煙氣脫硫脫硝一體化技術的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煙氣脫硫脫硝的環(huán)保設備及其操作工藝，其特點為采用高效利用煙氣熱量的裝置組合和強制氧化濕式化學吸收法相結合的一體化脫硫脫硝技術，屬于化工及環(huán)保領域。
【背景技術】
[0002]工業(yè)企業(yè)排放的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)是造成大氣污染的主要污染源之一，由此帶來的大氣污染，尤其是酸雨、霧霾問題十分嚴重，造成的經(jīng)濟損失巨大，已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的主要因素。同時，大氣污染對人民的生活帶來了巨大的影響，也對人們的身體產(chǎn)生了很大的危害。因此，國家已經(jīng)制定了相關政策及法規(guī)，進一步加大大氣污染治理力度，而煙氣脫硫脫硝是其中最為重要的內(nèi)容。
[0003]目前，濕法脫硫脫硝工藝由于其對煙氣溫度要求較低，已經(jīng)得到普遍重視，濕法中最常見的吸收液有堿液及尿素兩種。采用堿液吸收脫硫脫硝的，因為其成本較高，吸收液使用后會得到混合硝酸鹽不易處理等問題而沒有得到大力推廣。而部分采用尿素濕法脫硝的工藝技術為提高脫除效率，采用的吸收液中有添加劑，如專利CN01130154中添加有機胺，專利CN03113768中添加二氧化鈦及硅藻土等等。增加添加劑固然可以提高脫除效率，但是催化劑或添加劑本身會增加成本，其次在吸收液的后續(xù)處理中帶來額外處理成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種高效利用煙氣熱量的工藝裝置組合和強制氧化濕式化學吸收法相結合的一體化煙氣脫硫脫硝技術，其目的主要是在于煙氣脫硫脫硝過程中，在提高二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)脫除效率的同時降低工程造價及運營成本。
[0005]設備組合說明
[0006]本發(fā)明提供的煙氣脫硫脫硝一體化技術，其特點在于其工藝裝置組合采用以下主要設備及組合方式:
[0007]主要設備包括脫硫塔、脫硝塔、硫酸銨循環(huán)罐、固液分離器、干燥器。
[0008]其中，脫硫塔采用以下結構:最上段為吸收段、中間為濃縮段，最下端為儲液段及氧化段并列。吸收段與濃縮段間通過一個隔板隔開，該隔板只允許濃縮段的上升氣體通過氣帽進入吸收段，而不允許吸收段的液體通過。濃縮段與儲液段及氧化段間是完全分隔開的，只有相關管線相連通。
[0009]工藝設備采用以下組合方式:
[0010]臭氧輸入管道與煙氣進氣管道相連，同時與脫硫塔頂煙氣輸出管道相連。
[0011]煙氣輸入管道與臭氧輸入管道相連后輸送至脫硫塔濃縮段下端。
[0012]脫硫塔與硫酸銨循環(huán)罐構成兩大循環(huán)系統(tǒng):脫硫吸收循環(huán)系統(tǒng)及氧化濃縮循環(huán)系統(tǒng)。
[0013]其中，脫硫吸收循環(huán)系統(tǒng)由下述管道回路組成:
[0014]氨水輸入管道與吸收段液體輸出管道匯合后輸入儲液段，儲液段底部輸出管道經(jīng)泵打回至吸收段上端噴淋，構成脫硫吸收循環(huán)系統(tǒng)。在此循環(huán)中會有來自脫硝塔下端輸出的尿素殘液間歇打入。
[0015]氧化濃縮循環(huán)系統(tǒng)分別由氣體氧化通路及液體氧化濃縮循環(huán)回路組成。
[0016]氣體氧化通路包含下述管道通道:
[0017]空氣輸入管路與氧化段底部氣體分布器相連，氧化段頂部氣體輸出管路與濃縮段底部氣體分布器相連，空氣與煙氣混合。濃縮段頂部氣帽允許氣體進入吸收段，吸收段頂部從塔頂煙氣輸出管道送至脫硝塔。
[0018]液體氧化濃縮循環(huán)回路由下述管道通道組成:
[0019]氧化段塔底的液體輸出管道通過泵及三通管道分別輸送至脫硫塔的吸收段上端及濃縮段上端噴淋，吸收段下端有液體輸出管道輸送液體到氧化段上端。氧化段及濃縮段均有液體輸出管道輸送至硫酸銨循環(huán)罐，硫酸銨循環(huán)罐通過管道將液體打回至濃縮段上段的液體分布器內(nèi)，這些管路整體構成液體氧化濃縮循環(huán)回路。
[0020]脫硫塔吸收段上端還有補充的工藝水輸入管道與塔頂液體分布器相連，脫硫塔頂部的脫硫煙氣管道與臭氧輸入管道匯合后，輸送至脫硝塔下端。
[0021]脫硝塔底有液體循環(huán)管道與尿素輸入管道匯合后輸送至塔頂液體分布器，脫硝塔頂部設有脫硝后的煙氣輸出管道。
[0022]硫酸銨循環(huán)罐底部的輸出管道與固液分離器相連，經(jīng)固液分離器離心分離后母液輸送回硫酸銨循環(huán)罐，固體送入干燥器進行干燥得到硫酸銨固體。
[0023]操作工藝說明
[0024]本發(fā)明提供的煙氣脫硫脫硝一體化技術，其特征在于采用上述工藝裝置組合進行脫硫脫硝處理時，采用以下工藝條件:
[0025]I)煙氣輸入管道在線監(jiān)控煙氣中NO及NO2含量，控制臭氧輸入量將煙氣在進入脫硫塔之前的NO及NO2比例調(diào)節(jié)至8: 2?6: 4之間；
[0026]2)脫硫塔塔頂?shù)拿摿驘煔庠诔粞跹趸抡{(diào)節(jié)NO及NO2比例至6: 4?4: 6之間；
[0027]3)脫硫吸收循環(huán)中補充的氨水質(zhì)量濃度在3%?10%之間；
[0028]4)脫硫煙氣處理入口溫度:120°C?200°C ；
[0029]5)脫硝煙氣處理入口溫度:50°C?90 °C ；
[0030]6)硫酸銨循環(huán)罐中pH值范圍在4.5?6.5之間。
[0031]本發(fā)明的有益效果
[0032]本發(fā)明的強制氧化濕式化學吸收法中的吸收劑在不同工段分別采用氨水及尿素，無其它添加劑或催化劑，在此過程中等同于濕式氨法脫硫技術及強制氧化濕式尿素脫硝技術同時作用:
[0033]濕式氨法脫硫原理
[0034]A.(NH4) 0H+S02= (NH4)HSO3
[0035]B.2 (NH4) 0H+S02 = (NH 4) 2S03+H20
[0036]C.(NH4) 2S03+S02+H20 = 2 (NH4) HSO3
[0037]D.(NH4) HS03+NH40H = (NH4) 2S03+H20
[0038]強制氧化濕式尿素脫硝原理
[0039]E.2N0+02— 2NO 2
[0040]F.2N02— N 204
[0041]G.Ν0+Ν02—N 203
[0042]H.Ν203+Η20 — 2HN02
[0043]1.Ν204+Η20 — ΗΝ02+ΗΝ03
[0044]J.2N02+H20 — HN02+HN03
[0045]K.03+N0 = N02+02
[0046]L.CO (NH2) 2+N02+N0 = C02+3N2+2H20
[0047]工業(yè)廢氣處理中單獨采用濕式氨法脫硫時，由于氨容易在脫硫后的尾氣中逃逸，與剩余二氧化硫及水蒸汽形成氣溶膠(主要為亞硫酸銨)，不僅造成氨的損失，而且容易造成二次污染。在本發(fā)明的一體化煙氣脫硫脫硝技術中該問題得到徹底解決，不僅后續(xù)脫硝步驟可以有效洗滌去除氨逃逸造成的氣溶膠，而且煙氣的臭氧強制氧化會使得吸收液中亞硫酸銨的濃度保持在一個較低水平，從而解決了亞硫酸銨循環(huán)累計后高濃度極難氧化，或者氧化需要催化劑的問題，同時