一种双回路烟气净化的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种双回路烟气净化的装置及方法。除尘后的烟气经换热器换热后，进入第一级吸收塔内酸碱中和吸收SO2、CO2、HCl和HBr，然后烟气进入第二级吸收塔进行多污染物氧化反应，将烟气中的NO转变为高价态NOx，将Hg0氧化为Hg2+，NOx、Hg2+被吸收脱除，同时SO2、CO2、HCl和HBr进一步被吸收脱除；一级吸收废液上清液与第二级吸收液混合作为第二级吸收塔的吸收液，二次利用的同时强化第二级的吸收，一级吸收废液的沉淀和二级吸收废液进入液固分离器进行液固分离，固相经干燥、结晶得到腐植酸晶体，液相被输送至换热器经烟气余热加热干燥析出盐类，包括硫酸钾、硝酸钾、亚硝酸钾、碳酸钾等农业化肥，实现产物资源化利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于烟气净化
，特别涉及一种双回路烟气净化的装置及方法。
技术介绍
近年来，由于电站锅炉、工业锅炉和民用锅炉的数量大幅提高，导致燃煤烟气污染物排放量呈现爆发式增长，导致我国雾霾频发，严重危害了人民健康和生态环境。燃煤烟气污染物主要包括颗粒物、SO2、NOx、少量的HCl和HBr、痕量重金属(Hg、As等)等，并且燃煤烟气中也包含了大量的温室气体如CO2和VOCs。针对以上污染物，绝大多数工业锅炉和民用锅炉均没有成熟的烟气污染控制技术。电站锅炉对上述大部分污染物均采取了有效的控制措施，其中，主流脱硫技术为湿式石灰石-石膏工艺(WFGD)，该工艺具有技术成熟、脱硫效率较高、煤种适应范围宽、处理烟气量大等优点，但存在系统复杂、能耗高等不足，并且95％的脱硫效率无法满足特别地区50mg/m3的排放浓度限值。主要的脱硝技术为选择性催化还原脱硝(SCR)技术，但传统SCR催化剂存在成本高、寿命短的问题，并且氨逃逸、催化剂中毒和废弃催化剂难处理等也成为SCR脱硝技术发展的瓶颈。活性炭吸附脱汞方法为目前通用的脱汞方法，但其存在成本高、废弃活性炭难以回收利用等问题。针对CO2，国内少数电厂加装了醇胺或离子液体吸收再生装置来进行脱碳处理。而对于超细颗粒物，目前主要采用湿式电除尘器来进一步提高收尘效率。上述技术对各自污染物均有相当的脱除效率，在一定程度上满足了当下排放标准，但这种串联式分级处理方式存在占地面积大、系统运行稳定性较差、设备能耗偏高和二次污染等诸多问题。因此，研发新兴的燃煤烟气多污染物协同脱除技术是我国能源行业可持续发展的需要。近年来，众多超低排放技术得到推广应用，其在单一污染物高效脱除或多种污染物协同脱除方面实现了突破，如传统双回路系统可提高脱硫效率和细粒子捕集效率，实现SO2和颗粒物超低排放，然而该系统对燃煤烟气中其他污染物的控制较少。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术拟对传统双回路系统进行优化改进，力求通过优化双回路系统实现燃煤烟气中多污染物的高效、协同脱除及资源化利用，进而避免原有SCR脱硝系统、活性炭注入脱汞系统、离子液体碳捕集系统和尾部湿式电除尘器等串联式分级布置烟气污染物控制系统存在的问题。基于此，本专利技术提供了一种双回路烟气净化的装置及方法。一种双回路烟气净化的装置，火电厂静电除尘器1的烟气出口经烟气管道8与第一级吸收塔3的烟气入口相连，第一级吸收塔3的烟气出口经增压风机4与第二级吸收塔5的烟气入口相连，第二级吸收塔5的烟气出口经高效除雾器连接至烟囱；所述第一级吸收塔3的废液出口连通至混合罐6，混合罐6的液相出口连通至第二级吸收塔5的吸收液入口，混合罐6的固相出口和第二级吸收塔5的废液出口分别连通至液固分离装置7，所述液固分离装置7的液相出口连通至换热器2的入口，所述换热器2设置在烟气管道8内。所述换热器2为单管程结构，包括左右两端的盘管21和中部的直管22。所述第一级吸收塔3和第二级吸收塔5均为喷淋塔。一种双回路烟气净化的方法，经静电除尘器1除尘后的热烟气经换热器2换热后，进入第一级吸收塔3，由第一级吸收液酸碱中和吸收烟气中的SO2、CO2、HCl和HBr，然后烟气经增压风机4增压后进入第二级吸收塔5；第一级吸收塔3的废液进入混合罐6中进行液固分离，液相与第二级吸收液在混合罐6中混合形成复合吸收液，复合吸收液进入第二级吸收塔5内对烟气进行多污染物氧化反应，将烟气中的NO转变为高价态的NOx，将Hg0氧化为Hg2+，NOx、Hg2+被吸收脱除，同时SO2、CO2、HCl和HBr进一步被吸收脱除，最后，烟气经高效除雾器除雾后，由烟囱排入大气；混合罐6的固相和第二级吸收塔5的废液分别被输送至液固分离装置7，经液固分离装置7进行液固分离，固相经干燥、结晶得到腐植酸晶体，液相被输送至换热器2，在烟气管道8内经烟气余热加热干燥析出钠盐、钾盐和汞盐；所述第一级吸收液为质量浓度为8-12wt％的腐植酸钾溶液，pH为10-12；所述第二级吸收液为含有腐植酸钾和氯系氧化剂的混合溶液，以质量浓度计，腐植酸钾为4-8wt％，氯系氧化剂为0.1-0.5wt％的亚氯酸钠和/或1-3wt％的次氯酸钠，第二级吸收液的pH为8-9。第一级吸收塔3，入口烟气温度为80-100℃；液气比为10-15L/m3；反应温度为60-70℃；烟气停留时间为2-3s。第二级吸收塔5，入口烟气温度为60-80℃；液气比为8-12L/m3；反应温度为45-55℃；烟气停留时间为4-5s。所述换热器2的液相入口温度为110-140℃。所述第一级吸收塔废液的标志性产物为腐殖酸、亚硫酸钾、碳酸钾、氯化钾、溴化钾；第二级吸收塔废液的标志性产物为腐殖酸、硫酸钾、碳酸钾、氯化汞、溴化汞、硝酸钾和亚硝酸钾等。其中腐殖酸通过分离、干燥、结晶获得；硫酸钾、硝酸钾、亚硝酸钾、碳酸钾均为农业生产常用化肥，通过烟气余热加热干燥获得。本专利技术反应机理：第一级吸收液为高浓度腐植酸钾溶液，主要同烟气中的SO2、CO2、HCl和HBr发生酸碱中和反应，在强碱性环境下对SO2、CO2、HCl和HBr进行一次吸收而降低其浓度，吸收效率分别达到90％、40％、80％和70％以上，从而减少SO2等还原性气体对二级氧化吸收反应的影响；其反应机理如下：2HA-K+H2O+SO2→SO3－+2H++2K++2A－→K2SO3+2HA↓2HA-K+H2O+CO2→CO3－+2H++2K++2A－→K2CO3+2HA↓HA-K+H2O+HCl→Cl－+H++K++A－→KCl+HA↓HA-K+H2O+HBr→Br－+H++K++A－→KBr+HA↓第二级吸收液同一级吸收废液的滤液混合，得到的复合吸收液在弱碱性环境下对NO和Hg0进行氧化吸收反应，对NO和Hg0高效脱除，主要存在以下反应历程：(1)氯系氧化剂将NO氧化为NO2、NO3和N2O5，将Hg0氧化为Hg2+；(2)一级吸收废液中的Cl－和Br－同氯系氧化剂发生反应进而强化脱汞过程；(3)腐植酸钾同高价态NOx发生强吸收反应；(4)一级吸收废液中的亚硫酸盐同高价态NOx发生共吸收反应从而强化脱硝过程；(5)二级氧化吸收反应进一步强化吸收烟气中残留的SO2、CO2、HCl和HBr，从而提高脱除效率，脱硝效率达到80％-85％，脱汞效率达到85％-90％；同时，对SO2、CO2、HCl和HBr四种气体的强化脱除效率分别增至97％-99％，46％-48％，87％-91％和78％-83％。反应机理如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双回路烟气净化的装置，其特征在于，静电除尘器(1)的烟气出口经烟气管道(8)与第一级吸收塔(3)的烟气入口相连，第一级吸收塔(3)的烟气出口经增压风机(4)与第二级吸收塔(5)的烟气入口相连，第二级吸收塔(5)的烟气出口经高效除雾器连接至烟囱；所述第一级吸收塔(3)的废液出口连通至混合罐(6)，混合罐(6)的液相出口连通至第二级吸收塔(5)的吸收液入口，混合罐(6)的固相出口和第二级吸收塔(5)的废液出口分别连通至液固分离装置(7)，所述液固分离装置(7)的液相出口连通至换热器(2)的入口，所述换热器(2)设置在烟气管道(8)内。

【技术特征摘要】
1.一种双回路烟气净化的装置，其特征在于，静电除尘器(1)的烟气出口经烟气管道
(8)与第一级吸收塔(3)的烟气入口相连，第一级吸收塔(3)的烟气出口经增压风机(4)与第
二级吸收塔(5)的烟气入口相连，第二级吸收塔(5)的烟气出口经高效除雾器连接至烟囱；
所述第一级吸收塔(3)的废液出口连通至混合罐(6)，混合罐(6)的液相出口连通至第
二级吸收塔(5)的吸收液入口，混合罐(6)的固相出口和第二级吸收塔(5)的废液出口分别
连通至液固分离装置(7)，所述液固分离装置(7)的液相出口连通至换热器(2)的入口，所述
换热器(2)设置在烟气管道(8)内。
2.根据权利要求1所述一种双回路烟气净化的装置，其特征在于，所述换热器(2)为单
管程结构，包括左右两端的盘管(21)和中部的直管(22)。
3.根据权利要求1所述一种双回路烟气净化的装置，其特征在于，所述第一级吸收塔
(3)和第二级吸收塔(5)均为喷淋塔。
4.权利要求1-3任一权利要求所述一种双回路烟气净化的装置净化烟气的方法，其特
征在于，经静电除尘器(1)除尘后的热烟气经换热器(2)换热后，进入第一级吸收塔(3)，由
第一级吸收液酸碱中和吸收烟气中的SO2、CO2、HCl和HBr，然后烟气经增压风机(4)增压后进
入第二级吸收塔(5)；
第一级吸收塔(3)的废液进入混合罐(6)中进行液固分离，液相与第二级吸收液在混合
罐(6)中混合形成复合吸收液，复合吸收液进入第二级吸收塔(5)内对烟气进行多...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝润龙，赵毅，袁博，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北;13