一种小苏打母液和天然碱互补的脱硫脱硝脱碳系统的制作方法

本实用新型涉及脱硫的技术领域，特别涉及一种小苏打母液和天然碱互补的脱硫脱硝脱碳系统。

背景技术：

锅炉烟气排放的主要污染物为烟尘、二氧化硫、氮氧化物、汞及化合物等，常规的烟气湿法脱硫脱硝脱碳工艺有石灰法、石灰石法、钠碱法、钠钙双碱法、氧化镁法、氨法、海水法等。

2014年国家针对锅炉烟气排放标准进行了修订，即GB13271-2014标准，对化工企业的环保问题提出了更高的要求，生产工艺过程既要环保节能，还要使成本控制在合理范围内或更低，最大限度的保证生产运行的连续性和公司利润稳步增长。

以天然碱为原料制备小苏打的过程中会产生大量的母液，母液的主要成分为碳酸钠和碳酸氢钠，还含有少量的硫酸钠和氯化钠。目前小苏打母液一般直接排放，不仅造成环境污染，还会造成巨大的浪费。因此，若能将小苏打母液应用于烟气处理中，则不仅能使小苏打母液得到充分利用，还能降低烟气处理的成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种小苏打母液和天然碱互补的脱硫脱硝脱碳系统。利用本实用新型提供的系统可以实现利用天然碱生产小苏打的母液进行锅炉烟气的脱硫、脱硝、脱碳一体化处理，且环保指标全部达标，具备工业化应用的水平，具有较好的经济效益和社会效益。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种小苏打母液脱硫脱硝脱碳系统，包括小苏打母液湿分解塔(1)；所述小苏打母液湿分解塔设置有小苏打母液入口、湿分解液出口、CO2出口、蒸汽入口和循环液入口；

吸收液入口与所述小苏打母液湿分解塔的湿分解液出口相连的脱硫脱硝脱碳塔(2)；所述脱硫脱硝脱碳塔设置有吸收液入口、烟气入口、湿烟气出口以及反应完成液出口；

烟气入口与所述脱硫脱硝脱碳塔的湿烟气出口相连的烟气换热器(3)；

入口与所述烟气换热器的出口相连的烟囱(4)；

入口与所述脱硫脱硝脱碳塔的反应完成液出口相连的板框压滤机(5)；所述板框压滤机的出口和所述小苏打母液湿分解塔的循环液入口相连。

优选的，所述系统还包括天然碱碱液补充装置；所述天然碱碱液补充装置包括天然碱化碱平台及斜板(6)、入口和化碱平台及斜板相连的天然碱化碱桶(7)、入口和天然碱化碱桶出口相连的澄清桶(8)；所述澄清桶设置有底部出口和顶部出口；所述澄清桶顶部出口和所述脱硫脱硝脱碳塔的吸收液入口相连。

优选的，所述脱硫脱硝脱碳塔(2)为旋流板塔。

优选的，所述脱硫脱硝脱碳塔(2)内的旋流板层数为4～6层。

优选的，所述脱硫脱硝脱碳塔(2)内设置有雾化喷头。

本实用新型提供了一种小苏打母液脱硫脱硝脱碳系统，包括小苏打母液湿分解塔(1)、脱硫脱硝脱碳塔(2)、烟气换热器(3)、烟囱(4)、板框压滤机(5)。本实用新型提供的系统中的湿分解塔能够将母液中的碳酸氢钠转化为碳酸钠，湿分解后的母液作为吸收液进入脱硫脱硝脱碳塔中进行锅炉烟气的脱硫脱硝脱碳处理，处理后达标的烟气经烟囱进行排放，且反应完成后的吸收液经板框压滤机压滤后回到小苏打母液湿分解塔中再次进行湿分解，从而达到循环利用的目的。本实用新型提供的系统能够实现利用小苏打母液进行烟气脱硫脱硝脱碳一体化处理，且设备简单，工程投资小，占地面积小，经济效益高。

进一步的，本实用新型提供的系统还包括天然碱碱液补充装置，本实用新型提供的天然碱碱液补充装置以天然碱为原料制备天然碱清碱液，天然碱清碱液的主要成分为碳酸钠，天然碱清碱液进入脱硫脱硝脱碳塔中和湿分解的母液互补，共同进行烟气的脱硫脱硝脱碳处理；本实用新型提供的天然碱碱液补充装置可以调节烟气吸收液中的碳酸钠含量，使本实用新型提供的系统更加稳定可控。

附图说明

图1为本实用新型的小苏打母液脱硫脱硝脱碳系统的工艺流程图；

图1中：1-小苏打母液湿分解塔，2-脱硫脱硝脱碳塔，3-烟气换热器，4-烟囱，5-板框压滤机，6-天然碱化碱平台及斜板，7-天然碱化碱桶，8-澄清桶，9-泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种小苏打母液脱硫脱硝脱碳系统，如图1所示，包括小苏打母液湿分解塔(1)；所述小苏打母液湿分解塔设置有小苏打母液入口、分解液出口、CO2出口、锅炉蒸汽入口和循环液入口；本实用新型对所述小苏打母液湿分解塔的具体结构以及各个出口、入口的位置都没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的湿分解塔即可。

本实用新型提供的系统包括吸收液入口和所述小苏打母液湿分解塔的湿分解液出口相连的脱硫脱硝脱碳塔(2)，所述脱硫脱硝脱碳塔设置有吸收液入口、烟气入口、湿烟气出口以及反应完成液出口。在本实用新型中，所述脱硫脱硝脱碳塔优选为旋流板塔；所述脱硫脱硝脱碳塔内优选分层设置4～6层旋流板，更优选设置5层旋流板；所述脱硫脱硝脱碳塔内优选设置有雾化喷头，所述雾化喷头的材质优选为不锈钢，湿分解液进入脱硫脱硝脱碳塔后经雾化喷头喷出，从而使塔内气液得到充分的接触；本实用新型对所述旋流板塔的具体结构以及各个出口、入口的具体位置没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的旋流板塔即可。

本实用新型提供的系统包括入口和脱硫脱硝脱碳塔的湿烟气出口相连的烟气换热器(3)。本实用新型对所述烟气换热器的类型没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的烟气换热器即可。

本实用新型提供的系统包括入口和烟气换热器的出口相连的烟囱(4)；本实用新型对所述烟囱的具体类型及尺寸没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的烟囱即可。

本实用新型提供的系统包括入口和脱硫脱硝脱碳塔的反应完成液出口相连的板框压滤机(5)；所述板框压滤机的出口和所述小苏打母液湿分解塔的循环液入口相连。本实用新型对所述板框压滤机的板框数量没有特殊要求，在具体实施例中，可根据具体需求进行调节。

本实用新型提供的系统优选还包括天然碱碱液补充装置；所述天然碱碱液补充装置包括天然碱化碱平台及斜板(6)、入口和天然碱化碱平台及斜板相连的天然碱化碱桶(7)、入口和天然碱化碱桶出口相连的澄清桶(8)；所述澄清桶设置有底部出口和顶部出口；所述澄清桶顶部出口和所述脱硫脱硝脱碳塔的吸收液入口相连。

本实用新型对所述天然碱化碱平台及斜板(6)、天然碱化碱桶(7)以及澄清桶(8)没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的上述装置即可。

本实用新型提供的系统优选还包括泵(9)，通过泵实现液体在小苏打母液湿分解塔(1)和脱硫脱硝脱碳塔(2)之间的流通，在板框压滤机(4)和小苏打母液湿分解塔(1)中的流通、以及在天然碱化碱桶和澄清桶之间的流通。

在本实用新型中，所述天然碱碱液补充装置用于以天然碱为原料制备天然碱清碱液，天然碱清碱液的主要成分为碳酸钠，天然碱清碱液进入脱硫脱硝脱碳塔中和湿分解的母液共同进行烟气的脱硫脱硝脱碳处理；本实用新型提供的天然碱碱液补充装置可以调节进入脱硫脱硝脱碳塔的烟气吸收液中的碳酸钠含量，使本实用新型提供的系统更加具有可调节及可控性。

本实用新型提供的系统优选还包括天然碱湖卤水补充管道，天然碱湖卤水中含有大量碳酸钠，若地理条件适宜，则可直接将天然碱湖卤水抽吸至天然碱湖卤水补充管道中，然后自吸收液入口进入脱硫脱硝脱碳塔中，从而起到向烟气吸收液中补充碳酸钠的作用。

本实用新型提供的系统优选还包括管道反冲洗装置。为了使生产运行平稳持续，防止管道结垢堵塞，在主要的循环浆液管道上设反冲洗装置，反冲洗装置既有反冲洗功能，同时也是补充小苏打母液的装置，反冲洗的洗液利用未经参与反应的小苏打母液，使管道始终保持通畅。本实用新型对所述反冲洗装置没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的反冲洗装置即可。

本实用新型提供的系统优选还包括流量计、压力表和pH计传感器，以便于系统的实现自动化控制，所述流量计用于液体流量的监测，压力表用于监测管道压力，pH计传感器用于监测脱硫脱硝脱碳塔内吸收液的pH值。本实用新型对所述流量计、压力表和pH计传感器的具体位置没有特殊要求，安装至本领域技术人员熟知的位置，能够实现上述功能即可。

在应用过程中，所述小苏打母液来自天然碱制备小苏打工艺中的离心工序，所述小苏打母液的主要成分为碳酸钠和碳酸氢钠，还含有少量的硫酸钠和氯化钠，小苏打母液自小苏打母液入口进入小苏打母液湿分解塔(1)中，在蒸汽作用下发生湿分解，将其中的碳酸氢钠转化为碳酸钠，提高母液中碳酸钠的含量，湿分解所得湿分解液的主要成分为碳酸钠以及少量的碳酸氢钠，湿分解产生的CO2从CO2出口中排出，排出的CO2可引入压缩工序，用于小苏打的生产。

湿分解液自小苏打母液湿分解塔(1)的湿分解液出口流出，然后经过泵(9)自脱硫脱硝脱碳塔(2)的吸收液入口流入，除尘后的烟气自烟气入口进入脱硫脱硝脱碳塔(2)中，湿分解液与烟气进行逆流接触，二者在逆流接触过程中发生反应，达到脱硫脱硝脱碳的效果。在脱硫脱硝脱碳塔中发生的反应如下：

Na2CO3+H2SO3→Na2SO3+H2O+CO2↑

Na2CO3+CO2+H2O→2NaHCO3

2NaHCO3+H2SO3→Na2SO3+2H2O+2CO2↑

Na2SO3再与过剩的SO2反应

Na2SO3+H2SO3→2NaHSO3

当Na2SO3全部变为NaHSO3时，不再继续吸收SO2，此时塔内发生如下反应：

2NO2+H2O→HNO3+HNO2

HNO2不稳定，受热迅速分解：

3HNO2→HNO3+2NO+H2O

2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2↑

NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2↑

通过上述一系列反应，烟气中的SO2、NOX和CO2被脱除。

处理后的湿烟气自湿烟气出口排出，进入烟气换热器(3)中进行换热，换热后的半干烟气经过烟囱排入大气。

在本实用新型中，所述天然碱碱液补充装置以天然碱为原料，块状天然碱经天然碱化碱平台及斜板(7)进入天然碱化碱桶(8)中进行溶化，得到混碱液，混碱液经泵(9)进入澄清桶中进行澄清，澄清后的天然碱清碱液自吸收液入口进入脱硫脱硝脱碳塔(2)中，天然碱化碱桶和澄清桶中产生的少量污泥回湖筑坝。天然碱清碱液的主要成分为碳酸钠，本实用新型利用天然碱碱液补充装置向系统中补入碱液，当小苏打母液成分不稳定时，则向系统中补入天然碱清碱液，从而使整个脱硫脱硝脱碳过程更加稳定可控。

天然碱清碱液和湿分解液在脱硫脱硝脱碳塔中反应完成后自反应完成液出口流出，反应完成液的主要成份包括Na2SO4、Na2SO3、NaHSO3、NaHCO3、NaNO2以及NaNO3，反应完成液进入板框压滤机中进行压滤，压滤后的滤液为含有NaHCO3细小结晶的溶液(即循环液)，经泵(9)自循环液入口进入小苏打母液湿分解塔中，实现循环利用。压滤后的滤余物包括Na2SO4、Na2SO3、NaHSO3、NaNO2、NaNO3，以及少量NaHCO3，可用于制备各类化工产品。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。