一种烟气超净处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及烟气处理技术领域，具体涉及一种烟气超净处理系统。


背景技术：

2.由于工业窑炉烟气具有温度较高(一般350-400℃左右)，烟气中污染物(污染物含量：粉尘≤2000mg/nm3、so2≤3000mg/nm3、nox≤2000mg/nm3)含量高等特点，对于烟气中污染物的处理技术有：除尘采用电除尘器或布袋除尘器、脱硫采用湿法或半干法流化床脱硫、脱硝采用scr脱硝。但三者的工艺布置顺序有较大差异，如果将scr置于前端，烟气中的高尘和高硫容易导致催化剂的堵塞和中毒而失效，因此传统工艺流程布置是先除尘脱硫后，再进行低温scr脱硝，由于采用高效除尘、脱硫后的烟气温度一般都在50-60℃，此时采用scr脱硝不但需要换热，还需要将烟气额外升温至180-250℃，升温区间较大，耗能较大，在增加投资的同时还增加耗能。
3.工业窑炉烟气脱硫除尘脱硝工艺有很多种，其中最为广泛应用的的工艺是除尘+湿法脱硫+换热/加热+scr脱硝，半干法脱硫+除尘+换热/加热+scr脱硝，但对于高温高污染物含量的烟气的超净排放目前仅仅是在原有工艺流程基础上再增加一套精除尘脱硫设备，从而实现超净排放的要求，没有从烟气特点本身出发，将除尘脱硫脱硝有机的整合，因此不仅投资成本提高，而且增加耗能，同时如采用湿法脱硫，脱硫废水还存在二次污染的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种烟气超净处理系统，尤其是具有除尘脱硫脱硝效率高、节约能源、操作维护简单、投资小、工艺先进合理、解决了湿法脱硫废水二次污染的问题等特点。
5.本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
6.一种烟气超净处理系统，包括依次连通的烟气调质单元、除尘混合单元、脱硝单元和换热单元和湿法脱硫单元，所述的烟气调质单元包括脱硫废液罐和烟气调质塔，所述烟气调质塔内的中上部设置有用于给塔内烟气喷淋的烟气调质喷淋管线，所述烟气调质喷淋管线与脱硫废液罐连通，所述烟气调质塔的下部通过管线连通外部的工业窑烟气，所述烟气调质塔的上部通过管线连通除尘混合单元，所述脱硫废液罐还通过管线与湿法脱硫单元连通。
7.进一步地，所述的除尘混合单元包括电除尘器和混合器，所述电除尘器的一端通过管线与烟气调质塔的上部连通，另一端与混合器连通，所述混合器的另一端连接脱硝单元，所述混合器上还通过管线连接有燃烧器和氨水罐，所述燃烧器上连接有天然气管线和助燃风机管线，所述混合器与氨水罐连通的管线上还与外部的压缩空气管线连通，混合器与氨水罐连通的管线上还连接有氨水泵。
8.进一步地，所述的脱硝单元为scr反应器，所述scr反应器一端与混合器连通，另一端与换热单元连通。
9.进一步地，所述的换热单元为换热器，所述换热器上通过两路管线分别与湿法脱硫单元的烟气入口和烟气出口连接，所述换热器上还连接有换热风机管线。
10.进一步地，所述的湿法脱硫单元至少包括湿法脱硫塔，所述湿法脱硫塔内从下至上依次设置有管束除雾器和湿式电除尘器，所述位于湿式电除尘器上方的为湿法脱硫塔的塔顶烟囱，所述塔顶烟囱通过管线与换热器连接，所述湿法脱硫塔的烟气入口通过管线与换热器连通。
11.进一步地，所述的烟气调质喷淋管线与脱硫废液罐连通的管线上还连接有喷淋泵，所述烟气调质喷淋管线上还与外部的压缩空气管线连通。
12.本实用新型的有益效果是：
13.与现有技术相比，本实用新型通过工业窑炉烟气先进行预处理，在烟气调质塔以雾化的形式与烟气逆向喷入调质液，目的是烟气调质和初脱硫，再进入电除尘器进行除尘，然后经稍微升温后进入scr脱硝，脱硝后设置余热锅炉进行余热回收，使烟气温度降至湿法脱硫适宜的入口温度后进入湿法脱硫进行精脱硫，以达到超净排放要求，在湿法脱硫上部设置管束除雾器达到消白的目的，然后进入湿式电除尘器进一步去除烟气中的微细粉尘，最终排放的烟气达到超净排放，达到污染物指标要求：粉尘≤20mg/nm3、so2≤50mg/nm3、nox≤50mg/nm3的要求。同时湿法脱硫产生的废水用作前端预处理的调质液，进行烟气处理的同时也将脱硫废水进行了处理，避免了废水二次污染的问题。
14.本实用新型的一种烟气超净处理系统具有除尘脱硫脱硝效率高、节约能源、操作维护简单、投资小、工艺先进合理的优点。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
16.图1是本实用新型的整体结构示意图。
17.图2为本实用新型的初脱硫脱硝段结构示意图。
18.图3为本实用新型的精脱硫段结构示意图。
19.图中：1-烟气调质塔、2-电除尘器、3-混合器、4-scr反应器、5-换热器、6-湿法脱硫塔、7-管束除雾器、8-湿式电除尘器、9-脱硫废液罐、10-烟气调质喷淋管线、11-燃烧器、12-氨水罐、13-喷淋泵、14-脱硫废液旋流分离器、15-真空皮带压滤机、16-石灰浆液池、17-工艺水池、18-沉淀池、19-澄清池。
具体实施方式
20.下面，将通过几个具体的实施例对本实用新型实施例提供的一种烟气超净处理系统的技术方案进行详细介绍说明。
21.如图1和图2所示，一种烟气超净处理系统，包括依次连通的烟气调质单元、除尘混合单元、脱硝单元和换热单元和湿法脱硫单元，烟气调质单元包括脱硫废液罐9和烟气调质塔1，其中脱硫废液罐9用于将湿法脱硫单元内脱硫结束后的废液储存在该罐内，烟气调质塔1内的中上部设置有用于给烟气调质塔1内烟气喷淋的烟气调质喷淋管线10，位于烟气调质塔1内的烟气调质喷淋管线10设置有多个喷头，该喷头为气、水双流雾化喷咀，便于喷淋均匀，烟气调质喷淋管线10与脱硫废液罐9连通，通过采用脱硫废液罐9内存储的湿法脱硫
单元内脱硫结束后的废液进行给烟气调质塔1内烟气喷淋，烟气调质塔1的下部通过管线连通外部的工业窑烟气，烟气调质塔1的上部通过管线连通除尘混合单元，脱硫废液罐9还通过管线与湿法脱硫单元连通，本实用新型中烟气调质塔1，适合烟气在高温时处理，可调节烟气比电阻性质和烟气温度便于后段电除尘器捕集粉尘、达到预脱硫的目的，其中脱硫效率在70-80％、同时处理了后续工艺湿法脱硫的脱硫废液，具体为将其蒸发为干态，形成固体的脱硫灰，无废水排放；具体原理如下：
22.高温高硫的工业窑炉烟气进入烟气调质塔1后，主要分两个阶段：第一阶段为增湿，采用后续湿法脱硫单元产生的废液作为吸收剂，气、水双流雾化喷咀将废液雾化成超细液滴，液滴与烟气接触时，sox溶入液体并与废液中的ca2+发生反应。第二阶段为蒸发，即增湿阶段反应后的液滴蒸发后形成固体颗粒。反应后生成的部分粉尘颗粒以及烟气中的部分粉尘在重力作用下落入烟气调质塔1底部的灰斗中，经底部设置的卸灰阀排出，其余大部分粉尘颗粒随着烟气进入后续除尘混合单元进行捕集。
23.湿法脱硫后废水的回收利用，由于脱硫反应的机理为：
24.so
2+
+h2o
→
h2so325.ca
2+
+so
32-→
caso326.caso3+1/2o2→
caso427.从反应机理分析，烟气中的二氧化硫首先溶于脱硫液，再参与反应，考虑到湿法脱硫产生的废液中仍含有过量的钙离子，因此可利用其达到预脱硫的作用，同时喷入废水使烟气中的粉尘含湿量增加而改善其比电阻性质，便于后续电除尘器的收集，因此将后段的湿法脱硫产生的废水用于预处理段。即将脱硫废水经过沉淀后，通过气、水双流雾化喷咀将溶液雾化成超细液滴喷入烟气调质塔1，反应后液滴蒸发为干态的产物，大颗粒落入预处理塔下灰斗，微细颗粒随烟气进入除尘混合单元。
28.如图1和图2所示，除尘混合单元包括电除尘器2和混合器3，电除尘器2的一端通过管线与烟气调质塔1的上部连通，另一端与混合器3连通，烟气调质塔1中处理后的烟气进入电除尘器2进行收集烟气中粉尘和脱硫灰，混合器3的另一端连接脱硝单元，混合器3上还通过管线连接有燃烧器11和氨水罐12，氨水罐12内储存有氨水，用于给混合器3内喷入，燃烧器11上连接有天然气管线和助燃风机管线，混合器3与氨水罐12连通的管线上还与外部的压缩空气管线连通，混合器3与氨水罐12连通的管线上还连接有氨水泵，通过氨水泵将氨水罐12内储存的氨水通过连接的压缩空气管线进行喷入混合器3内，然后混合器3内的烟气再通过燃烧器11给其加温，其中混合器3内设置有烟气紊流板，可使烟气充分与氨水混合，并且烟温提高到适合后续脱硝单元要求的烟温，通常混合器3出来的烟气温度在280-325℃适合脱硝单元需求。
29.其中脱硝单元为scr反应器4，为现有设备为现有的scr脱硝反应器，scr反应器4一端与混合器3连通，另一端与换热单元连通，scr反应器4内设置催化剂，在催化剂作用下，烟气内的氮氧化物与氨水发生还原反应，达到脱硝目的，该技术为现有技术。
30.换热单元为换热器5，换热器5上通过两路管线分别与湿法脱硫单元的烟气入口和烟气出口连接，换热器5上还连接有换热风机管线，其中换热风机管线连接有换热风机，通过该管线进行给换热器5内换热，由于后续进入湿法脱硫单元，入口烟气必须≤120℃，因此需对烟气降温，考虑到烟气余热的利用，通过换热风机管线给换热器5内换热，将换热器5内
的烟气降温同时，可将余热用于加热湿法脱硫单元烟气出口的烟气温度，从而消除“白烟”的视觉污染，其中换热器5可为余热锅炉进行余热回收。
31.参照图1、图2和图3所示，湿法脱硫单元至少包括湿法脱硫塔6，湿法脱硫塔6内从下至上依次设置有管束除雾器7和湿式电除尘器8，位于湿式电除尘器8上方的为湿法脱硫塔6的塔顶烟囱，塔顶烟囱通过管线与换热器5连接，湿法脱硫塔6的烟气入口通过管线与换热器5连通，其中湿法脱硫单元还包括脱硫废液旋流分离器14、真空皮带压滤机15、石灰浆液池16、工艺水池17、沉淀池18和澄清池19，其中脱硫废液旋流分离器14一端通过管线与湿法脱硫塔6的底部连通，另一端与沉淀池18连通，用于处理湿法脱硫塔6的底部的废液，真空皮带压滤机15位于脱硫废液旋流分离器14的下放处理污泥；石灰浆液池16通过管线与湿法脱硫塔6的底部连通，用于与烟气反应进行脱硫，工艺水池17一端通过管线与石灰浆液池16连通，另一端通过管线与湿式电除尘器8连通，沉淀池18用于沉淀脱硫废液旋流分离器14流出的废液内杂质，澄清池19用于将废液澄清，澄清池19内在通过管线与脱硫废液罐9连通，同时通过管线与湿法脱硫塔6的底部连通，其中工艺水池17还通过管线分别与真空皮带压滤机15和湿法脱硫塔6的烟气入口连通，给真空皮带压滤机15进行冲洗和给湿法脱硫塔6的烟气入口烟气进行加湿。
32.本发明中的湿法脱硫单元内的器械均属于现有技术，湿法脱硫塔6实现精脱硫，使烟气中的二氧化硫达到超低排放要求；管束除雾器7用于去除烟气中的大部分机械水；湿式电除尘器8用于精除尘，同时去除湿法脱硫后形成的气溶胶状态污染物，使烟气中的粉尘达到超低排放的要求。
33.本实用新型的具体工艺如下：
34.工业窑炉烟气先进入预处理段，预处理的目的是进行烟气调质和初脱硫，采用脱硫废水溶液作为调质剂，通过气、水双流雾化喷咀将溶液雾化成超细液滴喷入烟气调质塔1，分散的细小液滴覆盖塔的整个断面，这些液滴与塔内烟气逆流接触，发生传质与吸收反应，达到降低烟气中硫浓度和调整烟气中粉尘比电阻性质的目的，同时可以有效的控制烟气温降、并达到湿法脱硫废水有效处理的目的。反应后的固态大颗粒落入预处理塔下和后续除尘段收集的灰一并作为固废排出，微细颗粒随烟气进入电除尘器2内。
35.通过预处理，烟温降低到280-300℃左右，烟气中的二氧化硫含硫降低到1000mg/nm3以下。
36.通过预处理的烟气再进入电除尘器2内，由于此时烟气温度较高，采用一般布袋容易烧袋，采用高温布袋投资较大，同时由于前期的预处理，使烟气中的粉尘达到适合电除尘器2收尘的比电阻性质，因此本实用新型中选用耐高温的电除尘器2进行除尘。
37.除尘后，烟温降低到250-280℃左右，烟气中的粉尘含量降低到50mg/nm3以下。
38.经过预处理和除尘的烟气进入scr脱硝段，经过前段处理，烟气中so2含量在1000mg/nm3以下，只能采用中高温scr脱硝工艺，适宜的脱硝温度需达到280-325℃摄氏度，因此需对烟气进行加温，此时的升温区间较小，相较于现有湿法脱硫后scr处理工艺中需将烟气从50℃加温至180-250℃的升温区间，大大的节约了能源。加温后的烟气进入混合器3，在混合器3内喷入气化的氨水，与烟气中的氮氧化物充分混合，然后进入scr反应器4，在scr反应器4内催化剂的作用下，达到脱硝的目的。
39.脱硝后，烟温在250-280℃左右，烟气中的氮氧化物含量降低到50mg/nm3以下。
40.由于脱硝后的烟气温度过高，无法直接进入后续的脱硫段，因此设置余热回收或换热器，将烟气温度降低到100℃左右。收集的热量可用于烟气末端排烟的升温，达到消白的目的。
41.降温后的烟气进入精脱硫段，由于此时的烟气中硫含量仍然很高，要达到较高的去除率，使排放达到超低排放要求，适合选择传质反应速率高、脱硫效率高的湿法脱硫。湿法脱硫塔6内包含浆液喷淋层、屋脊式除雾器和管束式除雾器7，烟气自下而上与喷淋的浆液逆向发生发生脱硫反应，脱硫后烟气中的硫氧化物含量降低到50mg/nm3以下，由于此时烟气含水率很高，通过屋脊式除雾器和管束式除雾器达到消白的目的。湿法脱硫产生的废水经一定循环使用后需外排，此废液中仍含有过量的钙离子，将其作为预处理段的调质液，以雾化形式喷入烟气调质塔1内的高温烟气中，蒸发为干态物质，被后续除尘器2收集，因此本实用新型同时解决了湿法脱硫废水处理的问题。
42.最后进入精除尘段，由于此时烟气含水率较高，宜采用湿式电除尘器8进一步去除烟气中的微细粉尘和气溶胶污染物，使粉尘含量降低到20mg/nm3以下。
43.最后经换热后，烟气于100℃左右排放，无白烟，视觉效果明显。
44.通过上述全流程工艺，烟气中的so2、nox、粉尘等均可达到超净排放的要求，同时相比现有工艺节约了加热烟气的耗能，同时设置余热回收也达到节能的目的，同时对湿法脱硫废水进行了有效处理，实现了废水零排放，避免了二次污染的问题。
45.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细的说明，但本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。
46.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
47.各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。