類氣相預(yù)氧化結(jié)合吸收的煙氣一體化脫除系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及類氣相預(yù)氧化結(jié)合吸收的煙氣一體化脫 除系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 燃煤排放的顆粒物、S02、NOx和痕量重金屬（Hg °)是導(dǎo)致我國(guó)霧霾頻發(fā)的誘因之 一，其對(duì)人類的生命健康和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴(yán)重威脅，因此，對(duì)燃煤煙氣污染物的 控制已迫在眉睫。火電廠現(xiàn)有脫硫脫硝脫汞系統(tǒng)分別為濕式石灰石-石膏系統(tǒng)（WFGD)、選 擇性催化還原系統(tǒng)（SCR)和活性炭注入系統(tǒng)（ACI)，這些處理方式均為分級(jí)串聯(lián)式，存在占 地面積大、系統(tǒng)復(fù)雜和運(yùn)行費(fèi)用偏高的缺陷。因此，研發(fā)具有設(shè)備投資少、運(yùn)行費(fèi)用低和無(wú) 二次污染的對(duì)煙氣同時(shí)脫硫脫硝脫汞的新工藝已成為國(guó)內(nèi)外燃煤煙氣污染物控制技術(shù)領(lǐng) 域的重要方向。
[0003]目前用于脫硫脫硝脫汞的有吸收法、吸附法、氧化法三種技術(shù)，其中氧化法在脫硝 脫汞方面更具優(yōu)勢(shì)。眾所周知，電力生產(chǎn)過程中，燃煤煙氣中90-95 %的^^^是繼，其水溶 性差無(wú)法被吸收劑吸收，導(dǎo)致脫硝效率較低，而N02、N0#P N2O5等水溶性較強(qiáng)；因此，實(shí)現(xiàn)NO 在氣相中的快速氧化是脫硝的關(guān)鍵。對(duì)汞而言，顆粒態(tài)汞和氧化態(tài)汞可被電除塵器和濕法 脫硫等現(xiàn)有污染物控制設(shè)備協(xié)同脫除，Hg°的脫除是關(guān)鍵，因此，將Hg°于氣相中快速氧化為 Hg2+是實(shí)現(xiàn)脫汞的重點(diǎn)。綜上，氧化法更利于燃煤煙氣中SO 2、NO和取°的一體化脫除。
[0004] 燃煤煙氣多污染物凈化技術(shù)主要分為濕法技術(shù)和干法技術(shù)。濕法技術(shù)主要分為濕 式氧化法和濕式絡(luò)合吸收法，濕法技術(shù)具有脫除效率高、煤種適應(yīng)性強(qiáng)及運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)， 但亦存在氯離子腐蝕、廢水處理、能耗及運(yùn)行成本相對(duì)較高的問題。干法技術(shù)具有無(wú)廢水處 理等優(yōu)勢(shì)，但是存在系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性較差、脫除效率偏低、無(wú)法滿足現(xiàn)有排放標(biāo)準(zhǔn)等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了類氣相預(yù)氧化結(jié)合吸收的煙氣一體化脫除系 統(tǒng)及方法。
[0006] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
[0007] 類氣相預(yù)氧化結(jié)合吸收的煙氣一體化脫除系統(tǒng)，按工藝流程依次包括類氣相試劑 發(fā)生裝置、預(yù)氧化器和濕法吸收塔；
[0008] 所述類氣相試劑發(fā)生裝置包括工藝水進(jìn)口 1、凝汽器2、高溫蒸汽出口 5和混合器 8 ;
[0009] 所述預(yù)氧化器置于類氣相試劑發(fā)生裝置的下游，包括類氣相復(fù)合氧化劑噴入口 10、煙氣入口 11和煙氣與類氣相復(fù)合氧化劑9混合氧化后的煙氣出口 12,所述煙氣出口 12 連接濕法吸收塔；
[0010] 所述濕法吸收塔置于預(yù)氧化器的下游，用于吸收漿液對(duì)氧化產(chǎn)物中的S0X、NOJP Hg2+進(jìn)行吸收脫除。
[0011] 進(jìn)一步，所述預(yù)氧化器為旋風(fēng)式預(yù)氧化器或倒U型預(yù)氧化器。
[0012] 進(jìn)一步，在凝汽器2中設(shè)置有工藝水汽化管4,工藝水在其中發(fā)生汽化，得到的高 溫蒸汽通過高溫蒸汽出口 5進(jìn)入混合器8。
[0013] 進(jìn)一步，所述凝汽器2還設(shè)置有省煤器后熱煙氣3的入口，使工藝水汽化管4中的 工藝水進(jìn)行熱力汽化。
[0014] 進(jìn)一步，所述混合器8包括液相復(fù)合氧化劑母液6在壓縮空氣7的沖擊攜帶下的 進(jìn)入口；還包括液相復(fù)合氧化劑母液6和高溫蒸汽經(jīng)過充分混合生成類氣相復(fù)合氧化劑9 的出口。
[0015] 上所述系統(tǒng)進(jìn)行煙氣一體化脫除的方法，包括以下步驟：
[0016] a.工藝水通過工藝水進(jìn)口 1進(jìn)入凝汽器2,工藝水在凝汽器2中的工藝水汽化管 4中發(fā)生汽化，得到高溫蒸汽；高溫蒸汽通過高溫蒸汽出口 5進(jìn)入混合器8 ;
[0017] b.液相復(fù)合氧化劑母液6在壓縮空氣7的沖擊攜帶下進(jìn)入混合器8 ;在混合器8 中，霧狀液相復(fù)合氧化劑母液6和高溫蒸汽經(jīng)過充分混合，生成類氣相復(fù)合氧化劑9 ;
[0018] c.類氣相復(fù)合氧化劑9通過類氣相復(fù)合氧化劑噴入口 10進(jìn)入預(yù)氧化器，原煙氣通 過煙氣入口 11進(jìn)入預(yù)氧化器與類氣相復(fù)合氧化劑9混合，發(fā)生氧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)NO和Hg° 的氧化；
[0019] d.氧化產(chǎn)物通過煙氣出口 12排出預(yù)氧化器，進(jìn)入濕法吸收塔，用吸收漿液對(duì)氧化 產(chǎn)物中的SOx、NOdP Hg 2+進(jìn)行吸收脫除。
[0020] 優(yōu)選地，所述液相復(fù)合氧化劑由氧化劑和添加劑組成。
[0021] 優(yōu)選地，所述氧化劑為過氧化氫、過硫酸鈉和亞氯酸鈉中的一種或一種以上；所述 添加劑為溴化鈉、硝酸鎳和冰乙酸中的一種或一種以上；所述氧化劑中，過氧化氫的濃度為 15-30% wt，過硫酸鈉濃度為1-10% wt，亞氯酸鈉濃度為0. 5-10% wt，所述添加劑中，溴化 鈉、硝酸鎳、冰乙酸的濃度均為〇. 1-2% wt。
[0022] 優(yōu)選地，所述類氣相試劑發(fā)生裝置的溫度為130-170°C。
[0023] 優(yōu)選地，所述預(yù)氧化反應(yīng)器內(nèi)的原煙氣停留時(shí)間為l_3s。
[0024] 優(yōu)選地，所述原煙氣與液相復(fù)合氧化劑的氣液比為IO4Hi3: (13_40)L，與吸收漿液 的氣液比為Im3: (5-10) L。
[0025] 優(yōu)選地，所述吸收漿液為腐植酸鈉和氨水的混合液，pH為9-12 ;所述腐植酸鈉濃 度為0· 1-1. 0% wt，所述氨水濃度為10-20% wt。
[0026] 優(yōu)選的液相復(fù)合氧化劑組合形式包括：
[0027] (1)過氧化氫/亞氯酸鈉：二者濃度比為25-30% wt :0· 5-1% wt，pH范圍為4-6 ;
[0028] (2)亞氯酸鈉/過硫酸鈉：二者濃度比為2-4% wt :1-5% wt，pH范圍為10-12 ;
[0029] (3)亞氯酸鈉/溴化鈉：二者濃度比為4-10% wt :0· 1-0. 3% wt，pH范圍為6-11 ;
[0030] (4)過氧化氫/冰乙酸/溴化鈉：三者濃度比為15-25% wt :1-2% wt :1-1. 5% wt， pH范圍為1-3 ;
[0031] (5)過硫酸鈉/溴化鈉/硝酸鎳：三者濃度比為8-10 % wt :0· 1-0. 3 % wt : 0· 1-0. 5% wt，pH 范圍為 7-10。
[0032] 所述液相復(fù)合氧化劑母液制備過程為：將氧化劑和添加劑按比例混合后，利用工 藝水將其稀釋到母液濃度。上述多種復(fù)合氧化劑具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，在12h內(nèi)無(wú)顯著的大 量氣體釋放現(xiàn)象，有利于液相復(fù)合氧化劑制備及其儲(chǔ)存系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0033] 所述預(yù)氧化器為旋風(fēng)式預(yù)氧化器或倒U型預(yù)氧化器。旋風(fēng)式預(yù)氧化器運(yùn)行如下： 類氣相復(fù)合氧化劑9與原煙氣進(jìn)行對(duì)沖切流運(yùn)動(dòng)，在旋風(fēng)式預(yù)氧化器的桶壁側(cè)進(jìn)行自上而 下的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在此過程中，類氣相復(fù)合氧化劑9與原煙氣進(jìn)行湍流混合并發(fā)生氧化反應(yīng)， 當(dāng)原煙氣觸底后在套筒內(nèi)進(jìn)行自下而上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，直至排出預(yù)氧化反應(yīng)器。
[0034] 倒U型預(yù)氧化器運(yùn)行如下：原煙氣在倒U型預(yù)氧化器的文丘里管中加速，類氣相復(fù) 合氧化劑9在文丘里管縮口處噴入，加速后的原煙氣沖擊并攜帶類氣相復(fù)合氧化劑進(jìn)入預(yù) 氧化器主體部分；多孔擋板布置于文丘里管出口處來增強(qiáng)煙氣的湍動(dòng)效果，提高氧化劑和 煙氣中污染物的分散度，加快氧化效率；混合后的原煙氣在倒U型預(yù)氧化器內(nèi)部進(jìn)行流動(dòng) 并發(fā)生氧化反應(yīng)，直至排出預(yù)氧化反應(yīng)器。
[0035] 類氣相試劑發(fā)生裝置、預(yù)氧化器和濕法洗滌塔的運(yùn)行工況條件如下：
[0036] (1)類氣相試劑發(fā)生裝置的熱煙氣溫度為130-170°C ;
[0037] (2)類氣相試劑發(fā)生裝置中，原煙氣與液相復(fù)合氧化劑的氣液比為IO4Hi 3: (13-40) L (工況煙氣量）；
[0038] (3)預(yù)氧化器內(nèi)的反應(yīng)溫度范圍70-120 °C ;
[0039] (4)預(yù)氧化器內(nèi)的原煙氣停留時(shí)間為l_3s ;
[0040] (5)濕法洗滌塔內(nèi)的吸收漿液為腐植酸鈉和氨水的混合液，pH為9-12 ;腐植酸鈉 濃度為〇·卜1· 〇 % wt，氨水濃度為10-20% wt ;
[0041] (6)腐植酸鈉和氨水混合液的pH范圍為9-12 ;
[0042] (7)原煙氣與吸收漿液的氣液比為Im3: (5-10) L。
[0043] 上述類氣相預(yù)氧化結(jié)合