一种烟气净化装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种烟气的净化装置及工艺，其通过将海水淡化系统和海水电解系统进行耦合，通过电解海水制备强氧化性的HClO液流和碱性的NaOH液流以及通过海水自身的碱性实现了烟气的脱硫脱硝脱碳，资源利用率高，烟气净化效果好。

A kind of flue gas purification device and process

The invention provides a purifying device and process for a flue gas. By coupling a seawater desalination system with a seawater electrolysis system, a strong oxidizing HClO liquid flow and an alkaline NaOH liquid flow are prepared through electrolyzed seawater, and the flue gas desulfurization and denitrification and decarbonization are realized through the alkalinity of the sea water, and the utilization rate of the resources is high and the flue gas is purified. The effect is good.

【技术实现步骤摘要】
一种烟气净化装置及工艺
本申请涉及一种烟气的环保净化装置及工艺，具体涉及一种烟气的脱硫脱硝脱碳的装置及工艺。
技术介绍
目前，我国工业锅炉领域的都是高能耗低效、高排放的普通链条锅炉，锅炉的热效率一般都在60-65%之间。其中，燃煤锅炉会排放大量的SO2、氮氧化物(NOx)和CO2气体等，SO2、NOx是大气污染的主要成分，也是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质，而CO2等温室气体引起的温室效应等环境问题，不仅破坏了生态系统而且还危害了人体健康。这些环境问题带来的经济社会风险和重大损失，无疑已成为关系我国经济可持续发展甚至社会和谐稳定的重大问题。现有技术中，对SO2的控制，目前较为成熟的技术是石灰石石膏法，其特点是系统运行稳定，脱除效率可达95％以上。而对于NOx的控制，常采用选择性催化还原法(SCR)，脱除效率可达90％以上，但其存在投资及运行成本高、催化剂易失活难再生、可能造成二次污染等问题。目前国内燃煤锅炉脱硫脱硝普遍采用的是FGD和SCR的组合技术，但是该技术复杂，投资和运行成本高。而脱碳则普遍采用改良热钾碱法脱出CO2，其特点是效率高，但是需要大量碱液。近些年来，采用海水作为脱硫脱硝吸收液的技术越来越多，相比于传统的石灰-石膏法相比，海水脱硫成本低，因此在靠海区域有极大的应用潜力。然而，现有技术中采用海水仅限于脱硫和/或脱硝，尚未有一种技术可以实现脱硫脱硝脱碳，亟需对海水的应用技术进行改良。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种烟气的净化装置及工艺。本专利技术提供了一种可资源化的烟气脱硫脱硝脱碳设备，其能够高效的脱除烟气中的SO2、NOX、CO2等污染物并进行资源化利用。本专利技术采用技术方案如下：一种烟气的净化装置，其包括海水处理系统和烟气处理系统；海水处理系统包括依次连接的过滤器、RO膜、沉淀室和电解室；烟气处理系统包括依次连接的依次连接的喷淋室A、膜接触器、喷淋室B、干燥器；其中，喷淋室A、喷淋室B的吸收液入口和电解室的两个出口连接，膜接触器的液相入口与过滤器出口连接，膜接触器、喷淋室B的液相出口以及RO膜的浓缩海水出口均与沉淀室的液相入口连接，喷淋室B的气体出口依次与干燥器、烟囱连接。优选的，所述的电解室为隔膜电解装置，其将海水电解为强氧化性的HClO液流和碱性的NaOH液流，其中HClO液流出口与喷淋室A连接，NaOH液流出口与喷淋室B连接。优选的，在RO膜和沉淀室之间设置储罐A，电解室和喷淋室A之间设置储罐B，电解室和喷淋室B之间设置储罐C，膜接触器和沉淀室之间设置储罐D，喷淋室B的液相出口与储罐D连接。优选地，在过滤器和RO膜之间设置离心泵。优选地，在气体混合器之前还依次设置有热交换器和除尘器。优选地，喷淋室的液相出口连接混合室的液相入口，混合室的另一个液相出口与氨水连接，混合室的液相出口与结晶室连接。优选地，喷淋室B的出口还与干燥室连接，干燥室与O2选择性吸附器连接，O2选择性吸附器内填充O2选择性吸附剂，O2选择性吸附器的脱附气出口与设置在喷淋室A前的气体混合器连接。优选的，O2选择性吸附剂为碳分子筛。优选地，膜接触器为中空纤维膜接触器，其中气体进管程，液体进壳程，中空纤维膜的材质为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯或聚砜中的一种或几种，接触角大于110°，孔隙率大于50-60%，孔径为0.2-1μm。优选地，气体混合器为静态混合器，优选地，静态混合器为单螺旋静态混合器或双螺旋静态混合器。本专利技术还提供了一种烟气的净化工艺，其包括包括以下步骤：一种烟气净化工艺，其特征在于包括以下步骤：（1）将新鲜海水经过滤器进行过滤除杂，并经离心泵加压后通入RO膜中实现海水淡化，其中渗透液清水作为产品输出，渗余液浓缩海水经储罐A通入沉淀室中，与来自膜接触器、喷淋室B中的液体混合沉淀，将固体沉淀外排，上层液体通入电解室中电解为HClO液流和NaOH液流，其中，HClO液流经储罐B通入喷淋室A顶部，NaOH液流经储罐C通入喷淋室B顶部；（2）烟气依次经热交换器换热和除尘器进行除尘后从喷淋室A底部进入喷淋室A中，与来自电解室的HClO液流逆向接触实现气体的脱硫脱硝，液相产物进入混合室中，与氨水混合，调节pH值，得到含有硝酸铵、硫酸铵和氯化铵的混合液；（3）将步骤（2）得到的混合液通过结晶室内进行蒸发结晶，获得硫酸铵、硝酸铵和氯化铵的粗品输出；（4）从喷淋室A顶部出来的气体进入膜接触器的管程，膜接触器的壳程通入经过滤器过滤的海水，在膜接触器内部的膜元件表面发生吸收作用以实现气体的初步脱碳；（5）将步骤（4）的气体继续通过喷淋室B的底部通入喷淋室B中，与来自电解室的NaOH液流逆向接触实现气体的完全脱碳，并在脱碳后经干燥器干燥除湿后通过烟囱排空，将膜接触器的排出的液体和喷淋室B排出的液体混合后通入沉淀室中。优选地，该工艺在步骤（5）后还具有步骤（6）将干燥除湿后的气体输送至O2选择性吸附器中对气体中的O2选择性吸附，未被吸附的气体通入烟囱排空，吸附饱和后对O2选择性吸附器进行再生脱附，脱附后的气体输送至气体缓冲罐中，并继续通入设置在喷淋室A和除尘器之间的气体混合器中与烟气混合。本专利技术的技术方案原理如下：（1）海水中除水、NaCl外还含有悬浮物、K+、Mg2+、Ca2+等，其中悬浮物、Mg2+、Ca2+会影响后续的电解工艺和脱碳工艺，因此需要经过过滤器以脱除悬浮物，优选的过滤器过滤精度为0.2-5μm。海水中NaCl含量不高，直接电解导致效率低下，需要对海水进行浓缩处理，采用RO膜（反渗透膜）可以直接海水分离为可以电解的浓缩海水和不含盐分的清水，清水可以作为产品输出。（2）对浓缩海水进行电解，采用隔膜电解的方式可以将海水电解为强氧化性的HClO液流和强碱性的NaOH液流，其中HClO可以用于脱硫脱硝，具体反应如下：HClO+SO2+H2O→H2SO4+HCl；HClO+NO→NO2+HCl。但是NO2和水反应容易生成NO，即NO2+H2O→HNO3+NO,因此可以选择在将气体通入喷淋室A中之前将气体与O2混合（可以采用静态混合器，例如单螺旋或双螺旋混合器），发生反应NO2+H2O+O2→HNO3,从而一定程度上避免了NO2再次被还原为NO。气液接触后的液相产物包括H2SO4、HCl、HNO3,本方案将该液相混合物与氨水混合发生酸碱中和反应，依次生成为硫酸铵、氯化铵和硝酸铵，通过调节其浓度和结晶温度，可以实现上述三种物质的粗分离，可以选择将粗品作为产品输出，也可以通过再结晶技术将三种粗品进行精制。（3）将经过脱硫脱硝的气体通过膜接触器的管程中，将经过过滤的海水通入膜接触器的壳程中，通过膜元件将两种相态的流体隔离开，气体中的CO2通过膜孔扩散到海水中，在膜元件的表面发生吸收反应，实现初步脱碳过程，当然也可以选择将经过RO膜浓缩的海水通入膜接触器中进行初步脱碳处理，其反应为CO2+H2O→H2CO3，CO32--+CO2+H2O→HCO3-。由于该过程脱碳并不彻底，需要对气体进一步脱碳处理。本方案将电解产生的NaOH作为喷淋室B的吸收液，气液反应后生成CO32-,其和未参与反应的OH-进一步与来自膜接触的HCO3-在储罐D中混合，其中OH-+HCO32-→CO32-+H2O，其中的CO32-在沉淀室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气净化装置，其特征在于包括海水处理系统和烟气处理系统；海水处理系统包括依次连接的过滤器、RO膜、沉淀室和电解室；烟气处理系统包括依次连接的依次连接的喷淋室A、膜接触器、喷淋室B、干燥器；其中，喷淋室A、喷淋室B的吸收液入口和电解室的两个出口连接，膜接触器的液相入口与过滤器出口连接，膜接触器、喷淋室B的液相出口以及RO膜的浓缩海水出口均与沉淀室的液相入口连接，喷淋室B的气体出口依次与干燥器、烟囱连接。

【技术特征摘要】
1.一种烟气净化装置，其特征在于包括海水处理系统和烟气处理系统；海水处理系统包括依次连接的过滤器、RO膜、沉淀室和电解室；烟气处理系统包括依次连接的依次连接的喷淋室A、膜接触器、喷淋室B、干燥器；其中，喷淋室A、喷淋室B的吸收液入口和电解室的两个出口连接，膜接触器的液相入口与过滤器出口连接，膜接触器、喷淋室B的液相出口以及RO膜的浓缩海水出口均与沉淀室的液相入口连接，喷淋室B的气体出口依次与干燥器、烟囱连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的电解室为隔膜电解装置，其将海水电解为强氧化性的HClO液流和碱性的NaOH液流，其中HClO液流出口与喷淋室A连接，NaOH液流出口与喷淋室B连接。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在RO膜和沉淀室之间设置储罐A，电解室和喷淋室A之间设置储罐B，电解室和喷淋室B之间设置储罐C，膜接触器和沉淀室之间设置储罐D，喷淋室B的液相出口与储罐D连接。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在过滤器和RO膜之间设置离心泵。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在气体混合器之前还依次设置有热交换器和除尘器。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于喷淋室A的液相出口连接混合室的液相入口，混合室的另一个液相入口与氨水连接，混合室的液相出口与结晶室连接。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于喷淋室B的出口还与干燥室连接，干燥室与O2选择性吸附器连接，O2选择性吸附器内填充O2选择性吸附剂，O2选择性吸附器的脱附气出口与设置在喷淋室A前的气体混合器连接。8.一种烟气净化工艺，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈萌，
申请(专利权)人：陈萌，
类型：发明
国别省市：山东,37