专利名称：新型脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置。适用于燃煤、燃油、 燃气火力发电厂、冶金、化工、固废(垃圾)处理等行业的烟气污染或工业尾气污染集中治理。
背景技术：
目前，国内烟气或工业尾气污染治理技术较多，其中比较成熟、具有代表性的技术有治理二氧化硫(SO2)污染的石灰石-石膏法、氨法、双碱法的脱硫技术；治理氮氧化物 (NOx)污染物的SCR、SNCR、低氮燃烧法的脱硝技术。就目前实际情况，无论采用何种技术，对烟气中的二氧化硫(SO2)和氮氧化物 (NOx)及重金属的脱除都是在两个功能不同的装置中实现的，没有同一套装置高效脱硫脱硝脱重金属的技术。国家环保要求对二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)及重金属的污染排放浓度控制越来越严格。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置，以实现对烟气中二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)及重金属污染物集成高效脱除。本实用新型提供的脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置包括吸收塔、供氨装置、臭氧供给装置和重金属捕获剂供给装置，所述吸收塔内设置有喷淋层，所述吸收塔在所述喷淋层之下连接有进烟气管道，所述喷淋层和所述吸收塔下部通过循环泵管连通，所述供氨装置和所述重金属捕获剂供给装置连通所述吸收塔下部，所述臭氧供给装置分别连接所述进烟气管道和设置在所述吸收塔内的曝气管。较佳地，所述脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置还包括与所述吸收塔下部通过排出管道相连的浆液排出泵、与所述吸收塔上部相连的用于排出净烟气的净烟道、设置于吸收塔内位于所述喷淋层上部的除雾器和冲洗水层以及与所述冲洗水层相连的用于提供除雾用水的冲洗水管道。较佳地，所述臭氧供给装置包括连接的空分装置和臭氧发生器。较佳地，，所述供氨装置包括氨水储罐和供氨泵。较佳地，，所述重金属捕获剂供给装置包括重金属捕获剂储罐和重金属捕获剂泵。本实用新型提供的脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置，由于在一套吸收装置中实现脱硫、脱硝、脱重金属功能，因此整套装置的烟气系统阻力仅与现有的石灰石-石膏法相当，较用湿法脱硫加SCR脱硝布置降低了约30 %面积。利用本实用新型进行烟气净化， 占用面积小，副产物利用价值高，使得经济效益，社会效益能够得到显著增加。
图1为本实用新型的脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置的使用状态结构示意图。图中1-原烟道，2-增压风机，3-吸收塔，4-除雾器，5-净烟道，6-烟齓7-旁路烟道，8-冲洗水管道，9-循环泵，10-排出泵，11-浆液排出管道，12-空气管道，13-空分装置，14-臭氧发生器，15-臭氧管道，16-氨水储罐，17-供氨泵，18-重金属捕获剂泵，19-重金属捕获剂储罐，20-粉尘分离器，21-双效分离器，22-多效蒸发系统，23-化肥干燥系统， 24-硫酸铵、硝酸铵肥料产出端，25-重金属捕获剂管道，26-喷淋层，27-冲洗水层。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一种脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置的使用状态进行说明。如图1所示，该脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置主要包括吸收塔3、空分装置13、臭氧发生器14、氨水储罐16、供氨泵17、重金属捕获剂泵18和重金属捕获剂储罐19。 吸收塔3为空塔喷淋塔。空分装置13和臭氧发生器14构成臭氧供给装置，空分装置13连接有空气管道12，用于通入空气，分离出氧气；臭氧发生器14连接有臭氧管道15，臭氧管道 15 一路接入原烟气管道，另一路接入吸收塔3内。进烟气管道通过增压风机2连通原烟道 1，原烟道1还通过旁路烟道7连接净烟道5，净烟道5的两端分别连通吸收塔3和烟囱6。 氨水储罐16和供氨泵17构成供氨装置，接入吸收塔3下部(即浆液池)，重金属捕获剂储罐19和重金属捕获剂泵18构成重金属捕获剂供给装置，通过重金属捕获剂管道25接入吸收塔3下部，吸收塔3的喷淋层沈和吸收塔3的下部之间通过设置循环泵9实现浆液的循环吸附。吸收塔3的下部还连接有排出泵10和浆液排出管道11，用于将浆液排出。吸收塔 3的上部还连接有冲洗水层27，冲洗水层可以喷水吸收逃逸的氨。吸收塔3的顶部还可以设置除雾器4。该装置还包括粉尘分离器20、双效分离器21、多效蒸发系统22、化肥干燥系统23和硫酸铵、硝酸铵肥料产出端M。下面结合图1对利用所述脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置的工艺流程做进一步说明。从原烟道1进入的烟气经过增压风机2与经臭氧管道15供给来的臭氧混合， 臭氧(O3)可将烟气中的一氧化氮(NO)基本氧化为二氧化氮(NO2),之后进入吸收塔3，进入吸收塔3的烟气向上流动通过喷淋层，烟气中的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、重金属被喷淋层喷出的含有氨水和重金属捕获剂的吸收液反应吸收脱除，洗涤吸收脱除二氧化硫 (SO2)、氮氧化物(NOx)、重金属后的净烟气，再经过除雾器4除去雾滴后，经过净烟道5由烟囱6排放。吸收塔3下部的吸收液保持一定液位，以保证反应时间。吸收液通过循环泵9 输送到喷淋层喷嘴雾化后，洗涤吸收烟气中的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、重金属。氨水储罐16的氨水利用供氨泵17加入吸收塔下部。臭氧是经过空分装置13制得纯氧气，再经臭氧发生器14电离而成，吸收塔内设臭氧(O3)曝气管。臭氧(O3)通过曝气管均勻分布于吸收塔内，用于亚硫酸铵氧化为硫酸铵，亚硝酸氧化成硝酸。作为脱除吸收剂为氨水和重金属捕获剂的混合液。氨水可用液氨配制，也可用氨气或尿素制备。只要能够满足系统维持水平衡，氨水的浓度没有特殊要求。吸收剂在液面以下加入。加入位置不同时，氨的逃逸率稍有不同。重金属捕获剂，是对能够吸附分离重金属离子的试剂的统称，吸附的原理可以为物理吸附也可以发生化学反应。市售产品中，重金属捕获剂又称重金属捕捉剂或重金属捕集剂，种类有黄原酸酯类、二硫代胺基甲酸盐类衍生物、合成高分子类、多种有机化合物的混合物等。可以根据烟气中重金属的组成和反应塔中的反应条件进行选取合适的重金属捕获剂。臭氧(O3)将烟气中一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)或三氧化二氮(N2O3)、五氧化二氮(N2O5)等；原烟气(即未处理的烟气)中一氧化氮(NO)基本被氧化成高价氮氧化物(NOx)。臭氧供给装置向原烟气中供给臭氧的管路接入端可设置在引风机后或增压风机后。另一路臭氧注射塔内浆池将塔内浆液中的亚硫酸铵、亚硝酸铵最大程度氧化成硫酸铵、 硝酸铵。臭氧(O3)可以经过空分装置制得纯氧气，再经臭氧(O3)发生器电离而成；也可用空气直接经过臭氧(O3)发生器电离制得。吸收液通过循环泵输送到吸收塔中部的喷淋层，原烟气进入所述吸收装置后向上经过所述喷淋层，原烟气中的S02、N0X和重金属被吸收液吸收脱除。达到一定浓度的浆液，经浆液排出泵排除，排除的浆液，可以首先通过离心分离机将粉尘分离出来，之后，送到蒸发结晶系统处理。最终氮氧化物(NOx)中的氮元素转化到硝酸铵中。最终二氧化硫(SO2)被脱除反应生成硫酸铵。重金属富积到一定浓度后，进行脱附，脱附出的重金属集中进行无害化处理。利用该脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置，净烟气中氮氧化物(NOx)含量降低到50mg以下。脱硝效率的高低取决于一氧化氮氧化率的控制。净烟气中二氧化硫(SO2) 含量降低到50mg以下。脱重金属的效率在90%以上。利用所述脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置还克服了其它脱除技术易生成气溶胶和盐液中的亚硫酸铵、亚硝酸难氧化， 硫酸铵、硝酸铵品质差的缺点。当硫酸铵、硝酸铵溶液达到一定的浓度后，浆液经排出泵10排出。排出的浆液，首先通过离心分离机将粉尘分离出来，之后，经双效分离器将重金属捕获剂和盐液进行分离， 分离出的重金属捕获剂返塔循环利用；盐液送到蒸发结晶系统处理，得到副产品硫酸铵、硝酸铵化肥，硫酸铵、硝酸铵产品的品质达一等品。
权利要求1.脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置，其特征在于，包括吸收塔、供氨装置、臭氧供给装置和重金属捕获剂供给装置，所述吸收塔内设置有喷淋层，所述吸收塔在所述喷淋层之下连接有进烟气管道，所述喷淋层和所述吸收塔下部通过循环泵管连通，所述供氨装置和所述重金属捕获剂供给装置连通所述吸收塔下部，所述臭氧供给装置分别连接所述进烟气管道和设置在所述吸收塔内的曝气管。
2.根据权利要求1所述的脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置，其特征在于，还包括与所述吸收塔下部通过排出管道相连的浆液排出泵、与所述吸收塔上部相连的用于排出净烟气的净烟道、设置于吸收塔内位于所述喷淋层上部的除雾器和冲洗水层以及与所述冲洗水层相连的用于提供除雾用水的冲洗水管道。
3.根据权利要求1所述的脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置，其特征在于，所述臭氧供给装置包括连接的空分装置和臭氧发生器。
4.根据权利要求1所述的脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置，其特征在于，所述供氨装置包括氨水储罐和供氨泵。
5.根据权利要求1所述的脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置，其特征在于，所述重金属捕获剂供给装置包括重金属捕获剂储罐和重金属捕获剂泵。
专利摘要本实用新型提供了一种新型脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置。该脱硫脱硝脱重金属一体化烟气净化装置，包括吸收塔、供氨装置、重金属捕获剂供给装置和臭氧供给装置，所述供氨装置及重金属捕获剂供给装置连通所述吸收塔下部，所述臭氧供给装置分别连接所述进烟气管道和设置在所述吸收塔内的曝气管。利用本实用新型进行烟气净化，占用面积小，净化效率高，副产物利用价值高，使得经济效益，社会效益能够得到显著增加。
文档编号B01D53/64GK202036918SQ20112010596
公开日2011年11月16日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者史绍荣, 杜文丹, 王艳波 申请人:北京国电清新环保技术股份有限公司