CN113019092A - 基于密相半干法的烟气脱硫脱硝方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于密相半干法的烟气脱硫脱硝方法和***，所述方法步骤为：所述烟气经降温后，采用氧化剂对烟气中NO进行初步氧化，再经臭氧进行二次氧化；所述二次氧化后的烟气通过消石灰对烟气中的高价NOX和SO2进行密相半干吸收，然后进行除尘；所述除尘后烟气对高价NOX进行二次吸收，即可排放。本方法通过氧化药剂和臭氧二次氧化，产生更多的高价氮氧化物，便于密相半干吸收剂的高效吸收；密相半干法脱硫脱硝后二次吸收***，以确保SO2和NOX的超低排放；反应条件无需高温，脱硫脱硝剂均为碱性，对设备腐蚀较小；采用的脱硫剂与脱硝剂组分的原料相比固体催化剂价格低廉，不存在催化剂中毒、堵塞、失效等问题，设备改造工程和原材料成本投入较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气净化方法和***，尤其是一种基于密相半干法的烟气脱硫脱硝方法和***。
背景技术
近年来，随着国家对环保政策日益严格，多次对烟气排放标准进行提档，烧结烟气中SO2和NOX作为重点治理对象，钢铁企业纷纷加大投入，改造或新建烧结烟气脱硫脱硝***，从而达到颗粒物小于10mg/Nm3、SO2小于35mg/Nm3、NOX小于50mg/Nm3的超低排放标准。目前，较为成熟的脱硫脱硝技术有：活性焦脱硫脱硝一体化技术、半干法脱硫+SCR脱硝技术、半干法+氧化一体化脱硫脱硝技术等。其中半干法+氧化一体化脱硫脱硝技术多选用循环流化床法（CFB）和旋转喷雾干燥法（SDA）等吸收效率较高的吸收塔；而具有投资少、运行经济、工艺操作简单、扩展性好、吸收塔不易板结、不受床层压损限制、抗烟气冲击负荷能力较强等诸多优点的密相半干吸收塔由于吸收效率相对较低，配合氧化一体化脱硝很难达到超低排放，因此受到很多钢铁企业的弃用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种吸收效率高的基于密相半干法的烟气脱硫脱硝方法；本发明还提供了一种基于密相半干法的烟气脱硫脱硝***。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：所述方法步骤为：所述烟气经降温后，采用氧化剂对烟气中NO进行初步氧化，再经臭氧进行二次氧化；所述二次氧化后的烟气通过消石灰对烟气中的高价NOX和SO2进行密相半干吸收，然后进行除尘；所述除尘后烟气对高价NOX进行二次吸收，即可排放。
本发明所述烟气经降温至140～150℃。
本发明***其在烧结烟气管道上依次依次连通有降温喷淋装置、氧化剂雾化喷射装置、臭氧均布喷射装置、密相半干吸收装置、过渡仓、布袋除尘器和雾化喷淋吸收装置。
本发明***所述降温喷淋装置前端还连通有静电除尘器。
本发明***所述密相半干吸收装置包括有密相半干吸收塔、加湿装置、原料仓、副产物仓、斗提装置和刮板机；所述加湿装置设在密相半干吸收塔的顶部；所述斗提装置、加湿装置、密相半干吸收塔、刮板机、原料仓和副产物仓形成消石灰循环回路。所述过渡仓和布袋除尘器收集的脱硫脱硝灰送入刮板机中。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过氧化药剂和臭氧二次氧化，产生比单独氧化更多的高价氮氧化物，便于后端密相半干吸收剂的高效吸收；密相半干法脱硫脱硝后二次吸收***，以确保SO2和NOX的超低排放；反应条件无需高温，脱硫脱硝剂均为碱性，对设备腐蚀较小；采用的脱硫剂与脱硝剂组分的原料相比固体催化剂价格低廉，不存在催化剂中毒、堵塞、失效等问题，设备改造工程和原材料成本投入较低。本发明方法基于密相半干法烧结烟气高效脱硫脱硝***，使氧化和吸收效果明显增强，达到较高的脱硫和脱硝效率，最终实现烧结烟气污染物的超低排放。
本发明***通过降温喷淋装置保证烟气处于最佳反应温度，有效减少臭氧和氧化剂失效，较大提高氧化效率。本发明***基于密相半干法吸收塔在低温状态下同步完成高效脱硫和脱硝；具有投资少、运行经济、工艺操作简单、扩展性好、吸收塔不易板结、随烟气负荷波动较小等诸多优点，充分发挥密相半干吸收法诸多优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明***的结构示意图。
图中：烧结机1；静电除尘器2；主抽风机3；降温喷淋装置4；氧化剂雾化喷射装置5；臭氧均布喷射装置6；密相半干吸收装置7；过渡仓8；布袋除尘器9；增压风机10；雾化喷淋吸收装置11；排放烟囱12；氧化剂制备装置13；氧化剂存储装置14；臭氧发生***15；稀释风***16；加湿装置17；原料仓18；副产物仓19；斗提装置20；刮板机21；灰斗22；给料机23；吸收剂制备***24；吸收剂存储装置25；PLC温度调节控制***26；药液泵27；调节降温水泵28；水泵29。
具体实施方式
本基于密相半干法的烟气脱硫脱硝方法和***具体如下所述：（1）所述烧结机1的烧结烟气排放口通过烧结烟气管道依次连通有静电除尘器2、主抽风机3、降温喷淋装置4、氧化剂雾化喷射装置5、臭氧均布喷射装置6、密相半干吸收塔7、过渡仓8、布袋除尘器9、增压风机10、后端雾化喷淋吸收装置11和排放烟囱12。所述烧结烟气在主抽风机3和增压风机10的作用下，依次经上述设备后进行排放。
（2）除尘：所述烧结烟气先经静电除尘器2进行除尘，以避免烧结烟气中的灰尘影响后续处理。
（3）降温：所述降温喷淋装置4在主抽风机3后端，降温喷淋装置4设置在距离密相半干吸收塔7入口40m～60m烧结烟气管道的直管段处，对烧结烟气进行降温。所述降温喷淋装置4包括降温喷淋器、PLC温度调节控制***26和调节降温水泵28；所述降温喷淋器安装在烧结烟气管道的截面上，降温水采用生产新水；调节降温水泵28连通冷却水源和降温喷淋器，为降温喷淋器提供冷却水；所述PLC温度调节控制***26根据管道内温度，调节降温水泵28的频率以控制水量，以使降温后保持烟气温度140～150℃。
（4）初步氧化：所述氧化剂雾化喷射装置5包括氧化剂雾化喷射器，氧化剂雾化喷射器源端连通有氧化剂制备装置13和氧化剂存储装置14；所述氧化剂喷射器安装在烧结烟气管道的截面上，氧化剂采用亚氯酸钠溶液；所述氧化剂存储装置14存放原液，储存装置中原液进入到氧化制备装置13中进行配比，氧化剂溶液的质量浓度在8%～10%。制备好的氧化剂溶液经药液泵27通过氧化剂雾化喷射装置5喷入到烧结烟气管道中，对烟气中NO进行初步氧化；所述氧化剂雾化喷射装置5设置在距离密相半干吸收塔7入口30m～50m直管段处，距离降温喷淋装置5m～20m；一次氧化后烟气中NO氧化率达到55%～70%。
（5）二次氧化：所述臭氧均布喷射装置6包括臭氧分布器，臭氧分布器的源端连通有臭氧发生***15、稀释风***16；所述臭氧分布器的喷射结构在烧结烟气管道的截面上；臭氧发生***15产生的臭氧和稀释风***16送入的空气混合后，经臭氧分布器喷入到烧结烟气管道中，使臭氧与烧结烟气混合充分，烧结烟气即可经臭氧进行二次氧化。二次氧化后，烟气中NO氧化率达到90%以上。所述臭氧均布喷射装置设置6在密相半干吸收塔7入口10m～20m管段处。其中，在所述烧结烟气管道中发生的氧化反应如下：
（6）密相半干吸收：所述密相半干吸收装置包括密相半干吸收塔7、加湿装置17、原料仓18、副产物仓19、斗提装置20和刮板机21。所述密相半干吸收塔7顶部设有加湿装置17、侧端设置原料仓18、副产物仓19以及用于吸收剂循环利用的斗提装置20、刮板机21；经过氧化的烟气进入密相半干吸收塔7内，塔中的消石灰对烟气中的高价NOX和SO2进行吸收，塔内的消石灰通过斗提装置20、刮板机21、加湿装置17、原料仓18、副产物仓19使***内消石灰不断在吸收塔7内循环，持续保持较高的吸收能力；密相半干塔7吸收后，烟气可达到SO2≤20mg/Nm3，NOX≤80 mg/Nm3。吸收塔7内脱硫脱硝反应如下：
（7）脱硫脱硝灰回收：所述布袋除尘器9的下部出灰口设有灰斗22；所述过渡仓8的下部出灰口和灰斗22连通给料机23，给料机23连通刮板机21。所述烧结烟气经密相半干吸收后会携带有脱硫脱硝灰；所述烧结烟气经过渡仓8沉降、布袋除尘器9的布袋拦截，从而将烧结烟气中的脱硫脱硝灰去除并收集；所述沉降和布袋拦截的脱硫脱硝灰收集到灰斗22，灰斗22中灰通过给料机23输送到刮板机21中，通过连接溜槽进入斗提装置20整体参与吸收循环；同时布袋除尘器9也将颗粒物粉尘进行捕集，实现除尘后烟气中颗粒物≤10mg/m3的超低排放要求。
（8）二次吸收：所述增压风机10后设置雾化喷淋吸收装置11对高价NOX进行二次吸收。所述雾化喷淋吸收装置11包括有雾化喷淋器，雾化喷淋器的源端连通有吸收剂制备***24、吸收剂存储装置25和水泵29；所述雾化喷淋器安装在烧结烟气管道的截面上，吸收剂采用氢氧化钠溶液；所述吸收剂制备***24制备的吸收剂进入吸收剂存储装置25中储存，然后通过水泵29喷射到烧结烟气管道中，即可进行二次吸收，二次吸收主要吸收未被吸收塔7吸收的NO2。经二次吸收后的烟气即可通过排放烟囱12排放到大气中,最终可达到SO2≤20mg/Nm3，NOX≤50 mg/Nm3。
实施例：本基于密相半干法的烟气脱硫脱硝方法如下所述。
某钢厂265m2烧结机烟气的烟气量为100～110万Nm3/h，烟温在140～180℃、SO2在700～1500mg/Nm3、NOX在250～400mg/Nm3。烧结烟气在主抽风机作用下被引入到烧结烟气管道，通过静电除尘器进行除尘，除尘后颗粒物浓度大幅度降低，达到50 mg/Nm3以下。经过主抽风机后，在距离密相半干吸收塔50m烧结烟气管道的直管段处设置降温喷淋装置，对烧结烟气进行降温，利用PLC温度调节控制***，根据烧结烟气管道内温度，调节降温水泵的频率控制水量，降温后始终保持烟气温度140～150℃。在距离密相半干吸收塔入口45m烧结烟气管道的直管段处设置氧化剂雾化喷射装置，对烧结烟气中的NO进行氧化。随后在密相半干吸收塔入口10m管段处设置臭氧分布器，臭氧分布器的喷射结构在烧结烟气管道的截面上，使臭氧与烧结烟气混合充分，进行二次氧化，将部分NO2氧化为更高价态的NOX。此时，SO2和被氧化后的NOX进入密相半干吸收塔，利用消石灰与密相半干塔后端布袋除尘器捕集的大量的循环灰一起进入加湿机内进行均化，加湿后的混合灰由密相半干塔上部的布料器进入塔内，含水的混合灰具有极好的反应活性，与从塔顶部进入的烧结烟气发生反应，反应后的物料经密相吸收塔和布袋除尘器底部的灰斗送入刮板机，然后经斗提***送入加湿机，完成灰***的循环，少部分失去活性的吸收剂作为副产物排入副产物仓中。经过吸收塔处理后的烧结烟气在增压风机的作用下，烟气通过后端雾化喷淋吸收***进行二次吸收，最终排出排放烟囱。
所述氧化剂雾化喷射装置源端设有氧化剂制备***和氧化剂存储装置，氧化剂存储装置存放原液，存储药液质量为30t。储存装置中原液进入到氧化制备***中进行配比，氧化剂药液量质量浓度在8%～10%。制备好的氧化剂溶液通过氧化剂雾化喷射装置喷入到烧结烟气管道中，喷入量随着入口NOX浓度和烟气温度变化进行调整0.8～2m3/h，
所述臭氧均布喷射装置源端设有臭氧发生***、稀释风***，臭氧发生***设有三台发生器产量为每台90kg/h，日常运行根据入口烟气实际工况控制在150～200kg/h。稀释风机控制臭氧发生浓度在6%～13%之间可调，可根据生产运行工况进行优化调整。
所述密相半干吸收塔塔温控制在90～110℃，加湿机水量4.5～5.5m3/h，布袋除尘器压差1000～1300Pa、斗提***电流50～70A，整个***烟气流速9～12m/s。
所述排放烟囱氧含量14.5～16%，SO2在3～20mg/Nm3， NOX在25～50mg/Nm3,脱硫率可达到99%以上，脱硝率可达到95%，实现烧结烟气超低排放。
Claims (6)
1.一种基于密相半干法的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，所述方法步骤为：所述烟气经降温后，采用氧化剂对烟气中NO进行初步氧化，再经臭氧进行二次氧化；所述二次氧化后的烟气通过消石灰对烟气中的高价NOX和SO2进行密相半干吸收，然后进行除尘；所述除尘后烟气对高价NOX进行二次吸收，即可排放。
2.根据权利要求5所述的基于密相半干法的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于：所述烟气经降温至140～150℃。
3.一种基于密相半干法的烟气脱硫脱硝***，其特征在于：其在烧结烟气管道上依次依次连通有降温喷淋装置（4）、氧化剂雾化喷射装置（5）、臭氧均布喷射装置（6）、密相半干吸收装置（7）、过渡仓（8）、布袋除尘器（9）和雾化喷淋吸收装置（11）。
4.根据权利要求3所述的基于密相半干法的烟气脱硫脱硝***，其特征在于：所述降温喷淋装置（4）前端还连通有静电除尘器（2）。
5.根据权利要求3或4所述的基于密相半干法的烟气脱硫脱硝***，其特征在于：所述密相半干吸收装置包括有密相半干吸收塔、加湿装置（17）、原料仓（18）、副产物仓（19）、斗提装置（20）和刮板机（21）；所述加湿装置（17）设在密相半干吸收塔的顶部；所述斗提装置（20）、加湿装置（17）、密相半干吸收塔、刮板机（21）、原料仓（18）和副产物仓（19）形成消石灰循环回路。
6.根据权利要求5所述的基于密相半干法的烟气脱硫脱硝***，其特征在于：所述过渡仓（8）和布袋除尘器（9）收集的脱硫脱硝灰送入刮板机（21）中。
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