一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)。本發(fā)明包括高濃度堿液管路、脫硫廢水管路、稀釋堿液管路、堿液霧化裝置、壓縮空氣管路、工藝水管路、煙道。高濃度堿液根據(jù)機(jī)組負(fù)荷和煙氣中HCl濃度控制流量，與脫硫廢水混合成稀釋堿液，再通過多噴嘴網(wǎng)格化布置的堿液霧化裝置噴入空預(yù)器與除塵器之間的煙道中，與煙氣充分均勻混合，將煙氣中的HCl、HF、SO3等氣體大部分固化到飛灰中，大幅度減少脫硫廢水排放量，脫硫廢水又作為堿基溶劑噴入煙道，實(shí)現(xiàn)了脫硫廢水零流量排放。本發(fā)明對煙溫、尾部煙道與設(shè)備影響較小，有效減少尾部低溫?zé)煹琅c設(shè)備積灰腐蝕的傾向性，提升脫硫效率，具有系統(tǒng)簡單、投資小、運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤中含有硫、氯、氟等元素成分，煤燃燒時這些元素成分會生成S02、HC1、HF、S03等氣體，其中HC1、HF、S03雖然微量，但屬于強(qiáng)腐蝕性氣體，會給鍋爐尾部低溫?zé)煹琅c設(shè)備帶來不利影響。HC1、HF氣體在濕法脫硫系統(tǒng)中基本上可以完全脫除，所以Cl—、F—會在脫硫漿液中富集，過高濃度的Cl—、F—會降低脫硫效率甚至使脫硫漿液中毒，目前脫硫系統(tǒng)主要通過排放脫硫廢水來控制脫硫漿液中的Cl—濃度。
[0003]脫硫廢水不僅富含Cl—、F—，還富含多種鹽類，所以脫硫廢水是一種污染物，因此脫硫廢水需要經(jīng)過廢水處理才能排出到環(huán)境中。隨著環(huán)保意識及要求的提高，脫硫廢水零排放被逐漸提上日程，脫硫廢水中的絕大多數(shù)污染物都可以通過常規(guī)較低成本方法去除，但是Cl—卻因?yàn)檩^難形成沉淀物而難以簡單去除，目前較有效的技術(shù)就是采用蒸發(fā)的方法，不過其能耗很大，從而存在運(yùn)行成本過高的問題。常規(guī)的廢水零排放相當(dāng)于零污染物水排放，目前也有嘗試將脫硫廢水再噴入較高溫?zé)煹乐校瑢?shí)現(xiàn)脫硫廢水的零流量排放，該方法實(shí)施簡單，但是由于噴水量較大而存在煙溫降幅偏大、煙道沾污嚴(yán)重等突出問題，因此難以有效實(shí)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決【背景技術(shù)】中涉及的脫硫廢水零排放所存在的問題，本發(fā)明提供了一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)，在燃煤煙氣進(jìn)入除塵器前噴入堿基溶液，使煙氣中的HCl、HF、S03等氣體轉(zhuǎn)化成固態(tài)鹽與飛灰一起隨除塵器脫除，大幅減少進(jìn)入脫硫塔的HCl、HF、SO3等氣體，進(jìn)而大幅減少脫硫廢水量，所排出的少量的脫硫廢水作為堿基物質(zhì)溶劑，從而有效實(shí)現(xiàn)了脫硫廢水的零流量排放。
[0005]燃煤煙氣中含有的HC1、HF、S03氣體的濃度一般約為數(shù)十yL/L濃度，而煙氣中同時也含有數(shù)百至數(shù)千此/L濃度的SO2氣體，半干法脫除氟氯技術(shù)存在高濃度SO2與低濃度目標(biāo)脫除物的競爭關(guān)系，對本發(fā)明的技術(shù)可行性存在一定的影響。因此，
【申請人】在提出本發(fā)明申請前，已開展了機(jī)理性研究，分別通過化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模擬研究(利用CHEMKIN軟件)和實(shí)驗(yàn)臺模擬實(shí)驗(yàn)研究，得出了 NaOH與煙氣實(shí)際濃度組合氣體反應(yīng)的基本規(guī)律:Na+、Cl—摩爾比達(dá)至IJ5時，HCl脫除率可達(dá)70%以上，Na+、C1—摩爾比達(dá)到10時，HCl脫除率可接近100%，化學(xué)反應(yīng)能夠在0.1s內(nèi)充分完成。兩種研究方法得到的結(jié)果基本一致，說明本發(fā)明具有技術(shù)可行性。當(dāng)HCl脫除率達(dá)到70 %時，脫硫廢水流量減少到原來的30 %，此時的脫硫廢水作為堿基溶劑噴入煙道內(nèi)對煙溫的影響很小。本發(fā)明系統(tǒng)簡單、投資小，NaOH的消耗成本遠(yuǎn)低于其它脫硫廢水零排放技術(shù)的運(yùn)行成本。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明包括高濃度堿液管路、脫硫廢水管路、稀釋堿液管路、堿液霧化裝置、壓縮空氣管路、工藝水管路、煙道。
[0008]所述的高濃度堿液管路，用于輸送高濃度堿液，包括高濃度堿液儲罐、高濃度堿液調(diào)節(jié)閥、高濃度堿液流量計。高濃度堿液為飽和或接近飽和的NaOH溶液，也可以是其它堿基溶液。高濃度堿液配置好后存放于高濃度堿液儲罐，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷(煙氣量)和煙氣中HCl氣體濃度，通過高濃度堿液調(diào)節(jié)閥控制高濃度堿液流量，高濃度堿液流量由高濃度堿液流量計計量。采用NaOH作為堿基，控制Na+、C1—離子摩爾比為I?15。
[0009]所述的脫硫廢水管路，用于輸送脫硫廢水，包括脫硫廢水澄清池、脫硫廢水調(diào)節(jié)閥、脫硫廢水流量計。脫硫系統(tǒng)的脫硫廢水預(yù)先經(jīng)過脫硫廢水澄清池除去大部分可沉淀物，脫硫廢水澄清池也用于緩沖來自于脫硫系統(tǒng)的脫硫廢水流量。脫硫廢水流量一般等于脫硫系統(tǒng)廢水排放量，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水自平衡。在特殊情況下，可以采用工藝水作為必要的補(bǔ)充或替代。
[0010]所述的稀釋堿液管路，包括堿液稀釋混合器、高壓栗。來自于高濃度堿液管路的高濃度堿液和脫硫廢水管路的脫硫廢水在堿液稀釋混合器中均勻混合稀釋，稀釋后的堿液通過高壓栗輸送至堿液霧化裝置。
[0011]所述的堿液霧化裝置，布置于空預(yù)器與除塵器之間的煙道中，將來自于稀釋堿液管路的稀釋堿液霧化成霧滴，并與煙氣充分均勻混合，霧化的堿液即可與煙氣中的酸性氣體反應(yīng)。堿液霧化裝置采用氣力霧化，以適應(yīng)大范圍的負(fù)荷調(diào)節(jié)。堿液霧化裝置采用多噴嘴網(wǎng)格化布置，使霧化堿液能夠在全煙道斷面均勻覆蓋，以滿足霧化堿液與煙氣充分均勻混合的需求。
[0012]所述的壓縮空氣管路，用于提供堿液霧化裝置所需的壓縮空氣，并作為系統(tǒng)停運(yùn)時的保護(hù)氣，防止堿液霧化裝置的噴嘴堵塞。壓縮空氣來自于燃煤機(jī)組已有的壓縮空氣母管。
[0013]所述的工藝水管路，接入脫硫廢水管路的入口附近，用于系統(tǒng)停運(yùn)時清洗系統(tǒng)管路，防止管路堵塞與腐蝕。在特殊情況下，可以補(bǔ)充或替代脫硫廢水，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。工藝水來自于燃煤機(jī)組已有的工藝水母管。
[0014]所述的煙道是燃煤機(jī)組已有的尾部煙道，煙道中的設(shè)備包括燃煤機(jī)組已有的空預(yù)器、除塵器、脫硫系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明的高濃度堿液根據(jù)機(jī)組負(fù)荷和煙氣中HCl濃度控制流量，與脫硫廢水混合成稀釋堿液，再通過多噴嘴網(wǎng)格化布置的堿液霧化裝置噴入空預(yù)器與除塵器之間的煙道中，與煙氣充分均勻混合，將煙氣中的HCl、HF、S03等氣體大部分固化到飛灰中，大幅度減少脫硫廢水排放量，脫硫廢水又作為堿基溶劑噴入煙道，實(shí)現(xiàn)了脫硫廢水零流量排放。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]少量的堿基溶液噴入除塵器前的煙氣中，將煙氣中的HCl、HF、S03固化到飛灰中，大幅減少脫硫廢水流量，脫硫廢水又作為堿基物質(zhì)的溶劑，實(shí)現(xiàn)了脫硫廢水在煙道中內(nèi)循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)了脫硫廢水零流量排放。本發(fā)明對煙氣溫度影響較小，對尾部煙道與設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響較小，同時由于煙氣中的HC1、HF、S03等氣體被脫除，還會有效減少尾部低溫?zé)煹琅c設(shè)備積灰腐蝕的傾向性，并提升脫硫效率。本發(fā)明具有系統(tǒng)簡單、投資小、運(yùn)行成本低的顯著優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖1為系統(tǒng)示意圖。
[0019]圖中，1、高濃度堿液管路；1-1、高濃度堿液儲罐；1-2、高濃度堿液調(diào)節(jié)閥；1-3、高濃度堿液流量計;2、脫硫廢水管路;2-1、脫硫廢水澄清池;2-2、脫硫廢水調(diào)節(jié)閥；2-3、脫硫廢水流量計;3、稀釋堿液管路;3-1、堿液稀釋混合器;3-2、高壓栗;4、堿液霧化裝置;5、壓縮空氣管路;5-1、壓縮空氣母管;6、工藝水管路;6-1、工藝水母管;7、煙道;7-1、空預(yù)器;7-2、除塵器;7-3、脫硫系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0021]如圖1所示，一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)，包括高濃度堿液管路1、脫硫廢水管路2、稀釋堿液管路3、堿液霧化裝置4、壓縮空氣管路5、工藝水管路6和煙道7。
[0022]所述的高濃度堿液管路I，包括高濃度堿液儲罐1-1、高濃度堿液調(diào)節(jié)閥1-2、高濃度堿液流量計1-3。
[0023]所述的脫硫廢水管路2，包括脫硫廢水澄清池2-1、脫硫廢水調(diào)節(jié)閥2-2、脫硫廢水流量計2-3。
[0024]所述的稀釋堿液管路3，包括堿液稀釋混合器3-1、高壓栗3-2。
[0025]所述的壓縮空氣管路5，壓縮空氣來自于燃煤機(jī)組已有的壓縮空氣母管5-1。
[0026]所述的工藝水管路6，工藝水來自于燃煤機(jī)組已有的工藝水母管6-1。
[0027]所述的煙道7是燃煤機(jī)組已有的尾部煙道，煙道中的設(shè)備包括燃煤機(jī)組已有的空預(yù)器7-1、除塵器7-2、脫硫系統(tǒng)7-3。
[0028]所述的高濃度堿液管路I，用于輸送高濃度堿液，高濃度堿液為飽和或接近飽和的NaOH溶液，也可以是其它堿基溶液。高濃度堿液配置好后存放于高濃度堿液儲罐1-1，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷(煙氣量)和煙氣中HCl氣體濃度，通過高濃度堿液調(diào)節(jié)閥1-2控制高濃度堿液流量，高濃度堿液流量由高濃度堿液流量計1-3計量。采用NaOH作為堿基，控制Na+、Cl—離子摩爾比為I?15。
[0029]所述的脫硫廢水管路2，用于輸送脫硫廢水，脫硫系統(tǒng)的脫硫廢水預(yù)先經(jīng)過脫硫廢水澄清池2-1除去大部分可沉淀物，脫硫廢水澄清池2-1也用于緩沖來自于脫硫系統(tǒng)7-3的脫硫廢水流量。脫硫廢水流量一般等于脫硫系統(tǒng)廢水排放量，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水自平衡。在特殊情況下，可以采用工藝水作為必要的補(bǔ)充或替代。
[0030]所述的稀釋堿液管路3，將來自于高濃度堿液管路I的高濃度堿液和脫硫廢水管路2的脫硫廢水，在堿液稀釋混合器3-1中均勻混合稀釋，稀釋后的堿液通過高壓栗3-2輸送至堿液霧化裝置4。
[0031]所述的堿液霧化裝置4，布置于空預(yù)器7-1與除塵器7-2之間的煙道7中，將來自于稀釋堿液管路3的稀釋堿液霧化成霧滴，并與煙氣充分均勻混合，霧化的堿液即可與煙氣中的酸性氣體反應(yīng)。堿液霧化裝置4采用氣力霧化，以適應(yīng)大范圍的負(fù)荷調(diào)節(jié)。堿液霧化裝置4采用多噴嘴網(wǎng)格化布置，使霧化堿液能夠在全煙道斷面均勻覆蓋，以滿足霧化堿液與煙氣充分均勻混合的需求。
[0032]所述的壓縮空氣管路5，用于提供堿液霧化裝置4所需的壓縮空氣，并作為系統(tǒng)停運(yùn)時的保護(hù)氣，防止堿液霧化裝置4的噴嘴堵塞。
[0033]所述的工藝水管路6，接入脫硫廢水管路2的入口附近，用于系統(tǒng)停運(yùn)時清洗系統(tǒng)管路，防止管路堵塞與腐蝕。在特殊情況下，可以補(bǔ)充或替代脫硫廢水，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)，其特征在于包括高濃度堿液管路、脫硫廢水管路、稀釋堿液管路、堿液霧化裝置、壓縮空氣管路、工藝水管路、煙道； 所述的高濃度堿液管路，用于輸送高濃度堿液，包括高濃度堿液儲罐、高濃度堿液調(diào)節(jié)閥、高濃度堿液流量計;高濃度堿液配置好后存放于高濃度堿液儲罐，通過高濃度堿液調(diào)節(jié)閥控制高濃度堿液流量，高濃度堿液流量由高濃度堿液流量計計量； 所述的脫硫廢水管路，用于輸送脫硫廢水，包括脫硫廢水澄清池、脫硫廢水調(diào)節(jié)閥、脫硫廢水流量計;脫硫廢水預(yù)先經(jīng)過脫硫廢水澄清池除去大部分可沉淀物，脫硫廢水澄清池也用于緩沖脫硫廢水流量； 所述的堿液霧化裝置，布置于空預(yù)器與除塵器之間的煙道中，將來自于稀釋堿液管路的稀釋堿液霧化成霧滴，并與煙氣充分均勻混合，霧化的堿液即可與煙氣中的酸性氣體反應(yīng)； 所述的壓縮空氣管路，用于提供堿液霧化裝置所需的壓縮空氣，并作為系統(tǒng)停運(yùn)時的保護(hù)氣，防止堿液霧化裝置的噴嘴堵塞； 所述的工藝水管路，接入脫硫廢水管路的入口附近，用于系統(tǒng)停運(yùn)時清洗系統(tǒng)管路，防止管路堵塞與腐蝕； 所述的煙道是燃煤機(jī)組已有的尾部煙道，煙道中的設(shè)備包括燃煤機(jī)組已有的空預(yù)器、除塵器、脫硫系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)，其特征在于所述的高濃度堿液為飽和或接近飽和的堿基溶液。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)，其特征在于所述的高濃度堿液為NaOH溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)，其特征在于采用NaOH作為堿基，控制Na+、Cl—離子摩爾比為I?15。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)，其特征在于堿液霧化裝置采用氣力霧化，以適應(yīng)大范圍的負(fù)荷調(diào)節(jié);堿液霧化裝置采用多噴嘴網(wǎng)格化布置，使霧化堿液能夠在全煙道斷面均勻覆蓋，以滿足霧化堿液與煙氣充分均勻混合的需求。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)，其特征在于壓縮空氣來自于燃煤機(jī)組已有的壓縮空氣母管。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃煤煙氣半干法脫除氟氯的脫硫廢水零排放系統(tǒng)，其特征在于工藝水來自于燃煤機(jī)組已有的工藝水母管。
【文檔編號】B01D53/68GK106076100SQ201610647049
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月8日 公開號201610647049.5, CN 106076100 A, CN 106076100A, CN 201610647049, CN-A-106076100, CN106076100 A, CN106076100A, CN201610647049, CN201610647049.5
【發(fā)明人】楊建國, 趙虹, 趙敏
【申請人】浙江大學(xué)