氧化加湿法吸收烟气脱硫脱硝一体化方法及其装置与流程

文档序号:11240825阅读:1687来源:国知局
氧化加湿法吸收烟气脱硫脱硝一体化方法及其装置与流程

本发明涉及钢铁、化工、焦化、石化领域内烟道气污染物nox、so2,灰尘净化领域,具体说是一种氧化加湿法吸收烟气脱硫脱硝一体化方法及其装置。



背景技术:

foa氧化技术:foa氧化技术是将需去除组分通过氧化方法进行去除。本发明技术是通过氧化方法将不溶于水的no,用臭氧氧化为no2技术,并去吸收塔与mg(oh)2进行化学吸收反应为mgso4进行去除。

氧化foa技术是比较成熟的,它由氧化氯、双氧水,臭氧作为氧化剂,各种氧化剂,各种氧化剂其要不同介质与条件下,均有不同氧化率,也就是选择性氧化。



技术实现要素:

本发明就是利用no(一氧化氮)与so2(二氧化硫)在干燥与湿态情况下的选择性反应进行组合,并给以优化。我们采取如下方法:

(一)要解决的技术问题

1、no与臭氧反应在2~3秒内,并在无液滴情况下,其反应选择性大大优于so2,本发明将在吸收塔前的干燥直管段长度内计算出氧化反应的空间(干燥)的管段距离,使no按计算要求进行氧化反应,保证烟囱排放合格。

2、在湿滴条件下,so2与mg(oh)2的吸收反应,比no2要快许多,所以存在so2与no2在湿滴条件下的高选择性。本发明技术利用so2与no选择性在吸收塔内进行分级吸收技术,并且根据实际情况计算出优化的ph值与气液比(g/l),见图一(ffs烟气脱硫脱硝一体化工艺流程图)。而目前氧化技术与碱法湿吸收技术,为了保证排放烟气达标对臭氧都不控制,采用超量氧化,而过量的氧化在吸收塔的第一级由so2在液态下氧化为so3,而so2可以直接与mg(oh)2,吸收为mgso4,不必再氧化,所以原来氧化foa存在过氧化,浪费臭氧,增加成本。

3、烟气脱硫脱硝是一个系统,他与原来的燃烧系统是一个整体,如果脱硫脱硝装置发生故障,管道结垢堵死或者引风机故障停机,由于脱硫脱硝装置将原烟气进高烟囱的闸阀关闭引烟气进脱硫塔吸收,如果管道堵引风机停圴成引起燃烧系统(炉膛)压力超限,烟气无法排放,引起憋压而造成炉膛闪爆事故,在前几年焦化脱硫脱硝项目中发生多起由于焦化脱硫脱硝管道结垢与引风机停车引起焦化地下室烟道闪爆事故,本发明ffs系统发明了烟道压力,引风机,故障的安全联锁系统。

4、有些燃烧系统烟气排放温度在200℃以上而脱硫脱硝装置适应温度在120℃左右,所以原有技术存在余热浪废的情况。本发明将烟道气温度与吸收塔湿度进行优化计算,使烟气的酸露点以上保证管道设备不腐蚀情况下或者采取关键部位防腐措施充分回收烟气能量。

本发明是燃烧系统和烟气脱硫脱硝,余热回收,安全保护一体化系统的技术。

脱硫脱硝一体化系统ffs,它是由烟气组分氧化foa技术及温式脱硫脱硝no2、脱no3的fgd技术,同时将烟气运行安全联锁、紧急停车,余热回收进行优化组合作为一个一体化系统system的缩写:ffs。

(二)技术方案:

氧化加湿法吸收烟气脱硫脱硝一体化方法,将烟气通入余热锅炉,然后用臭氧氧化处理,处理后的烟气与吸收液mg(oh)2反应生成mgso4与mg(no3)2,残余的烟气用双氧水吸收,然后通过烟囱排出;

mgso4与mg(no3)2与氨水反应生成硫酸铵、硝酸铵和氢氧化镁的混合物,将混合物进行过滤、沉淀、反吹,使硫酸铵、硝酸铵与氢氧化镁分离,分离出的氢氧化镁作为吸收液循环利用。

臭氧氧化处理的烟气与吸收液mg(oh)2的气液比(g/l)≥2.5,吸收液mg(oh)2的ph值为7.5。

残余的烟气与双氧水的气液比(g/l)为2,双氧水的ph为5‐6。

一种氧化加湿吸收烟气脱硫脱硝一体化装置,包括余热锅炉、烟气氧化装置、脱硫脱硝吸收塔、氨法再生装置、过滤分离器、硫氨蒸发器、mg(oh)2制浆装置、双氧水提供装置;

所述余热锅炉位于烟气入口处,烟气氧化装置设置于余热锅炉和脱硫脱硝吸收塔之间;所述脱硫脱硝吸收塔为二级吸收装置,第一级与mg(oh)2制浆装置相连,第二级与双氧水提供装置相连;脱硫脱硝吸收塔的底部与氨法再生装置相连,氨法再生装置与过滤分离器相连,过滤分离器分别与硫氨蒸发器和mg(oh)2制浆装置相连。

所述余热锅炉进口安装二台压力变压器作为二取一压力紧急联锁的信号,并与声光报警装置和安全联锁系统相连,用于控制烟道压力。

所述脱硫脱硝吸收塔顶部设有烟囱。

所述脱硫脱硝吸收塔内设有电除雾器。

附图说明:

图1为ffs烟气脱硫脱硝一体化工艺流程图(主设备);

图2为脱硫脱硝烟道燃料气安全出门在联锁紧急停车系统;

图3为脱硫脱硝烟道燃料气安全联锁系统逻辑图;

其中,余热锅炉1、烟气氧化装置2、脱硫脱硝吸收塔3、氨法再生装置4、过滤分离器5、硫氨蒸发器6、mg(oh)2制浆装置7、双氧水提供装置8、烟囱9、电除雾器10、旋流板13、001a与001b为蓄能式电液控制阀、燃料气控制阀api102。

具体实施方式

根据以上常规氧化与吸收反应中存在问题及解决的方法,本发明专利就是将解决方法进行优化组合达到脱硫脱硝效率最大化,同时对消耗材料及维护与运行成本最低化,对产生的硫酸镁进行再生利用,通过氨水与硫酸镁、硝酸镁的再生反应,生成硫酸氨与硝酸氨产物,将污染物so2与no转化为有利用的农肥硫酸氨与硝酸氨,使系统没有二次污染的产物产生,并使产生的mg(oh)2(硫酸镁)循环使用大大节省运行成本。

本发明将臭氧化,臭氧优化控制,氧化镁吸收,再生,余热回收,进行优化组合,进行脱硫脱硝再生利用一体化,并且结合安全功能模块与余热回收功能模块使系统运行更加安全,其经济效益更加好。

实施例1:

(1)臭氧氧化优化

将烟气进塔前的氧化区的no与so2组成质量与烟道排放的so2与no质量与国家(地方政府)标准结合起来建立一个数学模型,控制臭氧量,作为前级脱销优化。

(2)利用so2在温滴状态高选择特点,在吸收塔进口根据so2与no处理量的最大值特点,在吸收塔第一级采用比较高的气液比(g/l),控制在2.5以上,同时对吸收液mg(oh)2的ph值控制在7.5左右,使大量的so2在吸收塔第一级就被吸收。

(3)利用双氧水对对no的吸收特性,在吸收塔尾站设立吸收塔第二级吸收,此时烟气大部分so2被吸收,只有存余的no,此时将吸收液气液比(g/l)控制在2,将ph值控制在7.0(通过双氧水),此时存余的no及极少量的so2被双氧水吸收;与mg(oh)2反应生成mgso4与mg(no3)2这种组合式的脱硫脱硝技术使脱硫、脱销效率最大法;

(4)将吸收液进行空气氧化产生后的mgso4、mg(no3)2与氨水进行再生反应生成硫酸铵,硝酸铵、氢氧化镁的混合物,将混合物进行过滤,沉淀,反吹将硫酸铵(硝酸铵)与氢氧化镁分离,分离出的氢氧化镁作为吸收剂循环利用,硫酸氨、硝酸氨作为农肥出售。

(5)脱硫脱硝烟道气安全联锁紧急停车系统

由图2可以看出,脱硫脱硝投用时将原通到大烟囱的二台烟道手动阀001a与001b关闭,将进吸收塔与余热锅炉的阀002打开,本发明是:

a)将001a与001b的手动阀改为自动的紧急切断阀,此二个紧急切断阀为电流蓄能式执行机构,在停电状态下它可利用蓄能开关5次,如果停电会自动打开阀门,阀门全关至全开时间在5秒~10秒之间选择。安全联锁阀是带有自诊断功能的智能式阀门,一旦阀门发生故障(在静态下)会自动预报警。

b)将燃料气控制阀api102改成蓄能式电液控制阀,其全开至全关时间为3秒,在没有电状态下,会自动关闭燃料总阀以上的联销阀门在正常时处在全闭或控制状态,一旦发生停电,引风机停机,烟道压力超低,安全联锁系统会先报警后,再进行自动联锁,在5~10秒内快速打开001a与001b。

c)高烟囱靠吸力控制烟道压力在正常状态下,当低于120pa时,安全联锁系统同时在3秒之内关闭燃料气控制阀,切断燃料气进入烟道,防止炉膛发生闪爆。

(6)烟道气余热锅炉优化

烟道气余热锅炉与引风机组成一个余热回收系统,余热锅炉将烟道气温度差100℃以上利用加热轮化水为饱和蒸汽。饱和蒸汽压力在0.8mpa,流量在5吨/h左右(焦化烟道为例)一条100万吨/年,焦化厂其每小时出汽5吨,每年出4万吨左右蒸汽,其经济效益每年在600余万左右。引风机通过控制余热锅炉进口压力保证烟道压力在正常情况。引风机控制的压力进入ffm安全联锁系统中,一旦发生故障ffm系统会自动预报警,并且会紧急停车。

实施例2:

一种氧化加湿吸收烟气脱硫脱硝一体化装置,包括余热锅炉1、烟气氧化装置2、脱硫脱硝吸收塔3、氨法再生装置4、过滤分离器5、硫氨蒸发器6、mg(oh)2制浆装置7、双氧水提供装置8、烟囱/9;

所述余热锅炉1位于烟气入口处,烟气氧化装置2设置于余热锅炉1和脱硫脱硝吸收塔3之间;所述脱硫脱硝吸收塔3为二级吸收装置,第一级与mg(oh)2制浆装置7相连,第二级与双氧水提供装置;mg(oh)2制浆装置7与脱硫脱硝吸收塔3相连,脱硫脱硝吸收塔3的底部与氨法再生装置4相连,氨法再生装置4与过滤分离器5相连,过滤分离器5分别与硫氨蒸发器6和mg(oh)2制浆装置7相连;

所述余热锅炉1进口安装二台压力变压器作为二取一压力紧急联锁的信号,并与声光报警装置和安全联锁系统相连,用于控制烟道压力。

所述脱硫脱硝吸收塔3顶部设有烟囱9。

所述脱硫脱硝吸收塔3内设有电除雾器10。

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