CN102078761A - 一种综合烟气脱硫脱汞脱硝工艺及装置 - Google Patents

Abstract

一种综合烟气脱硫脱汞脱硝工艺及装置，由氨反应器、吸收塔、灰罐、除灰器、再生***、脱水***组成，其特征是，烟气首先进入氨反应器内与喷出的氨液进行反应，脱除部分氮氧化物、汞及硫氧化物，然后进入吸收塔内再次反应，利用除尘灰及碱液吸收剩余的硫氧化物及重金属汞，整个***投资小、占地面积小、操作简单，可使脱硫效率达到95％以上，脱汞效率70％～80％，脱硝效率达到30％。

Description

一种综合烟气脱硫脱汞脱硝工艺及装置

技术领域

本发明涉及一种综合脱除烟气中硫、汞、硝的方法，具体来说是一种综合烟气脱硫脱汞硝工艺及装置，属于烟气净化处理技术领域。

背景技术

燃煤烟气中含有多种有毒成分，主要包括硫氧化物、氮氧化物、重金属汞等，这些物质排放到大气中严重影响空气质量，危害人类健康。随着国家对烟气排放要求的不断提高，燃煤烟气排放企业对于硫氧化物、氮氧化物、重金属汞的治理已迫在眉睫。目前，国内对硫氧化物的脱除技术主要有干法、半干法、湿法，湿法工艺中主要包括石灰石-石膏法、双碱法、氨法、氧化镁法，氮氧化物脱除技术主要包括选择性催化还原法和选择性非催化还原法，汞脱除技术主要包括化学吸收及吸附法，但是，这些方法都建立在独立***之上，极少能起到同时脱除三种物质的作用，这样不仅投资大而且占地面积也大，严重制约了烟气净化工程的进一步发展。

发明内容

本发明的目的是将三种有害物质(硫氧化物、氮氧化物、重金属汞)的脱除融于同一装置，一种综合烟气脱硫脱汞脱硝工艺及装置，解决现有技术中投资大、占地面积大、操作复杂的缺陷。

本发明实现上述目的采用的方案是，一种综合烟气脱硫脱汞脱硝工艺及装置，吸收剂采用氨水、除尘灰、钙碱(石灰、电石渣)、钠碱(氢氧化钠、碳酸钠)，整个装置包括氨反应器、注氨喷管、格网反应器、吸收塔、灰罐、回流泵、除灰器、灰浆泵、再生***、回液泵、风机、脱水***。

如上所述，氨反应器内设置2层注氨喷管与2～3层格网反应层，格网间距10～200mm，格网宽度20～800mm。高温烟气首先进入氨反应器内与喷出的氨气进行反应，除去烟气中部分的氮氧化物、硫氧化物及重金属汞，格网反应层的设置增加湍流提高了反应速率。经处理后的烟气进入吸收塔中，利用除尘灰对单质汞的吸附作用，进一步脱除烟气中的单质汞，提高汞的脱除效率，吸收塔内吸收液采用碱性(钠碱、钙碱、氨)溶液对剩余的硫氧化物、氮氧化物进行脱除，使整个***的脱硫效率达到95％以上，脱汞效率为70％～80％，脱硝效率达到30％，经净化的烟气最后经吸收塔排放。

如上所述，回流泵将吸收塔内的脱硫液输送至除灰器，除灰器采用离心旋液分离、重力沉积分离、过滤分离装置脱硫液进行分离，分离后灰浆液由灰浆泵泵入吸收塔重新利用，其清液流入再生***加入钙碱(石灰、电石渣)对钠、铵溶液再生，并且补充损耗的钠碱(氢氧化钠、碳酸钠)液，再生后的钠清液通过回液泵输送至吸收塔循环利用，此过程产生的氨气经风机送至氨反应器利用，而灰渣进入脱水***，行成最终产品石膏。灰罐通过管道与吸收塔相连接，补充***损耗的除尘灰。

其脱硫、脱汞、脱硝反应原理如下：

脱硫原理：

2NH₃+SO₂+H₂O＝(NH₄)₂SO₃

(NH₄)₂SO₃+SO₂+H₂O＝2NH₄HSO₃

Na₂CO₃+SO₂→Na₂SO₃+CO₂↑

NaOH+SO₂→N₂SO₃+H₂O

Na₂SO₃+SO₂+H₂O→NaHSO₃

再生反应：

2NaHSO₃+Ca(OH)₂→Na₂SO₃+Ca₂SO₄·1/2H₂O+3/2H₂O

Na₂SO₃+Ca(OH)₂→2NaOH+Ca₂SO₃

2NH₄HSO₃+Ca(OH)₂→(NH₄)₂SO₃+Ca₂SO₄·1/2H₂O+3/2H₂O

(NH₄)₂SO₃+Ca(OH)₂→2NH₃·H₂O+Ca₂SO₃

氧化过程：

2(NH₄)₂SO₃+O₂＝2(NH₄)₂SO₄

2NH₄HSO₃+O₂＝2NH₄HSO₄

2Na₂SO₃+O₂＝2Na₂SO₄

2NaHSO₃+O₂＝2NaHSO₄

脱汞原理：

NH₃+O₂+Hg＝HgNOH+H₂O

OH^-+Hg⁺＝HgOH

2OH^-+Hg²⁺＝Hg(OH)₂

脱硝原理：

4NH₃+4NO+O₂→6H₂O+4N₂

4NH₃+2NO₂+O₂→6H₂O+3N₂

4NH₃+6NO→6H₂O+5N₂

8NH₃+6NO→12H₂O+7N₂

附图说明

附图为本发明的工艺流程示意图及装置的结构示意图。

图中：1-吸收塔；2-回流泵；3-除灰器；4-灰浆泵；5-再生***；6-脱水***；7-风机；8-氨反应器；9-注氨喷管；10-格网反应层；11-灰罐；12-回液泵。

具体实施方式

结合附图具体介绍本发明的实施方式。

如附图所示，除尘后的高温烟气经装置入口首先进入氨反应器(8)内与注氨喷管(9)喷出的氨液进行反应，除去烟气中大部分的氮氧化物，部分硫氧化物及重金属汞，氨反应器(8)内设置的格网反应层(10)使烟气产生紊流提高上述三种物质的脱除效率。经处理后的烟气再进入吸收塔(1)中进一步反应吸收，吸收液采用的钠碱(氢氧化钠、碳酸钠)溶液能迅速吸收剩余的硫氧化物，提高了硫氧化物的脱除效率。在吸收塔内添加除尘灰，利用除尘灰对单质汞的吸附作用提高汞的脱除效率。经过两步净化处理后的烟气最后经吸收塔(1)排放。利用后的除尘灰及浆液沉积到吸收塔(1)底部，通过回流泵(2)将其打入除灰器中，除灰器中采用离心旋液分离、重力沉积分离、过滤分离装置将利用过后的除尘灰除去，一部分浆液通过灰浆泵(4)送入吸收塔(1)重新利用，一部分浆液进入再生***(5)。在再生***(5)中加入钙碱(石灰、电石渣)对吸收浆液进行再生，并且补充损耗的钠碱(氢氧化钠、碳酸钠)溶液。再生后的浆液通过回液泵(12)送至吸收塔作为吸收液重新利用，此过程中产生的部分氨气通过风机(7)送入氨反应器内重新利用。再生***中产生的灰渣进入脱水***，最终形成产品石膏。

Claims (3)

1.一种综合烟气脱硫脱汞脱硝工艺及装置，其特征在于：吸收剂采用氨水、除尘灰、钙碱(石灰、电石渣)、钠碱(氢氧化钠、碳酸钠)，吸收塔(1)入口烟道设置氨反应器(8)，吸收塔(1)、回流泵(2)、除灰器(3)、再生***(5)、脱水***(6)通过管道串联连接，除灰器(3)、灰浆泵(4)、吸收塔(1)通过管道串联连接，再生***(5)、风机(7)、氨反应器(8)通过管道串联连接，灰罐(11)、吸收塔(1)通过管道串联连接，再生***(5)、回液泵(12)、吸收塔(1)通过管道串联相连接。

2.根据权利要求1所述的一种综合烟气脱硫脱汞脱硝工艺及装置，其特征在于：氨反应器(8)设置2层注氨喷管(9)与2～3层格网反应层(10)，格网间距10～200mm，格网宽度20～800mm。

3.根据权利要求1所述的一种综合烟气脱硫脱汞脱硝工艺及装置，其特征在于：除灰器(3)采用离心旋液分离、重力沉积分离、过滤分离装置。