烟气协同处理系统及烟气协同处理方法与流程

本发明涉及烟气净化，具体涉及一种烟气协同处理系统及烟气协同处理的方法。

背景技术：

1、目前烟气nox、so2以及co2等污染物处理技术多为针对单一污染物的独立处理过程。以so2处理为例，主要有湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫，其中以石灰石为脱硫剂的石灰石-石膏湿法脱硫应用较为普遍，市场占有率也相对较高，该法依靠生石灰制浆后，在脱硫塔内进行循环喷淋，喷淋循环时伴随塔底浆液强制氧化过程，随后将氧化产物提纯后进行石膏生产。nox的处理则采用氨法选择性催化还原法，利用脱硝催化剂将nox还原为氮气，该方法要求催化剂在合适的温度区间进行反应，同时要求催化剂具有较高的选择性、抗中毒性及机械耐磨性等特点，实际运行过程成本较高。此外，对电力、钢铁、水泥等高浓度co2排放行业而言，减少企业生产过程中co2排放迫在眉睫，目前仅以mea等有机胺类为基础的化学吸收方法适用于大规模烟气co2的捕集，该方法成本高、系统复杂，再生解吸能耗经济性不高等不利因素制约着技术跨行业的大范围应用。随碳捕集规模进一步扩大，碳捕集系统高能耗使机组经济性下降以及与机组深度耦合运行带来的问题不容忽视。目前尚缺少一种针对含有nox、so2以及co2的烟气的协同处理系统及协同处理方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的烟气脱除技术独立分散的问题，提供一种烟气协同处理系统及烟气协同处理的方法，该系统的整体集成度高，可实现烟气中nox、so2以及co2的协同处理，并获得高品质石膏材料以及回收高纯度co2。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种烟气协同处理系统，该系统包括沿物料走向依次连通的捕获塔、絮降池、旋流分离器和再生罐；所述捕获塔具有烟气进口、排气口和浆料入口，所述捕获塔的内部上方设置有喷淋管，所述捕获塔的内部下方设置有浆池，所述浆料入口用于向所述浆池中注入浆料；所述捕获塔还设置有循环泵，所述循环泵用于将所述浆池内的浆料循环输送至所述喷淋管中进行循环喷淋；所述捕获塔的内部设置有加热器，所述捕获塔的底部设置有若干个曝气口，所述曝气口用于向所述捕获塔内通入臭氧，所述臭氧和烟气与所述浆料在所述捕获塔内进行反应；所述烟气中含有nox、so2和co2。

3、优选地，所述曝气口的数目为3-6个。

4、优选地，若干个所述曝气口按照同心圆排列在所述捕获塔的底部。

5、优选地，所述絮降池的底部相对于水平面倾斜布置。

6、优选地，所述絮降池的底部与水平面之间的夹角θ为5°-10°。

7、优选地，所述旋流分离器包括第一旋流分离器、第二旋流分离器和第三旋流分离器。

8、优选地，所述第一旋流分离器的底部出料口与所述第二旋流分离器的进料口连接，所述第二旋流分离器的底部出料口与所述第三旋流分离器的进料口连接。

9、优选地，所述第一旋流分离器的顶部出料口、所述第二旋流分离器的顶部出料口和所述第三旋流分离器的顶部出料口分别与所述喷淋管连接。

10、优选地，该系统还包括压缩机，所述压缩机与所述再生罐的顶部连接，所述压缩机用于压缩来自所述再生罐中的co2。

11、优选地，该系统还包括喷淋头和负压转送带，所述喷淋头用于将来自所述再生罐中的石膏悬浮液喷淋至所述负压转送带上。

12、本发明第二方面提供一种烟气协同处理方法，该方法在上述烟气协同处理系统中实施，该方法包括以下步骤：

13、（1）从所述浆料入口向所述浆池中注入浆料，通过循环泵将所述浆池内的浆料循环输送至所述喷淋管中进行循环喷淋；

14、（2）从所述烟气进口向所述捕获塔中通入烟气，从所述曝气口向所述捕获塔中通入臭氧，所述臭氧和所述烟气与所述浆料在所述捕获塔内进行反应，得到反应物料；所述捕获塔的内部设置有加热器，所述烟气中含有nox、so2和co2；

15、（3）所述反应物料输送至絮降池中进行沉降，然后输送至所述旋流分离器中进行旋流分离，接着再输送至所述再生罐中进行反应，得到co2和石膏悬浮液；所述再生罐中装有硫酸溶液。

16、优选地，在步骤（2）中，所述反应的温度为40-70℃。

17、优选地，在步骤（3）中，所述硫酸溶液的浓度为20-40wt.%。

18、优选地，在步骤（3）中，所述反应的条件包括：温度为30-40℃，时间为15-30min。

19、优选地，所述浆料为ca(oh)2悬浮液。

20、优选地，所述ca(oh)2悬浮液的浓度为6-8wt.%。

21、优选地，所述ca(oh)2悬浮液、烟气和臭氧的体积比为1：（23.33-23.34）：（0.51-0.52）。

22、通过上述技术方案，在捕获塔的底部设置若干个曝气口，从曝气口向捕获塔内通入臭氧，烟气中含有的nox、so2以及co2可以与浆料和臭氧发生一系列的反应，以实现烟气中nox、so2以及co2的协同处理，并在再生罐内获得高品质石膏材料以及co2，co2干燥之后可获得高纯co2。

技术特征：

1.一种烟气协同处理系统，其特征在于，该系统包括沿物料走向依次连通的捕获塔（1）、絮降池（2）、旋流分离器（3）和再生罐（4）；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述曝气口（12）的数目为3-6个；

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述絮降池（2）的底部相对于水平面倾斜布置；

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旋流分离器（3）包括第一旋流分离器（31）、第二旋流分离器（32）和第三旋流分离器（33）；

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括压缩机（5），所述压缩机（5）与所述再生罐（4）的顶部连接，所述压缩机（5）用于压缩来自所述再生罐（4）中的co2。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括喷淋头（6）和负压转送带，所述喷淋头（6）用于将来自所述再生罐（4）中的石膏悬浮液喷淋至所述负压转送带上。

7.一种烟气协同处理方法，该方法在权利要求1-6中任意一项所述的烟气协同处理系统中实施，其特征在于，该方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述反应温度为40-70℃。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述硫酸溶液的浓度为20-40wt.%；

10.根据权利要求7-9所述的方法，其特征在于，所述浆料为ca(oh)2悬浮液；

技术总结
本发明涉及烟气净化技术领域，公开了一种烟气协同处理系统及烟气协同处理的方法，该系统包括沿物料走向依次连通的捕获塔、絮降池、旋流分离器和再生罐；所述捕获塔具有烟气进口、排气口和浆料入口，所述捕获塔的内部上方设置有喷淋管，所述捕获塔的内部下方设置有浆池，所述浆料入口用于向所述浆池中注入浆料；所述捕获塔还设置有循环泵，所述循环泵用于将所述浆池内的浆料循环输送至所述喷淋管中进行循环喷淋；所述捕获塔的内部设置有加热器，所述捕获塔的底部设置有若干个曝气口，所述曝气口用于向所述捕获塔内通入臭氧，所述臭氧和烟气与所述浆料在所述捕获塔内进行反应；所述烟气中含有NO<subgt;x</subgt;、SO<subgt;2</subgt;和CO<subgt;2</subgt;。

技术研发人员：常林,余学海,韩涛,张帅,刘毅,赵瑞,史晓宏,徐冬,冯蕾,冯白阳
受保护的技术使用者：国家能源集团新能源技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6