一种烟气污染物联合脱硫脱硝的系统及方法与流程

本发明涉及一种为工业锅炉、生物质电厂、垃圾焚烧厂等行业废气进行综合治理的烟气净化工艺，具体涉及一种烟气污染物联合脱硫脱硝的系统及方法。

背景技术：

我国约燃煤电厂大部分已实现超低排放，污染物治理达到世界领先水平。相比之下，冶金、焦化、工业锅(窑)炉、生物质电厂、垃圾焚烧电厂等行业污染物治理水平相对落后，是我国下一步环境治理的重点。燃煤电厂现在一般采用石灰石-石膏湿法脱硫+静电除尘+选择性催化还原(scr)脱硝的方式，工艺复杂，投资和运行成本高，不适于在中小锅炉推广应用。同时，工业锅炉运行工况复杂，受温度窗口限制，现有scr、sncr难以满足长期稳定运行需求，生物质电厂、垃圾焚烧厂等烟气成分复杂，含有大量碱金属，造成催化剂中毒，导致scr脱硝技术无法使用。因此，低温脱硝技术是非电行业烟气治理的迫切需求。

低温scr催化剂在我国已有工程应用，但受烟气中so2影响大，难以长期稳定运行，催化剂成本高，且运行温度一般在180℃以上，能耗较高。活性焦烟气净化技术高效脱硫的同时，可实现低温脱硝(80～150℃)，并可以实现硫资源化，不存在“烟羽现象”等视觉污染，在我国烟气污染治理领域有很大的推广应用前景。截止目前，已有30余台(套)运行业绩，最大规模为太原钢铁厂600m²烧结机。

现有活性焦烟气净化技术一般采用移动床吸附+加热再生工艺，该工艺复杂，运行过程中，活性焦产生烧失和磨损，且产生较大的再生能耗，导致运行成本较高，无法在中小锅炉推广应用。针对中小锅炉烟气治理需求，提出改进的烟气污染治理工艺，简化工艺，降低投资和运行成本，对解决中小锅炉污染治理问题具有重要的意义。

技术实现要素：

为解决现有活性焦烟气净化存在的问题，适应中小锅炉烟气治理需求，本发明提出一种烟气污染物联合脱硫脱硝的系统及方法，采用固定床吸附+水洗再生+低温还原的烟气综合净化工艺和方法，具有如下特点：可实现多种污染物综合净化、污染物脱除效率高、工艺简单、运行成本低等特点。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种烟气污染物联合脱硫脱硝的系统，包括多个并联设置的吸附再生塔1，每个吸附再生塔1的烟气进出口均设置烟气挡板门2，吸附再生塔1采用固定床形式，塔内装填吸附剂3，每个吸附再生塔1顶部设置再生喷淋装置4；并联后的吸附塔再生底部设置有多个再生池5形成梯级再生池，再生池5上部设置过滤层6，再生池5顶部设置再生液入口循环管道，通过水洗阀门与并联后的吸附再生塔底部再生液出口连通，再生池5底部设置再生液出口循环管道，经循环泵7和水洗阀门与再生喷淋装置4连通，再生后，浓度最高的稀硫酸再生池与酸罐8连通，再生前，远离酸罐8的再生池5内装有自来水；吸附再生塔1的烟气出口通过烟道与还原系统的还原段13入口连通，还原系统还包括设置在还原段13内的喷氨格栅11、与喷氨格栅11依次连接的氨气蒸发器10和氨罐9，将氨气喷入还原段13内，还原系统的还原段13出口经烟道与烟囱14连通。

所述的吸附再生塔1为单元制，多台吸附，1～2台再生，循环进行吸附和再生。

所述吸附剂3为炭基吸附材料，形状为圆柱形，直径为4～10mm。

所述的还原系统的还原段13中采用的还原剂为改性炭基吸附剂，形状为圆柱形，直径4～10mm。

所述的还原段13的烟气入口段设置预处理段12，预处理段还原剂为未改性炭基吸附材料。

所述的一种烟气污染物联合脱硫脱硝的系统进行脱硫脱硝的方法，通过控制吸附再生塔1进口处的烟气挡板门2，使得除尘后的烟气首先进入一部分吸附再生塔1中，在炭基吸附材料作用下，脱除烟气中so2、hg、so3、hcl和hf，当这部分吸附再生塔吸附饱和后，关断这部分吸附再生塔进出口的挡板门2，同时开启这部分吸附再生塔进出口水洗阀门，启动循环泵7进行梯级水洗再生，多个再生池5内装有浓度依次降低的硫酸，再生过程中，首先用高浓度硫酸对吸附再生塔1进行洗涤，然后按照浓度从高到底的顺序，依次洗涤，洗涤后各再生池5中硫酸浓度逐渐升高，硫酸浓度最高的再生池5中硫酸达到一定浓度后，存储于酸罐8中，浓度较低再生池5的硫酸依次打入浓度较高的再生池5中；经吸附段净化后的烟气进入还原系统的还原段13，首先与氨气混合，在改性炭基吸附剂的催化作用下，在80～150℃范围内，进一步将nox还原为n2，净化后的烟气进入烟囱14排放；

在关断吸附饱和后的吸附再生塔1进出口的挡板门2的同时开启另一部分吸附再生塔1进出口的挡板门2，使得除尘后的烟气进入此部分吸附再生塔1中，脱除烟气中so2、hg、so3、hcl和hf，当此部分吸附再生塔吸附饱和后，关断此部分吸附再生塔进出口的挡板门2；如此反复，实现系统连续的吸附和再次过程。

本发明和现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明烟气污染物联合脱硫脱硝的系统及方法，采用固定床吸附+水洗再生+低温还原的污染物处理工艺，与现有移动床吸附相比，不需要设置加热解析系统和制酸系统，工艺简单，投资成本低。

2、本发明烟气污染物联合脱硫脱硝的系统及方法，采用固定床吸附+水洗再生工艺，与现有移动床吸附相比，再生过程不需要能耗，吸附剂不会产生烧失和磨损，系统运行成本低。

3、本发明烟气污染物联合脱硫脱硝的系统及方法，不产生吸附剂的损耗，运行成本与吸附剂价格关系不大。因此，污染物脱除工艺中，可适当增加吸附剂性能，提高吸附剂性能，进而保证污染物脱除性能。

4、本发明烟气污染物联合脱硫脱硝的系统及方法，采用改性炭基吸附剂作为低温催化剂，同时将脱硝系统放置在脱硫吸附系统后，避免了so2浓度对脱硝过程产生影响，保证了脱硝系统运行的稳定性。

5、本发明烟气污染物联合脱硫脱硝的系统及方法，脱硫和脱硝过程均采用固定床，与现有移动床相比，避免了因炭基吸附剂磨损产生二次粉尘，提升了系统的综合除尘效率。

附图说明

图1为本发明烟气污染物联合脱硫脱硝工艺及方法系统图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，本发明一种烟气污染物联合脱硫脱硝的系统，包括多个并联设置的吸附再生塔1，每个吸附再生塔1的烟气进出口均设置烟气挡板门2，吸附再生塔1采用固定床形式，塔内装填吸附剂3，每个吸附再生塔1顶部设置再生喷淋装置4；并联后的吸附塔再生底部设置有多个再生池5形成梯级再生池，再生池5上部设置过滤层6，再生池5顶部设置再生液入口循环管道，通过水洗阀门与并联后的吸附再生塔底部再生液出口连通，再生池5底部设置再生液出口循环管道，经循环泵7和水洗阀门与再生喷淋装置4连通，再生后，浓度最高的稀硫酸再生池与酸罐8连通，再生前，远离酸罐8的再生池5内装有自来水；吸附再生塔1的烟气出口通过烟道与还原系统的还原段13入口连通，还原系统还包括设置在还原段13内的喷氨格栅11、与喷氨格栅11依次连接的氨气蒸发器10和氨罐9，将氨气喷入还原段13内，还原系统的还原段13出口经烟道与烟囱14连通。。

作为本发明优选的实施方式，所述的吸附再生塔1为单元制，多台吸附，1～2台再生，循环进行吸附和再生。

作为本发明的优选实施方式，所述吸附剂3为高性能炭基吸附材料，形状为圆柱形，直径4～10mm。

作为本发明的优选实施方式，所述的还原系统采用的还原剂为改性炭基吸附剂，形状为圆柱形，直径4～10mm。

作为本发明的优选实施方式，所述的还原段13的烟气入口段设置预处理段12，预处理段还原剂为未改性炭基吸附材料。

如图1所示，本发明烟气污染物联合脱硫脱硝的系统进行脱硫脱硝的方法，通过控制吸附再生塔1进口处的烟气挡板门2，使得除尘后的烟气首先进入一部分吸附再生塔1中，在炭基吸附材料作用下，脱除烟气中so2、hg、so3、hcl和hf，当这部分吸附再生塔吸附饱和后，关断这部分吸附再生塔进出口的挡板门2，同时开启这部分吸附再生塔进出口水洗阀门，启动循环泵7进行梯级水洗再生，多个再生池5内装有浓度依次降低的硫酸，再生过程中，首先用高浓度硫酸对吸附再生塔1进行洗涤，然后按照浓度从高到底的顺序，依次洗涤，洗涤后各再生池5中硫酸浓度逐渐升高，硫酸浓度最高的再生池5中硫酸达到一定浓度后，存储于酸罐8中，浓度较低再生池5的硫酸依次打入浓度较高的再生池5中；经吸附段净化后的烟气进入还原系统的还原段13，首先与氨气混合，在改性炭基吸附剂的催化作用下，在80～150℃范围内，进一步将nox还原为n2，净化后的烟气进入烟囱14排放；

在关断吸附饱和后的吸附再生塔1进出口的挡板门2的同时开启另一部分吸附再生塔1进出口的挡板门2，使得除尘后的烟气进入此部分吸附再生塔1中，脱除烟气中so2、hg、so3、hcl和hf，当此部分吸附再生塔吸附饱和后，关断此部分吸附再生塔进出口的挡板门2；如此反复，实现系统连续的吸附和再次过程。

采用本发明系统，工艺简单，投资很运行成本低，污染物脱除效率高，so2脱除效率大于98％，nox脱除效率＞80％，so3，hcl、hf的脱除效率大于98％，重金属hg的脱除效率大于90％，除尘效率大于80％。