一种烟气脱硫脱硝及资源化利用的系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种烟气脱硫脱硝及资源化利用的系统，包括依次连接的制氧系统、臭氧发生系统和烟气氧化及资源化再生系统；所述制氧系统包括依次连接的空气压缩机、冷冻干燥机、过滤器和制氧机，以及必要的气体缓冲罐；制氧系统制得的氧气连接臭氧发生系统；所述臭氧发生系统包括臭氧发生器；所述臭氧发生系统制得的臭氧连接烟气氧化及资源化再生系统；本实用新型专利技术可实现从常压空气作为原料出发，制氧，再利用氧气制备的同时完成烟气脱硫脱硝，减少设备投资，同时简化系统工艺，后续利用离子交换树脂和碱液，整合整个流程，实现硫氮元素的资源化利用，并充分利用系统产生的溶液，实现离子交换纤维和离子交换树脂的再生。离子交换纤维和离子交换树脂的再生。离子交换纤维和离子交换树脂的再生。

【技术实现步骤摘要】
一种烟气脱硫脱硝及资源化利用的系统


[0001]本技术涉及烟气脱硫脱硝技术，尤其涉及一种利用高级氧化实现烟气脱硫脱硝并进行资源化的系统，属于环保


技术介绍

[0002]随着我国经济的快速发展，工厂如雨后春笋般拔地而起，但是在推动我国经济发展的同时，对环境造成的伤害也越来越大，其中二氧化硫(SO2) 和氮氧化物(NO
x
)是最主要的污染物。二氧化硫和氮氧化物属于酸性气体，排放到大气中后会形成酸雨，酸雨落到地面上会导致水体酸化、土壤贫化、灼伤毁坏农作物和森林、腐蚀建筑物影响建筑物安全等严重问题。随着国家环保标准日益严格，二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NO
x
)的排放限值一步步降低，也相应出现了一些脱硫脱硝技术。现阶段主要的脱硫技术为湿法喷淋脱硫，采用碱性的脱硫剂制成溶液，雾化后喷入烟气中，与烟气中的二氧化硫接触，发生酸碱中和反应，以达到脱除二氧化硫的效果。该方法的优点是脱硫效率高，但必须要将烟气温度降低到60～80℃，并且会产生大量的脱酸废水，能耗较高。现阶段的主要脱硝技术为选择性催化还原(SCR)脱硝技术和选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术。SCR脱硝技术的优点是脱硝效率高，但缺点也很明显，必须使用昂贵的脱硝催化剂，而且催化剂受二氧化硫等酸性气体的影响较大，必须先脱硫再脱硝。SNCR脱硝技术的优点是工艺简单，投资少，但是必须要在高温下进行，且脱硝效率低，氨逃逸率大。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于，针对上述烟气脱硫脱硝产生大量废液及处理成本昂贵的问题，提出一种烟气脱硫脱硝及资源化的系统，以实现低成本烟气脱硫脱硝，并对其中的硫氮元素实现资源化利用。
[0004]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0005]本技术的技术目的是提供一种烟气脱硫脱硝及资源化的系统，包括依次连接的制氧系统、臭氧发生系统和烟气氧化及资源化再生系统；
[0006]所述制氧系统包括依次连接的空气压缩机、气液分离器、冷冻干燥机、过滤器和制氧机，以及必要的气体缓冲罐；制氧系统制得的氧气连接臭氧发生系统；
[0007]所述臭氧发生系统包括臭氧发生器；所述臭氧发生系统制得的臭氧连接烟气氧化及资源化再生系统；
[0008]所述烟气氧化及资源化再生系统包括依次连接的烟气冷却器、静态混合器、离子交换设备、废液池、压滤机、离子交换树脂柱和再生液配制池，其中所述臭氧发生系统制得的臭氧连接静态混合器，所述废液池的上清液出液口和所述压滤机的上清液出液口均连接离子交换树脂，所述再生液配制池的出口连接离子交换设备的入口。
[0009]进一步地，作为更具体的实施方式，所述制氧系统包括依次连接的空气压缩机、压缩空气缓冲罐、气液分离器、冷冻式干燥机、精密过滤器、空气纯化干燥机、粉尘精滤器、洁
净压缩空气缓冲罐和制氧机。
[0010]进一步地，所述臭氧发生系统还包括与臭氧发生器连接的换热器，用于与臭氧发生器的冷却介质换热。
[0011]进一步地，所述离子交换设备还连接引风机，将得到的洁净烟气吸出排放。
[0012]进一步地，所述离子交换设备内装填离子交换纤维，是一种纤维状离子交换材料，具有独特的化学及物理吸附和分离功能，与电解质溶液接触时，纤维上的离子能跟溶液里的离子做有选择性的交换。烟气中的三氧化硫、二氧化氮和五氧化二氮溶于水后生成SO
42
‑
和NO3‑
，以离子交换方式被吸收，得到洁净烟气。
[0013]进一步地，所述废液池还设置液体入口，通过此液体入口通入Ca(OH)2溶液。
[0014]进一步地，所述离子交换树脂柱内装有Na
+
型阳离子交换树脂和OH
‑
型阴离子交换树脂。
[0015]本技术还公开了一种具体的实施方式以利用上述系统进行烟气脱硫脱硝及资源化的方法，但并不构成对本技术结构的限制，所述方法包括以下步骤：
[0016](1)制氧：将常压空气通过空气压缩机压缩，进行气液分离，除去大部分的液态油、水和尘埃后，再通过冷冻式干燥机进行冷冻干燥，降低其露点，并通过精密过滤器过滤降低其含油量和含尘量，并进一步通过空气纯化干燥机和粉尘精滤器的处理得到洁净压缩空气，以制氧机进行制氧；
[0017](2)制臭氧：利用步骤(1)得到的洁净氧气通过臭氧发生器制臭氧；
[0018](3)烟气的净化：通过烟气冷却器将烟气降温至70℃以下，静态混合器内与步骤(2)的臭氧混合，臭氧将烟气中的二氧化硫氧化成三氧化硫，将一氧化氮氧化成二氧化氮和五氧化二氮，然后将反应后的气体利用离子交换设备的离子交换纤维进行离子交换处理，三氧化硫和氧化后的氮氧化物被吸收下来，得到洁净烟气，烟气中的三氧化硫和氮氧化物的含量满足超低排放要求，进行排放；
[0019](4)元素资源化及再生：离子交换纤维的再生；置换下来的再生废液中含Na
+
、SO
32
‑
、SO
42
‑
和NO3‑
，进入废液池，向其中加入Ca(OH)2溶液生成泥浆，静置沉淀后，分离，带水沉淀物进入压滤机压滤，固体产物作为石膏回收，废液池的上清液和压滤机压滤后的液体含Ca
2+
和NO3‑
，进入离子交换树脂柱，分别经过Na
+
型阳离子交换树脂和OH
‑
型阴离子交换树脂作用脱除Ca
2+
和NO3‑
，处理后的液体为NaOH溶液，作为配制离子交换纤维再生液的原料进入再生液配制池使用；吸附了NO3‑
的OH
‑
型阴离子交换树脂用2倍树脂体积的4％的NaOH溶液进行再生，得到NaNO3溶液作为再生剂，利用其对吸附了Ca
2+
的Na
+
阳离子交换树脂进行再生，得到Ca(NO3)2溶液，从离子交换树脂柱出料，作为叶肥使用。
[0020]本技术的烟气脱硫脱硝及资源化的系统，与现有技术相比较具有以下优点：
[0021]1)以常压空气为原料，可同时完成烟气脱硫脱硝，减少设备投资，简化系统工艺。
[0022]2)资源化再生过程使用的离子交换纤维和离子交换树脂可再生，不属于消耗品。
[0023]3)对烟气中脱除的硫、氮元素做到资源化处理，整个过程不产生废水或其他废弃物。
附图说明
[0024]图1为实施例1的烟气脱硫脱硝及资源化的系统；
[0025]其中：1.空气压缩机，2.压缩空气缓冲罐，3.气液分离器，4.冷冻式干燥机， 5.精密过滤器，6.空气纯化干燥机，7.粉尘精滤器，8.洁净压缩空气缓冲罐，9. 制氧机，10.氧气缓冲罐，11.臭氧发生器，12.循环泵，13.换热器，14.烟气冷却器，15.静态混合器，16.离子交换设备，17.引风机，18.废液池，19.压滤机，20. 离子交换树脂柱，21.再生液配制池。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硫脱硝及资源化利用的系统，其特征在于，其包括依次连接的制氧系统、臭氧发生系统和烟气氧化及资源化再生系统；所述制氧系统包括依次连接的空气压缩机、气液分离器、冷冻干燥机、过滤器和制氧机，以及必要的气体缓冲罐；制氧系统制得的氧气连接臭氧发生系统；所述臭氧发生系统包括臭氧发生器；所述臭氧发生系统制得的臭氧连接烟气氧化及资源化再生系统；所述烟气氧化及资源化再生系统包括依次连接的烟气冷却器、静态混合器、离子交换设备、废液池、压滤机、离子交换树脂柱和再生液配制池，其中所述臭氧发生系统制得的臭氧连接静态混合器，所述废液池的上清液出液口和所述压滤机的上清液出液口均连接离子交换树脂，所述再生液配制池的出口连接离子交换设备的入口。2.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝及资源化利用的系统，其特征在于，所述制氧系统包括依次连...

【专利技术属性】
技术研发人员：余传林，张翔武，王祺，宋爱军，李鹏飞，乔忠喜，谷长智，李方皓，赵洪宇，关小川，余瀚坤，程坤乾，余世玉，
申请(专利权)人：大连科林能源工程技术开发有限公司，
类型：新型
国别省市：