本發(fā)明涉及一種去除煙氣中污染物的裝置及方法，具體涉一種氨法脫硫過(guò)程中同時(shí)去除煙氣中氮氧化物及汞的裝置及方法。

背景技術(shù)：

根據(jù)國(guó)務(wù)院【煤電節(jié)能減排升級(jí)及行動(dòng)改造計(jì)劃（2014-2020）】及環(huán)境保護(hù)部《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》的要求，大氣污染物排放濃度限值在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米。

目前的燃煤鍋爐均配置除塵、脫硝、脫硫及濕式電除塵系統(tǒng)，由于除塵、脫硝及脫硫系統(tǒng)由不同供應(yīng)商提供，互為獨(dú)立，在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中忽視了脫硫系統(tǒng)的協(xié)同除塵功能，導(dǎo)致煙氣治理的投資偏高，并且仍然不能滿足超低排放的要求。

隨著國(guó)家環(huán)保要求的提高，“十三?五”期間，煙氣脫汞將是下一個(gè)重點(diǎn)方向，按照目前的狀況勢(shì)必要再上一套脫汞裝置，企業(yè)的環(huán)保壓力越來(lái)越大。因此，無(wú)論從宏觀（國(guó)家）層面還是微觀（企業(yè)）層面均急需一種投資省、煙氣綜合治理效果好的工藝技術(shù)及設(shè)備，以確保燃煤鍋爐的煙氣滿足超低排放的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有燃煤鍋爐的煙氣凈化裝置及方法的諸多不足，提供一種投資省、煙氣綜合治理效果好的裝置及方法。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：一種去除煙氣中污染物的裝置，包括鍋爐，所述鍋爐的煙氣依次通過(guò)脫硝裝置、氧化裝置、空氣預(yù)熱器、煙氣冷卻器、低低溫除塵器和脫硫裝置，再由煙囪排出。

所述脫硫裝置和煙囪之間還設(shè)置有煙氣再熱器。

所述脫硫裝置包括脫硫塔，所述脫硫塔內(nèi)部頂端設(shè)置有高效除霧器，所述高效除霧器的下方設(shè)置有若干用于噴吸收液的噴淋層，每一所述噴淋層上均設(shè)置有若干噴嘴，所述脫硫塔的中部設(shè)置有煙氣入口；所述煙氣入口頂端和最下層所述噴淋層之間設(shè)置有煙氣均布裝置。

噴淋層為2~4層。

所述煙氣均布裝置包括水平設(shè)置的平板，所述平板上設(shè)置有若干用于穿過(guò)煙氣的小孔，全部所述小孔的面積占所述平板的面積的30-50%；所述平板的面積等于所述脫硫塔的橫截面積。

煙氣均布裝置是一個(gè)由耐高溫、耐腐蝕材料制成，小孔的尺寸為DN20-40，由于煙氣均布裝置上的煙氣通流面積低于脫硫塔的橫截面積，故可以確保煙氣通過(guò)煙氣均布裝置后的流速更加均勻，從而實(shí)現(xiàn)煙氣均布的目的。

所述煙氣冷卻器的溫度范圍為80~95℃。

所述氧化裝置內(nèi)設(shè)置有強(qiáng)氧化劑噴入口和助劑噴入口，所述強(qiáng)氧化劑噴入口與裝有強(qiáng)氧化劑的容器一相連，所述助劑噴入口與裝有助劑的容器二相連。

所述強(qiáng)氧化劑包括雙氧水、臭氧或次氯酸鈉溶液；所述助劑包括氯化鈣溶液或脫硫廢水。

所述污染物包括氮氧化物、硫化物和汞。

硫化物包括二氧化硫。

一種去除煙氣中污染物的方法，包括以下步驟：

S01，鍋爐為燃煤鍋爐，燃煤鍋爐采用爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)；

S02，鍋爐的煙氣通入采用SNCR法脫硝的脫硝裝置中進(jìn)行脫硝，降低脫硝過(guò)程中SO₂的氧化率，抑制SO₃的生成；

S03，脫硝裝置的排出煙氣通入氧化裝置，在煙氣中噴入強(qiáng)氧化劑將單質(zhì)汞Hg氧化為離子態(tài)的汞Hg²⁺，同步噴入助劑來(lái)固化離子態(tài)的汞Hg²⁺；脫硝裝置的排出煙氣通入氧化裝置，在煙氣中噴入強(qiáng)氧化劑同時(shí)將NO氧化為NO₂；

S04，氧化裝置的排出高溫?zé)煔馔ㄈ肟諝忸A(yù)熱器進(jìn)行降溫冷卻；

S05，空氣預(yù)熱器的排出煙氣通入煙氣冷卻器，使煙塵溫度降低至80~95℃，得低溫?zé)煔猓?/p>

S06，煙氣冷卻器的排出煙氣通入低低溫除塵器，由于低溫?zé)煔獾谋入娮柘陆怠舸╇妷荷仙篃煔庵械娘w灰顆粒增大，同時(shí)在低溫條件下Hg、Hg²⁺和SO₃均吸附凝結(jié)在飛灰顆粒上；

S07，低低溫除塵器的排出煙氣通入脫硫裝置，進(jìn)行脫硫、煙氣經(jīng)吸收液吸收凈化降低霧滴中的銨鹽濃度；再通過(guò)高效除霧器降低煙氣中的霧滴濃度；

S08，脫硫裝置的排出煙氣直接由煙囪排出。

S07和S08之間還設(shè)置有煙氣再熱步驟；S04中空氣預(yù)熱器將煙氣溫度降至120~250℃。

本發(fā)明的顯著特點(diǎn)是：可實(shí)現(xiàn)脫硫過(guò)程中同時(shí)去除煙氣中氮氧化物及汞；在氨法脫硫系統(tǒng)之前采用強(qiáng)氧化劑對(duì)煙氣中的游離汞進(jìn)行氧化，通過(guò)補(bǔ)入適當(dāng)?shù)闹鷦㈦x子態(tài)的Hg²⁺固定， 再在除塵系統(tǒng)隨煙塵一起去除；NO_X被氧化后采用SNCR即可滿足環(huán)保要求，無(wú)需采用高投資的SCR方案，減少投資；采用低低溫除塵技術(shù)，減低脫硫系統(tǒng)入口煙塵濃度，確保脫硫系統(tǒng)無(wú)需采用濕式電除塵即可滿足超低排放的要求。

本發(fā)明的有益效果是：

1.燃煤鍋爐采用爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)，從源頭上降低NO的生成；

2.爐外采用高效SNCR脫硝工藝取代SCR工藝實(shí)現(xiàn)脫硝功能，大幅度降低脫硝的投資及運(yùn)行費(fèi)用，降低脫硝過(guò)程中SO₂的氧化率，抑制SO₃的生成；

3.在煙氣中噴入強(qiáng)氧化劑將單質(zhì)汞（Hg）氧化為離子態(tài)的汞（Hg²⁺）而脫除；通過(guò)補(bǔ)入適當(dāng)?shù)闹鷦▋?yōu)先考慮充氯化鈣或脫硫廢水）來(lái)固化氧化后的汞（氯化汞）；強(qiáng)氧化劑在氧化游離汞的同時(shí)將煙氣中的NO氧化為NO₂，在條件合適的情況下采用SNCR取代SCR實(shí)現(xiàn)脫硝功能；

4.在空氣預(yù)熱器后增設(shè)煙氣冷卻器，使原煙氣溫度降低至80~95℃（低于SO₃的露點(diǎn)），由于低溫?zé)焿m的比電阻下降、擊穿電壓上升，使飛灰顆粒增大，同時(shí)在低溫條件下SO₃吸附凝結(jié)在飛灰顆粒上；不僅能夠提高煙塵粒徑，而且可以使吸附在飛灰顆粒上的單質(zhì)汞Hg、二價(jià)汞Hg²⁺和SO₃同時(shí)去除，大幅度提高了除塵系統(tǒng)的除塵效率，使原煙氣含塵量不高于10mg/Nm3；

5.采用低低溫、高頻電源、移動(dòng)電極板等高效除塵技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效除塵的目的，可以同步脫除SO₃及汞，確保脫硫塔入口含塵量在5-10mg/Nm³之間；

6.脫硫塔是高效脫硫系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，脫硫塔采用雙塔雙循環(huán)或單塔多循環(huán)工藝，使得脫硫塔內(nèi)煙氣分布更加均勻，通過(guò)采用高效噴淋層技術(shù)確保塔內(nèi)漿液的高覆蓋率，通過(guò)優(yōu)化噴嘴的型號(hào)（采用切向?qū)嵭腻F噴嘴取代常規(guī)的切向空心錐噴嘴）及布置方式（現(xiàn)有單層噴嘴的覆蓋率為常規(guī)的120-150%，現(xiàn)多層噴嘴將覆蓋率提高到200-300%） ，以攔截更多的漿液液滴及粒徑增長(zhǎng)后的煙塵顆粒，確保脫硫及煙塵捕捉效果，通過(guò)采用組合式高效除霧器降低凈煙氣的霧滴含量、進(jìn)一步去除殘留的微小顆粒物及汞，使凈化后的煙氣達(dá)標(biāo)排放；

由于在氧化裝置內(nèi)脫汞時(shí)部分NO被氧化為NO₂，NO_X與硫酸銨鹽反應(yīng)而去除，具體去除原理如下：

NO 部分被強(qiáng)氧化劑氧化成NO₂，建立如下平衡：NO+【O】= NO₂

溶解于吸收液中的NO₂與亞硫酸銨（NH₄）₂SO₃反應(yīng)生成（NH₄）₂SO₄ 與N₂，建立如下平衡：

2（NH₄）₂SO₃ + NO₂ = 2（NH₄）₂SO₄ + 1/2N₂ ↑

溶解于吸收液中的NO與亞硫酸銨（NH₄）₂SO₃反應(yīng)生成（NH₄）₂SO₄與N₂，建立如下平衡：

（NH₄）₂SO₃+ NO = （NH₄）₂SO₄+ 1/2N₂↑

溶解于吸收液中的NO₂與亞硫酸氫銨NH₄HSO₃反應(yīng)生成NH₄HSO₄ 與N₂，建立如下平衡：

4NH₄HSO₃+2NO₂ → 4NH₄HSO₄+N₂↑

（NH₄）₂SO₄易溶于水，通過(guò)噴淋層的吸收液洗滌去除；

7.強(qiáng)氧化劑優(yōu)選雙氧水，強(qiáng)氧化劑通過(guò)專用的裝置注入高溫?zé)煔庵校瑸榱舜_保氧化效果，必須選擇合適的煙氣溫度區(qū)域(溫度范圍在250-280°之間)及加入方式（強(qiáng)氧化劑采用壓縮空氣霧化成細(xì)小的微滴，以提高氧化反應(yīng)的速度，防止高溫下強(qiáng)氧化劑分解），確保霧化均勻及氧化效率；

8.本發(fā)明無(wú)需增設(shè)脫汞裝置，僅需氧化裝置即可實(shí)現(xiàn)脫汞，投資省、煙氣綜合治理效果好。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中脫硫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中煙氣均布裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為高效除霧器、2為噴淋層、3為噴嘴、4為煙氣入口、5為煙氣均布裝置、6為平板、7為小孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：

如圖1~圖3所示，本具體實(shí)施例提供一種去除煙氣中污染物的裝置，包括鍋爐，所述鍋爐的煙氣依次通過(guò)脫硝裝置、氧化裝置、空氣預(yù)熱器、煙氣冷卻器、低低溫除塵器、脫硫裝置和煙氣再熱器，再由煙囪排出。

所述脫硫裝置包括脫硫塔，所述脫硫塔內(nèi)部頂端設(shè)置有高效除霧器1，所述高效除霧器1的下方設(shè)置有若干用于噴水的噴淋層2，每一所述噴淋層2上均設(shè)置有若干噴嘴3，所述脫硫塔的中部設(shè)置有煙氣入口4；所述煙氣入口4頂端和最下層所述噴淋層2之間設(shè)置有煙氣均布裝置5。

噴淋層為2層。

所述煙氣均布裝置5包括水平設(shè)置的平板6，所述平板6上設(shè)置有若干用于穿過(guò)煙氣的小孔7，全部所述小孔7的面積占所述平板6的面積的30%；所述平板6的面積等于所述脫硫塔的橫截面積。

所述煙氣冷卻器的冷卻溫度為80℃。

所述氧化裝置內(nèi)設(shè)置有強(qiáng)氧化劑噴入口和助劑噴入口，所述強(qiáng)氧化劑噴入口與裝有強(qiáng)氧化劑的容器一相連，所述助劑噴入口與裝有助劑的容器二相連。

所述強(qiáng)氧化劑為雙氧水溶液；所述助劑為氯化鈣溶液。

所述污染物包括氮氧化物、硫化物和汞。

一種去除煙氣中污染物的方法，包括以下步驟：

S01，鍋爐為燃煤鍋爐，燃煤鍋爐采用爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)；

S02，鍋爐的煙氣通入采用SNCR法脫硝，降低脫硝過(guò)程中SO₂的氧化率，抑制SO₃的生成；

S03，脫硝裝置的排出煙氣通入氧化裝置，在煙氣中噴入強(qiáng)氧化劑將單質(zhì)汞Hg氧化為離子態(tài)的汞Hg²⁺，同步噴入助劑來(lái)固化離子態(tài)的汞Hg²⁺；

S04，氧化裝置的排出高溫?zé)煔馔ㄈ肟諝忸A(yù)熱器進(jìn)行降溫冷卻至120-250℃；

S05，空氣預(yù)熱器的排出煙氣通入煙氣冷卻器，使煙氣溫度降低至80℃，得低溫?zé)煔猓?/p>

S06，煙氣冷卻器的排出煙氣通入低低溫除塵器，由于低溫?zé)煔獾谋入娮柘陆怠舸╇妷荷仙?，使煙氣中的飛灰顆粒增大，同時(shí)在低溫條件下Hg、Hg²⁺和SO₃均吸附凝結(jié)在飛灰顆粒上；

S07，低低溫除塵器的排出煙氣通入脫硫裝置，進(jìn)行脫硫、煙氣水洗凈化降低霧滴中的銨鹽濃度；再通過(guò)高效除霧器1降低煙氣中的霧滴濃度；

S08，脫硫裝置的排出煙氣通入煙氣再熱器進(jìn)行再熱；

S09，煙氣再熱器的排出煙氣直接由煙囪排出。

實(shí)施例2：如圖1~圖3所示，本具體實(shí)施例提供一種去除煙氣中污染物的裝置，包括鍋爐，所述鍋爐的煙氣依次通過(guò)脫硝裝置、氧化裝置、空氣預(yù)熱器、煙氣冷卻器、低低溫除塵器和脫硫裝置，再由煙囪排出。

所述脫硫裝置包括脫硫塔，所述脫硫塔內(nèi)部頂端設(shè)置有高效除霧器1，所述高效除霧器1的下方設(shè)置有若干用于噴吸收液的噴淋層2，每一所述噴淋層2上均設(shè)置有若干噴嘴3，所述脫硫塔的中部設(shè)置有煙氣入口4；所述煙氣入口4頂端和最下層所述噴淋層2之間設(shè)置有煙氣均布裝置5。

噴淋層為4層。

所述煙氣均布裝置5包括水平設(shè)置的平板6，所述平板6上設(shè)置有若干用于穿過(guò)煙氣的小孔7，全部所述小孔7的面積占所述平板6的面積的50%；所述平板6的面積等于所述脫硫塔的橫截面積。

所述煙氣冷卻器的溫度范圍為95℃。

所述氧化裝置內(nèi)設(shè)置有強(qiáng)氧化劑噴入口和助劑噴入口，所述強(qiáng)氧化劑噴入口與裝有強(qiáng)氧化劑的容器一相連，所述助劑噴入口與裝有助劑的容器二相連。

所述強(qiáng)氧化劑為臭氧；所述助劑為脫硫廢水，脫硫廢水中含有氯離子。

所述污染物包括氮氧化物、硫化物和汞。

一種去除煙氣中污染物的方法，包括以下步驟：

S01，鍋爐為燃煤鍋爐，燃煤鍋爐采用爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)；

S02，鍋爐的煙氣通入采用SNCR法脫硝的脫硝裝置中進(jìn)行脫硝，降低脫硝過(guò)程中SO₂的氧化率，抑制SO₃的生成；

S03，脫硝裝置的排出煙氣通入氧化裝置，在煙氣中噴入強(qiáng)氧化劑將單質(zhì)汞Hg氧化為離子態(tài)的汞Hg²⁺，同步噴入助劑來(lái)固化離子態(tài)的汞Hg²⁺；

S04，氧化裝置的排出高溫?zé)煔馔ㄈ肟諝忸A(yù)熱器進(jìn)行降溫冷卻，將煙氣溫度降至120~250℃；

S05，空氣預(yù)熱器的排出煙氣通入煙氣冷卻器，使煙塵溫度降低至95℃，得低溫?zé)煔猓?/p>

S06，煙氣冷卻器的排出煙氣通入低低溫除塵器，由于低溫?zé)煔獾谋入娮柘陆怠舸╇妷荷仙?，使煙氣中的飛灰顆粒增大，同時(shí)在低溫條件下Hg、Hg²⁺和SO₃均吸附凝結(jié)在飛灰顆粒上；

S07，低低溫除塵器的排出煙氣通入脫硫裝置，進(jìn)行脫硫、煙氣經(jīng)吸收液吸收凈化降低霧滴中的銨鹽濃度；再通過(guò)高效除霧器1降低煙氣中的霧滴濃度；

S08，脫硫裝置的排出煙氣直接由煙囪排出。

實(shí)施例3：如圖1~圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，噴淋層為3層；全部所述小孔7的面積占所述平板6的面積的40%；煙氣冷卻器的冷卻溫度為85℃；強(qiáng)氧化劑為次氯酸鈉溶液；助劑為氯化鈣溶液。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。