CN206660930U - 高温油竖窑湿法低温新型新型氧化法除尘脱硫脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置，包括通过烟气管道依次连接的旋风除尘器、尘降室、除尘降温塔、氧化吸收塔、综合吸收塔和除雾室；所述旋风除尘器的烟气入口连接高温油竖窑的烟气出口，除雾室的烟气出口连接烟囱，除尘降温塔后的烟气管道上设有引风机；除尘降温塔内的喷淋装置通过喷淋液循环管道连接沉淀池一，综合吸收塔内的喷淋装置通过喷淋液循环管道连接沉淀池二，沉淀池一和沉淀池二分别连接钠碱搅拌罐；氧化吸收塔的喷淋装置连接次氯酸钠储备箱。本实用新型解决了高纯镁砂生产行业长期超标排放难题，实现了绿色生产、达标排放、环境友好的目标，装置运行安全、稳定、可靠，且运行成本低。

Description

高温油竖窑湿法低温新型新型氧化法除尘脱硫脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及烟气净化处理技术领域，尤其涉及一种高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置。

背景技术

高温油竖窑是主要用于生产高纯镁砂的煅烧窑炉设备，以重油为燃料，全窑自上而下分为预热带、煅烧带和冷却带三个部分。高纯镁砂生产是造成大气污染较为严重的行业之一，因为高纯镁球高温锻烧状态下(物料温度最高可达到2200度)会产生大量的工业粉尘、二氧化硫和氮氧化物，严重污染大气环境并对工农牧业造成危害。

在应用本实用新型所述高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置前，各生产企业长期以来一直采取布袋除尘、电除尘设备治理，高温油竖窑排放情况如下(由海城市环保局提供)：

从上表可以看出，对比国家标准，虽然高纯窑的二氧化硫浓度排放处于国家标准规定的范围内，但是工业粉尘浓度和氮氧化物浓度排放严重超标，因此没有从根本上解决工业粉尘和氮氧化物超标排放问题。

发明内容

本实用新型提供了一种高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置，解决了高纯镁砂生产行业长期超标排放难题，实现了绿色生产、达标排放、环境友好的目标，装置运行安全、稳定、可靠，且运行成本低。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置，包括通过烟气管道依次连接的旋风除尘器、尘降室、除尘降温塔、氧化吸收塔、综合吸收塔和除雾室；所述旋风除尘器的烟气入口连接高温油竖窑的烟气出口，除雾室的烟气出口连接烟囱，除尘降温塔后的烟气管道上设有引风机；除尘降温塔内的喷淋装置通过喷淋液循环管道连接沉淀池一，综合吸收塔内的喷淋装置通过喷淋液循环管道连接沉淀池二，沉淀池一和沉淀池二分别连接钠碱搅拌罐；氧化吸收塔的喷淋装置连接次氯酸钠储备箱。

所述除尘降温塔为湿法脱硫除尘旋流板塔，塔体下部设有旋流板叶片，中部设防水帽，上部设有雾化喷淋装置，顶部烟气出口前设脱水装置。

所述除雾室通过二次氧化塔和二次吸收塔连接烟囱；二次氧化塔内的喷淋装置连接次氯酸钠储备箱，二次吸收塔内的喷淋装置通过喷淋液循环管道连接沉淀池二。

所述氧化吸收塔和综合吸收塔均为喷淋塔。

所述二次氧化塔和二次吸收塔均为喷淋塔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)在烟气引出端首先设置旋风除尘器和尘降室，去除大颗粒粉尘；

2)在引风机前设置除尘降温塔，目的是将窑炉烟气温度从150℃降到50℃以下，防止因高温引起氧化剂分解；在除尘降温塔下段烟气中大于10um的粉尘颗粒被分离出来，实现一次除尘的目的；此过程除尘效率可达到90％以上，同时烟气的温度可降低30℃；在除尘除温塔上段循环喷淋液与烟气逆向接触，实现二次除尘和降温的作用，同时对烟气中的部分二氧化硫进行吸收；此过程除尘效率可达90％以上，可降低烟气温度60℃以上；

3)在除尘降温塔后设置氧化吸收塔，主要作用是将烟气中NOx中的NO(一氧化氮)氧化成可溶于水的二氧化氮(NO₂)等的高价氮，便于吸收；氧化剂与烟气逆向接触，经过旋流雾化等过程先将二氧化硫吸收，然后将烟气中大于90％的一氧化氮氧化成二氧化氮，并起到了三次除尘的作用；

4)在氧化吸收塔后设置综合吸收塔，将烟气中的SO₂、NO₂吸收脱除，同时也起到了四次除尘的作用；此过程除尘效率可达到20％以上，二氧化硫脱除率大于98％，二氧化氮除出率90％以上。

附图说明

图1是本实用新型所述高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置，包括通过烟气管道依次连接的旋风除尘器、尘降室、除尘降温塔、氧化吸收塔、综合吸收塔和除雾室；所述旋风除尘器的烟气入口连接高温油竖窑的烟气出口，除雾室的烟气出口连接烟囱，除尘降温塔后的烟气管道上设有引风机；除尘降温塔内的喷淋装置通过喷淋液循环管道连接沉淀池一，综合吸收塔内的喷淋装置通过喷淋液循环管道连接沉淀池二，沉淀池一和沉淀池二分别连接钠碱搅拌罐；氧化吸收塔的喷淋装置连接次氯酸钠储备箱。

所述除尘降温塔为湿法脱硫除尘旋流板塔，塔体下部设有旋流板叶片，中部设防水帽，上部设有雾化喷淋装置，顶部烟气出口前设脱水装置。

所述除雾室通过二次氧化塔和二次吸收塔连接烟囱；二次氧化塔内的喷淋装置连接次氯酸钠储备箱，二次吸收塔内的喷淋装置通过喷淋液循环管道连接沉淀池二。

所述氧化吸收塔和综合吸收塔均为喷淋塔。

所述二次氧化塔和二次吸收塔均为喷淋塔。

本实用新型所述高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置的工作原理如下：

在气动力作用下，高温油竖窑产生的烟气在引风机的作用下引出，以负压的形式经由旋风除尘器、尘降室去除其中粒径较大颗粒粉尘，然后进入除尘降温塔中。

在除尘降温塔的下段，在多个旋流板叶片的作用下，烟气中大于10um的粉尘颗粒被分离出来，达到了一次除尘的目的，此过程除尘效率可达到90％以上，同时烟气的温度可降低30℃。

除尘后的烟气在气流的作用下，向上经防水帽进入降温除尘塔上段，在除尘降温塔上段烟气与自上而下雾化喷淋的循环喷淋液经过多级旋流混合，使烟气中的粉尘经过增湿、粘聚等过程沉降在水中，起到了二次除尘和降温的作用，同时也对部分二氧化硫进行吸收；此过程除尘效率可到达90％，可降低烟气温度60℃。

除尘降温后的烟气经过除尘降温塔顶部脱水装置脱水后由引风机出口以正压的形式进入氧化吸收塔下段的氧化段；在氧化段内，氧化剂与烟气逆向接触，经过旋流雾化等过程先将其中的二氧化硫吸收，然后在强氧化剂的作用下，将烟气中大于90％的一氧化氮氧化成二氧化氮，同时也起到了三次除尘的作用，此过程，如果是氧化剂充足的情况下，二氧化硫和一氧化氮的氧化率可达到90％以上。经过氧化后含二氧化氮的烟气，经过氧化段上部除雾装置后进入氧化吸收塔上段的综合吸收段，在综合吸收段内烟气与碱性液体逆向经过旋流、混流等过程，将烟气中的二氧化硫，二氧化氮吸收在液体中，同时也起到了四次除尘的作用；此过程除尘效率可达到20％，二氧化硫脱除率大于98％，二氧化氮除出率90％以上。

经过中和吸收的烟气由综和吸收塔上部排出，经过除雾室除雾后排入大气。

如果从综合吸收塔排出的烟气仍然达不到排放标准，可在综合吸收塔后增设二次氧化塔和二次吸收塔，确保烟气处理效果。

本实用新型所述高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置采用物理吸收和化学吸收相结合，其中物理吸收过程的作用机理如下：

物理吸收主要是利用气体、液体的物理特性：当烟气进入除尘降温塔后，循环喷淋液对烟气的雾化氧化过程，实际上是气—液两相间的传递过程。由于液体被雾化后，单位表面积扩大了两千余倍，气体向雾状液滴大面积扩散，使烟气中的SO₂、NO_X与液滴充分接触。当气—液平衡后，气态的SO₂、NO_X转入液态，可被氧化剂充分氧化并被碱性液体充分吸收。因此，吸收液的雾化及气—液相间的平衡程度，是直接影响化学吸收SO₂、NO_X的关键因素。

由于高温油竖窑排出的烟气温度通常在150℃左右，不适合常规SCR、SNCR脱销工艺，所以本实用新型所述装置采用低温脱硫脱销除尘工艺。首先对烟气进行除尘降温，除尘降温采用的是湿法脱硫除尘旋流板塔形式的降温除尘塔。该塔能使200℃左右的含尘烟气在塔内经过旋流湍流的作用，将烟气温度降到60℃左右，同时也起到的一次除尘的作用，除尘效率可达到90％以上。

烟气中的水与烟气、烟气中的二氧化硫反应的生成物为亚硫酸，含亚硫酸的废水用氧化钙还原成PH6.5左右后循环使用。

利用强氧化剂将NOx(氮氧化物)中NO(一氧化氮)氧化成溶解度高的NO₂和N₂O₃(三氧化二氮)。

利用NaHO(氢氧化钠)作为吸收剂去除溶解于水中的NO₂(二氧化氮)和N₂O₃(三氧化二氮)，其生成物为亚硝酸钠NaNO₂。

化学吸收过程的作用机理如下：

(1)氧化反应；

在氧化剂作用下，将NO(一氧化氮)氧化成溶解度高的NO₂(二氧化氮)和N₂O₃(三氧化二氮),然后用水或碱液吸收脱氮的方法。氧化剂可用臭氧(O₃)、二氧化氯(ClOx)、亚氯酸钠(NaClO₂)、次氯酸钠(NaClO)、高锰酸钾(KMnO₄)、过氧化氢(H₂O₂)、氯(Cl₂)和硝酸(HNO3)等。按氧化方式的不同可分为催化氧化吸收法、气相氧化吸收法和液相氧化吸收法。催化氧化吸收法是在催化剂作用下将NO(一氧化氮)氧化成NO₂(二氧化氮),然后用碱液吸收。

(2)氧化还原吸收反应；

氧化还原吸收法:用次氯酸钠(NaClO)氧化剂把气相中的NO(一氧化氮)氧化成易于吸收的NOx(二氧化氮)和N₂O₃(三氧化二氮),用溶液吸收后,在液相中用亚硫酸钠(Na₂SO₃)、硫化钠(Na₂S)、硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)和尿素[(NH₂)₂CO]等还原剂将NO₂和N₂O₃还原为N₂。在同一塔中可同时脱去烟气中SOx(二氧化硫)和NOx(二氧化氮)，脱硫率99％,脱氮率达90％以上。

(3)脱硫反应；

该过程中由于使用钠碱作为吸收液，因此吸收***中不会生成沉淀物。此过程的主要副反应为氧化反应，生成Na₂SO₄(硫酸钠)，即：2Na₂SO₃+O₂＝2Na₂SO₄，亚硫酸钠与氧反应生成硫酸钠。

(4)脱硫再生反应；

采用氧化物对吸收液进行再生。再生后所得的NaOH(氢氧化钠)液送回吸收***使用，所得含结晶水物质经氧化、压滤机过滤后可制得固态物质进行回收利用。

(5)脱硝反应；

采用氨磺酸去除水中的亚硝酸盐的原理是基于氨磺酸在水溶液中能与亚硝酸盐发生下述反应：

2NaNO₂+2(HO-SO₂-NH₂)＝2N₂+Na₂SO₄+H₂SO₄+2H₂O(亚硝酸钠+氨磺酸＝氮气+硫酸钠+硫酸+水)；

从反应式可见，NaNO₂水溶液投加氨磺酸后发生化学反应生成N₂、H₂O、Na₂SO₄和H₂SO₄，因此氨磺酸能将水溶液中的有毒亚硝酸盐变成无毒的气体和化合物而被去除；本实用新型根据此原理，用氨磺酸处理含沉淀池一和沉淀池二中含亚硝酸盐废水，是一种无污泥、无污染，工艺十分简单的处理方法。

本实用新型中，旋风除尘器、尘降室、湿法脱硫除尘旋流板塔、喷淋塔、沉淀池及除雾室均为常规设备，其具体结构在此不加赘述。

以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例】

本实施例中，在引风机的作用下，高温油竖窑产生的烟气以17m/s左右的速度被引入烟气管道。

本实施例采用的是液相氧化吸收法，氧化剂采用经济性较高的次氯酸钠(NaClO)。

本实施例采用氢氧化钠作为吸收剂。

采用本实用新型所述装置处理后的烟气检验结果如下表所示(由海城市环保局提供)：

本实施例中，经处理后的烟气工业粉尘、二氧化硫及氮氧化物浓度全部达到国家排放标准。

另外，本实施例中，旋风除尘器回收高纯轻烧镁粉2T/天；通过压滤机过滤及收集沉淀池内的高纯轻烧镁粉泥3T/天，返回轻烧窑焙烧重复利用。

除尘、脱硫和脱硝过程用水全部循环利用，并达到零污染排放。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置，其特征在于，包括通过烟气管道依次连接的旋风除尘器、尘降室、除尘降温塔、氧化吸收塔、综合吸收塔和除雾室；所述旋风除尘器的烟气入口连接高温油竖窑的烟气出口，除雾室的烟气出口连接烟囱，除尘降温塔后的烟气管道上设有引风机；除尘降温塔内的喷淋装置通过喷淋液循环管道连接沉淀池一，综合吸收塔内的喷淋装置通过喷淋液循环管道连接沉淀池二，沉淀池一和沉淀池二分别连接钠碱搅拌罐；氧化吸收塔的喷淋装置连接次氯酸钠储备箱。

2.根据权利要求1所述的高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置，其特征在于，所述除尘降温塔为湿法脱硫除尘旋流板塔，塔体下部设有旋流板叶片，中部设防水帽，上部设有雾化喷淋装置，顶部烟气出口前设脱水装置。

3.根据权利要求1所述的高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置，其特征在于，所述除雾室通过二次氧化塔和二次吸收塔连接烟囱；二次氧化塔内的喷淋装置连接次氯酸钠储备箱，二次吸收塔内的喷淋装置通过喷淋液循环管道连接沉淀池二。

4.根据权利要求1所述的高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置，其特征在于，所述氧化吸收塔和综合吸收塔均为喷淋塔。

5.根据权利要求3所述的高温油竖窑湿法低温新型氧化法除尘脱硫脱硝装置，其特征在于，所述二次氧化塔和二次吸收塔均为喷淋塔。