一種氨堿法聯(lián)合脫硫脫硝裝置及工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)煙氣污染治理領域，特別涉及一種用于冶金行業(yè)、火電廠等燃煤 企業(yè)的氨堿法聯(lián)合脫硫脫硝裝置及工藝。
【背景技術】
[0002] 我國蘊藏著非常豐富的煤炭資源，也是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國。而且 在我國，84%左右的煤炭被直接燃燒。大量的燃煤，造成了我國以煤煙型為主的空氣污染， 產(chǎn)生了大量S02和NOx，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國S02的排放量已經(jīng)位居世界第二 位，NOx排放量也在持續(xù)增長。由煤炭燃燒所釋放的S02占總排放量的85%，NOx占總排放 量的60%，二者所引起的酸雨量占總酸雨量的82%。這些污染物造成的酸雨、溫室效應和臭 氧層破壞等環(huán)境污染，嚴重地影響了人類的居住環(huán)境，引起國家的高度重視，對煙氣進行脫 硫脫硝已成為我國的一項重要任務。
[0003] 當前煙氣脫硫脫硝技術都已經(jīng)很成熟，脫硫主要是采用石灰石-石膏法和氨法， 脫硝采用SCR技術，石灰石-石膏法脫硫存在脫硫效率低、系統(tǒng)結垢和堵塞現(xiàn)象，影響系 統(tǒng)穩(wěn)定運行，氨法脫硫效率高，不會產(chǎn)生結垢現(xiàn)象，能保證脫硫塔長期穩(wěn)定運行，但是液 氨屬于化學危險品，運輸要求高，且液氨脫硫成本比較高。SCR脫硝技術要求煙氣溫度 300-420°C，能耗較高，在實際生產(chǎn)中多采用單獨脫硫、脫硝工藝，但是單獨使用脫硫、脫硝 技術，設備復雜，占地面積大，投資和運行費用高，而使用脫硫脫硝一體化設備和工藝則結 構緊湊，投資和運行費用低，所以研究高效脫硫脫硝一體化工藝成為了國內(nèi)外學者關注的 焦點。目前聯(lián)合脫硫脫硝技術活性炭法、SNOX工藝、NOXSO工藝、電子束法較為成熟，但由于 運行費用較高制約了其大規(guī)模推廣應用。
[0004] 在眾多方法中，氨法脫硫因其脫硫效率高、耗水少，無二次污染等優(yōu)點被廣泛采 用，而且這種方法在保證脫硫的同時還具有一定的脫硝效果，由于煙氣中NOx組分90%以上 是N0,而NO難溶于水，這就造成普通洗滌法脫硝效率比較低，達不到環(huán)保要求，因此亟需研 究開發(fā)出一種高效脫硫脫硝技術，特別是不消耗氨氣而能回收NOx的工藝及裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術的缺陷，提供了一種結構簡單、系統(tǒng)投資少、運行穩(wěn)定可 靠的氨堿法聯(lián)合脫硫脫硝裝置及工藝。
[0006] 本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的： 一種氨堿法聯(lián)合脫硫脫硝的裝置，包括煙氣輸入系統(tǒng)、煙氣吸收系統(tǒng)和凈化煙氣輸出 系統(tǒng)，其特征在于：還包括催化劑系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、置換系統(tǒng)和產(chǎn)品回收系統(tǒng)，所述煙氣 輸入系統(tǒng)包括依次連接的布袋除塵器、煙道鼓風機和擋板門I ;所述煙氣吸收系統(tǒng)由脫硫 脫硝塔組成，所述擋板門I與脫硫脫硝塔的進氣口連接，所述凈化煙氣輸出系統(tǒng)由擋板門 II和煙肉組成，所述擋板門II與脫硫脫硝塔的出氣口連接，所述催化劑系統(tǒng)包括催化劑罐 和催化劑輸送栗，所述漿液制備系統(tǒng)包括依次連接的生石灰倉、皮帶計量秤、制漿罐組成， 所述置換系統(tǒng)包括依次連接的輸送栗、再生罐和石膏栗，所述制漿罐與輸送栗連接，所述產(chǎn) 品回收系統(tǒng)包括依次連接的旋流器、真空過濾脫水機、石膏倉。
[0007] 所述脫硫脫硝塔上方依次設置三級噴淋層和兩級除霧器，所述噴淋層由分配管 網(wǎng)和噴嘴組成，采用玻璃鋼材質(zhì)；除霧器安裝在噴淋層的上方，與工藝水栗連接，除霧工藝 水經(jīng)工藝水栗送入除霧器，對煙氣進行除霧用以分離凈煙氣夾帶的霧滴，除霧器出口煙氣 霧滴濃度不大于75mg/Nm 3 (干基），保證在100%煙氣負荷下，整個兩級除霧器的壓降低于 120Pa ;脫硫脫硝塔下方設置有漿液池和攪拌器，所述漿液池通過漿液循環(huán)栗與噴淋層連 接，將漿液池內(nèi)的氨水輸送至噴淋層，且所述漿液池還連接有氧化風機，將漿液池的漿液中 未氧化的HSO 3和SO 32氧化成SO 42。
[0008] 所述擋板門I和擋板門II由密封風機控制開啟。
[0009] 所述漿液池通過氨水栗與氨水儲罐連接，通過氨水栗往脫硫脫硝塔內(nèi)補充水蒸氣 和石膏帶走的少量氨。
[0010] 所述催化劑輸送栗與漿液池連接，盛放在催化劑罐中的催化劑通過催化劑輸送栗 送入漿液池，所述催化劑是為了解決NO難溶于水的情況，目的是將NO氧化成NO 2，以提高 NOx氧化度，提高氨水的脫硝效率。
[0011] 所述再生罐通過石膏栗與旋流器連接，再生反應生成的石膏漿液進行初步脫水， 所得旋流器濾液返回脫硫脫硝塔，所述再生罐通過漿液栗與脫硫脫硝塔底部連接，脫硫脫 硝塔底部的飽和漿液通過漿液栗送至再生罐中，與再生罐中的石灰石漿液發(fā)生反應，對吸 收液進行再生，再生后的氨水通過吸收劑栗送入漿液循環(huán)栗進行重新循環(huán)利用。
[0012] 所述脫硫脫硝塔連接有事故漿液池，所述事故漿液池分為澄清池和清水池兩部 分，澄清池與漿液池連接連接，清水池通過清水栗與脫硫脫硝塔連接，當脫硫脫硝塔發(fā)生故 障時，脫硝脫硫塔漿液進入澄清池，澄清后的澄清液進入清水池，清水池設置攪拌器，防止 石膏沉淀，澄清液通過清水栗返回脫硫脫硝塔。 利用上述裝置進行脫硫脫硝，采用循環(huán)氨堿法吸收煙氣中的S02及NOx，其特征在于： 具體包括如下步驟： (1) 過濾增壓：原煙氣經(jīng)輸入煙道進入布袋除塵器過濾粉塵，然后經(jīng)過煙道鼓風機進行 增壓，增壓后的煙氣通過擋板門I送入脫硫脫硝塔； (2) 脫硫脫硝：漿液循環(huán)栗將漿液區(qū)的氨水和催化劑栗輸送的催化劑打入噴淋層，噴淋 層噴出吸收劑將煙氣中的SO2和氮氧化物脫除； (3 )除霧：除霧工藝水通過工藝水栗進入除霧器，將經(jīng)脫硫脫硝處理后所得煙氣進行除 霧； (4) 凈煙氣輸出：除霧后的凈煙氣依次通過擋板門II和煙囪排入大氣； (5) 氨水的制備及再生：步驟（2)煙氣脫硫脫硝后生成的硫酸銨及亞硫酸銨通過漿液 栗送入再生罐中，與再生罐中的石灰石漿液發(fā)生反應生成氨水，生成的氨水通過吸收劑栗 送入漿液循環(huán)栗進行重新循環(huán)利用； (6) 產(chǎn)品回收：步驟（5)反應中生成的石膏漿液通過石膏栗送入旋流器進行初步脫水， 旋流器濾液返回脫硫脫硝塔，離開旋流器的含固量為40%至60%的漿液，進入真空皮帶脫水 機，經(jīng)真空皮帶脫水機脫水生成含水率不大于10% (wt)的石膏餅，石膏餅送入石膏倉，皮帶 濾液返回脫硫脫硝塔。
[0013] 所述吸收劑為氨水與催化劑的混合液，氨水作為脫硫脫硝劑，吸收煙氣中的S02 及NOx，生產(chǎn)亞硫酸銨，所述催化劑由催化劑罐7經(jīng)催化劑栗8與吸收劑混合，催化劑能夠解 決NO難溶于水的情況，可以將NO氧化成NO 2，以提高NOx氧化度，提高氨水的脫硝效率。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是： (1)脫硫脫硝效果顯著。綜合脫硫效率可保證在98%以上，脫硝效率80%以上，煙氣二 氧化硫排放濃度低于35 mg/Nm3,氮氧化物排放濃度低于50 mg/Nm3。
[0015] (2)脫硫脫硝用水全部閉路循環(huán)，無二次污染。
[0016] (3)氨堿法脫硫脫硝，氨水只是作為吸收劑，吸收后的硫酸銨通過生石灰進行置 換，氨水可以循環(huán)使用，氨水用量小，解決了單純采用氨法脫硫脫硝存在氨水的購置成本高 和運輸成本高，運輸存在爆炸危險等問題。
[0017] (4)在煙氣脫硫脫硝塔內(nèi)，利用多道逆向噴淋法，將吸收液噴入煙氣中，在高速氣 流的帶動下，吸收液被吹成霧狀，比表面積大，使氣液接觸更加充分。從而確保了脫硫脫硝 效率的穩(wěn)定。
[0018] (5)系統(tǒng)可保證長期正常穩(wěn)定運行，且維護量非常小。脫硫脫硝塔不含易造成結垢 的部件，且采用氨液作為吸收液，有效避免了噴嘴的堵塞，不存在結垢和堵塞等問題。設備 檢修不影響系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)率98%以上。
[0019] (6)運行費用低。在傳統(tǒng)脫硫脫硝運行費用中脫硫脫硝劑費用占較大比例，而本系 統(tǒng)使用硫酸銨做氨源且循環(huán)使用，理論上不消耗，實際上消耗的是石灰和極少量的氨以及 催化劑，所以運行費用較低。
【附圖說明】
[0020] 下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0021] 附圖1為本發(fā)明一種氨堿法聯(lián)合脫硫脫硝工藝的流程圖。
[0022] 圖中，1、生石灰倉，2、皮帶計量秤，3、制漿罐，4、漿液輸送栗，5、再生罐，6、漿液栗， 7催化劑罐，8、催化劑輸送栗，9、漿液循環(huán)栗，10、工藝水栗，11、脫硫脫硝塔，12、擋板門，13、 煙囪，14、密封風機，15、擋板門，16、鼓風機，17、布袋除塵器，18、氧化風機，19、攪拌器，20、 氨水栗，21、氨水儲罐，22、旋流器，23、真空皮帶脫水機，24、石膏倉，25、澄清液輸送栗，26、 清水池，27、澄清池，28、石膏栗，29、吸收劑栗，30、除霧器，31、噴淋層，32、漿液池；A、澄清 液，B、地溝漿液，C、脫硫脫硝塔漿液，D、皮帶濾液，E、制漿工藝水，F(xiàn)、除霧工藝水，G、原煙氣， H、旋流器濾液。。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但不用來限制本發(fā)明的范 圍。
[0024] 本發(fā)明是采用循環(huán)氨堿法吸收煙氣中的S02及NOx，即用氨作為脫硫脫硝劑，生石 灰作為置換劑，在脫硫脫硝塔11中氨吸收煙氣中的S02及NOx，生產(chǎn)亞硫酸銨，然后與通入 的氧氣發(fā)生氧化反應，亞硫酸銨被氧化成硫酸銨，硫酸銨和亞硫酸銨再用石灰漿(主要成份 為Ca(0H)2)進行再生置換，再生出的NH 3 .H2O再回到脫硫脫硝塔11內(nèi)參與脫硫脫硝，依此 不斷循環(huán)，氨在理論上不消耗，但在實際中應考慮水份蒸發(fā)和外排石膏所帶走的氨的損失。
[0025] 氨堿法聯(lián)合脫硫脫硝工藝和裝置是采用吸收法來凈化煙氣，它包含著物理和化學 兩個過程。煙氣在脫硫脫硝塔11內(nèi)從氣相進入液相循環(huán)漿液的過程為物理過程，該過程可 用薄膜理論解釋。煙氣與吸收劑之間的反應為化學過程。分為如下幾個階段：S0 2& NOx從 氣相內(nèi)部迀移到相界面一302及NOx從相界面上從氣相進入液相一與液相中的吸收劑發(fā)生 反應。
[0026] 氨在脫硫脫硝中的化學反應如下： (1)吸收反應
如附圖1所示，本發(fā)明一種氨堿法聯(lián)合脫硫脫硝的裝置，包括煙氣輸入系統(tǒng)、煙氣吸收 系統(tǒng)和凈化煙氣輸出系統(tǒng)，還包括催化劑系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、置換系統(tǒng)和產(chǎn)品回收系統(tǒng)