一種低溫?zé)煔庋趸撓醴椒跋到y(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低溫?zé)煔庋趸撓醴椒跋到y(tǒng)，將二氧化氯氣體與需要凈化的低溫?zé)煔鉄煹纼?nèi)進(jìn)行氣-氣混合并送至氧化塔內(nèi)，二氧化氯氣體在氧化塔內(nèi)將NO氧化成為NO2和N2O3，反應(yīng)溫度在50～80℃，氧化脫硝過程在氧化塔內(nèi)完成，氧化反應(yīng)時間在1-2秒；被氧化后的煙氣進(jìn)入噴淋吸收段，用質(zhì)量濃度5％～8％的氧化鈣溶液噴淋，噴淋吸收后生成硝酸鈣、亞硝酸鈣溶液，亞硝酸鈣溶液飽和后經(jīng)除雜、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，提純處理后生產(chǎn)亞硝酸鈣。本發(fā)明選用ClO2氣體與煙氣充分混合，實現(xiàn)50～80℃低溫脫硝，解決了廢水處理問題，同時實現(xiàn)了資源的循環(huán)化利用。本發(fā)明的脫硝效率能達(dá)到85％以上。
【專利說明】一種低溫?zé)煔庋趸撓醴椒跋到y(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃煤煙氣氧化脫硝方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種低溫?zé)煔庋趸撓醴椒跋到y(tǒng)，屬于環(huán)境保護【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]燃煤鍋爐的煙氣中含有S02、NOx和重金屬(Hg和Ag)等污染物，已經(jīng)日益成為大氣和土壤污染的主要污染源?！笆濉逼陂g，我國已把NOx作為約束性指標(biāo)并納入?yún)^(qū)域總量控制范圍。因此，現(xiàn)有煙氣凈化處理裝置中增加NOx的凈化裝置，已經(jīng)成為行業(yè)的必然趨勢。
[0003]研究表明，鋼鐵廠中各種設(shè)備放出的NOx總量在固定發(fā)生源中占第二位，僅次于SO2的排放量。其中，燒結(jié)生產(chǎn)過程NOx排放量約占鋼鐵廠NOx排放總量的一半左右。因此，對燒結(jié)煙氣NOx排放量的嚴(yán)格控制，可有效降低鋼廠的NOx的排放量。
[0004]燒結(jié)煙氣是燒結(jié)混合料點火后，在高溫?zé)Y(jié)成型過程中所產(chǎn)生的含塵廢氣，具有煙氣量大、煙氣溫度較高、煙氣攜帶粉塵多、含濕量大、煙氣中含有腐蝕性和有毒氣體等主要特點。其中:S02和NOx濃度隨鐵礦原料和燃料的差異變化，SO2濃度一般在300?800ppm范圍內(nèi)，高的可達(dá)2000?4000ppm ；Ν0χ濃度一般在150?300ppm范圍內(nèi)變化,最高可達(dá)500ppmo
[0005]在眾多脫硝技術(shù)中只有SNCR和SCR法在大型燃煤電廠獲得了較好的商業(yè)應(yīng)用。
[0006]SNCR(選擇性非催化還原法)脫硝技術(shù)是將NH3、尿素等還原劑噴入鍋爐爐內(nèi)與NOx進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850?1100°C的區(qū)域，迅速熱分解成NH3，與煙氣中的NOx反應(yīng)生成N2和水，該技術(shù)以爐膛為反應(yīng)器。SNCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為30%?60%，受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大。
[0007]SCR選擇性催化還原法(選擇性催化還原法)脫硝技術(shù)是指在催化劑的作用下，在反應(yīng)溫度320?450°C下。還原劑(液氨)與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)生成無害的N2和水，從而去除煙氣中的NOx。選擇性是指還原劑NH3和煙氣中的NOx發(fā)生還原反應(yīng)，而不與煙氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。SCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率可高達(dá)95%。
[0008]氧化吸收法利用強氧化劑將NO部分氧化成高價態(tài)的易溶于水的NO2，然后利用吸收劑對NO2進(jìn)行脫除，可以達(dá)到較好的脫除效果。常用的氧化劑有臭氧、二氧化氯、雙氧水、亞氯酸鈉、次氯酸鈉、高錳酸鉀、氯酸等。常用的吸收劑有氫氧化鈣、氫氧化鈉、亞硫酸鈉、尿素、氨水等。雖然氧化吸收法可以獲得較高的脫硝效率，但是由于氧化劑和吸收劑價格都比較昂貴，因此，需要通過選用經(jīng)濟實用的氧化劑和吸收劑，設(shè)置高效的工藝系統(tǒng)，以保證氧化吸收法成為一種高效、低成本的脫硝技術(shù)。
[0009]SNCR脫硝反應(yīng)溫度窗口為850°C?1100°C，SCR脫硝反應(yīng)溫度窗口為320°C?450°C。而鋼鐵廠燒結(jié)煙氣溫度一般在120?150°C，因此，如果采用SCR技術(shù)，還需要對煙氣進(jìn)行加熱升溫，大大增加了運行成本。因此，研究適合燃煤低溫?zé)煔饷撓跫夹g(shù)迫在眉睫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是克服上述不足，而提供一種低溫?zé)煔庋趸撓醴椒跋到y(tǒng)，解決了廢水處理問題，同時實現(xiàn)了資源的循環(huán)化利用。
[0011]本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0012]一種低溫?zé)煔庋趸撓醴椒ǎ瑢⒍趸葰怏w與需要凈化的低溫?zé)煔鉄煹纼?nèi)進(jìn)行氣-氣混合并送至氧化塔內(nèi)，二氧化氯氣體在氧化塔內(nèi)將NO氧化成為NO2和N2O3,反應(yīng)溫度在50?80°C，氧化脫硝過程在氧化塔內(nèi)完成，氧化反應(yīng)時間在1-2秒；被氧化后的煙氣進(jìn)入噴淋吸收段，用(質(zhì)量濃度5%?8%的)氧化鈣溶液噴淋，噴淋吸收后生成硝酸鈣、亞硝酸鈣溶液，亞硝酸鈣溶液飽和后經(jīng)除雜、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，提純處理后生產(chǎn)亞硝酸鈣。
[0013]一種低溫?zé)煔庋趸撓跸到y(tǒng)，包括氧化塔，氧化塔分為除霧段、噴淋吸收段、氧化段，氧化段的煙氣進(jìn)口分兩路一路連接待凈化低溫?zé)煔夤?，一路通過二氧化氯氣體混合器、二氧化氯鼓風(fēng)機與二氧化氯氣體發(fā)生器相通，噴淋吸收段包括循環(huán)液噴淋層、吸收液噴淋層，吸收液噴淋層通過吸收液噴淋泵連接吸收液槽，循環(huán)液噴淋層通過氧化循環(huán)泵與氧化塔底部的吸收液池相通。
[0014]所述的氧化塔底部連有廢液排出泵。
[0015]所述的氧化塔的頂端通過煙氣出口與排出煙囪相通。
[0016]本發(fā)明選用ClO2氣體與煙氣充分混合，將NO氧化成易于被吸收的NO2和N2O3,實現(xiàn)50?80°C低溫脫硝。選價廉易得的氧化鈣溶液作為吸收劑，生成硝酸鈣、亞硝酸鈣，亞硝酸鈣溶液飽和后經(jīng)除雜、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，提純處理后生產(chǎn)亞硝酸鈣。從而解決了廢水處理問題，同時實現(xiàn)了資源的循環(huán)化利用。本發(fā)明的脫硝效率能達(dá)到85%以上。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)勢是:
[0018](I)選擇ClO2氣體而不是液體為氧化劑基于:二氧化氯氣-氣混合高于氣-液混合充分，均勻度高、脫硝效率高；氣-氣接觸反應(yīng)速率快，氣-氣法氧化脫硝反應(yīng)時間需要Is左右，氧化段僅需3米的高度。液-氣氧化反應(yīng)時間在4s以上，氧化段的高度需要1m以上。此外，液體氧化防腐措施高；氣體二氧化氯與NO反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物NO2仍然以氣體形式存在，再進(jìn)入吸收段被脫除。若采用液體噴淋，反應(yīng)生產(chǎn)的HCl和NO2 —旦出現(xiàn)，就會溶解于二氧化氯溶液中，形成含有二氧化氯的稀鹽酸和稀硝酸混合溶液，對脫硝塔及附屬管道、泵造成腐蝕，而且該酸性溶液較難處理。
[0019](2)選擇氧化鈣溶液作為吸收劑基于:氧化鈣價廉易得，投資少、運行費用低、效率高，可以同時用于煙氣脫硫，易于實現(xiàn)脫硫脫硝一體化。具有適應(yīng)工況條件能力強、投資小、低耗節(jié)能、效率高和安全性能高的技術(shù)優(yōu)勢，特別是副產(chǎn)品亞硝酸鈣實現(xiàn)了資源的循環(huán)化利用，同時為企業(yè)帶來新增經(jīng)濟效益。
[0020](3)本發(fā)明特別適合燒結(jié)機、工業(yè)鍋爐、爐窯煙氣煙溫不穩(wěn)定，負(fù)荷變化大的情況，無SCR、SNCR反應(yīng)溫度窗的要求。本發(fā)明提出低溫?zé)煔饷撓跸到y(tǒng)可以與濕式石灰石一石膏煙氣脫硫組成一體化脫硫脫硝技術(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]其中1-氧化塔，2-吸收液池，3-廢液排出泵，4-二氧化氯氣體發(fā)生器，5-二氧化氯鼓風(fēng)機，6-二氧化氯氣體混合器，7-氧化循環(huán)泵，8-吸收液噴淋泵，9-吸收液槽，10-煙氣進(jìn)口，11-循環(huán)液噴淋層，12-吸收液噴淋層，13-除霧器，14-煙氣出口，15-煙囪。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合【具體實施方式】和實施例進(jìn)一步說明。
[0024]如圖1所示，一種低溫?zé)煔庋趸撓跸到y(tǒng)，包括氧化塔1，氧化塔I分為除霧段、噴淋吸收段、氧化段，氧化段的煙氣進(jìn)口 10分兩路一路連接待凈化低溫?zé)煔夤?，一路通過二氧化氯氣體混合器6、二氧化氯鼓風(fēng)機5與二氧化氯氣體發(fā)生器4相通，噴淋吸收段包括循環(huán)液噴淋層11、吸收液噴淋層12，吸收液噴淋層12通過吸收液噴淋泵8連接吸收液槽9，循環(huán)液噴淋層11通過氧化循環(huán)泵7與氧化塔I底部的吸收液池2相通。
[0025]煙氣進(jìn)口前是二氧化氯氣體與脫硝煙氣混合反應(yīng)。采用二氧化氯氣體而不用二氧化氯液體，是為了混合充分，反應(yīng)完全?；旌虾蟮臒煔鈴臒煔膺M(jìn)口 10進(jìn)入氧化塔I發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)溫度在50?80°C，反應(yīng)I秒左右，將NO氧化成為NO2和N203。氧化鈣漿液儲存在漿液槽9內(nèi)，漿液經(jīng)漿液噴淋泵8從漿液噴淋層12噴入氧化塔，循環(huán)漿液在吸收液儲槽2內(nèi)抽出，經(jīng)氧化循環(huán)泵7從循環(huán)液噴淋層11噴入氧化塔，氧化鈣漿液及循環(huán)漿液充分吸收氧化后的NO2和N2O3 ;吸收液儲槽2、廢液排出泵3是吸收液儲及廢液排出段，噴淋后的漿液在吸收液儲槽2儲存，大部分用來循環(huán)吸收噴淋，少部分濃縮后廢液經(jīng)分析后排出處理。脫硝后的煙氣經(jīng)除霧器13除霧后經(jīng)煙氣出口 14排入煙囪15。
[0026]實施例
[0027]以某鋼鐵廠燒結(jié)煙氣為例說明。燒結(jié)機煙氣經(jīng)過石灰石-石膏濕法脫硫后，此時帶脫硝的煙氣溫度在50°C左右，二氧化氯氣體發(fā)生器4產(chǎn)生的二氧化氯氣體經(jīng)二氧化氯鼓風(fēng)機5鼓進(jìn)二氧化氯氣體混合器6內(nèi)，二氧化氯氣體與煙氣充分混合，混合后的煙氣進(jìn)入氧化塔I。NOx的氧化度控制在50%左右，在氧化塔I內(nèi)ClO2氣體將NO氧化成易于被吸收的NO2和N203。氧化鈣吸收液先儲存在吸收液槽9內(nèi)，控制氧化鈣吸收液的濃度，吸收液經(jīng)吸收液噴淋泵8從吸收液噴淋層12噴入氧化塔，循環(huán)吸收液在氧化塔底部的吸收液池2內(nèi)抽出，經(jīng)氧化循環(huán)泵7從循環(huán)液噴淋層11噴入氧化塔，吸收液及循環(huán)吸收液充分吸收氧化后的NO2和N203。完成脫硝后的凈煙氣經(jīng)除霧器13脫除霧滴后排入煙囪15。為了保證噴淋吸收效果，噴淋后的吸收液在底部的吸收液池2儲存，大部分用來循環(huán)吸收噴淋，少部分濃縮后廢液經(jīng)分析后排出處理。廢液中主要含亞硝酸鈣，含有少部分硝酸鈣，亞硝酸鈣溶液飽和后經(jīng)除雜、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，提純處理后生產(chǎn)固體亞硝酸鈣，剩余廢水排入企業(yè)污水池。從而，解決了廢水處理問題，同時實現(xiàn)了資源的循環(huán)化利用。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫?zé)煔庋趸撓醴椒?，其特征是，將二氧化氯氣體與需要凈化的低溫?zé)煔鉄煹纼?nèi)進(jìn)行氣-氣混合并送至氧化塔內(nèi)，二氧化氯氣體在氧化塔內(nèi)將NO氧化成為NO2和N2O3,反應(yīng)溫度在50?80°C，氧化脫硝過程在氧化塔內(nèi)完成，被氧化后的煙氣進(jìn)入噴淋吸收段，用一定濃度的氧化鈣溶液噴淋，噴淋吸收后生成硝酸鈣、亞硝酸鈣溶液，亞硝酸鈣溶液飽和后經(jīng)除雜、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，提純處理后生產(chǎn)亞硝酸鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫?zé)煔庋趸撓醴椒?，其特征是，所述的氧化鈣溶液質(zhì)量濃度范圍在5%?8%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫?zé)煔庋趸撓醴椒?，其特征是，所述的的氧化反?yīng)時間在1-2秒。
4.一種低溫?zé)煔庋趸撓跸到y(tǒng)，包括氧化塔，氧化塔分為除霧段、噴淋吸收段、氧化段，其特征是，氧化段的煙氣進(jìn)口分兩路一路連接待凈化低溫?zé)煔夤?，一路通過二氧化氯氣體混合器、二氧化氯鼓風(fēng)機與二氧化氯氣體發(fā)生器相通，噴淋吸收段包括循環(huán)液噴淋層、吸收液噴淋層，吸收液噴淋層通過吸收液噴淋泵連接吸收液槽，循環(huán)液噴淋層通過氧化循環(huán)泵與氧化塔底部的吸收液池相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫?zé)煔庋趸撓跸到y(tǒng)，其特征是，所述的氧化塔底部連有廢液排出泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫?zé)煔庋趸撓跸到y(tǒng)，其特征是，所述的氧化塔的頂端通過煙氣出口與排出煙囪相通。
【文檔編號】C01B21/50GK104437037SQ201410799414
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】張汝松, 劉暢, 展茂源, 鄧徐幀, 王猛, 劉清安, 劉昌峰, 于鵬 申請人:山東山大華特環(huán)保工程有限公司