一種氨法-塔外氧化脫硫脫硝的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種氨法脫硫同時(shí)脫硝的裝置，該裝置包括氧化噴淋裝置、脫硫脫硝塔和塔外氧化罐，脫硫脫硝塔自上而下可分為除霧段、水噴淋段、水洗層、脫硫段、脫硝段和塔底循環(huán)液池。煙氣首先流經(jīng)氧化噴淋裝置，再?gòu)拿摿蛎撓跛南虏窟M(jìn)入，依次流經(jīng)脫硝段和脫硫段。煙氣與吸收液充分相接觸后脫硫脫硝，然后從上部排出，噴淋出的吸收液流進(jìn)底部的循環(huán)液池經(jīng)過(guò)塔外循環(huán)管路分別輸送至脫硝段和脫硫段。底部循環(huán)液池中的液體按照結(jié)晶系統(tǒng)所需濃度的要求定期的排出一定濃度的循環(huán)液至氧化罐中進(jìn)行氧化。采用該裝置可靠地保證了脫硫脫硝塔底部循環(huán)液中的有效成分的濃度，使得脫硫脫硝效率達(dá)到最高。
【專利說(shuō)明】
一種氨法-塔外氧化脫硫脫硝的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于燃煤污染物脫除領(lǐng)域，具體涉及一種氨法-塔外氧化脫硫脫硝的
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物是大氣環(huán)境的主要污染物之一，主要來(lái)源于化石燃料的燃燒和汽車排放的尾氣。伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，能源消耗增加，大氣中的NOx的排放量也迅速增加。因此在全國(guó)內(nèi)開展對(duì)大氣NOx的污染控制已迫在眉睫。二氧化硫的大量排放使城市的空氣污染不斷加重并導(dǎo)致嚴(yán)重的酸雨。如果不對(duì)二氧化硫加以控制，受二氧化硫污染的城市數(shù)量將進(jìn)一步增加，酸雨污染的區(qū)域范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，污染程度將進(jìn)一步加重，對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害愈演愈烈，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]目前許多電廠都有現(xiàn)行的脫硫脫硝設(shè)備，但因?yàn)槠渫顿Y大、運(yùn)行費(fèi)用高，同時(shí)還要消耗大量資源。開發(fā)與濕法脫硫技術(shù)相集成的脫硫、脫硝一體化技術(shù)是一個(gè)熱門的研究方向。隨著氨法脫硫技術(shù)的廣泛運(yùn)用，氨法脫硫的優(yōu)勢(shì)日益凸顯。氨法脫硫在煙氣脫硫的同時(shí)能夠產(chǎn)生副產(chǎn)品硫酸銨化肥等有價(jià)值的產(chǎn)品，而且不產(chǎn)生任何二次污染，但是其脫硝能力并不高。如果能夠開發(fā)出一種高效脫硫脫硝且耗氨量低的方法必將對(duì)氨法脫硫脫硝產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在原有的氨法脫硫的工藝上設(shè)置塔外氧化罐和利用催化氧化的方法來(lái)完成同時(shí)脫硫脫硝的裝置，脫硫脫硝效率較高。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案:一種氨法-塔外氧化脫硫脫硝的裝置，該裝置包括依次連接的氧化噴淋裝置、脫硫脫硝塔和塔外氧化罐，還包括水供給系統(tǒng)和氨氣罐，所述脫硫脫硝塔包括從上至下依次設(shè)置的除霧段、水噴淋段、水洗層、脫硫段、脫硝段和塔底循環(huán)液池，所述除霧段的頂部設(shè)置有排氣口，所述水噴淋段和塔底循環(huán)液池均與水供給系統(tǒng)連接，所述塔底循環(huán)液池與脫硫段之間設(shè)置有循環(huán)管路和加壓栗，以及塔底循環(huán)液池與脫硝段之間也設(shè)置有循環(huán)管路和加壓栗，所述循環(huán)管路流向?yàn)閺南轮辽希雒摿蛎撓跛系拿撓醵魏退籽h(huán)液池之間的部位與氧化噴淋裝置連接，所述氧化噴淋裝置上設(shè)置有煙氣進(jìn)口，所述塔底循環(huán)液池與塔外氧化罐連接，塔外氧化罐中反應(yīng)液上層位置與塔底循環(huán)液池之間通過(guò)回流管路連接，氨氣罐分別與塔底循環(huán)液池和塔外氧化罐連接。
[0006]優(yōu)選的本實(shí)用新型裝置還設(shè)置有補(bǔ)充空氣系統(tǒng)，所述補(bǔ)充空氣系統(tǒng)與塔外氧化罐連接。
[0007]優(yōu)選的本實(shí)用新型裝置所述補(bǔ)充空氣系統(tǒng)與塔外氧化罐之間設(shè)置有氧化風(fēng)機(jī)。
[0008]優(yōu)選的本實(shí)用新型裝置還設(shè)置有旋流器和循環(huán)栗，所述旋流器的出口與所述塔外氧化罐連接，所述旋流器的進(jìn)口與所述循環(huán)栗的出口連接，所述循環(huán)栗的進(jìn)口與所述塔外氧化罐連接。
[0009]優(yōu)選的本實(shí)用新型裝置設(shè)置有與所述旋流器連接的干燥器，所述干燥器下面設(shè)置有硫酸銨儲(chǔ)藏設(shè)備。
[0010]本實(shí)用新型的使用方法包括以下步驟:
[0011]煙氣從煙氣進(jìn)口進(jìn)入后首先流經(jīng)氧化噴淋裝置時(shí)，在氧化劑作用下與氧氣反應(yīng)使得部分NO轉(zhuǎn)化為NO2，繼續(xù)向上流動(dòng)過(guò)程中和噴淋液充分接觸，脫硫脫硝，然后從塔的上部排出，各段噴淋層中的噴淋液在重力作用下流回塔底循環(huán)液池，在塔底循環(huán)液池的底部通入氨氣來(lái)調(diào)整循環(huán)液的PH，循環(huán)液經(jīng)過(guò)循環(huán)管路重新輸送到脫硫段和脫硝段，當(dāng)循環(huán)液中的亞硫酸銨的濃度在7%_13%，將塔釜中循環(huán)液排出至塔外氧化罐內(nèi)進(jìn)行氧化，通過(guò)水供給系統(tǒng)向循環(huán)液池補(bǔ)充水量。
[0012]優(yōu)選的本實(shí)用新型氨法-塔外氧化脫硫脫硝裝置的應(yīng)用方法，通過(guò)補(bǔ)充空氣系統(tǒng)向塔外氧化罐中注入氧氣，通過(guò)氨氣罐向塔外氧化罐中注入氨氣。
[0013]優(yōu)選的本實(shí)用新型氨法-塔外氧化脫硫脫硝裝置的應(yīng)用方法，所述脫硫段的PH為
5.0-6.5,溫度為350C-55°C ；所述脫硝段的PH為5.0-6.5，溫度為45°C_180°C ;所述循環(huán)液池中的PH為5.5-6.5，溫度為35 °C-45 °C ；所述塔外氧化罐中的PH為7.0-8.0，以保證溶液中的氫離子反應(yīng)掉，得到較更為純凈的硫酸銨，所以在運(yùn)行過(guò)程中要保證氨氣的用量。
[0014]優(yōu)選的本實(shí)用新型氨法-塔外氧化脫硫脫硝裝置的應(yīng)用方法，所述氧化噴淋段中所采用的氧化劑包括以檸檬酸為絡(luò)合劑，采用溶膠-凝膠法制備出復(fù)合氧化物催化劑，雙氧水、尚猛酸鐘等強(qiáng)氧化劑。
[0015]優(yōu)選的本實(shí)用新型氨法-塔外氧化脫硫脫硝裝置的應(yīng)用方法，所述塔外氧化罐中反應(yīng)生成的硫酸銨化肥經(jīng)分離、干燥后收集儲(chǔ)藏。
[0016]本實(shí)用新型應(yīng)用中主要涉及到脫硫、脫硝、亞硫酸銨氧化和循環(huán)液池中的反應(yīng)。各段具體的原理如下:
[0017](I)氧化噴淋裝置反應(yīng)
[0018]2N0 + 02=2Ν02
[0019]在氧化噴淋裝置7，部分NO被氧化為NO2，因?yàn)镹O2更容易和硫酸錢反應(yīng)，從而提高整個(gè)脫硫脫硝的效率。
[0020](2)脫硫段5反應(yīng)
[0021]SO2 + NH3H2O = (NH4) 2S03
[0022]SO2+ (NH4) 2S03 + H2O = 2NH4HS03
[0023]在脫硫段5主要用氨來(lái)吸收二氧化硫，同時(shí)亞硫酸銨對(duì)二氧化硫也具有一定的吸收能力。
[0024](3)脫硝段6的反應(yīng)
[0025]2(NH4)2S03+2N0=2(NH4)2S04 +N2T
[0026]4(NH4)2S03+2N02=4(NH4)2S04+N2T
[0027]2NH4HS03+2N0=2NH4HS04+N2T
[0028]4NH4HS03+2N02=4NH4HS04+N2T
[0029]在氨法脫硫脫硝工藝系統(tǒng)中，NOx和亞硫酸銨的反應(yīng)很快。利用脫硫產(chǎn)生的(NH4)2S03對(duì)NOx有一定的還原吸收能力來(lái)脫除NOx從而可以保證較高的脫除效率。
[0030](4)循環(huán)液池19中的反應(yīng)
[0031]NH3+H2O = NH3H2O
[0032]NH3H2O+ NH4HSO3 = (NH4)2S03 +H2O
[0033]在反應(yīng)過(guò)程中隨著SO2的逐漸吸入使得溶液中的酸性增強(qiáng)，進(jìn)而導(dǎo)致了 NH4HSO3的增多，然而NH4HSO3對(duì)SO2沒(méi)有吸收能力，所以要向反應(yīng)溶液中通入NH3來(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)液的pH，以便溶液有最佳的吸收SO2能力和最小的氨耗量。
[0034](5)塔外氧化罐11中的主要反應(yīng)
[0035]NH4HSO3 +NH3=(NH4) 2SO3
[0036](NH4)2S03+1/202= (NH4)2S04
[0037]在塔外氧化罐11中由于液體的主要成分是(NH4)2S03和NH4HS03((NH4)2S03的濃度達(dá)到10%)，為了更充分的利用氮元素，采用向塔外氧化罐11中加氨氣的辦法使得NH4HS03還原為(NH4) 2S03，然后再被氧化為穩(wěn)定的硫酸銨化肥。
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0039](I)脫硫脫硝效率高。
[0040]在脫硫脫硝塔I內(nèi)，氨水與煙氣充分接觸，屬于氣-液反應(yīng)，瞬時(shí)完成，同時(shí)利用催化劑使得部分NO轉(zhuǎn)化為NO2，NO2與亞硫酸根有更快的反應(yīng)速率。相同反應(yīng)條件下，是反應(yīng)速率最快的整個(gè)系統(tǒng)脫硝效率能夠維持在70%-80%之間，而脫硫效率可維持在95%以上。
[0041 ] (2)同步多功能一體化。
[0042]具有良好的脫硫和除塵功能，同時(shí)NOx產(chǎn)生瞬間反應(yīng)生成氮?dú)夂退瓿擅撓豕δ堋?br>[0043](3)系統(tǒng)阻力小
[0044]由于反應(yīng)塔屬于噴射塔，塔本體阻力比填料塔阻力小，僅為填料塔阻力的1/3。經(jīng)過(guò)阻力計(jì)算以及多次實(shí)際應(yīng)用，測(cè)試證明塔本體阻力小于lOOOPa。
[0045](4)脫硫反應(yīng)溫度區(qū)間可變范圍大
[0046]在35°C_180°C反應(yīng)塔內(nèi)，脫硫效率依然能夠達(dá)到95%以上。液體pH值控制在生成(NH4)2S03范圍之內(nèi)，進(jìn)而降低了設(shè)備的腐蝕。循環(huán)液的溫度越高，硫銨的溶解度越大，運(yùn)行中一般控制在使循環(huán)液接近飽和結(jié)晶的濃度以下，使其在塔外結(jié)晶，有效避免堵塞現(xiàn)象。
[0047](5)適應(yīng)煙氣量和煙氣含硫量的變化
[0048]脫硫系統(tǒng)具有較高的可靠性及靈活性，當(dāng)煙氣量發(fā)生變化時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)及時(shí)進(jìn)行脫硫劑濃度和用量調(diào)節(jié)。當(dāng)脫硫劑濃度增加時(shí)，系統(tǒng)采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效防止氣態(tài)氨的逃逸。進(jìn)而避免脫硫劑的浪費(fèi)和可能造成的環(huán)境污染問(wèn)題。
[0049](6)運(yùn)行成本低
[0050]氨法-塔外氧化脫硫脫硝技術(shù)是將脫硝與氨法脫硫結(jié)合，利用脫硫吸收液作為脫硝吸收劑，大幅度減少了目前脫硝工程還原劑和相關(guān)設(shè)備等運(yùn)行費(fèi)用。
【附圖說(shuō)明】
[0051 ]圖1為本實(shí)用新型氨法-塔外氧化脫硫脫硝的裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0052]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍有任何的限制作用。
[0053]如圖1所示，本實(shí)用新型裝置包括依次連接的氧化噴淋裝置7、脫硫脫硝塔I和塔外氧化罐11，還包括水供給系統(tǒng)16和氨氣罐17，所述脫硫脫硝塔I包括從上至下依次設(shè)置的除霧段2、水噴淋段3、水洗層4、脫硫段5、脫硝段6和塔底循環(huán)液池19，所述除霧段2的頂部設(shè)置有排氣口，所述水噴淋段3和塔底循環(huán)液池19均與水供給系統(tǒng)16連接，所述塔底循環(huán)液池19與脫硫段5之間設(shè)置有循環(huán)管路10和加壓栗，以及塔底循環(huán)液池19與脫硝段6之間也設(shè)置有循環(huán)管路和加壓栗，所述循環(huán)管路流向?yàn)閺南轮辽?，所述脫硫脫硝塔I上的脫硝段6和塔底循環(huán)液池19之間的部位與氧化噴淋裝置7連接，所述氧化噴淋裝置7上設(shè)置有煙氣進(jìn)口 8，所述塔底循環(huán)液池19與塔外氧化罐11連接，塔外氧化罐11中反應(yīng)液上層位置與塔底循環(huán)液池19之間通過(guò)回流管路連接，氨氣罐17分別與塔底循環(huán)液池19和塔外氧化罐11連接。
[0054]來(lái)自鍋爐尾部的煙氣和煙氣進(jìn)口8相連，流過(guò)氧化噴淋裝置7后，煙氣進(jìn)入反應(yīng)塔向上流動(dòng)，經(jīng)過(guò)脫硝段6和脫硫段5。和傳統(tǒng)的布置方式不同，本實(shí)用新型采用沿著煙氣的流向依次為脫硝段6、脫硫段5，采用此布置方法目的為利用氨和二氧化硫反應(yīng)得到的亞硫酸銨和亞硫酸氫銨來(lái)和氮氧化物反應(yīng)，從而提高氮氧化物的吸收率，反應(yīng)后的循環(huán)液在重力的作用下流回循環(huán)液池19。水供給系統(tǒng)16和循環(huán)液池19相連接且和氨氣輸送管路布置在同一側(cè)，這樣可以簡(jiǎn)化設(shè)備安裝過(guò)程。
[0055]進(jìn)一步的本實(shí)用新型裝置還設(shè)置有補(bǔ)充空氣系統(tǒng)18，所述補(bǔ)充空氣系統(tǒng)18與塔外氧化罐11連接。所述補(bǔ)充空氣系統(tǒng)18與塔外氧化罐11之間設(shè)置有氧化風(fēng)機(jī)9。
[0056]優(yōu)選的實(shí)施例裝置還設(shè)置有旋流器12和循環(huán)栗13，所述旋流器12的出口與所述塔外氧化罐11連接，所述旋流器12的進(jìn)口與所述循環(huán)栗13的出口連接，所述循環(huán)栗13的進(jìn)口與所述塔外氧化罐11連接。
[0057]進(jìn)一步的本實(shí)用新型裝置還設(shè)置有與所述旋流器12連接的干燥器(14)，所述干燥器14下面設(shè)置有硫酸銨儲(chǔ)藏設(shè)備15。
[0058]本實(shí)用新型裝置使用時(shí)煙氣從煙氣進(jìn)口8進(jìn)入后首先流經(jīng)氧化噴淋裝置7時(shí)，在氧化劑作用下與氧氣反應(yīng)使得部分NO轉(zhuǎn)化為NO2,繼續(xù)向上流動(dòng)過(guò)程中和噴淋液充分接觸，脫硫脫硝，然后從塔的上部排出，各段噴淋層中的噴淋液在重力作用下流回塔底循環(huán)液池19，在塔底循環(huán)液池19的底部通入氨氣來(lái)調(diào)整循環(huán)液的PH，循環(huán)液經(jīng)過(guò)循環(huán)管路10重新輸送到脫硫段5和脫硝段6，當(dāng)循環(huán)液中的亞硫酸銨的濃度在7%-13%，將塔釜中循環(huán)液排出至塔外氧化罐11內(nèi)進(jìn)行氧化，通過(guò)水供給系統(tǒng)16向循環(huán)液池19補(bǔ)充水量，通過(guò)補(bǔ)充空氣系統(tǒng)18向塔外氧化罐11中注入氧氣，通過(guò)氨氣罐17向塔外氧化罐11中注入氨氣。所述脫硫段5的pH為
5.0-6.5，溫度為35°C_55°C ；所述脫硝段6的pH為5.0-6.5，溫度為45°C_180°C ；所述循環(huán)液池19中的pH為5.5-6.5，溫度為35 °C -45 °C ；所述塔外氧化罐11中的PH為7.0-8.0，以保證溶液中的氫離子反應(yīng)掉，得到更為純凈的硫酸銨，所以在運(yùn)行過(guò)程中要保證氨氣的用量。所述氧化噴淋段7中所采用的氧化劑優(yōu)選以檸檬酸為絡(luò)合劑，采用溶膠-凝膠法制備出復(fù)合氧化物催化劑，雙氧水、高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑。所述塔外氧化罐11中反應(yīng)生成的硫酸銨化肥經(jīng)旋流器12分離、干燥器14干燥后用硫酸銨儲(chǔ)藏設(shè)備15收集儲(chǔ)藏。
[0059]本實(shí)用新型的氨法-塔外氧化脫硫脫硝裝置耗氨量為0.38kg/kgN0X，以及少量催化氧化劑及電耗，脫硝成本小于5.5元/kg NOx，較SCR減少近35%。
[0060]應(yīng)用實(shí)例:[0061 ]現(xiàn)以200MW的煤粉爐鍋爐為例。
[0062]基本數(shù)據(jù):
[0063]3x200MW發(fā)電機(jī)組，配備670t/h鍋爐，煙氣總流量1400000m3/h，
[0064]其中煙氣含硫量S02 3000mg /Nm3
[0065]氮氧化物450mg/Nm3
[0066]凈煙氣中含硫量S02 120mg /Nm3
[0067]氮氧化物95mg /Nm3
[0068]其中可知脫硫效率在96%以上，脫硝效率在78.89%以上。
[0069]主要工藝參數(shù):
[0070]脫硝噴淋層噴淋量15400 m3/h pH 5.8
[0071]脫硫噴淋層噴淋量124600 m3/h pH 6.5
[0072]壓降100pa
[0073]塔氣流速3.5m/s
[0074]液氣比10L/m3
[0075]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氨法-塔外氧化脫硫脫硝的裝置，其特征在于，該裝置包括依次連接的氧化噴淋裝置(7)、脫硫脫硝塔(I)和塔外氧化罐(11)，還包括水供給系統(tǒng)(16)和氨氣罐(17)，所述脫硫脫硝塔(I)包括從上至下依次設(shè)置的除霧段(2)、水噴淋段(3)、水洗層(4)、脫硫段(5)、脫硝段(6)和塔底循環(huán)液池(19)，所述除霧段(2)的頂部設(shè)置有排氣口，所述水噴淋段(3)和塔底循環(huán)液池(19)均與水供給系統(tǒng)(16)連接，所述塔底循環(huán)液池(19)與脫硫段(5)之間設(shè)置有循環(huán)管路(10)和加壓栗，以及塔底循環(huán)液池(19)與脫硝段(6)之間也設(shè)置有循環(huán)管路和加壓栗，所述循環(huán)管路流向?yàn)閺南轮辽希雒摿蛎撓跛?I)上的脫硝段(6)和塔底循環(huán)液池(19)之間的部位與氧化噴淋裝置(7)連接，所述氧化噴淋裝置(7)上設(shè)置有煙氣進(jìn)口(8)，所述塔底循環(huán)液池(19)與塔外氧化罐(11)連接，塔外氧化罐(11)中反應(yīng)液上層位置與塔底循環(huán)液池(19)之間通過(guò)回流管路連接，氨氣罐(17)分別與塔底循環(huán)液池(19)和塔外氧化罐(11)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨法-塔外氧化脫硫脫硝的裝置，其特征在于，還設(shè)置有補(bǔ)充空氣系統(tǒng)(18)，所述補(bǔ)充空氣系統(tǒng)(18)與塔外氧化罐(11)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氨法-塔外氧化脫硫脫硝的裝置，其特征在于，所述補(bǔ)充空氣系統(tǒng)(18)與塔外氧化罐(I I)之間設(shè)置有氧化風(fēng)機(jī)(9)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氨法-塔外氧化脫硫脫硝的裝置，其特征在于，還設(shè)置有旋流器(12)和循環(huán)栗(13)，所述旋流器(12)的出口與所述塔外氧化罐(11)連接，所述旋流器(12)的進(jìn)口與所述循環(huán)栗(13)的出口連接，所述循環(huán)栗(13)的進(jìn)口與所述塔外氧化罐(11)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氨法-塔外氧化脫硫脫硝的裝置，其特征在于，設(shè)置有與所述旋流器(12)連接的干燥器(14)，所述干燥器(14)下面設(shè)置有硫酸銨儲(chǔ)藏設(shè)備(15)。
【文檔編號(hào)】B01D53/78GK205550037SQ201620214329
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】劉猛, 王海軍
【申請(qǐng)人】鹽城東博環(huán)?？萍加邢薰?br>