述團(tuán)聚促進(jìn)劑經(jīng)過(guò)噴射霧 化后會(huì)形成有一定擴(kuò)散角度、且表面具有較高粘附活性的霧云，該霧云 吸附在飛灰顆粒表面，首先在顆粒之間形成液橋，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為固橋，可 促進(jìn)飛灰顆粒的深度團(tuán)聚，使絕大部分的細(xì)小顆粒團(tuán)聚成大顆粒，從而 大幅提高后續(xù)靜電除塵器對(duì)細(xì)小顆粒特別是可吸入顆粒污染物的脫除 效率。在上述步驟4)中，優(yōu)選質(zhì)量百分比濃度為5~10%的雙氧水，其噴
射量按以下比例確定雙氧水與煙氣中的一氧化氮的摩爾比為1.0~1.2。并且， 一氧化氮與雙氧水的反應(yīng)溫度優(yōu)選控制在110 13(TC的范圍內(nèi)， 最好為115~125°C。其化學(xué)反應(yīng)的方程式如下 NO+H202=N02 + H20這樣，雙氧水可以在匹配的劑量和合適的溫度下與煙氣中的一氧化 氮發(fā)生快速、充分的反應(yīng)，將絕大部分的一氧化氮轉(zhuǎn)化為二氧化氮，從 而提高整個(gè)工藝的脫硝效率。在上述步驟5)中，脫硫脫硝劑氨水的最佳補(bǔ)給量按以下比例確定 脫硫所需的氨水與煙氣中二氧化硫S02的摩爾比為2.1~2.3，脫硝所需 的氨水與煙氣中二氧化氮N02的摩爾比為1.1 1.3。煙氣中的二氧化硫 S02和二氧化氮N02首先溶解于水H20，生成亞硫酸H2S03、硝酸HN03 和亞硝酸HN02，生成物再與吸收劑漿液中的硫酸銨/亞硫酸銨發(fā)生反 應(yīng)，生成硫酸氫銨NH4HS04、亞硫酸氫銨NH4HS03、硝酸銨NH4N03 和亞硝酸銨NH4N02，來(lái)脫除煙氣中的二氧化硫S02和二氧化氮N02。 其化學(xué)反應(yīng)的方程式如下-(1) S02+H20=H2S03(2) 2N02+H20=HN03+HN02(3 ) H2S03+(NH4)2S04=NH4HS04+NH4HS03(4) H2S03+(NH4)2S03=2NH4HS03(5) HN03+(NH4)2S04=NH4N03+NH4HS04(6) HN03+(NH4)2S03=NH4N03+NH4HS03(7) HN02+(NH4)2S04=NH4N02+NH4HS04(8) HN02+(NH4)2S03=NH4N02+NH4HS03優(yōu)選濃度為28%的氨水從反應(yīng)吸收塔的底部注入，中和酸性物質(zhì)， 控制反應(yīng)吸收塔內(nèi)吸收劑漿液的pH值為5.0~5.9。這樣， 一方面從需要 量的角度保證了吸收劑與氮氧化物和二氧化硫完全、充分反應(yīng)，另一方 面也避免了投入過(guò)多吸收劑而產(chǎn)生的新污染和資源浪費(fèi)。在上述步驟6)中，氧化空氣也從吸收塔的底部注入，將亞硫酸銨 和亞硝酸銨氧化成為硫酸銨和硝酸銨，其化學(xué)反應(yīng)方程式如下2(NH4)2S03 + 02 = 2(NH4)2S042NH4N02+ 02 = 2NH4N03氧化所生成的硫酸銨和硝酸銨漿液從濕式氨法脫硫系統(tǒng)排出后，可
直接進(jìn)行旋流分離、脫水、干燥等工藝處理，獲得硫酸銨和硝酸銨復(fù)合 化肥，實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝產(chǎn)物的無(wú)害化和資源化利用。為實(shí)現(xiàn)上述工藝而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙 氣潔凈系統(tǒng)，包括對(duì)燃煤鍋爐所排放煙氣進(jìn)行除塵處理的靜電除塵器、 對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫脫硝處理的反應(yīng)吸收塔，所述燃煤鍋爐排煙口與靜電除 塵器進(jìn)口之間的煙道上依次串聯(lián)設(shè)置有高梯度磁場(chǎng)發(fā)生器和顆粒團(tuán)聚 促進(jìn)劑噴射裝置，所述靜電除塵器的出口設(shè)置氧化劑噴射裝置，所述氧 化劑噴射裝置的出口與反應(yīng)吸收塔的進(jìn)口連接。所述反應(yīng)吸收塔自下而 上依次設(shè)有底部漿液池區(qū)、下部煙氣輸入?yún)^(qū)、中部吸收劑噴淋區(qū)以及上 部煙氣除霧區(qū)，其中.*反應(yīng)吸收塔的底部漿液池區(qū)連接有氨水補(bǔ)給裝置 和空氣給進(jìn)裝置，反應(yīng)吸收塔的下部煙氣輸入?yún)^(qū)設(shè)置有煙氣進(jìn)口，反應(yīng) 吸收塔的中部吸收劑噴淋區(qū)布置有吸收劑漿液噴淋層，反應(yīng)吸收塔的上 部煙氣除霧區(qū)布置有除霧器，反應(yīng)吸收塔的底部漿液池區(qū)與吸收劑漿液 噴淋層之間通過(guò)外置的漿液循環(huán)泵相連。進(jìn)一步地，所述反應(yīng)吸收塔的底部排漿口直接通過(guò)排漿泵與旋流分 離器的進(jìn)口相連，旋流分離器的底流口與脫水器的進(jìn)口相連，脫水器的 固體出口與干燥器相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)其一，本發(fā)明將脫除燃煤煙氣中的可吸入顆粒物、硫氧化物、氮氧 化物等多種污染物的工藝和裝置有機(jī)地組合成一個(gè)完整的工藝體系，既 簡(jiǎn)化了工藝流程和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、減小了設(shè)備占地面積，又大幅降低了設(shè)備 的投資和運(yùn)行費(fèi)用。其二，本發(fā)明通過(guò)施加高梯度磁場(chǎng)和采用噴射團(tuán)聚促進(jìn)劑聯(lián)合作用 的方式，極大地提高了煙氣中小顆粒的團(tuán)聚率，通過(guò)二者的疊加作用， 小顆粒的團(tuán)聚率可達(dá)85%以上，團(tuán)聚后形成的大顆粒可以通過(guò)靜電除塵 器高效脫除，極大地降低了顆粒污染煙塵的排放。同時(shí)，其后續(xù)的濕式 氨法吸收工藝還可以進(jìn)一步脫除煙氣中殘存的可吸入顆粒物，最終使所 排放煙氣中可吸入顆粒物的濃度降低到0.1 0.4mg/i^的水平。其三，本發(fā)明通過(guò)氧化劑雙氧水將煙氣中含量在95%以上的一氧化 氮氧化成為二氧化氮，再采用硫酸銨/亞硫酸銨作為吸收劑同時(shí)脫除煙 氣中的二氧化硫和二氧化氮。由于二氧化氮更容易被硫酸銨/亞硫酸銨 吸收，有效克服了傳統(tǒng)濕式氨法煙氣脫硫脫硝技術(shù)中脫硝效率低下的不足。其四，本發(fā)明的脫硫脫硝副產(chǎn)物為固態(tài)的硫酸銨和硝酸銨復(fù)合化肥，其純度可大于99%，具有良好的市場(chǎng)前景，特別符合我國(guó)作為農(nóng)業(yè) 大國(guó)的國(guó)情。綜上所述，本發(fā)明具有投資小、能耗低、工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本 低、吸收劑利用率高、運(yùn)行可靠性、以及脫除顆粒物、硫氧化物和氮氧 化物的效率高、脫硫脫硝副產(chǎn)物資源化利用等優(yōu)點(diǎn)。其可吸入顆粒物的 脫除效率可達(dá)98%以上，脫硫效率可達(dá)95%以上，脫硝效率可達(dá)卯％ 以上，經(jīng)過(guò)處理的煙氣完全符合燃煤煙氣污染物排放的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。


附圖為一種聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 示意圖。
具體實(shí)施方式
以下針對(duì)一臺(tái)燃煤鍋爐機(jī)組，結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步的詳細(xì)描述圖中所示的聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣潔凈系統(tǒng)，由高梯 度磁場(chǎng)發(fā)生器4、顆粒團(tuán)聚促進(jìn)劑噴射裝置5和靜電除塵器6及其連接 煙道等構(gòu)成兩級(jí)顆粒物團(tuán)聚和脫除系統(tǒng)；由氧化劑噴射裝置7及其連接 煙道構(gòu)成一氧化氮氧化系統(tǒng)；由煙氣換熱器8、反應(yīng)吸收塔9、引風(fēng)機(jī) IO和煙囪11等設(shè)備及其連接煙道構(gòu)成脫硫脫硝系統(tǒng)；由旋流分離器18、 脫水器19和干燥器20等設(shè)備及其連接管道構(gòu)成脫硫脫硝副產(chǎn)物處理系 統(tǒng)。高梯度磁場(chǎng)發(fā)生器4和顆粒團(tuán)聚促進(jìn)劑噴射裝置5依次串聯(lián)設(shè)置在 燃煤鍋爐1排煙口與靜電除塵器6進(jìn)口之間的煙道上，靜電除塵器6 出口與氧化劑噴射裝置7的進(jìn)口連接，氧化劑噴射裝置7的出口通過(guò)煙 氣換熱器8與反應(yīng)吸收塔9的進(jìn)口相連。反應(yīng)吸收塔9為筒形結(jié)構(gòu)，自 下而上依次設(shè)有底部漿液池區(qū)、下部煙氣輸入?yún)^(qū)、中部吸收劑噴淋區(qū)以 及上部煙氣除霧區(qū)，其中反應(yīng)吸收塔9的底部漿液池區(qū)連接有氨水補(bǔ) 給裝置16和空氣給進(jìn)裝置17，反應(yīng)吸收塔9的下部煙氣輸入?yún)^(qū)設(shè)置有 煙氣進(jìn)口，反應(yīng)吸收塔9的中部吸收劑噴淋區(qū)布置有吸收劑漿液噴淋層 13,反應(yīng)吸收塔9的上部煙氣除霧區(qū)布置有除霧器12，反應(yīng)吸收塔9 的頂部煙氣出口通過(guò)煙氣換熱器8、引風(fēng)機(jī)IO與煙囪11相連，反應(yīng)吸
收塔9的底部漿液池區(qū)與吸收劑漿液噴淋層13之間通過(guò)外置的漿液循 環(huán)泵14相連，以確保吸收劑漿液不間斷循環(huán)。反應(yīng)吸收塔9的底部排漿口通過(guò)排漿泵15與旋流分離器18的進(jìn)口 相連，旋流分離器18的底流口與脫水器19的進(jìn)口相連，脫水器19的 固體出口與干燥器20相連。本發(fā)明的聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣凈化工藝過(guò)程是這 樣的.-首先，從燃煤鍋爐l產(chǎn)生的煙氣通過(guò)省煤器2、空氣預(yù)熱器3后， 在高梯度磁場(chǎng)發(fā)生器4產(chǎn)生的高梯度磁場(chǎng)的作用下，煙氣中具有磁性的 含鐵顆粒飽和磁化，吸附其它細(xì)小的顆粒物，完成煙氣中小顆粒的初級(jí) 團(tuán)聚。優(yōu)選高梯度磁場(chǎng)的磁場(chǎng)梯度在5.8X102~5.8X103 mT/cm之間， 磁場(chǎng)方向垂直于煙氣流動(dòng)方向。其次，經(jīng)過(guò)顆粒初級(jí)團(tuán)聚處理的煙氣進(jìn)入到顆粒團(tuán)聚促進(jìn)劑噴射裝 置5中，通過(guò)霧化的深度顆粒團(tuán)聚促進(jìn)劑對(duì)其中的顆粒進(jìn)行深度團(tuán)聚， 最終使小顆粒團(tuán)聚成大顆粒。深度團(tuán)聚促進(jìn)劑選用質(zhì)量百分比濃度為 0.5%的黃原膠溶液與質(zhì)量百分比濃度1.5~3.5%的磷酸溶液，按照質(zhì)量 比為1:1的比例混合成，其噴射量與煙氣流量的體積百分比控制在 0.1~0.5%的范圍內(nèi)。再次，經(jīng)過(guò)深度團(tuán)聚處理的煙氣進(jìn)入靜電除塵器6中，脫除其中所 團(tuán)聚的大顆粒污染物后，進(jìn)入到氧化劑噴射裝置7中，氧化劑噴射裝置 7向煙氣中噴入質(zhì)量百分比濃度為5~10%的雙氧水H202，經(jīng)過(guò)空氣霧 化后，與煙氣中的一氧化氮NO發(fā)生反應(yīng)，所噴入的雙氧水量與煙氣中 的一氧化氮NO的摩爾比為1.1~1.2，以保證煙氣中的一氧化氮NO被 充分氧化成二氧化氮N02。然后，經(jīng)過(guò)除塵和氧化處理的煙氣通過(guò)煙氣換熱器8進(jìn)入反應(yīng)吸收 塔9中，與從吸收劑漿液噴淋層13噴出的硫酸銨/亞硫酸銨漿液逆向接 觸，發(fā)生激烈的氣液兩相反應(yīng)，使煙氣中的二氧化硫和二氧化氮轉(zhuǎn)化成 亞硫酸銨、亞硝酸銨和硝酸銨。其中，脫硫所需的吸收劑量與煙氣中二 氧化硫的摩爾比為2.1~2.3，脫硝所需的吸收劑量與煙氣中二氧化氮的 摩爾比為1.1~1.3，以保證煙氣中的二氧化硫和二氧化氮被充分吸收。再后，所生成的亞硫酸銨、硝酸銨和亞硝酸銨混合物漿液落入反應(yīng) 吸收塔9的底部漿池區(qū)，被空氣給進(jìn)裝置17噴入的空氣強(qiáng)制氧化，其
中的亞硫酸銨轉(zhuǎn)化為硫酸銨，亞硝酸銨轉(zhuǎn)化為硝酸銨。含硫酸銨和硝酸銨的漿液從反應(yīng)吸收塔9底部的排漿口輸出，由排漿泵15送至旋流分 離器18，旋流分離器18的底流進(jìn)入脫水器19中進(jìn)行脫水，脫水后的 物料進(jìn)入干燥器20進(jìn)行干燥處理，得到副產(chǎn)品硫酸銨/硝酸銨復(fù)合化肥。 最后，經(jīng)過(guò)除塵、脫硫、脫硝處理的煙氣通過(guò)反應(yīng)吸收塔9上部的 除霧器12，脫除煙氣中所攜帶的液滴，所分離出的潔凈煙氣由頂部煙 氣出口排出，經(jīng)過(guò)煙氣換熱器8將溫度升到80。C左右，再由引風(fēng)機(jī)IO 抽送至煙囪11。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣凈化工藝，依次包括如下步驟1)將燃煤鍋爐所產(chǎn)生的煙氣導(dǎo)入一個(gè)高梯度磁場(chǎng)中，使煙氣中的大部分小顆粒在高梯度磁場(chǎng)的作用下團(tuán)聚成大顆粒，實(shí)現(xiàn)小顆粒的初級(jí)團(tuán)聚；2)采用黃原膠和磷酸的混合水溶液作為顆粒物的深度團(tuán)聚促進(jìn)劑，將其均勻噴射到經(jīng)過(guò)初級(jí)團(tuán)聚處理的煙氣中，使煙氣中殘存的小顆粒也團(tuán)聚成大顆粒，基本上實(shí)現(xiàn)小顆粒的完全團(tuán)聚；3)將經(jīng)過(guò)完全團(tuán)聚處理的煙氣導(dǎo)入靜電除塵器中，脫除其中團(tuán)聚的大顆粒污染物；4)采用雙氧水H2O2作為氧化劑，以空氣作為霧化介質(zhì)，將其均勻噴射到經(jīng)過(guò)除塵處理的煙氣中，使煙氣中的一氧化氮NO與雙氧水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成二氧化氮NO2；5)將經(jīng)過(guò)氧化處理的煙氣導(dǎo)入濕式氨法脫硫系統(tǒng)中，以硫酸銨/亞硫酸銨的混合漿液作為脫硫脫硝吸收劑，使煙氣中的二氧化硫SO2和二氧化氮NO2分別與硫酸銨/亞硫酸銨漿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并通過(guò)補(bǔ)充氨水的中和作用，生成硫酸銨、亞硫酸銨、硝酸銨和亞硝酸銨混合物；6)采用空氣作為氧化劑，對(duì)經(jīng)過(guò)脫硫脫硝反應(yīng)的吸收劑漿液進(jìn)行強(qiáng)制氧化，使其中的亞硫酸銨和亞硝酸銨轉(zhuǎn)化成硫酸銨(NH4)2SO4和硝酸銨NH4NO3；7)對(duì)經(jīng)過(guò)脫硫脫硝反應(yīng)的煙氣進(jìn)行除霧處理，脫除煙氣中所攜帶的液滴，同時(shí)分離出潔凈的煙氣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣潔 凈工藝，其特征在于所說(shuō)的步驟l)中，高梯度磁場(chǎng)的磁場(chǎng)梯度大小 在5.8X 102~5.8X 103 mT/cm之間，磁場(chǎng)方向垂直于煙氣流動(dòng)方向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣潔 凈工藝，其特征在于所說(shuō)的步驟2)中，選用質(zhì)量百分比濃度為0.1 1% 的黃原膠溶液與質(zhì)量百分比濃度0.5 5%的磷酸溶液，按照質(zhì)量比為1 :1的比例混合成深度團(tuán)聚促進(jìn)劑，其噴射量與煙氣流量的體積百分比控 制在0.05~1%的范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣潔凈工藝，其特征在于所說(shuō)的步驟4)中， 一氧化氮與雙氧水的反應(yīng)溫 度控制在110 130'C的范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣潔 凈工藝，其特征在于所說(shuō)的步驟4)中，選用質(zhì)量百分比濃度為5~10% 的雙氧水，其噴射量按以下比例確定雙氧水與煙氣中的一氧化氮的摩 爾比為1.1~1.2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣潔 凈工藝，其特征在于所說(shuō)的步驟5)中，脫硫脫硝劑氨水的補(bǔ)給量按 以下比例確定脫硫所需的氨水與煙氣中二氧化硫的摩爾比為2.1-2.3， 脫硝所需的氨水與煙氣中二氧化氮的摩爾比為1.1~1.3。
7. —種采用權(quán)利要求1所述工藝而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的聯(lián)合脫除多種污染 物的濕式氨法煙氣潔凈系統(tǒng)，包括對(duì)燃煤鍋爐(1)所排放煙氣進(jìn)行預(yù) 除塵處理的靜電除塵器(6)和對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫脫硝處理的反應(yīng)吸收塔(9)，其特征在于所述燃煤鍋爐(1)排煙口與靜電除塵器(6)進(jìn)口 之間的煙道上依次串聯(lián)設(shè)置有高梯度磁場(chǎng)發(fā)生器(4)和顆粒團(tuán)聚促進(jìn) 劑噴射裝置(5)，所述靜電除塵器(6)出口與氧化劑噴射裝置(7)的 進(jìn)口連接，氧化劑噴射裝置(7)的出口通過(guò)煙氣換熱器(8)與反應(yīng)吸 收塔(9)的進(jìn)口相連；所述反應(yīng)吸收塔(9)自下而上依次設(shè)有底部漿 液池區(qū)、下部煙氣輸入?yún)^(qū)、中部吸收劑噴淋區(qū)以及上部煙氣除霧區(qū)，其 中反應(yīng)吸收塔(9)的底部漿液池區(qū)連接有氨水補(bǔ)給裝置(16)和空 氣給進(jìn)裝置(17)，反應(yīng)吸收塔(9)的下部煙氣輸入?yún)^(qū)設(shè)置有煙氣進(jìn)口 ， 反應(yīng)吸收塔(9)的中部吸收劑噴淋區(qū)布置有吸收劑漿液噴淋層(13)， 反應(yīng)吸收塔(9)的上部煙氣除霧區(qū)布置有除霧器(12)，反應(yīng)吸收塔(9) 的底部漿液池區(qū)與吸收劑漿液噴淋層(13)之間通過(guò)外置的槳液循環(huán)泵(14)相連。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣潔 凈系統(tǒng)，其特征在于所說(shuō)的反應(yīng)吸收塔(9)的底部排槳口通過(guò)排漿 泵(15)與旋流分離器(18)的進(jìn)口相連，旋流分離器(18)的底流口 與脫水器(19)的進(jìn)口相連，脫水器(19)的固體出口與干燥器(20) 相連。
全文摘要
一種聯(lián)合脫除多種污染物的濕式氨法煙氣凈化工藝及其系統(tǒng)。該工藝首先通過(guò)高梯度磁場(chǎng)和顆粒團(tuán)聚促進(jìn)劑的雙重作用，使煙氣中的小顆粒團(tuán)聚成大顆粒，再通過(guò)靜電除塵裝置將所團(tuán)聚的大顆粒脫除，然后采用雙氧水對(duì)煙氣中的一氧化氮進(jìn)行氧化，使之轉(zhuǎn)化成二氧化氮，最后通過(guò)濕式氨法工藝吸收煙氣中的二氧化硫和二氧化氮。其系統(tǒng)由依次串聯(lián)布置的高梯度磁場(chǎng)發(fā)生器、顆粒團(tuán)聚促進(jìn)劑噴射裝置、靜電除塵器、氧化劑噴射裝置和反應(yīng)吸收塔組成。反應(yīng)吸收塔的排漿口可直接與旋流分離器、脫水器和干燥器構(gòu)成的副產(chǎn)物處理系統(tǒng)相連。其能有效提高吸收劑的利用率，同時(shí)脫除煙氣中的可吸入顆粒物、硫氧化物和氮氧化物，且工藝簡(jiǎn)單、系統(tǒng)簡(jiǎn)化、投資及運(yùn)行成本低廉。
文檔編號(hào)B01D53/60GK101108303SQ20071005287
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月2日
發(fā)明者余福勝, 徐尹生, 徐志安, 敬 朱, 李瑞鑫, 李雄浩, 旭 韓, 高翔鵬 申請(qǐng)人:武漢凱迪電力環(huán)保有限公司