一种烟气及烟气脱硫废水的处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种烟气及烟气脱硫废水的处理方法，在烟气/脱硫废水换热器中利用烟气对脱硫废水进行换热升温，在烟气出口处设喷嘴，喷射NaOH溶液使烟气温度降至酸露点温度，此时烟气进入袋式除尘器中脱除粉尘和硫酸盐/硫酸液滴，随后进入脱硫塔；在脱硫塔中进行脱硫净化和加热升温，塔底废水部分作为循环吸收液，其它以脱硫废水形式进入板式换热器；板式换热器利用排气筒内加热盘管产生的蒸汽凝结水对脱硫废水进行预热，预热后废水进入烟气/脱硫废水换热器。本发明专利技术在充分利用烟气余热的基础上，实现了净化烟气满足排放要求和烟气脱硫废液零排放的双重目的，同时消除了“白烟”和“蓝烟”，降低了烟气脱硫和脱硫废液的综合处理成本。

Method and device for treating flue gas and flue gas desulphurization wastewater

The invention relates to a treatment method for flue gas and flue gas desulfurization wastewater. The flue gas is used in the flue gas/desulfurization wastewater heat exchanger to heat up the desulfurization wastewater. A nozzle is arranged at the exit of the flue gas and a NaOH solution is sprayed to reduce the flue gas temperature to the acid dew point temperature. At this time, the flue gas enters the bag dust remover to remove dust and sulfate/sulfur. Acid droplets then enter the desulphurization tower; desulphurization purification and heating are carried out in the desulphurization tower, the bottom of the tower waste water as a circulating absorbent, and other forms of desulphurization waste water into the plate heat exchanger; the plate heat exchanger preheates the desulphurization waste water by the steam condensate produced by the heating coil in the exhaust pipe, and the waste water enters after preheating. Into flue gas / desulfurization wastewater heat exchanger. On the basis of fully utilizing the waste heat of flue gas, the invention achieves the dual purposes of purifying flue gas to meet the discharge requirements and zero discharge of flue gas desulfurization waste liquid, eliminating \white smoke\ and \blue smoke\ and reducing the comprehensive treatment cost of flue gas desulfurization and flue gas desulfurization waste liquid.

【技术实现步骤摘要】
一种烟气及烟气脱硫废水的处理方法及装置
本专利技术属于环保废水和废气处理领域，具体涉及一种钠法烟气脱硫及产生的烟气脱硫废水的处理方法及装置。
技术介绍
自2003年以来，我国SO2排放总量一直居高不下，2014年我国SO2排放总量1974.4万吨，自2003年以来首次低于2000万吨。常用的烟气脱硫方法主要包括干法和湿法两种，与干法脱硫相比，湿法脱硫设备小，操作简单，且脱硫效率高，应用较为广泛，如钠法、镁法、氨法和钙法等，其中以钠法和钙法最多。湿法脱硫还可根据生成物是否有用，分为抛弃法和回收法，目前使用的回收法是石灰石-石膏法，但副产物-石膏的附加值较低，供过于求，同时石灰石-石膏法易造成设备或管道结垢和堵塞，脱硫装置操作较繁琐，现场卫生状况也较差。氨法脱硫虽能回收烟气中的硫资源，但产品硫酸铵可使土壤板结，现已很少单独使用，而且烟气中的重金属离子也全部进入硫酸铵产品中，对土壤造成二次污染，进而危害人类身体健康。钠法烟气脱硫为抛弃法，但因吸收效率高和吸收速率快，在对环保指标要求较高的地区经常采用。钠法烟气脱硫废水中的亚硫酸钠浓度通常约为7.5%-20%，为保证脱硫废水能够满足排放要求，在建设烟气脱硫装置时，必须同时建设烟气脱硫废水氧化处理装置。由于亚硫酸钠氧化速率较慢，通常需要5-8h，投资、占地和操作费用均较高。另外，钠法烟气脱硫装置排放的废水中具有很高的盐含量，而含盐废水的排放在很多地方已被明令禁止，因此，如何实现脱硫废水“零排放”和脱硫净化烟气达标排放双重目标成为人们特别关心的问题。对高含盐废水的主要处理技术包括反渗透膜分离技术和多效蒸发技术。反渗透技术具有技术成熟等特点，但原水预处理流程较长、高含盐废水极易造成膜的堵塞，而且浓缩水得不到合理的利用，无法实现真正意义上的“零排放”。多效蒸发技术可以做到高倍数的浓缩，但对换热设备材质要求较高，投资随之增加。此外，烟气脱硫装置净化烟气温度一般为40-60℃，大于环境温度，而且都是饱和烟气，当净化烟气经排气筒进入大气后，烟气中的饱和水汽遇冷凝结成水滴滴落到排气筒周围，形成“白烟”和“下雨”现象，这也是烟气脱硫装置普遍存在的现象。对该问题的解决方案之一就是设置烟气/净化烟气换热器，通过提高净化烟气温度使之处于不饱和状态，或者在净化烟气排空前设置冷凝装置，脱除烟气中的水分，但是两种方案均存在设备庞大，投资高等不足。因此，对该问题目前并没有切实可行的解决措施。燃煤中可燃性硫在燃烧过程中会有约0.5%-2.0%被氧化转化为SO3；催化裂化装置再生烟气中约有5.0%-10%的SO2被转化为SO3；由于烟气脱硝装置广泛使用V2O5基催化剂，在经过脱硝处理后，烟气中有≯1.0%的SO2被转化为SO3。当温度超过200℃时，只要烟气中存在一定量水蒸汽，则大部分SO3都被转化为H2SO4蒸汽。当烟气温度低于H2SO4蒸汽的露点温度时，H2SO4蒸汽便冷凝形成硫酸液滴，其中粒径0.5-3μm的硫酸液滴会形成硫酸气溶胶或硫酸雾。通常，吸收塔均是按照脱除SO2设计，当含SO3的烟气进入吸收塔后，绝大部分SO3以硫酸气溶胶的形式排入大气，而当净化烟气中SO3浓度较高且含有硫酸气溶胶及其二次粒子时，其颗粒直径与可见光波长相当，对管线产生瑞利散射，在太阳管照射的反射侧烟气的烟羽呈现蓝色，而另一侧则呈现黄色。文献《燃煤烟气中SO3成因、影响及其减排对策》中，提及采用湿式静电除尘除雾器去除SO3，脱除率可以达到95%，但建设和运行费用比较高。CN102335553A将钠基烟气脱硫废水通入双极膜电渗析装置，依靠膜的选择性透过作用和电解装置，使脱硫吸收剂再生，并副产硫酸，实现了脱硫废水“零排放”，但该技术电耗较高。CN103936220A首先将脱硫废水进行固液分离，然后利用蒸汽机械再压缩技术（MVR）回收亚硫酸钠或铵盐，该技术较好的解决了脱硫废水零排放问题，但烟气温度未得到降低，水耗仍较大，而且未涉及“白烟”问题。CN104801162A以氨水分别为还原剂和吸收剂对烟气进行脱硝和脱硫处理，净化烟气以湿式电除雾器脱除雾滴，可消除“烟羽”和“蓝烟”现象，但由于净化烟气排空前仍为饱和气体，温度较高，仍无法有效解决“白烟”问题，而且电除雾器电耗非常大。CN105152405A以氨和CO2为原料配置汲取液，从而大大提高反渗透膜对烟气脱硫废水中水的透过性，脱硫废水得到浓缩，然后分别采用精馏塔和汽提塔对汲取液和浓盐水进行净化处理脱除氨和CO2，最后对浓盐水进行结晶。该技术虽可实现脱硫废水零排放，但流程过长，设备投资较高。CN204786491U以锅炉省煤器后的高温烟气对脱硫废水进行蒸发回收固体，并以空气为热媒利用低温换热器中烟气余热对脱硫除尘后的净化烟气进行升温，解决了脱硫废水零排放和“白烟”问题。但该技术需要对锅炉省煤器进行较大的改动，以布置脱硫废水加热系统，投资较高；并且采用高温烟气蒸发后的水分与烟气一同进入到脱硫塔中循环利用，增加了脱硫废液的处理规模。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种烟气及烟气脱硫废水的处理方法及装置。本专利技术在充分利用烟气余热的基础上，实现了净化烟气满足排放要求和烟气脱硫废液零排放的双重目的，同时消除了“白烟”和“蓝烟”，降低了烟气脱硫和脱硫废液的综合处理成本。本专利技术提供的烟气脱硫废水的处理方法，包括如下内容：在烟气/脱硫废水换热器中利用烟气对脱硫废水进行换热升温，并在烟气出口处设喷嘴，喷淋NaOH溶液使烟气温度降至酸露点温度，此时烟气进入袋式除尘器；在袋式除尘器中脱除烟气中的粉尘和硫酸盐/硫酸液滴，随后烟气进入脱硫塔；烟气在脱硫塔中进行脱硫净化和加热升温，塔底废水部分作为循环吸收液进行循环吸收，其它以烟气脱硫废水形式进入板式换热器；板式换热器利用排气筒内加热盘管产生的蒸汽凝结水对烟气脱硫废水进行预热，预热后废水进入烟气/脱硫废水换热器；烟气/脱硫废水换热器上部设有气液分离器，气液分离后的气相蒸汽经压缩后进入排气筒内，对净化烟气进行加热，使之达到不饱和状态，产生的蒸汽凝结水进入板式换热器用于预热烟气脱硫废水，经换热后的凝结水作为烟气脱硫系统补充水。本专利技术中，所述烟气/脱硫废水换热器为套管式换热器，套管间隙为0.5-20mm，两者逆流换热，烟气走内管，脱硫废水走外管，外管内脱硫废水流速为1-5m/s。在内管烟气出口处设置NaOH溶液喷嘴，控制喷嘴插入换热管内管的深度为5-20mm，使产生的硫酸雾滴及硫酸钠盐及时从内管排出，防止腐蚀内管出口。本专利技术中，在烟气/脱硫废水换热器底部设进料箱，烟气脱硫废水通过进料箱进入换热器外管后与内管中烟气进行换热，换热时脱硫废水以液膜形式流动于内外管之间，热交换速率加快，液相蒸发产生的蒸汽的扰动作用及液相流体的快速流动冲刷可防止盐晶粒在内外管间隙间的沉积和聚结。本专利技术中，根据入口烟气中SO3浓度的不同，使喷淋NaOH溶液后烟气温度降至酸露点温度，一般为90-130℃，优选100-120℃。喷射NaOH溶液的质量浓度一般为0.2%-10%。本专利技术中，控制进入烟气/脱硫废水换热器前的烟气脱硫废水温度为60-100℃，优选70-90℃。本专利技术中，在烟气/脱硫废水换热器上部设气液分离器，脱硫废水在换热管加热后进入气液分离器，气液分离后的液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气及烟气脱硫废水的处理方法，其特征在于包括如下内容：在烟气/脱硫废水换热器中利用烟气对脱硫废水进行换热升温，在烟气出口处设喷嘴，喷淋NaOH溶液使烟气温度降至酸露点温度，此时烟气进入袋式除尘器；在袋式除尘器中脱除烟气中的粉尘和硫酸盐/硫酸液滴，随后进入脱硫塔；烟气在脱硫塔中进行脱硫净化和加热升温，塔底废水部分作为循环吸收液进行循环吸收，其它以烟气脱硫废水形式进入板式换热器；板式换热器利用排气筒内加热盘管产生的蒸汽凝结水对烟气脱硫废水进行预热，预热后废水进入烟气/脱硫废水换热器；烟气/脱硫废水换热器上部设气液分离器，气液分离后的气相经压缩后进入排气筒内，对净化烟气进行加热，使之达到不饱和状态，产生的蒸汽凝结水进入板式换热器用于预热烟气脱硫废水，经换热后的凝结水作为烟气脱硫系统补充水。

【技术特征摘要】
1.一种烟气及烟气脱硫废水的处理方法，其特征在于包括如下内容：在烟气/脱硫废水换热器中利用烟气对脱硫废水进行换热升温，在烟气出口处设喷嘴，喷淋NaOH溶液使烟气温度降至酸露点温度，此时烟气进入袋式除尘器；在袋式除尘器中脱除烟气中的粉尘和硫酸盐/硫酸液滴，随后进入脱硫塔；烟气在脱硫塔中进行脱硫净化和加热升温，塔底废水部分作为循环吸收液进行循环吸收，其它以烟气脱硫废水形式进入板式换热器；板式换热器利用排气筒内加热盘管产生的蒸汽凝结水对烟气脱硫废水进行预热，预热后废水进入烟气/脱硫废水换热器；烟气/脱硫废水换热器上部设气液分离器，气液分离后的气相经压缩后进入排气筒内，对净化烟气进行加热，使之达到不饱和状态，产生的蒸汽凝结水进入板式换热器用于预热烟气脱硫废水，经换热后的凝结水作为烟气脱硫系统补充水。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述烟气/脱硫废水换热器为套管式换热器，套管间隙为0.5-20mm，两者逆流换热，烟气走内管，脱硫废水走外管，外管内脱硫废水流速为1-5m/s。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在内管烟气出口处设置NaOH溶液喷嘴，控制喷嘴插入换热管内管的深度为5-20mm。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：烟气/脱硫废水换热器底部设有进料箱，烟气脱硫废水通过进料箱进入换热器外管后与内管烟气进行换热，换热时脱硫废水以液膜形式流动于内外管之间。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据入口烟气中SO3浓度的不同，使喷淋NaOH溶液后烟气温度降至90-130℃，喷淋的NaOH溶液的质量浓度为0.2%-10%。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：控制进入烟气/脱硫废水换热器前的烟气脱硫废水温度为60-100℃，优选70-90℃。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：气液分离器分离后气相与结晶槽产生二次蒸汽合并后进入蒸汽压缩机，控制蒸汽压缩机出口压力为0.1-0.5MPaG，压缩后蒸汽进入排气筒内加热盘管。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：袋式除尘器为并列设置的两组及以上，均设有反吹清灰系统，可以交替运行；控制袋式除尘器的过滤速度为0.5-5.0m/s，当袋式除尘器压降达到0.5-1.3kPa时，启动反吹清灰系统。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：反吹...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明星，阮宗林，李欣，姜阳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11