一種同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO₃和脫硫廢水的方法
【專利摘要】一種同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水的方法，燃煤電廠鍋爐的煙道上依次設(shè)置省煤器、SCR反應(yīng)器、霧化蒸發(fā)裝置、空氣預(yù)熱器、靜電除塵器和脫硫塔，所述霧化蒸發(fā)裝置包括蒸發(fā)器，空壓機(jī)和漿液泵，所述蒸發(fā)器設(shè)置在SCR反應(yīng)器與空氣預(yù)熱器之間的煙道上，蒸發(fā)器頂部均勻分布若干氣液兩相流噴嘴；所述脫硫塔產(chǎn)生的脫硫廢水與堿性吸收劑混合成漿液，所述漿液在漿液泵和空壓機(jī)的作用下通過(guò)氣液兩相流噴嘴從蒸發(fā)器頂部噴出，堿性吸收劑與煙氣中的SO3反應(yīng)，反應(yīng)后的漿液干燥成細(xì)小顆粒，或沉降到蒸發(fā)器的底部排出，或隨煙氣進(jìn)入靜電除塵器與煙氣分離。上述裝置能夠同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水，并具有設(shè)備簡(jiǎn)單、系統(tǒng)整合、脫除效率高等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種火電廠生成煙氣及廢水的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]
近幾年霧霾的頻發(fā)引發(fā)人們對(duì)環(huán)境問題的普遍關(guān)注，各國(guó)在加大環(huán)境污染治理的同時(shí)對(duì)治理燃煤電廠排放的“三廢”尤為關(guān)注，特別是對(duì)燃煤電廠的脫硫廢水提出零排放的要求，這些要求使燃煤電廠面臨重大的環(huán)保壓力。
[0003]對(duì)于脫硫廢水的處理，由于煙氣中的大部分污染物會(huì)轉(zhuǎn)移到脫硫系統(tǒng)中，因此脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的脫硫廢水可稱為電廠最為惡劣的水源之一，處理難度非常大。脫硫廢水的主要成份為粉塵和脫硫產(chǎn)物(CaSO4和CaSO3),還含有可溶性的氯化物和硝酸鹽等及汞、鉛、鎳、砷等重金屬。現(xiàn)有工藝中采用中和、絮凝等化學(xué)的方法進(jìn)行處理，但不能很好地達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于煙氣中SO3的處理，煙氣中的SO3來(lái)源于煤燃燒和SCR反應(yīng)器對(duì)SO2的氧化兩個(gè)方面，其產(chǎn)生的惡劣影響主要有以下幾個(gè)方面:
(I)由于煙氣中的SO3以氣溶膠形式存在，或形成硫酸酸霧氣溶膠，氣溶膠的粒徑為亞微米，非常小，因此難以被靜電除塵器和脫硫系統(tǒng)捕集。如排入大氣中可對(duì)光線產(chǎn)生散射呈現(xiàn)“藍(lán)羽，，現(xiàn)象。
[0004](2)煙氣的酸露點(diǎn)取決于煙氣中SO3和H2O的濃度，并隨著SO3濃度的增加而升高，為了避免煙氣冷凝成硫酸造成煙道腐蝕，必然要增加排煙溫度，造成機(jī)組熱效率下降。
[0005](3)在空氣預(yù)熱器中，當(dāng)煙氣溫度冷卻至177?215°C時(shí)，SCR反應(yīng)器中未反應(yīng)的NH3與SO3發(fā)生反應(yīng)生成硫酸氫銨(ABS)，硫酸氫銨是一種粘性很強(qiáng)并具有較強(qiáng)腐蝕性的物質(zhì)，硫酸氫銨的粘性造成大量飛灰沉積在空預(yù)器表面引起堵塞，增加空預(yù)器的阻力和引風(fēng)機(jī)的功率消耗，嚴(yán)重時(shí)甚至迫使機(jī)組停爐以清理空預(yù)器。
[0006]半干法脫硫技術(shù)對(duì)SO3有很強(qiáng)的去除作用，但是在不同溫度區(qū)間下，堿性溫區(qū)，否則造成堿性吸收劑會(huì)大量與SO2發(fā)生反應(yīng)，影響SO3脫除。
[0007]因此脫硫廢水和煙氣中SO3成為治理燃煤電廠“三廢”的關(guān)鍵，如何有效進(jìn)行脫硫廢水的處理和脫除SO3成為亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服已有技術(shù)之缺陷，提供一種同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水的方法，它能夠同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水，并具有設(shè)備簡(jiǎn)單、脫除效率高的特點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明所述技術(shù)問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水的方法，燃煤電廠鍋爐的煙道上依次設(shè)置省煤器、SCR反應(yīng)器、空氣預(yù)熱器、靜電除塵器和脫硫塔，所述煙道上增設(shè)霧化蒸發(fā)裝置，所述霧化蒸發(fā)裝置包括蒸發(fā)器，空壓機(jī)和漿液栗，所述蒸發(fā)器設(shè)置在SCR反應(yīng)器與空氣預(yù)熱器之間的煙道上，蒸發(fā)器頂部均勻分布若干氣液兩相流噴嘴;所述脫硫塔產(chǎn)生的脫硫廢水與堿性吸收劑混合成漿液，漿液在漿液栗和空壓機(jī)的作用下通過(guò)氣液兩相流噴嘴從蒸發(fā)器頂部噴出，堿性吸收劑與煙氣中的SO3反應(yīng)，反應(yīng)后的漿液干燥成細(xì)小顆粒，一部分顆粒和煙塵沉降到蒸發(fā)器的底部排出，剩余部分隨煙氣進(jìn)入靜電除塵器與煙氣分離。
上述同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水的方法，所述蒸發(fā)器上部為圓柱形，下部為錐形的灰斗，灰斗的底部設(shè)置排料閥，灰斗中部安裝料位計(jì)。
上述同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水的方法，所述脫硫廢水與堿性吸收劑混合后的漿液的pH為8.5?1.0。
上述同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中S03和脫硫廢水的方法，所述堿性吸收劑為石灰、白泥、NaHSO3或Na2CO3中的一種，堿性吸收劑的粒度范圍為20-50um。
上述同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水的方法，所述蒸發(fā)器的溫度為280°C?3800C，漿液的噴入量為漿液噴入后蒸發(fā)器溫度降幅為5°C_10°C。
[0010]本發(fā)明對(duì)SCR反應(yīng)器與空氣預(yù)熱器之間的煙道進(jìn)行改造設(shè)立蒸發(fā)器，將燃煤電廠濕法脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的脫硫廢水與堿性吸收劑在漿液池中混合，調(diào)制成一定濃度的漿液，利用氣液兩相流噴嘴將漿液噴入蒸發(fā)器中，通過(guò)在高溫區(qū)SO3與堿性吸收劑的選擇性反應(yīng)有效脫除煙氣中S03，脫硫廢水中的重金屬與鹽分在高溫條件下迅速蒸發(fā)形成固體顆粒物，一部分產(chǎn)物和飛灰通過(guò)蒸發(fā)器底部的排料閥間歇排出，剩余固體顆粒物和煙塵在靜電除塵器中捕集。實(shí)現(xiàn)了脫硫廢水零排放，同時(shí)有效去除煙氣中的S03，減少硫酸氫銨的生成，避免堵塞空預(yù)器。由于SO3濃度大幅下降，酸露點(diǎn)降低可有效降低空預(yù)器出口的煙氣溫度，提高了鍋爐的熱效率和除塵效率，而且鍋爐尾部受熱面的腐蝕大大減輕，減少設(shè)備的維護(hù)、延長(zhǎng)使用期限。本發(fā)明適用于燃煤電廠排放的煙氣中SO3濃度高、煙溫高且脫硫廢水等高含鹽水處置困難的情況。
[0011]本發(fā)明通過(guò)霧化蒸發(fā)裝置實(shí)現(xiàn)了脫硫廢水零排放與煙氣中SO3雙重控制的效果，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中火電廠的廢水和煙氣處理系統(tǒng)所需配置設(shè)備多、投資大、運(yùn)行成本高的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)實(shí)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中各標(biāo)號(hào)清單為:1、鍋爐，2、省煤器，3、SCR反應(yīng)器，4、空氣預(yù)熱器，5、靜電除塵器，6、脫硫塔，7、煙囪，8、空壓機(jī)，9、脫硫廢水，10、漿液池，11、堿性吸收劑，12、漿液栗，13、氣液兩相流噴嘴，14、料位計(jì)，15、排料閥，16、蒸發(fā)器。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明包括鍋爐I尾部的煙道上依次設(shè)置的省煤器2、SCR反應(yīng)器3、霧化蒸發(fā)裝置、空氣預(yù)熱器4、靜電除塵器5和脫硫塔6，所述SCR反應(yīng)器可選擇性的將NO和NO2還原成犯，用以去除煙氣中的含氮化合物。所述霧化蒸發(fā)裝置包括蒸發(fā)器16、空壓機(jī)8、漿液池10和漿液栗12。所述蒸發(fā)器16設(shè)置在SCR反應(yīng)器3與空氣預(yù)熱器4之間的煙道上，蒸發(fā)器16的上部為圓柱形，下部為錐形的灰斗，灰斗的底部設(shè)置排料閥15，灰斗中部安裝料位計(jì)14，用以計(jì)量灰斗內(nèi)物料的位置，并發(fā)出排料信號(hào)控制蒸發(fā)器底部的排料閥間歇排出。通過(guò)定期排出一部分飛灰和蒸發(fā)后的顆粒，以減輕對(duì)空預(yù)器的堵塞。所述蒸發(fā)器16的頂部均勻分布若干氣液兩相流噴嘴13，根據(jù)脫硫廢水的處理效率設(shè)置噴嘴的數(shù)量。
[0015]脫硫塔6產(chǎn)生的脫硫廢水9在漿液池10中與堿性吸收劑11混合成漿液，通過(guò)控制堿性吸收劑的加入量調(diào)整混合后的漿液PH范圍為8.5?1.0。所述堿性吸收劑選用石灰、造紙廢棄物一白泥、Mg0、NaHS03(SBS)或Na2CO3中的一種，優(yōu)選為石灰和白泥。白泥的主要成分為碳酸鈣，還含有部分天然纖維，選用白泥作為堿性吸收劑不僅可以降低購(gòu)買石灰石的成本，還能變廢為寶實(shí)現(xiàn)廢物再利用的目的。堿性吸收劑的粒度范圍為20-50μπι。堿性吸收劑的加入量由漿液含固量和PH雙重控制，其中漿液的含固量數(shù)值由運(yùn)行試驗(yàn)中獲得最佳脫除三氧化硫效率的含固量所決定，以堿性吸收劑石灰為例說(shuō)明本發(fā)明的運(yùn)行過(guò)程。
鍋爐產(chǎn)生的煙氣依次經(jīng)過(guò)省煤器2、SCR反應(yīng)器3、蒸發(fā)器16、空氣預(yù)熱器4、靜電除塵器5進(jìn)入脫硫塔6。脫硫塔6中的吸收劑吸收煙氣中的SO2產(chǎn)生脫硫廢水9，脫硫廢水9排入漿液池10中，并經(jīng)煙囪7排出符合排放標(biāo)準(zhǔn)的煙氣。在漿液池10中混合后的漿液通過(guò)漿液栗12輸送到蒸發(fā)器16中的氣液兩相流噴嘴13?？諌簷C(jī)8輸送壓縮空氣進(jìn)入氣液兩相流噴嘴13，通過(guò)壓縮空氣的作用，漿液在噴嘴處?kù)F化后由蒸發(fā)器頂部向下噴射，空氣與漿液混合后的氣液比為180-220。從頂部進(jìn)入塔內(nèi)的煙氣中的SO3與漿液中的石灰反應(yīng)生成硫酸鈣，同時(shí)硫酸鈣及漿液由煙氣干燥成細(xì)小顆粒，一部分硫酸鈣顆粒和煙塵沉降到蒸發(fā)器的底部并由排料閥15間歇排出，排料信號(hào)通過(guò)料位計(jì)14控制。剩余的顆粒隨煙氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器4后，被靜電除塵器5捕集從煙氣中分離出來(lái)，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放及控制煙氣中SO3的含量?jī)蓚€(gè)目標(biāo)。
[0016]氣液兩相流噴嘴能夠?qū){液迅速霧化，從而提高霧化及干燥的效果。蒸發(fā)器內(nèi)的反應(yīng)溫度控制在280°C?380°C之間，使堿性吸收劑與SO3的反應(yīng)活性優(yōu)于吸收劑與SO2的反應(yīng)活性，以提高SO3的脫除效率，還可使煙氣溫度高于酸露點(diǎn)，減少硫酸氫銨的生成。漿液噴入量決定于SO3的控制程度和熱能效率兩個(gè)綜合指標(biāo)，如漿液噴入量大，吸收效率高，但是溫度下降大，熱能損失大，因此漿液實(shí)際噴入量由蒸發(fā)器內(nèi)的反應(yīng)溫度進(jìn)行控制，即煙氣的溫降度幅需控制在5°C-10°C，并保證噴入的漿液在進(jìn)入空氣預(yù)熱器之前被蒸干。煙氣與漿液的氣液比為200，即蒸發(fā)lkg/h的漿液需要的煙氣量為200Nm3/h，鍋爐煙氣的參數(shù)越高，蒸發(fā)效果也好，低鍋爐負(fù)荷條件下蒸發(fā)器停止運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水的方法，燃煤電廠鍋爐(I)的煙道上依次設(shè)置省煤器(2)、SCR反應(yīng)器(3)、空氣預(yù)熱器(4)、靜電除塵器(5)和脫硫塔(6)，其特征在于，所述煙道上增設(shè)霧化蒸發(fā)裝置，所述霧化蒸發(fā)裝置包括蒸發(fā)器(16)，空壓機(jī)(8)和漿液栗(12)，所述蒸發(fā)器(16)設(shè)置在SCR反應(yīng)器(3)與空氣預(yù)熱器(4)之間的煙道上，蒸發(fā)器頂部均勻分布若干氣液兩相流噴嘴(13);所述脫硫塔(6)產(chǎn)生的脫硫廢水(9)與堿性吸收劑(11)混合成漿液，漿液在漿液栗(12)和空壓機(jī)(8)的作用下通過(guò)氣液兩相流噴嘴(13)從蒸發(fā)器(16)頂部噴出，堿性吸收劑(11)與煙氣中的SO3反應(yīng)，反應(yīng)后的漿液干燥成細(xì)小顆粒，一部分顆粒和煙塵沉降到蒸發(fā)器(16)的底部排出，剩余部分隨煙氣進(jìn)入靜電除塵器(5)與煙氣分咼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水的方法，其特征在于，所述蒸發(fā)器(16)上部為圓柱形，下部為錐形的灰斗，灰斗的底部設(shè)置排料閥(15)，灰斗中部安裝料位計(jì)(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水的方法，其特征在于，所述脫硫廢水(9)與堿性吸收劑(11)混合后的漿液的pH為8.5?10.0。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水的方法，其特征在于，所述堿性吸收劑為石灰、白泥、NaHSO3或Na2CO3中的一種，堿性吸收劑的粒度范圍為20-50μmD5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同時(shí)處理燃煤電廠煙氣中SO3和脫硫廢水的方法，其特征在于，所述蒸發(fā)器(16)的溫度為280°C?380°C;漿液的噴入量為漿液噴入后蒸發(fā)器的溫度降幅為5。010。(:。
【文檔編號(hào)】F23J15/02GK105854575SQ201610265089
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】馬雙忱, 楊靜, 于偉靜, 柴晉, 張立男, 陳公達(dá), 陶冶
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)（保定）