以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置的制作方法

本实用新型涉及烟气脱硫的技术领域，更具体地讲，涉及一种以传统三联箱工艺处理后的石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)废水为载体脱除烟气中SO3并同时实现脱硫废水零排放的装置。

背景技术：

选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术和石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)技术是燃煤电厂应用最广泛的烟气脱硝和脱硫技术。

SCR脱硝技术会增加烟气中SO3的含量。烟气中SO3对系统设备和环境排放都有重大影响，不仅会与SCR烟气脱硝逃逸的氨反应生成硫酸氢铵(ABS)造成下游空预器传热元件的积灰堵塞、腐蚀，还因为湿法FGD脱硫技术难以有效脱除气溶胶状态的SO3而造成最终排烟不透明，出现蓝羽现象。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)会产生一定量重金属含量、悬浮物浓度高，呈弱酸性的脱硫废水，直接排放会对环境造成危害，必须经过处理达标后排放，或采取进一步措施实现废水零排放。

现有的石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)废水处理方法是采用传统的三联箱(包括中和箱、沉降箱、絮凝箱)处理工艺，即通过分别添加石灰乳、有机硫、助凝剂等以去除氟化物、重金属等污染物(具体包括：中和调节脱硫废水的pH值得到碱性脱硫废水；使碱性脱硫废水中的化合物以固体形式沉淀，并得到上层清液；使上层清液与药剂反应，且使反应后生成的悬浮物和沉淀物絮凝沉淀)，但无法根除废水中含有的大量氯离子，处理后的水难以回用，通常在处理达标后采取直接排放的方式，或需加设进一步的废水零排放处理工艺。

现有的烟气SO3脱除技术主要有以下几类：

1)在空预器下游依靠湿法脱硫或者半干法脱硫装置对SO3进行脱除，但无法解决SO3对空预器造成的腐蚀及堵塞问题；

2)在炉内或SCR前喷入碱性物质，但无法解决SCR烟气脱硝增加的SO3对空预器的不利影响；

3)在空预器上游或下游喷入固态碱性物质，这类方法存在问题主要是反应剂耗量过大，难以将脱除剂均匀分布到烟气中，脱除效率较低。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种以传统三联箱工艺处理后的石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)废水为载体脱除烟气中SO3并同时实现脱硫废水零排放的装置。

本实用新型提供了一种以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置，所述装置包括废水混合单元、废水雾化单元和预热除尘单元；

所述废水混合单元包括废水混合容器，所述废水混合容器用于进行脱硫废水与三氧化硫反应剂的均匀混合并得到混合废水；

所述废水雾化单元包括废水抽取单元和雾化喷枪，所述废水抽取单元通过废水抽取管路与废水混合容器连接，所述雾化喷枪设置在废水抽取管路的出口端并位于预热除尘单元上游烟道中。

根据本发明以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置的一个实施例，所述脱硫废水为通过三联箱工艺处理后的石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水。

根据本发明以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置的一个实施例，所述废水混合容器上设置有三氧化硫反应剂加料口、脱硫废水进口和混合废水出口，并且所述废水混合容器中还设置有搅拌器。

根据本发明以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置的一个实施例，所述三氧化硫反应剂为氢氧化钙、氧化钙、碳酸钠和碳酸氢钠等碱性物质中的一种或多种。

根据本发明以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置的一个实施例，所述废水抽取单元为水泵，所述雾化喷枪的数量为至少两个。

根据本发明以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置的一个实施例，所述预热除尘单元包括空气预热器、空气预热器下游烟道和除尘器，所述除尘器至少对空气预热器下游烟道送来的废水蒸发后的颗粒和烟气中三氧化硫反应剂与三氧化硫反应得到的物质进行捕捉去除。

与现有技术相比，本实用新型以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置能够有效脱除烟气中的SO3，消除或减轻SO3对SCR烟气脱硝下游空气预热器等设备造成的积灰堵塞、腐蚀问题；同时，以已有的传统石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)废水三联箱处理工艺为依托，不增加或仅增加少量设备，即可同时实现石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水的零排放。

附图说明

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-烟气、2-预热除尘单元上游烟道、3-空气预热器、4-除尘器、5-废水混合容器、6-搅拌器、7-三氧化硫反应剂加料口、8-废水抽取单元、9-雾化喷枪、10-三氧化硫反应剂、11-脱硫废水、12-废水混合单元、13-废水雾化单元、14-预热除尘单元、15-空气预热器下游烟道。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面先对本实用新型以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置的结构和原理进行详细的说明。

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置的结构示意图。

如图1所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置包括废水混合单元12、废水雾化单元13和预热除尘单元14，其中，废水混合单元12用于将脱硫废水与三氧化硫反应剂的均匀混合，废水雾化单元13用于将混合得到的混合废水进行雾化并与烟气1混合，预热除尘单元上游烟道2内的烟气1用于加热、蒸发废水和使三氧化硫反应剂快速加热到反应温度并与烟气三氧化硫反应，预热除尘单元14则用于对废水蒸发后的颗粒和三氧化硫反应剂与烟气中SO3反应得到的物质进行去除。

根据本实用新型，本实用新型所利用的脱硫废水为通过三联箱工艺处理后的石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水。具体地，石灰石-石膏湿法烟气脱硫是以石灰石为脱硫吸收剂，通过向吸收塔内喷入吸收剂浆液，使之与烟气充分接触、混合，并对烟气进行洗涤，使得烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的强制氧化空气发生化学反应，最后生成石膏，从而达到脱除二氧化硫的目的。该脱硫工艺产生的脱硫废水通常通过三联箱(包括中和箱、沉降箱、絮凝箱)处理工艺进行处理，即通过分别添加石灰乳、有机硫、助凝剂等以去除氟化物、重金属等污染物，具体包括以下步骤：中和调节脱硫废水的pH值得到碱性脱硫废水；使碱性脱硫废水中的化合物以固体形式沉淀，并得到上层清液；使上层清液与药剂反应，且使反应后生成的悬浮物和沉淀物絮凝沉淀。

本实用新型具体是通过在传统三联箱工艺处理后的石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水中加入三氧化硫反应剂，再将加入了三氧化硫反应剂的脱硫废水喷入预热除尘单元上游烟道中，一方面能够通过高温的烟气将脱硫废水蒸发，另一方面也能够利用脱硫废水中的三氧化硫反应剂与烟气中的三氧化硫反应，脱除烟气SO3的同时实现脱硫废水的零排放。其中，三氧化硫反应剂优选为氢氧化钙、氧化钙、碳酸钠或碳酸氢钠以及它们之间的任意组合或者其它碱性物质。

具体地，废水混合单元12包括废水混合容器5，废水混合容器5用于进行脱硫废水11与三氧化硫反应剂10的均匀混合并得到混合废水。其中，废水混合容器5上设置有三氧化硫反应剂加料口7、脱硫废水进口和混合废水出口，并且废水混合容器5中还设置有搅拌器6以实现均匀混合。该废水混合容器可以为水箱、反应器等组件。由此，三氧化硫反应剂10经三氧化硫反应剂加料口7加入到废水混合容器5中，与来自三联箱工艺处理后的石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水11在搅拌器6的搅拌作用下均匀混合。

废水雾化单元13包括废水抽取单元8和雾化喷枪9，废水抽取单元8通过废水抽取管路与废水混合容器5连接，雾化喷枪9设置在废水抽取管路的出口端并位于预热除尘单元14的上游烟道2中。其中，废水抽取单元8可以为水泵，雾化喷枪9的数量为至少两只。由此，混合后得到的混合废水经废水抽取管路和废水抽取单元8抽取后注入到预热除尘单元上游烟道2中，并通过废水抽取管路出口端且位于预热除尘单元上游烟道2内的雾化喷枪9实现雾化，雾化后的混合废水与预热除尘单元上游烟道2中200～420℃的烟气1混合并均匀分布在烟道断面上，雾滴被高温烟气加热后蒸发成气态，实现了脱硫废水零排放，同时废水中的三氧化硫反应剂快速升温并与烟气中的三氧化硫发生化学反应。

预热除尘单元14包括空气预热器3、空气预热器下游烟道15和除尘器4，除尘器4至少对空气预热器下游烟道15送来的废水蒸发后的颗粒和烟气中三氧化硫反应剂与三氧化硫反应得到的物质进行捕捉去除。由于混合废水雾化并经高温烟气加热蒸发后，混合废水中添加的三氧化硫反应剂也被均匀地分布在烟气中并与烟气中的SO3发生反应，生成硫酸钙等物质之后被下游的除尘器4捕捉去除，实现脱除烟气中三氧化硫的目的。

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：

单台300MW燃煤锅炉，石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水量约为3m³/h，烟气量约1000000Nm³/h，经SCR烟气脱硝后烟气中的SO3浓度为40mg/Nm³，烟气温度300℃-390℃，烟气含尘浓度约为30g/Nm³。

采用本实用新型的装置，加入的三氧化硫反应剂为氢氧化钙且加入量为200kg/h，将其溶入3m³/h的脱硫废水中，抽取混合废水后喷入空气预热器的上游烟道中，SO³的脱除效率为65％～85％，脱硫废水蒸发后，烟尘浓度仅增加约0.3g/Nm³，不影响下游除尘设备的正常运行。

综上所述，本实用新型以脱硫废水为载体脱除烟气中三氧化硫的装置能够有效脱除烟气中的SO3，消除或减轻SO3对SCR烟气脱硝下游空气预热器等设备造成的积灰堵塞、腐蚀问题；同时，以已有的传统石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)废水三联箱处理工艺为依托，不增加或仅增加少量设备，即可同时实现石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水的零排放。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。