一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于煙氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備。提出的一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備包括有余熱鍋爐（1）、反應(yīng)塔（3）、吸收塔（4）和水循環(huán)系統(tǒng)（5）；余熱鍋爐（1）設(shè)置在設(shè)備煙氣的出口端；反應(yīng)塔（3）設(shè)置在余熱鍋爐（1）的煙氣出口端，反應(yīng)塔（3）上具有煙氣進(jìn)口Ⅰ（10）與煙氣出口Ⅰ（11）；反應(yīng)塔（3）內(nèi)設(shè)置有氨蒸汽噴入系統(tǒng)（5），氨蒸汽噴入系統(tǒng)（5）的入口位于煙氣進(jìn)口Ⅰ（10）與煙氣出口Ⅰ（11）之間；吸收塔（4）上具有煙氣進(jìn)口Ⅱ（18）和煙氣出口Ⅱ（19）。本實用新型實現(xiàn)了煙氣中NOX、SO2的有效脫除，煙氣達(dá)標(biāo)排放，且產(chǎn)物為一種無機肥料，總體實現(xiàn)了零排放。
【專利說明】一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于煙氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]工業(yè)熔窯煙氣脫硝，是國家近幾年才提出并推進(jìn)的環(huán)保政策，旨在保護(hù)環(huán)境，抑制行業(yè)產(chǎn)能過剩，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型；但適合工業(yè)熔窯煙氣脫硝的配套技術(shù)，在國內(nèi)外正處于發(fā)展探索階段；目前工業(yè)熔窯煙氣脫硝方法有SNCR、SCR法，均屬于高溫?zé)煔饷撓酰鬁囟却翱诟?、需要催化劑等，然而對于工業(yè)熔窯一般都裝有余熱發(fā)電系統(tǒng)，因此高溫及中溫脫硝沒有合適的溫度切入點；應(yīng)用SCR法脫硝，溫度窗口為390— 420°C，應(yīng)用SNCR法脫硝，溫度窗口為900— 1100° C，選擇390— 420°C和900— 1100° C的溫度區(qū)間作為脫硝區(qū)，存在如下問題:首先，該區(qū)域?qū)儆诟邷馗邏m區(qū)，煙塵會使催化劑中毒，目前發(fā)現(xiàn)玻璃窯爐上使用SCR法已造成堵塞，使催化劑壽命短直至失效；若在該區(qū)域前先除塵，此溫度下尚沒有合適的除塵設(shè)備；其次，采用SCR法脫硝還會帶來煙溫降，增加系統(tǒng)阻力，降低余熱鍋爐的熱效率約20%左右，減少了發(fā)電收益；采用SNCR法脫硝，由于溫度區(qū)間的限制，一般需要對工業(yè)窯爐進(jìn)行改造，可行性較低；為在不影響現(xiàn)有設(shè)施及窯爐正常運行及余熱發(fā)電效率的前提下實現(xiàn)煙氣脫硝脫硫，經(jīng)過研究在余熱回收后的低溫區(qū)域進(jìn)行N0x/S02低溫同步脫除，最為可行；隨著煙氣脫硫和脫硝技術(shù)的發(fā)展，各國都開展了低溫?zé)煔馔瑫r脫硫、脫硝技術(shù)的研究，但現(xiàn)在國內(nèi)外還沒有成熟的低溫脫硝技術(shù)，都處于研發(fā)和試驗階段。
實用新型內(nèi)容
[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提出一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備。
[0004]本實用新型為完成上述目的采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備，所述的煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備包括有余熱鍋爐、反應(yīng)塔、吸收塔和水循環(huán)系統(tǒng)；用以對煙氣進(jìn)行余熱回收的余熱鍋爐設(shè)置在設(shè)備煙氣的出口端；所述的反應(yīng)塔設(shè)置在余熱鍋爐的煙氣出口端，所述的反應(yīng)塔上具有煙氣進(jìn)口 I與煙氣出口 I ;所述的煙氣出口 I設(shè)置在反應(yīng)塔的頂部，并與吸收塔連通；所述的反應(yīng)塔內(nèi)設(shè)置有用以對煙氣中的SO2和NOx進(jìn)行第一次吸收的氨蒸汽噴入系統(tǒng)，氨蒸汽噴入系統(tǒng)的入口位于煙氣進(jìn)口 I與煙氣出口 I之間；所述的反應(yīng)塔內(nèi)還設(shè)置有用以低溫催化劑箱體；所述反應(yīng)塔的底部設(shè)置有用以收集半干態(tài)產(chǎn)物的集料斗和用以將液態(tài)產(chǎn)物送給吸收液循環(huán)池的集水渠；所述的吸收塔上具有煙氣進(jìn)口 II和煙氣出口 II ;所述的吸收塔內(nèi)設(shè)置有用以對煙氣進(jìn)行再次脫硫脫硝的多級噴淋裝置和除霧裝置；多級噴淋裝置在吸收塔內(nèi)由上至下平行排列；多級噴淋裝置均與吸收液循環(huán)池連通，由吸收液循環(huán)池為噴淋裝置提供吸收液；所述的除霧裝置位于多級噴淋裝置的上方；所述的煙氣出口 II與煙囪連通；所述的吸收塔上具有與吸收液循環(huán)池連通的吸收液回流口 ；所述的吸收液循環(huán)池與水循環(huán)系統(tǒng)連通。[0006]在余熱鍋爐與反應(yīng)塔之間設(shè)置有氧化器。
[0007]所述的吸收液循環(huán)池內(nèi)吸收液的PH值采用NaOH與Ca (OH) 2構(gòu)成的雙堿法漿液調(diào)控，PH值為8-9。
[0008]設(shè)置由用以為氨蒸汽噴入系統(tǒng)提供氨蒸汽的氨水裝置；所述的氨水裝置包括有氨水儲罐、氨水泵和用以使氨水蒸發(fā)汽化的蒸發(fā)器。
[0009]所述的反應(yīng)塔內(nèi)設(shè)置有用以保證氨蒸汽與煙氣混合均勻度的布煙裝置和導(dǎo)煙板，所述的布煙裝置和導(dǎo)煙板均與氨蒸汽的流向垂直。
[0010]所述的反應(yīng)塔、吸收塔內(nèi)均設(shè)置有沖洗裝置。
[0011]本實用新型提出的一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備，利用煙氣的余熱進(jìn)行發(fā)電，節(jié)約了能源，然后再對16(T18(TC煙氣中的N0X、SO2采用氨蒸汽脫除與堿液吸收的雙重脫硫脫硝工藝進(jìn)行同步脫除，減少了運行成本；上述過程后煙氣達(dá)標(biāo)排放，循環(huán)液引入后續(xù)水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理排放或者再循環(huán)利用；在水處理系統(tǒng)中設(shè)置pH調(diào)節(jié)、沉淀、壓濾、上清液再循環(huán)，最終產(chǎn)品為半干狀態(tài)的硫酸鹽及硝酸鹽混合物，作為無機化肥使用；采用本實用新型所提出的設(shè)備可以實現(xiàn)煙氣中N0X、SO2的有效脫除，煙氣達(dá)標(biāo)排放，且產(chǎn)物為一種無機肥料，總體實現(xiàn)了零排放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實用新型中反應(yīng)塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本實用新型中吸收塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1、余熱鍋爐，2、風(fēng)機，3、反應(yīng)塔，4、吸收塔，5、吸收液循環(huán)池，6、水循環(huán)系統(tǒng)，
7、氨水儲罐，8、氨水泵，9、蒸發(fā)器，10、煙氣進(jìn)口 I，11、煙氣出口 I，12、布煙裝置，13、導(dǎo)煙板，14、氨蒸汽噴入系統(tǒng)，15、低溫催化劑箱體，16、集料斗，17、集水渠，18、煙氣進(jìn)口 II，19、煙氣出口 II，20、一級噴淋裝置，21、二級噴淋裝置，22、三級噴淋裝置，23、除霧裝置，24、吸收液回流口，25、沖洗裝置，26、煙囪，27、氧化器。
【具體實施方式】
[0016]結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型加以說明:
[0017]如圖1所示，一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備，所述的煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備包括有余熱鍋爐1、反應(yīng)塔3、吸收塔4和水循環(huán)系統(tǒng)6 ;所述的余熱鍋爐I設(shè)置在設(shè)備煙氣的出口端，用以對煙氣進(jìn)行余熱回收，并將回收得到的余熱進(jìn)行發(fā)電，降低煙氣的溫度；所述的反應(yīng)塔3設(shè)置在余熱鍋I爐的煙氣出口端；結(jié)合圖2，所述的反應(yīng)塔3上具有煙氣進(jìn)口 I 10與煙氣出口 I 11;所述的煙氣出口 I 10設(shè)置在反應(yīng)塔3的頂部，并與吸收塔4連通；所述的反應(yīng)塔3內(nèi)設(shè)置有氨蒸汽噴入系統(tǒng)14，氨蒸汽噴入系統(tǒng)14的入口位于煙氣進(jìn)口I 10與煙氣出口 I 11之間，煙氣進(jìn)入反應(yīng)塔3后，煙氣中的S02和N0x與氨蒸汽進(jìn)行汽-氣相混合反應(yīng)對煙氣中的SO2和NOx進(jìn)行一次吸收；反應(yīng)后的煙氣進(jìn)入吸收塔4 ;所述的反應(yīng)塔3內(nèi)還設(shè)置有低溫催化劑箱體15，低溫催化劑箱體15內(nèi)的低溫催化劑已另案申請，低溫催化劑作用在于催化并提高煙氣中NOx的吸收反應(yīng)效率；所述反應(yīng)塔3的底部設(shè)置有用以收集半干態(tài)產(chǎn)物的集料斗16和用以將液態(tài)產(chǎn)物送給吸收液循環(huán)池的集水渠18 ;結(jié)合圖3，所述的吸收塔4上具有煙氣進(jìn)口 II 18和煙氣出口 II 19;所述的吸收塔4內(nèi)設(shè)置有多級噴淋裝置和除霧裝置23 ;該實施例中，共有三級噴淋裝置，即:一級噴淋裝置20、二級噴淋裝置21和三級噴淋裝置22 ;三級噴淋裝置在吸收塔4內(nèi)由上至下平行排列；三級噴淋裝置均與吸收液循環(huán)池5連通，由吸收液循環(huán)池5為噴淋裝置提供吸收液，由噴淋裝置的吸收液對經(jīng)由反應(yīng)塔進(jìn)行吸收的煙氣進(jìn)行噴淋，進(jìn)一步脫除煙氣中的SO2和NOx ;所述的除霧裝置23位于多級噴淋裝置的上方；所述的煙氣出口 II 19與余熱鍋爐I連通，將經(jīng)吸收塔處理后的煙氣進(jìn)行循環(huán)脫硫脫硝；所述的吸收塔上具有與吸收液循環(huán)池5連通的吸收液回流口 24 ；所述的吸收液循環(huán)池5與水循環(huán)系統(tǒng)連通6 ;所述的水循環(huán)系統(tǒng)6采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的成熟技術(shù)，所述的水循環(huán)系統(tǒng)6包括有緩沖池28、加堿池29、曝氣中和池30，沉淀池31、濃縮池等等，在此不對其具體工作過程做過多說明。
[0018]在余熱鍋爐I與反應(yīng)塔3之間設(shè)置有氧化器27，用于為反應(yīng)塔提供氧化液，提高煙氣中nox、so2的氧化效率，從而間接提高反應(yīng)塔內(nèi)脫硝脫硫反應(yīng)效率。
[0019]所述的氧化液為一種復(fù)合試劑，主要成份為過氧化氫液與鹽酸液。
[0020]所述的吸收液循環(huán)池內(nèi)吸收液的PH值采用NaOH與Ca (OH) 2構(gòu)成的雙堿法漿液調(diào)控，PH值為8-9。
[0021]設(shè)置由用以為氨蒸汽噴入系統(tǒng)提供氨蒸汽的氨水裝置；所述的氨水裝置包括有氨水儲罐7、氨水泵8和用以使氨水蒸發(fā)汽化的蒸發(fā)器9。 [0022]結(jié)合圖2，為了保證氨蒸汽與煙氣混合均勻度，所述的反應(yīng)塔內(nèi)設(shè)置有與氨蒸汽的流向垂直的布煙裝置3和導(dǎo)煙板4，使得進(jìn)入反應(yīng)塔的煙氣均勻且迅速在塔體內(nèi)分布，提高反應(yīng)效率；所述的布煙裝置由兩層相互垂直的布風(fēng)板制成，每層所述的布風(fēng)板為與反應(yīng)塔塔體的垂直面呈45°角布置的多個，且每層所述的布風(fēng)板均由左右對稱的兩部分構(gòu)成；所述的導(dǎo)煙板4采用單層布風(fēng)板其板面與塔體垂直面成平行，并相互水平排布滿整個塔體。
[0023]所述的反應(yīng)塔3、吸收塔4內(nèi)均設(shè)置有沖洗裝置25 (反應(yīng)塔內(nèi)沖洗裝置未顯示)，以便及時對反應(yīng)塔和吸收塔進(jìn)行清洗。
[0024]采用上述煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備進(jìn)行脫硝脫硫的工藝，其具體步驟如下:
[0025]I)、設(shè)備排出的煙氣首先進(jìn)入余熱鍋爐1，并通過余熱鍋爐I將煙氣的熱量送入余熱發(fā)電系統(tǒng)，經(jīng)過余熱發(fā)電后溫度在16(T18(TC的煙氣經(jīng)風(fēng)機2送進(jìn)反應(yīng)塔3 ；
[0026]2)、在反應(yīng)塔內(nèi)，含量為20-30%的氨水由氨水儲罐7通過氨水泵8送往反應(yīng)塔前部的蒸發(fā)器9，蒸發(fā)器9將液態(tài)氨水轉(zhuǎn)換為汽態(tài)氨；煙氣首先與氨蒸汽進(jìn)行反應(yīng)，將煙氣中的N0X、SO2進(jìn)行同步脫除，在反應(yīng)塔內(nèi)煙氣中的SO2和NOx與氨蒸汽進(jìn)行汽一氣相混合反應(yīng)，這種混合迅速且均勻；通過反應(yīng)生成亞硫酸銨、氮氣和水；汽一氣相混合均勻度是決定反應(yīng)效率及是否產(chǎn)生氨逃逸的重要條件；為了創(chuàng)造更好的汽一氣混合條件，反應(yīng)塔內(nèi)設(shè)布煙裝置，導(dǎo)煙板，均采用與氨汽垂直接觸的方式布置，這種布置方式增加了煙氣與氨蒸汽的對流混合均勻度，從而實現(xiàn)快速反應(yīng)生成濕態(tài)亞硫酸銨，控制氨逃逸；氨蒸汽與煙氣混合接觸反應(yīng)后，生成的濕態(tài)亞硫酸銨對吸收二氧化硫產(chǎn)生一種正向促進(jìn)作用，這種反應(yīng)不僅提高了脫硫效率，還使?jié)駪B(tài)亞硫酸銨晶體增大有利于結(jié)晶體的沉降；另外，脫硫時生成的亞硫酸銨對NOx的脫除反應(yīng)也實現(xiàn)了正向促進(jìn)作用；從而使該工藝實現(xiàn)了同步脫硝脫硫，并具有相互正向促進(jìn)作用，大大提高了雙脫效率；為保證脫除效率，在反應(yīng)塔中加入氧化助劑，作為促進(jìn)N0X、SO2氧化的手段，保證氮氧化物及硫氧化物處于高價態(tài)，實現(xiàn)與氨蒸汽的有效反應(yīng)及脫除；反應(yīng)后的煙氣進(jìn)一步引吸收塔，反應(yīng)后的液態(tài)產(chǎn)物進(jìn)入吸收液循環(huán)池；經(jīng)反應(yīng)塔反應(yīng)物一部分產(chǎn)物，主要為硝酸銨/硫酸銨的混合結(jié)晶體，以半干態(tài)落入反應(yīng)塔下方的集料斗內(nèi)，還有大部分已液態(tài)經(jīng)由反應(yīng)塔下方的集水渠流入吸收液循環(huán)池；
[0027]3)、在吸收液循環(huán)池5內(nèi)加入NaOH與Ca (OH) 2對吸收液進(jìn)行PH值調(diào)控，使吸收液的PH值穩(wěn)定在8-9 ；
[0028]4)、吸收液通過吸收塔4內(nèi)的多級噴淋裝置對煙氣進(jìn)行噴淋吸收，對煙氣中的N0X、SO2進(jìn)行二次脫除，并由吸收塔內(nèi)的除霧裝置進(jìn)行出塵除霧，使得經(jīng)過吸收塔后的煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；
[0029]5)、吸收液循環(huán)池內(nèi)的循環(huán)液引入水處理系統(tǒng) 進(jìn)行處理排放或者再循環(huán)利用；在水處理系統(tǒng)中設(shè)置pH調(diào)節(jié)、沉淀、壓濾、上清液再循環(huán)，最終產(chǎn)品為半干狀態(tài)的硫酸鹽及硝酸鹽混合物，作為無機化肥使用。
[0030]上述過程中:脫除SO2、NOx的反應(yīng)原理:
[0031](I)氨與煙氣中的SO2反應(yīng)原理是
[0032]S02+2NH3+H20 — (NH4)2SO3
[0033](NH4) 2S03+S02+H20 — 2NH4HS03
[0034]曝氣強制氧化后:
[0035](NH4) 2 S03+'/202 — (NH4) 2S04
[0036](2)氨與煙氣中NOx的反應(yīng)是:
[0037]煙氣中的NOx主要是有NO和NO2組成，其中NO2是酸性，則溶于水的氣體即:2NH3+2N02+H20 (水蒸氣)=ΝΗ4Ν03+ΝΗ4Ν02
[0038]2 NH3+N02+N0+ H2O (水蒸氣)=2NH4N02
[0039]NH4N02=N2+2H20
[0040]在上述反應(yīng)中主要產(chǎn)物為(NH4) 2S04、NH4N03，并有部分NH4NO2和N2生成。通過加入Ca (0!02調(diào)節(jié)？!1，會產(chǎn)生0& (NO3)2和少量CaSO4 ;該產(chǎn)物是一種無機肥料，可實現(xiàn)資源化利用。
【權(quán)利要求】
1.一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備，其特征在于:所述的煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備包括有余熱鍋爐(I)、反應(yīng)塔(3)、吸收塔(4)和水循環(huán)系統(tǒng)(5);用以對煙氣進(jìn)行余熱回收的余熱鍋爐(I)設(shè)置在設(shè)備煙氣的出口端；所述的反應(yīng)塔(3)設(shè)置在余熱鍋爐(I)的煙氣出口端，所述的反應(yīng)塔(3)上具有煙氣進(jìn)口 I (10)與煙氣出口 I (11);所述的煙氣出口 I(11)設(shè)置在反應(yīng)塔(3)的頂部，并與吸收塔(4)連通；所述的反應(yīng)塔(3)內(nèi)設(shè)置有用以對煙氣中302和NOx進(jìn)行第一次吸收的氨蒸汽噴入系統(tǒng)(5)，氨蒸汽噴入系統(tǒng)(5)的入口位于煙氣進(jìn)口 I (10)與煙氣出口 I (11)之間；所述的反應(yīng)塔(3)內(nèi)還設(shè)置有用以低溫催化劑箱體(15);所述反應(yīng)塔(3)的底部設(shè)置有用以收集半干態(tài)產(chǎn)物的集料斗(7)和用以將液態(tài)產(chǎn)物送給吸收液循環(huán)池的集水渠(8);所述的吸收塔(4)上具有煙氣進(jìn)口 II (18)和煙氣出口11(19);所述的吸收塔(4)內(nèi)設(shè)置有用以對煙氣進(jìn)行再次脫硫脫硝的多級噴淋裝置和除霧裝置(23);多級噴淋裝置在吸收塔(4)內(nèi)由上至下平行排列；多級噴淋裝置均與吸收液循環(huán)池(5)連通；所述的除霧裝置(23)位于多級噴淋裝置的上方；所述的煙氣出口 II (19)與煙囪(26)連通；所述的吸收塔(4)上具有與吸收液循環(huán)池連通的吸收液回流口(24);所述的吸收液循環(huán)池(5)與水循環(huán)系統(tǒng)(6)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備，其特征在于:在余熱鍋爐(I)與反應(yīng)塔(3)之間設(shè)置有氧化器(27)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備，其特征在于:所述的吸收液循環(huán)池(5)內(nèi)吸收液的PH值采用NaOH與Ca(OH) 2構(gòu)成的雙堿法漿液調(diào)控，PH值為8_9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備，其特征在于:設(shè)置由用以為氨蒸汽噴入系統(tǒng)提供氨蒸汽的氨水裝置；所述的氨水裝置包括有氨水儲罐(7)、氨水泵(8 )和用以使氨水蒸發(fā)汽化的蒸發(fā)器(9 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備，其特征在于:所述的反應(yīng)塔(3)內(nèi)設(shè)置有用以保證氨蒸汽與煙氣混合均勻度的布煙裝置(12)和導(dǎo)煙板(13)，所述的布煙裝置(12)和導(dǎo)煙板(13)均與氨蒸汽的流向垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣低溫同步脫硝脫硫設(shè)備，其特征在于:所述的反應(yīng)塔(3)、吸收塔(4)內(nèi)均設(shè)置有沖洗裝置(25)，以便及時對反應(yīng)塔和吸收塔進(jìn)行清洗。
【文檔編號】B01D53/60GK203737086SQ201320840361
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】姜宏, 賀建雄, 魯鵬, 韋彥鵬, 費曉勇, 有學(xué)軍, 段秋桐, 代志祥, 朱利方, 王冠基 申請人:海南中航特玻材料有限公司