申请日2016.04.26
公开(公告)日2016.08.17
IPC分类号B01D53/80; B01D53/50; B01D53/86; B01D53/56; F23J15/02
摘要
一种同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，燃煤电厂锅炉的烟道上依次设置省煤器、SCR反应器、雾化蒸发装置、空气预热器、静电除尘器和脱硫塔，所述雾化蒸发装置包括蒸发器，空压机和浆液泵，所述蒸发器设置在SCR反应器与空气预热器之间的烟道上，蒸发器顶部均匀分布若干气液两相流喷嘴;所述脱硫塔产生的脱硫废水与碱性吸收剂混合成浆液，所述浆液在浆液泵和空压机的作用下通过气液两相流喷嘴从蒸发器顶部喷出，碱性吸收剂与烟气中的SO3反应，反应后的浆液干燥成细小颗粒，或沉降到蒸发器的底部排出，或随烟气进入静电除尘器与烟气分离。上述装置能够同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水，并具有设备简单、系统整合、脱除效率高等特点。
权利要求书
1.一种同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，燃煤电厂锅炉(1)的烟道上依次设置省煤器(2)、SCR反应器(3)、空气预热器(4)、静电除尘器(5)和脱硫塔(6)，其特征在于，所述烟道上增设雾化蒸发装置，所述雾化蒸发装置包括蒸发器(16)，空压机(8)和浆液泵(12)，所述蒸发器(16)设置在SCR反应器(3)与空气预热器(4)之间的烟道上，蒸发器顶部均匀分布若干气液两相流喷嘴(13);所述脱硫塔(6)产生的脱硫废水(9)与碱性吸收剂(11)混合成浆液，浆液在浆液泵(12)和空压机(8)的作用下通过气液两相流喷嘴(13)从蒸发器(16)顶部喷出，碱性吸收剂(11)与烟气中的SO3反应，反应后的浆液干燥成细小颗粒，一部分颗粒和烟尘沉降到蒸发器(16)的底部排出，剩余部分随烟气进入静电除尘器(5)与烟气分离。
2.根据权利要求1所述的同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，其特征在于，所述蒸发器(16)上部为圆柱形，下部为锥形的灰斗，灰斗的底部设置排料阀(15)，灰斗中部安装料位计(14)。
3.根据权利要求2所述的同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，其特征在于，所述脱硫废水(9)与碱性吸收剂(11)混合后的浆液的pH为8.5～10.0。
4.根据权利要求3所述的同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，其特征在于，所述碱性吸收剂为石灰、白泥、NaHSO3或Na2CO3中的一种，碱性吸收剂的粒度范围为20-50μm。
5.根据权利要求4所述的同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，其特征在于，所述蒸发器(16)的温度为280℃～380℃;浆液的喷入量为浆液喷入后蒸发器的温度降幅为5℃-10℃。
说明书
一种同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域，特别是一种火电厂生成烟气及废水的处理方法。
背景技术
近几年雾霾的频发引发人们对环境问题的普遍关注，各国在加大环境污染治理的同时对治理燃煤电厂排放的“三废”尤为关注，特别是对燃煤电厂的脱硫废水提出零排放的要求，这些要求使燃煤电厂面临重大的环保压力。
对于脱硫废水的处理，由于烟气中的大部分污染物会转移到脱硫系统中，因此脱硫系统产生的脱硫废水可称为电厂最为恶劣的水源之一，处理难度非常大。脱硫废水的主要成份为粉尘和脱硫产物(CaSO4和CaSO3)，还含有可溶性的氯化物和硝酸盐等及汞、铅、镍、砷等重金属。现有工艺中采用中和、絮凝等化学的方法进行处理，但不能很好地达到排放标准。
对于烟气中SO3的处理，烟气中的SO3来源于煤燃烧和SCR反应器对SO2的氧化两个方面，其产生的恶劣影响主要有以下几个方面：
(1)由于烟气中的SO3以气溶胶形式存在，或形成硫酸酸雾气溶胶，气溶胶的粒径为亚微米，非常小，因此难以被静电除尘器和脱硫系统捕集。如排入大气中可对光线产生散射呈现“蓝羽”现象。
(2)烟气的酸露点取决于烟气中SO3和H2O的浓度，并随着SO3浓度的增加而升高，为了避免烟气冷凝成硫酸造成烟道腐蚀，必然要增加排烟温度，造成机组热效率下降。
(3)在空气预热器中，当烟气温度冷却至 177～215℃时，SCR反应器中未反应的NH3与SO3发生反应生成硫酸氢铵(ABS)，硫酸氢铵是一种粘性很强并具有较强腐蚀性的物质，硫酸氢铵的粘性造成大量飞灰沉积在空预器表面引起堵塞，增加空预器的阻力和引风机的功率消耗，严重时甚至迫使机组停炉以清理空预器。
半干法脱硫技术对SO3有很强的去除作用，但是在不同温度区间下，碱性温区，否则造成碱性吸收剂会大量与SO2发生反应，影响SO3脱除。
因此脱硫废水和烟气中SO3成为治理燃煤电厂“三废”的关键，如何有效进行脱硫废水的处理和脱除SO3成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服已有技术之缺陷，提供一种同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，它能够同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水，并具有设备简单、脱除效率高的特点。
本发明所述技术问题是以下述技术方案实现的：
一种同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，燃煤电厂锅炉的烟道上依次设置省煤器、SCR反应器、空气预热器、静电除尘器和脱硫塔，所述烟道上增设雾化蒸发装置，所述雾化蒸发装置包括蒸发器，空压机和浆液泵，所述蒸发器设置在SCR反应器与空气预热器之间的烟道上，蒸发器顶部均匀分布若干气液两相流喷嘴;所述脱硫塔产生的脱硫废水与碱性吸收剂混合成浆液，浆液在浆液泵和空压机的作用下通过气液两相流喷嘴从蒸发器顶部喷出，碱性吸收剂与烟气中的SO3反应，反应后的浆液干燥成细小颗粒，一部分颗粒和烟尘沉降到蒸发器的底部排出，剩余部分随烟气进入静电除尘器与烟气分离。
上述同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，所述蒸发器上部为圆柱形，下部为锥形的灰斗，灰斗的底部设置排料阀，灰斗中部安装料位计。
上述同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，所述脱硫废水与碱性吸收剂混合后的浆液的pH为8.5～10.0。
上述同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，所述碱性吸收剂为石灰、白泥、NaHSO3或Na2CO3中的一种，碱性吸收剂的粒度范围为20-50um。
上述同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，所述蒸发器的温度为280℃～380℃，浆液的喷入量为浆液喷入后蒸发器温度降幅为5℃-10℃。
本发明对SCR反应器与空气预热器之间的烟道进行改造设立蒸发器，将燃煤电厂湿法脱硫系统产生的脱硫废水与碱性吸收剂在浆液池中混合，调制成一定浓度的浆液，利用气液两相流喷嘴将浆液喷入蒸发器中，通过在高温区SO3与碱性吸收剂的选择性反应有效脱除烟气中SO3，脱硫废水中的重金属与盐分在高温条件下迅速蒸发形成固体颗粒物，一部分产物和飞灰通过蒸发器底部的排料阀间歇排出，剩余固体颗粒物和烟尘在静电除尘器中捕集。实现了脱硫废水零排放，同时有效去除烟气中的SO3，减少硫酸氢铵的生成，避免堵塞空预器。由于SO3浓度大幅下降，酸露点降低可有效降低空预器出口的烟气温度，提高了锅炉的热效率和除尘效率，而且锅炉尾部受热面的腐蚀大大减轻，减少设备的维护、延长使用期限。本发明适用于燃煤电厂排放的烟气中SO3浓度高、烟温高且脱硫废水等高含盐水处置困难的情况。
本发明通过雾化蒸发装置实现了脱硫废水零排放与烟气中SO3双重控制的效果，从而克服现有技术中火电厂的废水和烟气处理系统所需配置设备多、投资大、运行成本高的缺点，实现节能环保的现实要求。