本發(fā)明屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種玻璃窯爐煙氣一體化脫硝脫硫除塵工藝設(shè)備及工藝。
背景技術(shù):
玻璃工業(yè)熔窯煙氣脫硫、除塵和脫硝,是國(guó)家近幾年陸續(xù)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。
目前傳統(tǒng)玻璃窯爐煙氣脫硫技術(shù)包括干法(包括半干法)和濕法兩大類,主要有CFB循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)和NID煙氣脫硫技術(shù),其主要原理是利用粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑來脫除煙氣中的SO2,技術(shù)本身脫硫效率能夠達(dá)到70%~90%,在經(jīng)過國(guó)內(nèi)近幾年的使用,這兩種技術(shù)本身仍然存在一些缺點(diǎn),比如脫硫效率不穩(wěn)定、設(shè)備投資和占地面積較大,本身運(yùn)行過程中將產(chǎn)生大量脫硫固廢,難以處置?,F(xiàn)有濕法脫硫技術(shù)主要有石灰石石膏法和鈉堿法,同樣存在占地面積大,運(yùn)行費(fèi)用高,脫硫固廢難以處置等缺點(diǎn)。
目前傳統(tǒng)玻璃窯爐煙氣脫硝技術(shù)主要有SCR法,屬于高溫?zé)煔饷撓?,要求溫度窗口?20~420oC,脫硝效率較高能夠達(dá)到90%以上;經(jīng)過國(guó)內(nèi)玻璃窯爐近幾年的使用,技術(shù)本身仍然存在較多問題,包括一次性設(shè)備投資大,占地面積大,尤其是玻璃窯爐尾端一般配套有600~180℃的煙氣余熱回收鍋爐,傳統(tǒng)的SCR技術(shù)反應(yīng)溫度窗口剛好在余熱回收溫度區(qū)間內(nèi),導(dǎo)致傳統(tǒng)的SCR技術(shù)在配套有余熱回收鍋爐的玻璃窯爐煙氣脫硝中,余熱鍋爐需要開口,將SCR工藝裝置需要贅余在鍋爐中間,工藝布置非常不合理,流程阻力大,還會(huì)帶來煙氣溫降,降低余熱鍋爐的熱效率約20%左右,減少了發(fā)電收益;同時(shí),傳統(tǒng)的SCR脫硝技術(shù),需要配套龐大的電除塵器,進(jìn)一步增加了投資和占地面積,同時(shí)電除塵器運(yùn)行過程中故障率較多,對(duì)于整體系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行造成影響。
目前傳統(tǒng)玻璃窯爐煙氣除塵技術(shù),主要為電除塵和布袋除塵,電除塵一般配套在SCR脫硝系統(tǒng)前端使用,布袋除塵一般配套在干法或者半干法之后使用。
對(duì)于玻璃窯爐煙氣治理,目前國(guó)內(nèi)還沒有一種組合技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)將煙氣中氮氧化物、二氧化硫和粉塵進(jìn)行同步脫除,同時(shí)還能與玻璃窯爐所配套的余熱回收鍋爐有機(jī)銜接,為此本發(fā)明提出一種玻璃窯爐煙氣同步脫硝脫硫除塵技術(shù),并已通過中式,正在經(jīng)進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提出一種玻璃窯爐煙氣同步脫硝脫硫除塵工藝設(shè)備及工藝。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用如下技術(shù)方案:
一種玻璃窯爐煙氣同步脫硝脫硫除塵工藝設(shè)備,所述的工藝設(shè)備包括有余熱鍋爐、低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔、氨水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng);所述的余熱鍋爐為倒U形,爐內(nèi)順著煙氣流向由前至后依次設(shè)置有一級(jí)換熱器、中溫脫硝反應(yīng)器、二級(jí)換熱器以及位于二級(jí)換熱器后的多級(jí)換熱器;余熱鍋爐的煙氣進(jìn)口設(shè)置在余熱鍋爐的下部,并與玻璃窯爐的煙氣出口連通;所述的氨水系統(tǒng)通過氨水泵、霧化噴嘴將霧化后的氨水噴入預(yù)熱鍋爐進(jìn)口煙道內(nèi),煙道內(nèi)的高速煙氣攜帶氨水,經(jīng)過一級(jí)換熱器換熱后煙氣與氨水實(shí)現(xiàn)均勻混合后進(jìn)入中溫脫硝反應(yīng)器;所述的中溫脫硝反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有多級(jí)中溫脫硝催化劑;進(jìn)入中溫脫硝反應(yīng)器鎳并攜帶還原劑氨水的煙氣在多級(jí)中溫脫硝催化劑的作用下對(duì)煙氣進(jìn)行中溫脫硝處理;中溫脫硝后的煙氣進(jìn)入二級(jí)換熱器和多級(jí)換熱器,進(jìn)行剩余熱量回收后煙氣通過煙氣出口進(jìn)入所述的低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔;
所述的低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔具有塔體,所述的塔體內(nèi)設(shè)置有將其內(nèi)腔分割為主塔、副塔的隔板;所述的隔板的下端與塔體內(nèi)壁面的底部相連接,隔板的上端與塔體內(nèi)壁面的頂部之間具有間隙;所述的主塔、副塔通過隔板上端與塔體頂部之間的間隙相連通;所述主塔一側(cè)的下部通過煙氣進(jìn)口與余熱鍋爐的煙氣出口相連通,并在主塔一側(cè)的煙氣進(jìn)口內(nèi)設(shè)置有還原劑蒸發(fā)器,所述的還原劑蒸發(fā)器與氨水系統(tǒng)相連通;利用煙氣本身熱量,預(yù)熱還原劑蒸發(fā)器內(nèi)還原劑,使之成為蒸汽,蒸汽狀態(tài)的還原劑與煙氣中的二氧化硫充分接觸并迅速反應(yīng)到達(dá)脫硫的目的;所述主塔的頂部具有上下設(shè)置的多層高效氣液分離器;多層所述的高效氣液分離器用以將煙氣中的水分與煙氣進(jìn)行分離,將主塔脫硫反應(yīng)的產(chǎn)物、粉塵、煙氣本身的水分、還原劑所含的水分,分離截留在主塔內(nèi),使相對(duì)干燥的無塵煙氣和還原劑,通過主塔頂部進(jìn)入副塔,以免影響副塔內(nèi)的二次脫硝效果;
所述的副塔內(nèi)設(shè)置有與副塔軸線垂直的低溫催化反應(yīng)床,所述的低溫催化反應(yīng)床為上下設(shè)置的多個(gè);所述的低溫催化反應(yīng)床內(nèi)部填充有低溫脫硝催化劑,由主塔而來的煙氣混合有還原劑,經(jīng)過低溫催化劑反應(yīng)床,在催化劑作用下,實(shí)現(xiàn)煙氣的二次催化脫硝,實(shí)現(xiàn)氮氧化物的超低排放指標(biāo);所述副塔一側(cè)的下部設(shè)置有煙氣出口;所述的煙氣出口與煙囪相連;所述的壓縮空氣系統(tǒng)分別與中溫脫硝反應(yīng)器、低溫催化劑反應(yīng)床相連通,對(duì)中溫催化劑和低溫催化劑具有連續(xù)吹掃清潔的作用;所述的工藝設(shè)備還設(shè)置有用于供給余熱鍋爐清洗、低溫脫硝脫硫除塵塔以及循環(huán)水系統(tǒng)清洗、用水的水處理系統(tǒng)。
所述主塔、副塔底部均設(shè)置有卸灰斗。
所述的低溫催化反應(yīng)床為可翻轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)低溫催化反應(yīng)床的180度翻轉(zhuǎn),減少了催化劑長(zhǎng)期運(yùn)行后的表面堵塞造成的催化劑物理性中毒,同時(shí)旋轉(zhuǎn)過程中對(duì)于顆粒催化劑具有機(jī)械均化作用,使得新鮮的催化劑能夠接觸煙氣,保證了催化劑的長(zhǎng)期連續(xù)使用壽命和高效催化活性。
所述主塔、副塔的頂部均設(shè)有煙氣導(dǎo)流均布裝置,所述的煙氣導(dǎo)流均布裝置由多組板狀或帶有一定弧度的板狀組合而成。
所述的余熱鍋爐內(nèi)內(nèi)置有壓縮空氣預(yù)熱管道。
采用玻璃窯爐煙氣同步脫硝脫硫除塵工藝設(shè)備進(jìn)行脫硝脫硫除塵的工藝為:玻璃熔窯燃燒煙氣首先通過余熱鍋爐的一級(jí)換熱器進(jìn)行一次熱交換,實(shí)現(xiàn)高溫余熱回收利用,之后煙氣進(jìn)入余熱鍋爐的中溫脫硝反應(yīng)器,進(jìn)行煙氣中溫脫硝,隨后煙氣進(jìn)入余熱鍋爐二級(jí)換熱器和多級(jí)換熱器,進(jìn)行剩余熱量回收,之后煙氣引出余熱鍋爐,進(jìn)入所述的低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔,實(shí)現(xiàn)脫硫、除塵和二次脫硝,最后進(jìn)入煙囪清潔排放;
其具體分步工藝步驟如下:
1)玻璃窯爐排出的溫度為550~600℃煙氣首先進(jìn)入設(shè)有還原劑噴嘴的鍋爐入口煙道,與噴入煙道內(nèi)的霧化氨水混合,之后進(jìn)入所述的余熱鍋爐,并通過余熱鍋爐一級(jí)換熱器,進(jìn)行煙氣余熱一次回收,加熱鍋爐水,產(chǎn)生水蒸氣,送往汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電,之后煙氣溫度降至350~380℃,進(jìn)入爐內(nèi)中溫脫硝反應(yīng)器;
2)在爐內(nèi)中溫脫硝反應(yīng)器內(nèi),煙氣攜帶氨蒸汽,在反應(yīng)器內(nèi)填裝的中溫催化劑上,實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng),具體反應(yīng)原理見下述。反應(yīng)結(jié)束的煙氣溫度為340~370℃,進(jìn)入二級(jí)換熱器和之后的多級(jí)換熱器進(jìn)行進(jìn)一步的余熱回收;
3)、在鍋爐二級(jí)和之后的換熱器中,煙氣進(jìn)行逐步余熱回收并產(chǎn)生水蒸氣送往汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電,最后,煙氣溫度降至160~180℃,進(jìn)入低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔;
4)在低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔內(nèi),煙氣首先進(jìn)入該反應(yīng)塔主塔煙氣進(jìn)口內(nèi),與進(jìn)口內(nèi)的還原劑蒸發(fā)器接觸,通過煙氣自身熱量加熱還原劑蒸發(fā)器,使其內(nèi)部的氨水蒸發(fā)成氨蒸汽;氨蒸汽通過管道輸送到噴氨格柵,而煙氣繼續(xù)進(jìn)入主塔,煙氣從主塔底部向上流動(dòng),首先經(jīng)過經(jīng)過噴氨格柵,實(shí)現(xiàn)煙氣與還原劑氨蒸汽接觸,主要實(shí)現(xiàn)煙氣中二氧化硫與氨反應(yīng),完成脫硫反應(yīng),隨后煙氣繼續(xù)享受流動(dòng)通過多級(jí)高效氣液分離器,使主塔脫硫反應(yīng)的產(chǎn)物、粉塵、煙氣本身的水分、還原劑所含的水分,分離截留再主塔內(nèi),隨后煙氣通過主塔頂部進(jìn)入副塔,此時(shí)煙氣改為向下流動(dòng),通過布置在副塔內(nèi)的低溫催化劑反應(yīng)床,煙氣中的氮氧化物和氨在低溫催化劑的作用下,可進(jìn)一步反應(yīng)而被脫除,實(shí)現(xiàn)超低排放;隨后煙氣從副塔底部側(cè)面的煙氣出口,排放至煙囪;
5)、在低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔的主塔內(nèi),煙氣實(shí)現(xiàn)脫硫,產(chǎn)物經(jīng)過多級(jí)高效氣液分離器的截留,連同煙氣中粉塵、煙氣本身的水分、還原劑所含的水一起,落到主塔下方的灰斗內(nèi),灰斗定期排灰至水處理系統(tǒng)的循環(huán)水系統(tǒng)中,經(jīng)過利用氫氧化鈉或者氫氧化鈣調(diào)節(jié)pH的中和,通過系統(tǒng)內(nèi)曝氣池的強(qiáng)制曝氣氧化和沉淀池的沉淀,上清液進(jìn)入回水系統(tǒng)被重復(fù)利用,下方一定量的污泥,定期通過排污泵輸送至壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾出來,壓濾出來的濾液再進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng),泥餅被作為固廢妥善處置。
本發(fā)明提出的一種工業(yè)窯爐煙氣一體化脫硝脫硫除塵工藝設(shè)備及工藝,采用上述技術(shù)方案,具有如下有益效果:
1)在所述的余熱鍋爐內(nèi)設(shè)置中溫脫硝反應(yīng)器,使中溫脫硝反應(yīng)器鍋爐共用基礎(chǔ)和支撐,不需要單獨(dú)設(shè)置脫硝反應(yīng)器、保溫措施、煙道、支撐、基礎(chǔ),沒有外置煙道,縮短了工藝流程,提高了工藝銜接性,能夠保證反應(yīng)塔本身帶來的溫降最小和阻力最小,并減少了投資和占地面積,同時(shí)可以保證煙氣在脫硝反應(yīng)過程中,溫度降度最小,節(jié)約余熱資源;
2)中溫脫硝反應(yīng)器和低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔共用一套氨水系統(tǒng),系統(tǒng)緊湊銜接,泵互為備用,故障率低;溫脫硝反應(yīng)器與氨水系統(tǒng)之間采用氨水泵增壓管道輸送,并采用霧化噴嘴對(duì)氨水霧化,將霧化氨水直接噴入內(nèi)置有爐內(nèi)中溫脫硝反應(yīng)器的余熱鍋爐煙道進(jìn)口,霧化氨水與高流速煙氣可以實(shí)現(xiàn)更加充分的接觸混合,避免了傳統(tǒng)方式下采用混合器進(jìn)行混合的工序,精簡(jiǎn)了工藝過程,且能夠?qū)崿F(xiàn)更高的脫硝效率;
3)氨水在低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔的煙氣進(jìn)口,氨水利用煙氣本身預(yù)熱,加熱蒸發(fā)成為汽態(tài);保證了還原劑與反應(yīng)物的高效接觸和迅速反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了更高的脫硝效率;
4)所述的壓縮空氣系統(tǒng)為中溫脫硝反應(yīng)器中的催化劑模塊和低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔副塔內(nèi)的低溫催化劑反應(yīng)床,進(jìn)行連續(xù)壓縮空氣清潔吹掃,保證了煙氣中粉塵不堵塞催化劑本身孔道,使煙氣中反應(yīng)物與催化劑有效接觸;中溫脫硝反應(yīng)器中的催化劑模塊和低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔副塔內(nèi)的低溫催化劑反應(yīng)床共用一套氣源和氣缸,但是每個(gè)催化劑模塊和反應(yīng)床,均對(duì)應(yīng)獨(dú)立的吹掃管道和配套的吹掃控制系統(tǒng),所述的吹掃管道和配套的吹掃控制系統(tǒng),具有獨(dú)立運(yùn)行能力,每個(gè)吹掃管道上開有吹掃孔,并配有氣動(dòng)控制閥,氣動(dòng)控制閥的氣源和吹掃氣源均來自共用的氣缸,氣動(dòng)控制閥通過吹掃系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的DCS控制系統(tǒng)控制,可以實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間和精確氣量的吹掃控制。可實(shí)現(xiàn)整體吹掃控制,面吹掃控制,線吹掃控制甚至是點(diǎn)吹掃控制,能夠達(dá)到對(duì)每塊催化劑單元進(jìn)行單獨(dú)的吹掃,實(shí)現(xiàn)了對(duì)催化劑的全方位無死角連續(xù)清潔吹掃,防止煙氣中粉塵對(duì)催化劑的堵塞。
綜上,本發(fā)明通過化學(xué)動(dòng)力學(xué)原理的配合,在工藝上進(jìn)行優(yōu)化,在設(shè)備上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),將工業(yè)窯爐的余熱發(fā)電、煙氣脫硝、煙氣脫硫、煙氣除塵各單一過程和系統(tǒng),進(jìn)行創(chuàng)新整個(gè),提出一種新的工藝技術(shù)路線,在一整套工藝設(shè)備的有機(jī)銜接下,實(shí)現(xiàn)了煙氣一體化脫硝脫硫除塵和余熱發(fā)電,達(dá)到節(jié)能減排的雙優(yōu)化。整個(gè)工藝系統(tǒng)緊密整個(gè),有機(jī)銜接,工藝流程短,過程精煉,既節(jié)約了一次性投資成本和占地面積面積,同時(shí)又減少了運(yùn)行成本;上述一體化過程后煙氣中污染因子實(shí)現(xiàn)清潔治理達(dá)標(biāo)排放,副產(chǎn)物經(jīng)過水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理再循環(huán)利用,總體實(shí)現(xiàn)了清潔治理和零排放的目標(biāo)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
圖2為本發(fā)明中余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明中低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明中水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1、玻璃窯爐,2、余熱鍋爐,3、低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔,4、氨水系統(tǒng),5、水處理系統(tǒng),6、壓縮空氣系統(tǒng),7、一級(jí)換熱器,8、中溫脫硝反應(yīng)器,9、二級(jí)換熱器,10、多級(jí)換熱器,11、主塔,12、副塔,13、還原劑蒸發(fā)器,14、高效氣液分離器,15、噴氨格柵,16、布風(fēng)裝置,17、卸灰斗,18、氨水泵,19、隔板,20、低溫催化反應(yīng)床,21、氨罐,22、沉淀池,23、上清池,24、PH計(jì),25、脫硫循環(huán)泵,26、虹吸箱,27、攪拌器,28、稀堿池,29、濃堿池,30、水封溝,31、曝氣池,32、風(fēng)機(jī),33、絮凝劑池,34、自吸排污泵,35、絮凝箱,36、板框壓濾機(jī),37、煙氣導(dǎo)流均布裝置,38、壓縮空氣預(yù)熱管道。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以說明:
如圖1所示,一種玻璃窯爐煙氣同步脫硝脫硫除塵工藝設(shè)備,所述的工藝設(shè)備包括有余熱鍋爐2、低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔3、氨水系統(tǒng)4、水處理系統(tǒng)5、壓縮空氣系統(tǒng)6;結(jié)合圖2,所述的余熱鍋爐2為倒U形,爐內(nèi)順著煙氣流向由前至后依次設(shè)置有一級(jí)換熱器7、中溫脫硝反應(yīng)器8、二級(jí)換熱器9以及位于二級(jí)換熱器后的多級(jí)換熱器10;余熱鍋爐2的煙氣進(jìn)口設(shè)置在余熱鍋爐的下部,并與玻璃窯爐1的煙氣出口連通;所述的氨水系統(tǒng)4通過氨水泵18、霧化噴嘴將霧化后的氨水噴入預(yù)熱鍋爐進(jìn)口煙道內(nèi),煙道內(nèi)的高速煙氣攜帶氨水,經(jīng)過一級(jí)換熱器7換熱后煙氣與氨水實(shí)現(xiàn)均勻混合后進(jìn)入中溫脫硝反應(yīng)器8;所述的中溫脫硝反應(yīng)器8內(nèi)設(shè)置有多級(jí)中溫脫硝催化劑;進(jìn)入中溫脫硝反應(yīng)器8并攜帶還原劑氨水的煙氣在多級(jí)中溫脫硝催化劑的作用下對(duì)煙氣進(jìn)行中溫脫硝處理;中溫脫硝后的煙氣進(jìn)入二級(jí)換熱器9和多級(jí)換熱器10,進(jìn)行剩余熱量回收后煙氣通過煙氣出口進(jìn)入所述的低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔3;
結(jié)合圖3,所述的低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔3具有塔體,所述的塔體內(nèi)設(shè)置有將其內(nèi)腔分割為主塔11、副塔12的隔板19;所述的隔板19的下端與塔體內(nèi)壁面的底部相連接,隔板19的上端與塔體內(nèi)壁面的頂部之間具有間隙;所述的主塔11、副塔12通過隔板19上端與塔體頂部之間的間隙相連通;所述主塔11一側(cè)的下部通過煙氣進(jìn)口與余熱鍋爐2的煙氣出口相連通,并在主塔11一側(cè)的煙氣進(jìn)口內(nèi)設(shè)置有還原劑蒸發(fā)器13,所述的還原劑蒸發(fā)器13與氨水系統(tǒng)4相連通;利用煙氣本身熱量,預(yù)熱還原劑蒸發(fā)器內(nèi)還原劑,使之成為蒸汽,蒸汽狀態(tài)的還原劑與煙氣中的二氧化硫充分接觸并迅速反應(yīng)到達(dá)脫硫的目的;所述主塔11的頂部具有上下設(shè)置的多層高效氣液分離器14;多層所述的高效氣液分離器14用以將煙氣中的水分與煙氣進(jìn)行分離,將主塔脫硫反應(yīng)的產(chǎn)物、粉塵、煙氣本身的水分、還原劑所含的水分,分離截留在主塔內(nèi),使相對(duì)干燥的無塵煙氣和還原劑,通過主塔頂部進(jìn)入副塔,以免影響副塔內(nèi)的二次脫硝效果;
所述的副塔12內(nèi)設(shè)置有與副塔軸線垂直的低溫催化反應(yīng)床20,所述的低溫催化反應(yīng)床20為上下設(shè)置的多個(gè);所述的低溫催化反應(yīng)床20內(nèi)部填充有低溫脫硝催化劑,由主塔而來的煙氣混合有還原劑,經(jīng)過低溫催化劑反應(yīng)床,在催化劑作用下,實(shí)現(xiàn)煙氣的二次催化脫硝,實(shí)現(xiàn)氮氧化物的超低排放指標(biāo);所述副塔12一側(cè)的下部設(shè)置有煙氣出口;所述的煙氣出口與煙囪21相連;所述的壓縮空氣系統(tǒng)6分別與中溫脫硝反應(yīng)器8、低溫催化劑反應(yīng)床02相連通,對(duì)中溫催化劑和低溫催化劑具有連續(xù)吹掃清潔的作用;所述的工藝設(shè)備還設(shè)置有用于供給余熱鍋爐清洗、低溫脫硝脫硫除塵塔以及循環(huán)水系統(tǒng)清洗、用水的水處理系統(tǒng)5;結(jié)合圖4,所述的水處理系統(tǒng)5包括有清水系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng);所述的清水系統(tǒng)包括有沉淀池22、上清池23,用以定期清洗余熱鍋爐和低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔及內(nèi)部構(gòu)建;所述的上清池23位于沉淀池的上部,并在上清池23內(nèi)設(shè)置PH計(jì)24;所述的上清池通過虹吸箱26、脫硫循環(huán)泵25為低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔3提供清水;經(jīng)由低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔3使用后排出的污水通過水封溝36后進(jìn)入曝氣池31,通過曝氣池31的強(qiáng)制曝氣氧化以及稀堿池28、以及濃堿池29的pH調(diào)節(jié)、中和,在送入沉淀池沉淀,上清液通過上清池23進(jìn)入回水系統(tǒng)被重復(fù)利用,下方一定量的污泥,定期通過自吸排污泵34輸送至板框壓濾機(jī)36進(jìn)行壓濾出來,壓濾出來的濾液再進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng),泥餅被作為固廢妥善處置。
所述主塔11、副塔12底部均設(shè)置有卸灰17。
所述的低溫催化反應(yīng)床20為可翻轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)低溫催化反應(yīng)床的180度翻轉(zhuǎn),減少了催化劑長(zhǎng)期運(yùn)行后的表面堵塞造成的催化劑物理性中毒,同時(shí)旋轉(zhuǎn)過程中對(duì)于顆粒催化劑具有機(jī)械均化作用,使得新鮮的催化劑能夠接觸煙氣,保證了催化劑的長(zhǎng)期連續(xù)使用壽命和高效催化活性。
所述主塔11、副塔12的頂部均設(shè)有煙氣導(dǎo)流均布裝置37,所述的煙氣導(dǎo)流均布裝置37由多組板狀或帶有一定弧度的板狀組合而成,其作用是保證主塔內(nèi)的煙氣流到副塔后,能夠均勻的分布在副塔的這個(gè)橫切面上,不產(chǎn)生局部高流場(chǎng),從而使的煙氣接觸副塔內(nèi)的低溫催化劑反應(yīng)床更加均勻,反應(yīng)更加充分。
所述的余熱鍋爐內(nèi)內(nèi)置有壓縮空氣預(yù)熱管道38,利用煙氣自身熱量,預(yù)熱吹掃壓縮空氣,防止直接采用冷空氣吹掃對(duì)高溫催化劑的損害和對(duì)煙氣帶來的瞬時(shí)溫降,保證整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)煙氣溫度場(chǎng)的相對(duì)穩(wěn)定。
采用玻璃窯爐煙氣同步脫硝脫硫除塵工藝設(shè)備進(jìn)行脫硝脫硫除塵的工藝為:玻璃熔窯燃燒煙氣首先通過余熱鍋爐2的一級(jí)換熱器7進(jìn)行一次熱交換,實(shí)現(xiàn)高溫余熱回收利用,之后煙氣進(jìn)入余熱鍋爐的中溫脫硝反應(yīng)器8,進(jìn)行煙氣中溫脫硝,隨后煙氣進(jìn)入余熱鍋爐二級(jí)換熱器9和多級(jí)換熱器10,進(jìn)行剩余熱量回收,之后煙氣引出余熱鍋爐,進(jìn)入所述的低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔3,實(shí)現(xiàn)脫硫、除塵和二次脫硝,最后進(jìn)入煙囪清潔排放;
其具體分步工藝步驟如下:
1)玻璃窯爐排出的溫度為550~600℃煙氣首先進(jìn)入設(shè)有還原劑噴嘴的鍋爐入口煙道,與噴入煙道內(nèi)的霧化氨水混合,之后進(jìn)入所述的余熱鍋爐,并通過余熱鍋爐一級(jí)換熱器,進(jìn)行煙氣余熱一次回收,加熱鍋爐水,產(chǎn)生水蒸氣,送往汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電,之后煙氣溫度降至350~380℃,進(jìn)入爐內(nèi)中溫脫硝反應(yīng)器;
2)在爐內(nèi)中溫脫硝反應(yīng)器內(nèi),煙氣攜帶氨蒸汽,在反應(yīng)器內(nèi)填裝的中溫催化劑上,實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng),具體反應(yīng)原理見下述。反應(yīng)結(jié)束的煙氣溫度為340~370℃,進(jìn)入二級(jí)換熱器和之后的多級(jí)換熱器進(jìn)行進(jìn)一步的余熱回收;
3)、在鍋爐二級(jí)和之后的換熱器中,煙氣進(jìn)行逐步余熱回收并產(chǎn)生水蒸氣送往汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電,最后,煙氣溫度降至160~180℃,進(jìn)入低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔;
4)在低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔內(nèi),煙氣首先進(jìn)入該反應(yīng)塔主塔煙氣進(jìn)口內(nèi),與進(jìn)口內(nèi)的還原劑蒸發(fā)器接觸,通過煙氣自身熱量加熱還原劑蒸發(fā)器,使其內(nèi)部的氨水蒸發(fā)成氨蒸汽;氨蒸汽通過管道輸送到噴氨格柵,而煙氣繼續(xù)進(jìn)入主塔,煙氣從主塔底部向上流動(dòng),首先經(jīng)過經(jīng)過噴氨格柵,實(shí)現(xiàn)煙氣與還原劑氨蒸汽接觸,主要實(shí)現(xiàn)煙氣中二氧化硫與氨反應(yīng),完成脫硫反應(yīng),隨后煙氣繼續(xù)享受流動(dòng)通過多級(jí)高效氣液分離器,使主塔脫硫反應(yīng)的產(chǎn)物、粉塵、煙氣本身的水分、還原劑所含的水分,分離截留再主塔內(nèi),隨后煙氣通過主塔頂部進(jìn)入副塔,此時(shí)煙氣改為向下流動(dòng),通過布置在副塔內(nèi)的低溫催化劑反應(yīng)床,煙氣中的氮氧化物和氨在低溫催化劑的作用下,可進(jìn)一步反應(yīng)而被脫除,實(shí)現(xiàn)超低排放;隨后煙氣從副塔底部側(cè)面的煙氣出口,排放至煙囪;
5)、在低溫脫硝脫硫除塵反應(yīng)塔的主塔內(nèi),煙氣實(shí)現(xiàn)脫硫,產(chǎn)物經(jīng)過多級(jí)高效氣液分離器的截留,連同煙氣中粉塵、煙氣本身的水分、還原劑所含的水一起,落到主塔下方的灰斗內(nèi),灰斗定期排灰至水處理系統(tǒng)的循環(huán)水系統(tǒng)中,經(jīng)過利用氫氧化鈉或者氫氧化鈣調(diào)節(jié)pH的中和,通過系統(tǒng)內(nèi)曝氣池的強(qiáng)制曝氣氧化和沉淀池的沉淀,上清液進(jìn)入回水系統(tǒng)被重復(fù)利用,下方一定量的污泥,定期通過排污泵輸送至壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾出來,壓濾出來的濾液再進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng),泥餅被作為固廢妥善處置。
上述整個(gè)工藝過程中的化學(xué)反應(yīng)如下:
爐內(nèi)中溫脫硝反應(yīng)器中的主要化學(xué)反應(yīng):
NOX+ NH3→N2+H2O(在中溫催化劑作用下)
低溫脫硫脫硝除塵塔內(nèi)主要反應(yīng):
(1)主塔內(nèi),氨與煙氣中的SO2反應(yīng)原理是
SO2+2NH3+H2O→(NH4)2SO3
(NH4) 2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3
主塔內(nèi),酸性易溶于水的NO2與氨的反應(yīng):
2NH3+2NO2+H2O(水蒸氣)=NH4NO3+NH4NO2
(2)副塔內(nèi),氨與煙氣中NOX的反應(yīng)原理是:
NOX+ NH3→N2+H2O(在低溫催化劑作用下)
(3)循環(huán)水處理系統(tǒng)主要反應(yīng):
曝氣強(qiáng)制氧化:(NH4) 2 SO3+?O2→(NH4)2SO4
沉淀:Ca(OH)2+(NH4)2SO4→ CaSO4+NH4OH
此處CaSO4為沉淀,NH4OH在循環(huán)液中以離子形式存在,被重復(fù)利用。