CN109675436A - 一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***及方法 - Google Patents
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Abstract
一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***及方法,包括依次连接的吸附***、再生***、还原***和烟囱,吸附***采用固定床吸附塔,吸附剂为炭基吸附材料,吸附塔采用单元制,多台吸附,1~2台再生;再生采用水洗形式,即吸附塔底部设置多台梯级再生池,按照稀硫酸浓度由高到低的顺序逐级洗涤,将硫酸溶液逐级浓缩,最终回收稀硫酸;经固定床吸附后的烟气进入还原***,喷氨条件下,在80~150℃范围内,将烟气中的NOx还原为N2,净化后的烟气进入烟囱排放;采用本发明***,工艺简单,投资很运行成本低,污染物脱除效率高,SO2脱除效率大于98%,NOx脱除效率>80%,SO3,HCl、HF的脱除效率大于98%,重金属Hg的脱除效率大于90%,除尘效率大于80%。
Description
技术领域
本发明涉及一种为工业锅炉、生物质电厂、垃圾焚烧厂等行业废气进行综合治理的烟气净化工艺,具体涉及一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***及方法。
背景技术
我国约燃煤电厂大部分已实现超低排放,污染物治理达到世界领先水平。相比之下,冶金、焦化、工业锅(窑)炉、生物质电厂、垃圾焚烧电厂等行业污染物治理水平相对落后,是我国下一步环境治理的重点。燃煤电厂现在一般采用石灰石-石膏湿法脱硫+静电除尘+选择性催化还原(SCR)脱硝的方式,工艺复杂,投资和运行成本高,不适于在中小锅炉推广应用。同时,工业锅炉运行工况复杂,受温度窗口限制,现有SCR、SNCR难以满足长期稳定运行需求,生物质电厂、垃圾焚烧厂等烟气成分复杂,含有大量碱金属,造成催化剂中毒,导致SCR脱硝技术无法使用。因此,低温脱硝技术是非电行业烟气治理的迫切需求。
低温SCR催化剂在我国已有工程应用,但受烟气中SO2影响大,难以长期稳定运行,催化剂成本高,且运行温度一般在180℃以上,能耗较高。活性焦烟气净化技术高效脱硫的同时,可实现低温脱硝(80~150℃),并可以实现硫资源化,不存在“烟羽现象”等视觉污染,在我国烟气污染治理领域有很大的推广应用前景。截止目前,已有30余台(套)运行业绩,最大规模为太原钢铁厂600m2烧结机。
现有活性焦烟气净化技术一般采用移动床吸附+加热再生工艺,该工艺复杂,运行过程中,活性焦产生烧失和磨损,且产生较大的再生能耗,导致运行成本较高,无法在中小锅炉推广应用。针对中小锅炉烟气治理需求,提出改进的烟气污染治理工艺,简化工艺,降低投资和运行成本,对解决中小锅炉污染治理问题具有重要的意义。
发明内容
为解决现有活性焦烟气净化存在的问题,适应中小锅炉烟气治理需求,本发明提出一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***及方法,采用固定床吸附+水洗再生+低温还原的烟气综合净化工艺和方法,具有如下特点:可实现多种污染物综合净化、污染物脱除效率高、工艺简单、运行成本低等特点。
为达到以上目的,本发明采用如下技术方案:
一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***,包括多个并联设置的吸附再生塔1,每个吸附再生塔1的烟气进出口均设置烟气挡板门2,吸附再生塔1采用固定床形式,塔内装填吸附剂3,每个吸附再生塔1顶部设置再生喷淋装置4;并联后的吸附塔再生底部设置有多个再生池5形成梯级再生池,再生池5上部设置过滤层6,再生池5顶部设置再生液入口循环管道,通过水洗阀门与并联后的吸附再生塔底部再生液出口连通,再生池5底部设置再生液出口循环管道,经循环泵7和水洗阀门与再生喷淋装置4连通,再生后,浓度最高的稀硫酸再生池与酸罐8连通,再生前,远离酸罐8的再生池5内装有自来水;吸附再生塔1的烟气出口通过烟道与还原***的还原段13入口连通,还原***还包括设置在还原段13内的喷氨格栅11、与喷氨格栅11依次连接的氨气蒸发器10和氨罐9,将氨气喷入还原段13内,还原***的还原段13出口经烟道与烟囱14连通。
所述的吸附再生塔1为单元制,多台吸附,1~2台再生,循环进行吸附和再生。
所述吸附剂3为炭基吸附材料,形状为圆柱形,直径为4~10mm。
所述的还原***的还原段13中采用的还原剂为改性炭基吸附剂,形状为圆柱形,直径4~10mm。
所述的还原段13的烟气入口段设置预处理段12,预处理段还原剂为未改性炭基吸附材料。
所述的一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***进行脱硫脱硝的方法,通过控制吸附再生塔1进口处的烟气挡板门2,使得除尘后的烟气首先进入一部分吸附再生塔1中,在炭基吸附材料作用下,脱除烟气中SO2、Hg、SO3、HCl和HF,当这部分吸附再生塔吸附饱和后,关断这部分吸附再生塔进出口的挡板门2,同时开启这部分吸附再生塔进出口水洗阀门,启动循环泵7进行梯级水洗再生,多个再生池5内装有浓度依次降低的硫酸,再生过程中,首先用高浓度硫酸对吸附再生塔1进行洗涤,然后按照浓度从高到底的顺序,依次洗涤,洗涤后各再生池5中硫酸浓度逐渐升高,硫酸浓度最高的再生池5中硫酸达到一定浓度后,存储于酸罐8中,浓度较低再生池5的硫酸依次打入浓度较高的再生池5中;经吸附段净化后的烟气进入还原***的还原段13,首先与氨气混合,在改性炭基吸附剂的催化作用下,在80~150℃范围内,进一步将NOx还原为N2,净化后的烟气进入烟囱14排放;
在关断吸附饱和后的吸附再生塔1进出口的挡板门2的同时开启另一部分吸附再生塔1进出口的挡板门2,使得除尘后的烟气进入此部分吸附再生塔1中,脱除烟气中SO2、Hg、SO3、HCl和HF,当此部分吸附再生塔吸附饱和后,关断此部分吸附再生塔进出口的挡板门2;如此反复,实现***连续的吸附和再次过程。
本发明和现有技术相比,具有如下优点:
1、本发明烟气污染物联合脱硫脱硝的***及方法,采用固定床吸附+水洗再生+低温还原的污染物处理工艺,与现有移动床吸附相比,不需要设置加热解析***和制酸***,工艺简单,投资成本低。
2、本发明烟气污染物联合脱硫脱硝的***及方法,采用固定床吸附+水洗再生工艺,与现有移动床吸附相比,再生过程不需要能耗,吸附剂不会产生烧失和磨损,***运行成本低。
3、本发明烟气污染物联合脱硫脱硝的***及方法,不产生吸附剂的损耗,运行成本与吸附剂价格关系不大。因此,污染物脱除工艺中,可适当增加吸附剂性能,提高吸附剂性能,进而保证污染物脱除性能。
4、本发明烟气污染物联合脱硫脱硝的***及方法,采用改性炭基吸附剂作为低温催化剂,同时将脱硝***放置在脱硫吸附***后,避免了SO2浓度对脱硝过程产生影响,保证了脱硝***运行的稳定性。
5、本发明烟气污染物联合脱硫脱硝的***及方法,脱硫和脱硝过程均采用固定床,与现有移动床相比,避免了因炭基吸附剂磨损产生二次粉尘,提升了***的综合除尘效率。
附图说明
图1为本发明烟气污染物联合脱硫脱硝工艺及方法***图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例,对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示,本发明一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***,包括多个并联设置的吸附再生塔1,每个吸附再生塔1的烟气进出口均设置烟气挡板门2,吸附再生塔1采用固定床形式,塔内装填吸附剂3,每个吸附再生塔1顶部设置再生喷淋装置4;并联后的吸附塔再生底部设置有多个再生池5形成梯级再生池,再生池5上部设置过滤层6,再生池5顶部设置再生液入口循环管道,通过水洗阀门与并联后的吸附再生塔底部再生液出口连通,再生池5底部设置再生液出口循环管道,经循环泵7和水洗阀门与再生喷淋装置4连通,再生后,浓度最高的稀硫酸再生池与酸罐8连通,再生前,远离酸罐8的再生池5内装有自来水;吸附再生塔1的烟气出口通过烟道与还原***的还原段13入口连通,还原***还包括设置在还原段13内的喷氨格栅11、与喷氨格栅11依次连接的氨气蒸发器10和氨罐9,将氨气喷入还原段13内,还原***的还原段13出口经烟道与烟囱14连通。。
作为本发明优选的实施方式,所述的吸附再生塔1为单元制,多台吸附,1~2台再生,循环进行吸附和再生。
作为本发明的优选实施方式,所述吸附剂3为高性能炭基吸附材料,形状为圆柱形,直径4~10mm。
作为本发明的优选实施方式,所述的还原***采用的还原剂为改性炭基吸附剂,形状为圆柱形,直径4~10mm。
作为本发明的优选实施方式,所述的还原段13的烟气入口段设置预处理段12,预处理段还原剂为未改性炭基吸附材料。
如图1所示,本发明烟气污染物联合脱硫脱硝的***进行脱硫脱硝的方法,通过控制吸附再生塔1进口处的烟气挡板门2,使得除尘后的烟气首先进入一部分吸附再生塔1中,在炭基吸附材料作用下,脱除烟气中SO2、Hg、SO3、HCl和HF,当这部分吸附再生塔吸附饱和后,关断这部分吸附再生塔进出口的挡板门2,同时开启这部分吸附再生塔进出口水洗阀门,启动循环泵7进行梯级水洗再生,多个再生池5内装有浓度依次降低的硫酸,再生过程中,首先用高浓度硫酸对吸附再生塔1进行洗涤,然后按照浓度从高到底的顺序,依次洗涤,洗涤后各再生池5中硫酸浓度逐渐升高,硫酸浓度最高的再生池5中硫酸达到一定浓度后,存储于酸罐8中,浓度较低再生池5的硫酸依次打入浓度较高的再生池5中;经吸附段净化后的烟气进入还原***的还原段13,首先与氨气混合,在改性炭基吸附剂的催化作用下,在80~150℃范围内,进一步将NOx还原为N2,净化后的烟气进入烟囱14排放;
在关断吸附饱和后的吸附再生塔1进出口的挡板门2的同时开启另一部分吸附再生塔1进出口的挡板门2,使得除尘后的烟气进入此部分吸附再生塔1中,脱除烟气中SO2、Hg、SO3、HCl和HF,当此部分吸附再生塔吸附饱和后,关断此部分吸附再生塔进出口的挡板门2;如此反复,实现***连续的吸附和再次过程。
采用本发明***,工艺简单,投资很运行成本低,污染物脱除效率高,SO2脱除效率大于98%,NOx脱除效率>80%,SO3,HCl、HF的脱除效率大于98%,重金属Hg的脱除效率大于90%,除尘效率大于80%。
Claims (6)
1.一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***,其特征在于:包括多个并联设置的吸附再生塔(1),每个吸附再生塔(1)的烟气进出口均设置烟气挡板门(2),吸附再生塔(1)采用固定床形式,塔内装填吸附剂(3),每个吸附再生塔(1)顶部设置再生喷淋装置(4);并联后的吸附塔再生底部设置有多个再生池(5)形成梯级再生池,再生池(5)上部设置过滤层(6),再生池(5)顶部设置再生液入口循环管道,通过水洗阀门与并联后的吸附再生塔底部再生液出口连通,再生池(5)底部设置再生液出口循环管道,经循环泵(7)和水洗阀门与再生喷淋装置(4)连通,再生后,浓度最高的稀硫酸再生池与酸罐(8)连通,再生前,远离酸罐(8)的再生池(5)内装有自来水;吸附再生塔(1)的烟气出口通过烟道与还原***的还原段(13)入口连通,还原***还包括设置在还原段(13)内的喷氨格栅(11)、与喷氨格栅(11)依次连接的氨气蒸发器(10)和氨罐(9),将氨气喷入还原段(13)内,还原***的还原段(13)出口经烟道与烟囱(14)连通。
2.根据权利要求1所述的一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***,其特征在于:所述的吸附再生塔(1)为单元制,多台吸附,1~2台再生,循环进行吸附和再生。
3.根据权利要求1所述的一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***,其特征在于:所述吸附剂(3)为炭基吸附材料,形状为圆柱形,直径为4~10mm。
4.根据权利要求1所述的一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***,其特征在于:所述的还原***的还原段(13)中采用的还原剂为改性炭基吸附剂,形状为圆柱形,直径4~10mm。
5.根据权利要求1所述的一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***,其特征在于:所述的还原段(13)的烟气入口段设置预处理段(12),预处理段还原剂为未改性炭基吸附材料。
6.权利要求1至5任一项所述的一种烟气污染物联合脱硫脱硝的***进行脱硫脱硝的方法,其特征在于:通过控制吸附再生塔(1)进口处的烟气挡板门(2),使得除尘后的烟气首先进入一部分吸附再生塔(1)中,在炭基吸附材料作用下,脱除烟气中SO2、Hg、SO3、HCl和HF,当这部分吸附再生塔吸附饱和后,关断这部分吸附再生塔进出口的挡板门(2),同时开启这部分吸附再生塔进出口水洗阀门,启动循环泵(7)进行梯级水洗再生,多个再生池(5)内装有浓度依次降低的硫酸,再生过程中,首先用高浓度硫酸对吸附再生塔(1)进行洗涤,然后按照浓度从高到底的顺序,依次洗涤,洗涤后各再生池(5)中硫酸浓度逐渐升高,硫酸浓度最高的再生池(5)中硫酸达到一定浓度后,存储于酸罐(8)中,浓度较低再生池(5)的硫酸依次打入浓度较高的再生池(5)中;经吸附段净化后的烟气进入还原***的还原段(13),首先与氨气混合,在改性炭基吸附剂的催化作用下,在80~150℃范围内,进一步将NOx还原为N2,净化后的烟气进入烟囱(14)排放;
在关断吸附饱和后的吸附再生塔(1)进出口的挡板门(2)的同时开启另一部分吸附再生塔(1)进出口的挡板门(2),使得除尘后的烟气进入此部分吸附再生塔(1)中,脱除烟气中SO2、Hg、SO3、HCl和HF,当此部分吸附再生塔吸附饱和后,关断此部分吸附再生塔进出口的挡板门(2);如此反复,实现***连续的吸附和再次过程。
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