一种燃煤烟气多污染物脱除工艺及其设备。该工艺先用ＳＣＲ脱硝法脱除烟气中的ＮＯ↓［Ｘ］，其次用除尘器脱除烟气中的粉尘灰粒，然后用湿式钙基脱硫法消除烟气中的ＳＯ↓［２］，再用ＭＥＡ脱碳法吸收烟气中的ＣＯ↓［２］，同时将所生成的醇胺溶液富液加热解析再生，所得醇胺溶液贫液继续循环使用，解析出的高浓度ＣＯ↓［２］气体则经过冷却、气液分离、干燥、压缩和冷凝处理，制成高纯度工业级液体二氧化碳。其设备主要由通过管道相连的ＳＣＲ脱硝反应器、除尘器、湿式钙基脱硫反应器、ＭＥＡ脱碳吸收塔、再生塔、气液分离器、干燥器、压缩机和冷凝器等组成。本发明专利技术的设备整体设计简单紧凑、投资及运行成本低廉、工作稳定可靠，能够对燃煤烟气中的各种污染物进行分类集成处理、高效同步脱除。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对燃烧所排放烟气的净化处理技术，具体地指一种燃煤烟气多污染物脱除工艺及其设备。
技术介绍
酸雨问题和温室效应是当今人类面临的全球性环境问题。燃煤所产生的二氧化硫SO2和氮氧化物NOX污染是酸雨的主要原生物，所生产的二氧化碳CO2则是主要的温室气体，其中CO2的排放量约占人类活动引起的CO2总排放量的30％。我国的能源结构以煤炭为主，对燃煤烟气污染进行控制是实现经济、社会、环境协调发展的要求，也是发挥我国煤炭储量优势、实现社会自身可持续发展的要求。目前，对燃煤烟气污染的控制技术，如脱硫、脱硝、除尘和脱碳等大多数还是单独开发的，形成各自独立的技术装备和工艺流程。国内外燃煤电厂为了达到环保排放的要求，消除烟气中的SO2、NOX和粉尘，至少需要采用两套以上独立的脱硫、脱硝和除尘设备。面对全球性温室效应的加剧，国内外燃煤电厂也不得不研究燃煤烟气的脱碳技术，一些大型企业甚至已经在建设独立的电厂脱碳工程。为了解决燃煤烟气污染物分散脱除技术所存在的问题，公开号为CN2712446Y和CN274697IY的中国技术专利说明书分别提出了一种《烟气脱硫脱硝装置》和一种《脱硫脱硝一体化烟气净化塔》，但其脱硫脱硝设备均为体积笨大的填料装置，且直接采用氨水溶液来吸收烟气中的NOX，不仅整个脱硫脱硝设备的阻力大幅增加，而且也不能有效除去烟气中的NOX，因为NOX组份中90％以上为一氧化氮NO，而NO很难溶解于水中，采用简单的洗涤法很难将NO吸收。公开号为CN1559654A的中国专利技术专利申请公开说明书介绍了一种《脱硫、除尘、脱氮、脱氟湿式烟气净化机组及其净化方法》，其利用碱液与烟气混合来脱除烟气中的多种污染-->物，但该机组及净化方法会产生大量的废水，不仅需要对废水进行再处理，而且该技术方案对NOX的脱除效率太低，同时对设备的防腐要求也极高，导致工艺复杂、运行成本增高。由此可见，上述技术方案对燃煤烟气的综合净化处理效果并不理想，尤其是缺少对燃煤烟气中二氧化硫、氮氧化物、粉尘和二氧化碳进行综合集成处理的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种燃煤烟气多污染物脱除工艺及其设备。采用该工艺能够对燃煤烟气中的二氧化硫、氮氧化物、粉尘和二氧化碳进行分类集成处理、高效同步脱除。且该设备应具有整体设计简单紧凑、投资及运行成本低廉、工作稳定可靠的特性。为实现上述目的，本专利技术所设计的燃煤烟气多污染物脱除工艺，是针对燃煤烟气中的二氧化硫、氮氧化物、粉尘和二氧化碳进行集成脱除处理的过程。该工艺包括如下步骤：1)将燃煤锅炉所产生的烟气直接引入SCR脱硝反应器内，使烟气中气态的NO和NO2在SCR催化剂的作用下与脱硝还原剂发生化学反应，转化为气态的N2；2)将经过脱硝处理后的烟气引入除尘器中，用以脱除烟气中混杂的粉尘灰粒；3)将经过除尘器处理后的烟气引入湿式钙基脱硫反应器内，使烟气中气态的SO2与液态的钙基脱硫剂发生化学反应，最终生成固态的CaSO4·2H2O；4)将经过湿式钙基脱硫反应器处理后的烟气引入MEA脱碳吸收塔内，使烟气中的CO2气体与醇胺溶液雾滴充分逆向接触，发生气液两相化学反应而被吸收，所得洁净烟气排入大气，同时获得醇胺溶液富液；5)将所得醇胺溶液富液引入再生塔中，进行加热解析处理，再生获得高浓度CO2气体和脱除了CO2的醇胺溶液贫液；6)将所得醇胺溶液贫液送回MEA脱碳吸收塔内继续循环，同时对所得高浓度CO2气体进行冷却处理，使其中含有的热水蒸汽产生凝结；-->7)对经过冷却处理后的高浓度CO2气体进行气液分离处理，脱除其中的凝结水份，获得纯度高于99％的CO2气体；8)将所得高纯度CO2气体进一步干燥，再经过压缩和冷凝处理，将其变成液态，即可制成工业级液态二氧化碳成品。上述步骤1)中，SCR脱硝反应器内的烟气温度优选在350～400℃之间，以确保脱硝反应在最适宜的温度条件下进行。脱硝还原剂可以采用液氨、氨水或尿素中的一种，其在喷淋状态下与烟气充分均匀混合，能使烟气中的NO和NO2在催化作用下发生还原反应生成N2，从而达到良好的脱硝效果。以液氨还原剂为例，其化学反应方程式如下：6NO2+8NH3＝7N2+12H2O6NO+4NH3＝5N2+6H2O。上述步骤3)中，湿式钙基脱硫反应器内的烟气温度优选在70～90℃之间，钙基吸收剂采用石灰石浆液、电石渣浆液中的一种。在湿式钙基脱硫反应器内，烟气自下而上流动，与向下喷射出的钙基吸收剂浆液雾滴逆流充分接触，发生强烈的气液两相反应，烟气中的SO2被钙基浆液雾滴吸收生成CaSO3·1/2H2O，然后浆液落入湿式钙基脱硫反应器的底部被强制氧化生成CaSO4·2H2O，从而实现烟气中SO2的脱除，以石灰石吸收剂浆液为例，其化学反应方程式为：CaCO3+1/2H2O+SO2＝CaSO3·1/2H2O+CO22CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O＝2CaSO4·2H2O上述步骤4)中，MEA脱碳吸收塔内的烟气温度优选在35～50℃之间，反应压力控制在2500～3000Pa的范围内。醇胺溶液是一乙醇胺(MEA)、活化剂、防腐剂和水的混合溶液，为了描述方便，用R1R2NH表示一乙醇胺(MEA)，其中R1＝H，R2＝CH2CH2OH。醇胺溶液与CO2的化学反应方程式如下：CO2+OH-＝HCO3-CO2+R1R2NH＝R1R2NH+COO-R1R2NH+COO-+R1R2NH＝R1R2NCOO-+R1R2NH2+上述步骤5)中，对所得醇胺溶液富液进行加热解析处理的温度优选在110～120℃之间。在此温度条件下，被醇胺溶液所吸收的绝大部分CO2将从-->中解析出来，获得高浓度的CO2气体。上述步骤6)中，将所得高浓度CO2气体冷却处理至35～45℃，即可使其中绝大部分的水蒸汽凝结出来。为实现上述工艺而专门设计的燃煤烟气多污染物脱除设备，包括通过管道相连的SCR脱硝反应器、除尘器、湿式钙基脱硫反应器、MEA脱碳吸收塔、再生塔、气液分离器、干燥器、压缩机和冷凝器。SCR脱硝反应器的烟气出口与除尘器的烟气进口相连，除尘器的烟气出口通过第一增压风机与湿式钙基脱硫反应器的烟气进口相连，湿式钙基脱硫反应器的烟气出口通过第二增压风机与MEA脱碳吸收塔的烟气进口相连，MEA脱碳吸收塔的下部醇胺溶液富液出口通过富液泵与再生塔的上部进口相连，再生塔的下部液体出口通过贫液泵和第一冷却器与MEA脱碳吸收塔的上部醇胺溶液贫液进口相连，再生塔的上部气体出口通过第二冷却器与气液分离器的进口相连，气液分离器的气体出口依次与干燥器、压缩机、冷凝器和液态二氧化碳储存槽串连。进一步地，上述MEA脱碳吸收塔的下部醇胺溶液富液出口通过富液泵、贫富液换热器的吸热管与再生塔的上部进口相连，再生塔的下部液体出口通过贫富液换热器的放热管、贫液泵和第一冷却器与MEA脱碳吸收塔的上部醇胺溶液贫液进口相连。这样，可以充分利用从再生塔流出醇胺溶液贫液的余热，给进入再生塔的醇胺溶液富液预热，同时将醇胺溶液贫液冷却，实现热交换的良性循环，节省热能资源。进一步地，上述SCR脱硝反应器的SCR催化剂层采用蜂窝式或板式结构。这样，脱硝还原剂在喷淋和穿越SCR催化剂层的过程中可与烟气充分均匀接触，实现良好的脱硝效果。进一步地，上述湿式钙基脱本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃煤烟气多污染物脱除工艺，是针对燃煤烟气中的二氧化硫、氮氧化物、粉尘和二氧化碳进行集成脱除处理的过程，其特征在于：该工艺包括如下步骤： １）将燃煤锅炉所产生的烟气直接引入ＳＣＲ脱硝反应器内，使烟气中气态的ＮＯ和ＮＯ↓［２］在ＳＣＲ 催化剂的作用下与脱硝还原剂发生化学反应，转化为气态的Ｎ↓［２］； ２）将经过脱硝处理后的烟气引入除尘器中，用以脱除烟气中混杂的粉尘灰粒； ３）将经过除尘器处理后的烟气引入湿式钙基脱硫反应器内，使烟气中气态的ＳＯ↓［２］与液态的钙 基脱硫剂发生化学反应，最终生成固态的ＣａＳＯ↓［４］.２Ｈ↓［２］Ｏ； ４）将经过湿式钙基脱硫反应器处理后的烟气引入ＭＥＡ脱碳吸收塔内，使烟气中的ＣＯ↓［２］气体与醇胺溶液雾滴充分逆向接触，发生气液两相化学反应而被吸收，所得洁净烟气排 入大气，同时获得醇胺溶液富液； ５）将所得醇胺溶液富液引入再生塔中，进行加热解析处理，再生获得高浓度ＣＯ↓［２］气体和脱除了ＣＯ↓［２］的醇胺溶液贫液； ６）将所得醇胺溶液贫液送回ＭＥＡ脱碳吸收塔内继续循环，同时对所得高浓度ＣＯ ↓［２］气体进行冷却处理，使其中含有的热水蒸汽产生凝结； ７）对经过冷却处理后的高浓度ＣＯ↓［２］气体进行气液分离处理，脱除其中的凝结水份，获得纯度高于９９％的ＣＯ↓［２］气体； ８）将所得高纯度ＣＯ↓［２］气体进一步干燥，再经 过压缩和冷凝处理，将其变成液态，即可制成工业级液态二氧化碳成品。...
【技术特征摘要】
1.一种燃煤烟气多污染物脱除工艺，是针对燃煤烟气中的二氧化硫、氮氧化物、粉尘和二氧化碳进行集成脱除处理的过程，其特征在于：该工艺包括如下步骤：1)将燃煤锅炉所产生的烟气直接引入SCR脱硝反应器内，使烟气中气态的NO和NO2在SCR催化剂的作用下与脱硝还原剂发生化学反应，转化为气态的N2；2)将经过脱硝处理后的烟气引入除尘器中，用以脱除烟气中混杂的粉尘灰粒；3)将经过除尘器处理后的烟气引入湿式钙基脱硫反应器内，使烟气中气态的SO2与液态的钙基脱硫剂发生化学反应，最终生成固态的CaSO4·2H2O；4)将经过湿式钙基脱硫反应器处理后的烟气引入MEA脱碳吸收塔内，使烟气中的CO2气体与醇胺溶液雾滴充分逆向接触，发生气液两相化学反应而被吸收，所得洁净烟气排入大气，同时获得醇胺溶液富液；5)将所得醇胺溶液富液引入再生塔中，进行加热解析处理，再生获得高浓度CO2气体和脱除了CO2的醇胺溶液贫液；6)将所得醇胺溶液贫液送回MEA脱碳吸收塔内继续循环，同时对所得高浓度CO2气体进行冷却处理，使其中含有的热水蒸汽产生凝结；7)对经过冷却处理后的高浓度CO2气体进行气液分离处理，脱除其中的凝结水份，获得纯度高于99％的CO2气体；8)将所得高纯度CO2气体进一步干燥，再经过压缩和冷凝处理，将其变成液态，即可制成工业级液态二氧化碳成品。2.根据权利要求1所述的燃煤烟气多污染物脱除工艺，其特征在于：所说的步骤1)中，SCR脱硝反应器内的烟气温度控制在350～400℃之间，脱硝还原剂采用液氨、氨水或尿素中的一种。3.根据权利要求1或2所述的燃煤烟气多污染物脱除工艺，其特征在于：所说的步骤3)中，湿式钙基脱硫反应器内的烟气温度控制在70～90℃之间，钙基吸收剂采用石灰石浆液、电石渣浆液中的一种。4.根据权利要求1或2所述的燃煤烟气多污染物脱除工艺，其特征在于：所说的步骤4)中，MEA脱碳吸收塔内的烟气温度控制在35～50℃之间，反应压力控制在2500～3000Pa之间。5.根据权利要求1或2所述的燃煤烟气多污染物脱除工艺，其特征在于：所说的步骤5)中，对所得...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩旭，朱敬，徐尹生，徐志安，李雄浩，严学安，
申请(专利权)人：武汉凯迪电力环保有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。