双塔型等离子体耦合钠基吸收烟气深度净化装置及方法_2

文档序号:9337471阅读:来源:国知局
发明所述的烟气中S02、N0x和Hg深度脱除的方法的进一步改进:所述步骤中Na2S03/NaHS0jg合液的生成步骤如下:
[0029]2Na0H+S02= Na 2S03+H20
[0030]Na2S03+S02+H20 = 2NaHS03;
[0031]所述步骤(2)中自由基的生成步骤如下:
[0032]02+e = 0+0+e
[0033]H20+e = OH+H+e
[0034]0+02= 03;
[0035]所述步骤⑵中NO和Hg的氧化步骤如下:
[0036]N0+0 = NO2
[0037]N0+03= NO 2+02
[0038]Ν0+0Η = HNO2
[0039]N02+0H = HNO3
[0040]Hg+0 = HgO[0041 ] Hg+03= Hg0+0 2;
[0042]所述步骤(3)中硫化反应步骤如下:
[0043]HgO+H2S = HgS+H20 ;
[0044]所述步骤(4)中脱硝步骤如下:
[0045]2Na0H+N02+N0 = 2NaN02+H20
[0046]2Na0H+2N0z= NaNO 2+NaN03+H20
[0047]2Na0H+H2S = Na2S+2H20
[0048]4Na2S03+2N02= 4Na 2S04+N2
[0049]Na2S03+2N02+H20 = Na2S04+2HN02
[0050]4NaHS03+2N02= 4NaHS0 4+N2
[0051]NaHS03+2N02+H20 = NaHS04+2HN02
[0052]Na2S+2N02= Na 2S04+N2。
[0053]作为对本发明所述的烟气中S02、NOx和Hg深度脱除的方法的进一步改进:定期从脱硝脱汞塔的脱硝浆液循环池底部排出废水,进行强制空气氧化后,将高浓度的Na2S04、NaHSO4, HgS排出到废水处理装置。
[0054]本发明的双塔型等离子体耦合钠基吸收烟气深度净化装置与现有技术比较,具有如下的有益效果:
[0055](I)采用湿法脱硫脱硝脱汞,效率高,副产物容易处理。
[0056](2)采用钠基吸收剂,吸收速率快,效果好且吸收剂和吸收产物均为可溶性。同时脱硫后的产物Na2SOjP NaHSO 3可作为脱硝脱汞的吸收剂,不仅解决的传统CaCO 3吸收剂容易引起堵塞的问题,而且吸收剂的利用率大大提高。
[0057](3)采用等离子体强制氧化和二段吸收,高效脱除烟气中的S02、N0x和Hg,尾气中S02、NOx和Hg的浓度可分别控制在30mg/Nm3,50mg/Nm3和0.0lmg/Nm3以下,SO 2、NOx排放浓度可达到燃气标准。
[0058](4)等离子体反应器采用两段式设计,根据除雾和氧化功能的特殊要求,即除雾效果取决于更多的电子,而氧化效果取决于更高的电子能量。将除雾和氧化分开进行且对放电结构进行不同设计,避免湿法脱硫后的大量液滴吸收高能电子,能大大提高NO和Hg的氧化效率。
[0059](5)由于HgO不稳定容易被还原,在等离子体反应器后喷入少量H2S,使氧化后的HgO及时反应,生成稳定产物HgS,,避免Hg2+发生逆反应重新生成HgO,全汞的脱除效率可达80%以上。
[0060](6)Na2SOjP NaHSO 3与NO 2有很好的反应效果,同时采用填料塔,反应时间大大增加,有助于亚硫酸钠和亚硫酸氢钠与NO2的氧化还原反应,脱硝可达80%以上,实现高效脱硝。
[0061 ] (7)采用喷淋塔和填料塔两段式布置,脱硫后进行NO和HgO的等离子体强制氧化,避免SO2的竞争反应,NO和HgO的氧化效果好,大大提高了后续填料塔的脱硝和脱汞效果。
【附图说明】
[0062]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0063]图1是本发明的主要结构示意图;
[0064]图2是图1中除雾部分22的主要结构示意图;
[0065]图3是图1中氧化部分23的主要结构示意图。
【具体实施方式】
[0066]实施例1、图1给出一种双塔型等离子体耦合钠基吸收烟气深度净化装置及方法,包括脱硫塔1、等离子体除雾氧化装置2和脱硝脱汞塔3。
[0067]本发明采用脱硫塔I和脱硝脱汞塔3相互分离的设置;这种分离设置的方式首先减少脱硫和脱硝的相互竞争,提高脱硫效果;其次在脱硫后在进行NOx和Hg的氧化出来,有助于提高氧化效率;最后可以根据S02、N0x和Hg的化学特性,进行吸收塔的针对性设计。
[0068]脱硫塔I包括自下而上依次设置的脱硫浆液循环池11、脱硫烟气进口 12、脱硫喷淋层13、脱硫除雾器14和脱硫烟气出口 15。
[0069]脱硫浆液循环池11的底部设置有Na2SOjP NaHSO 3的混合液出口 10。脱硫浆液循环池11底部的混合液出口 10通过浆液栗4与脱硝脱汞塔3的浆液循环池31的混合液进口 36相连通;脱硫浆液循环池11侧壁开口设置有脱硫浆液循环栗进口 16,该脱硫浆液循环栗进口 16通过脱硫浆液循环栗I 17将浆液(脱硫浆液循环池11内的浆液)打入脱硫塔I上部的脱硫喷淋层13相连通(由脱硫浆液循环栗I 17将脱硫浆液循环池11内溶液打入脱硫喷淋层13);在脱硫浆液循环池11以上的脱硫塔I侧壁(脱硫喷淋层13和脱硫浆液循环池11之间的位置)上开口设置有脱硫烟气进口 12,该脱硫烟气进口 12连接除尘装置5 ;在脱硫烟气进口 12下方的脱硫塔I侧壁上开口设置有新鲜NaOH入口 18,脱硫浆液循环池11通过NaOH入口 18连接NaOH浆液池6。
[0070]脱硫塔I按照空塔喷淋设计,喷淋塔可以提供200?300%的吸收液覆盖率,高效吸收SO2,在NaOH吸收液喷淋的情况下可以达到98%以上的脱除率,满足当前不断提高的SO2排放标准。
[0071 ] NaOH吸收后的副产物Na2SO3和NaHSO 3作为脱硝的吸收液,Na 2S03和NaHSO 3对NO 2的吸收效果远远好于NaOH,不仅达到吸收剂充分利用的目的,而且达到NOx的高效吸收。
[0072]等离子体除雾氧化装置2包括等离子体除雾氧化装置烟气进口 21、除雾部分22、氧化部分23、等离子体除雾氧化装置烟气出口 24、废水出口 25。除雾部分22的上端开口后设置等离子体除雾氧化装置烟气进口 21 ;该除雾部分22的一侧设置氧化部分23,该氧化部分23的上端开口设置等离子体除雾氧化装置烟气出口 24 ;除雾部分22和氧化部分23通过下端设置漏斗型的液体收集槽,该液体收集槽的下端设置有废水出口 25,而废水池上端则形成水平连通除雾部分22和氧化部分23的空气通道27。
[0073]以上所述的除雾部分22由多通道的除雾电极和除雾极板组成,烟气自上而下流动;氧化部分23由多通道的氧化电极和氧化极板组成,烟气自下而上流动;等离子体除雾氧化装置烟气出口 24处设置H2S注入装置26,优选为多个喷嘴均匀布置在烟道中。
[0074]等离子体除雾氧化装置烟气进口 21连接脱硫塔I的脱硫烟气出口 15 ;等离子体除雾氧化装置烟气出口 24连接脱硝脱汞塔3的脱硝脱汞塔烟气进口 37 ;废水出口 25用于除雾后液体的排出,废水出口 25直接连接脱硝脱汞塔3的混合液进口 36,进入脱硝脱汞塔3的脱硝浆液循环池31。
[0075]由于湿法脱硫后烟温从150°C下降到70°C左右,大量的热量被水吸收,产生大量的水蒸气,虽然经过除雾器14脱除了一部分的水蒸气液滴,但仍有大量的细小液滴存在,如果直接对脱硫后的烟气进行氧化,那么等离子体放电过程将会受到水蒸气的影响,一方面导致湿度太大放电电压减小,产生的氧化性自由基将大大减少,影响氧化效果;另一方面放电产生的高能电子主要参与除雾过程,而不是O2或者H2O的电离,氧化效果将进一步减少。所以本发明在氧化之前先将液滴去除,根据除雾和氧化的不同设计要求,对电极进行了专门的设计,不仅提高除雾效果,而且能大大提高NO和Hg的氧化率。
[0076]脱硝脱汞塔3包括依次自下而上设置的脱硝浆液循环池31、脱硝脱汞塔烟气进口37、填料层32、脱硝脱汞喷淋装置33、脱硝脱汞除雾器34和脱硝脱汞烟气出口 35。脱硝浆液循环池31上方的一侧侧壁开口设置Na2SOjP NaHSOj^混合液进口 36 ;脱硝浆液循环池31另外一侧侧壁开口后设置脱硝浆液循环栗进口 38,该脱硝浆液循环栗进口 38通过脱硝浆液循环栗II 39连接脱硝脱汞喷淋装置33,通过脱硝浆液循环栗II 39将浆液打入脱硝脱汞喷淋装置33 ;脱硝浆液循环池31的底部设置有排污口,排出HgS以及高浓度Na2SOjPNaHSO4,并最终将排出的溶液引入废水处理装置进行处理;浆液循环池31的上部设置脱硝脱汞塔烟气进口 37 (脱硝脱汞喷淋装置33和浆液循环池31之间的侧壁上开口设置脱硝脱汞塔烟气进口 37),该脱硝脱汞塔烟气进口 37连接等离子体除雾氧化装置2的等离子体除雾氧化装置烟气出口 24。
[0077]烟气经填料层32脱除NOx和HgS,再经过脱硝脱汞除雾器34脱除水雾,最后深度净化后的烟气由脱硝脱汞烟气出口 35(此处的脱硝脱汞烟气出口 35设置为烟囱)排出。脱硝脱汞塔3的主要目的是将氧化后的NOx和Na2S03/NaHS03进行反应,从而实现脱硝的目的,另外将硫化后的HgS洗涤下来,实现脱汞。将脱硝脱汞塔3设计成填料塔形式,能够增加气体在填料层32的停留时间,强化气液接触,有助于NO2的高效吸收,而且少量的HgS不会引起填料层32的堵塞,也同时适合脱汞。
[0078]以上所述的因为填料层32、除雾器14等都是常规设置,采用现有技术即可。
[0079]等离子体耦合钠基吸收双塔型燃煤烟气多种污染物深度脱除方法,包括脱硫过程、等离子除雾氧化、Hg的硫化和脱硝脱汞过程:其
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