一種燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】一種燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞的方法和裝置，涉及燃煤鍋爐煙氣治理。所述裝置設有鍋爐燃燒器、霧化噴嘴、脫硫廢水輸送管道、鍋爐、煙道、除塵器、脫硫塔、煙囪、石膏堆、反應池、澄清池和清水池。所述方法：煙氣濕法脫硫廢水從脫硫塔排出，先依次經過反應池、澄清池、清水池進行常規廢水處理，即經過調節pH，去除重金屬離子和懸浮物后，將清液輸送至鍋爐燃燒器中心處，采用霧化噴嘴將其霧化，使霧化后的脫硫廢水與煤粉混合后進入鍋爐的爐膛燃燒區進行燃燒；當清液消耗不完時，將余下的清液輸送至除塵器前的煙道中，采用霧化噴嘴將其霧化后噴出，保證霧化后的液滴粒徑較小，在進入除塵器前蒸發完畢。
【專利說明】
一種燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞的方法和裝置
技術領域
[0001]本發明涉及燃煤鍋爐煙氣治理，具體是涉及一種燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]汞作為燃煤電廠煙氣中含有的一類污染物，在煙氣中通常以元素汞和氧化態汞的形式存在，其中氧化態汞易被污染物控制設備聯合脫除，而元素汞不易被脫除。大量研究表明，氯元素對氣態單質汞向氧化態汞的轉化以及飛灰對汞的吸附能力起重要作用。煙氣中氯元素含量越大，汞作為穩定相存在的量就越多。而我國煤大部分都為低氯煤，限制了煙氣中單質汞的氧化。
[0003]煤本身含有一定量的氮元素，加上燃煤鍋爐中的高溫環境，導致燃煤鍋爐尾部煙氣中含有一定量的氮氧化物。這些氮氧化物會對人體健康造成危害，同時會造成光化學煙霧、酸雨等環境污染。控制燃煤鍋爐氮氧化物的排放有重要意義。通常情況下，水煤漿燃燒排放的氮氧化物比干煤粉燃燒排放的氮氧化物含量低10%?30%，這是由于在高溫區內，煤中的焦炭與水蒸氣反應生成具有還原性的氫氣和一氧化碳，從而將生成的氮氧化物還原。
[0004]燃煤電廠的煙氣濕法脫硫廢水經過常規廢水處理后，仍然含有大量鈣離子、氯離子，在現在脫硫廢水零排放壓力日益增大的今天，如何使脫硫廢水達到零排放是每個電廠面臨的問題。
[0005]中國專利201110277656.4公開一種燃煤電廠采用煙氣濕法脫硫廢水脫氮脫汞的方法和裝置，其具體實施方案為:將脫硫廢水經過常規水處理后，將其回流輸送至煤粉傳送帶上方、噴灑到煤粉中或者回流輸送至空預器與除塵器之間、噴入煙道氣中，其中噴入的脫硫廢水Cl與煤粉或煙道氣中Hg的質量比為0.1?0.4。該發明存在以下缺點:依據脫硫廢水中的氯元素與廢水或煙道氣中汞元素的質量比為0.1?0.4計算，該發明噴入的脫硫廢水量較小，只能處理掉部分燃煤電廠煙氣濕法脫硫產生的脫硫廢水，導致無法使脫硫廢水達到零排放。同時該發明利用了脫硫廢水，僅僅達到了脫汞的效果;將脫硫廢水在傳送帶處噴灑到煤中，達不到脫氮的目的。
[0006]中國專利201310020027.2公開一種煤中氯元素循環利用實現污染物聯合脫除的裝置及方法，其具體實施方案為:將經過Ph調節后的脫硫廢水通過霧化噴嘴噴射到煙道SCR脫氮裝置與空預器之間的位置，調節壓縮空氣和廢水流量、控制霧化液滴粒徑，保證霧化液滴水分在設定時間內蒸干，其中噴入脫硫廢水使煙氣達到脫汞的效果，而SCR脫氮裝置對煙氣進行脫氮。該發明存在以下缺點:該發明中的脫硫廢水在經過了 Ph調節后即噴入SCR脫氮裝置與空預器之間的煙道中，有可能導致重金屬重新回到脫硫廢水中富集。由于脫硫廢水噴入空預器前的煙道中，會使得脫硫廢水中的水分蒸發，煙溫降低，從而導致鍋爐效率下降。該發明中，如果沒有SCR脫氮裝置，將不會對氮氧化物的排放造成影響。該發明提到的脫氮效果是由系統中的SCR脫硝裝置完成的，與脫硫廢水無關。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞裝置。
[0008]本發明的另一目的在于提供一種燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞方法。
[0009]本發明所述燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞裝置設有鍋爐燃燒器、霧化噴嘴、脫硫廢水輸送管道、鍋爐、煙道、除塵器、脫硫塔、煙囪、石膏堆、反應池、澄清池和清水池；
[0010]所述脫硫塔的脫硫廢水排出口一路依次經反應池、澄清池和清水池進行常規廢水處理，脫硫塔的脫硫廢水排出口另一路接石膏堆;清水池的脫硫廢水出口一路經脫硫廢水輸送管道接鍋爐燃燒器的入口，由設于鍋爐燃燒器中心的霧化噴嘴將脫硫廢水霧化，鍋爐燃燒器的進口送入煤灰和霧化噴嘴霧化的清液混合后進入鍋爐內高溫區燃燒，達到同時脫氮脫汞的目的;清水池的脫硫廢水出口另一路經煙道進入除塵器，除塵器的出口接脫硫塔，脫硫塔的煙氣出口接煙囪，鍋爐燃燒器設在鍋爐外壁一側。
[0011]所述燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞方法，包括以下步驟:
[0012]I)煙氣濕法脫硫廢水從脫硫塔排出，先依次經過反應池、澄清池、清水池進行常規廢水處理，即經過調節pH，去除重金屬離子和懸浮物后，將清液輸送至鍋爐燃燒器中心處，采用霧化噴嘴將其霧化，使霧化后的脫硫廢水與煤粉混合后進入鍋爐的爐膛燃燒區進行燃燒；
[0013]2)當清液消耗不完時，將余下的清液輸送至除塵器前的煙道中，采用霧化噴嘴將其霧化后噴出，保證霧化后的液滴粒徑較小，在進入除塵器前蒸發完畢，由于廢水液滴在蒸發后鹽分結晶為顆粒物析出，這些鹽分會被除塵器捕集，不會造成后面脫硫系統中的污染物富集。
[0014]在步驟I)中，所述霧化噴嘴的霧化角需進行控制，使得液滴在噴出燃燒器前不得與鍋爐燃燒器進行接觸，避免對鍋爐燃燒器造成腐蝕，液滴噴射速度應與煤粉噴射速度相等;所述霧化后的脫硫廢水與煤粉混合后進入鍋爐的爐膛燃燒區的脫硫廢水清液中的氯元素與煤中氯元素之和不得超過煤總質量的0.3%，水煤漿燃燒形成的氮氧化物比干煤粉燃燒形成的氮氧化物含量低10%?30%，這是由于在高溫區內，煤中的焦炭與水蒸氣反應生成具有還原性的氫氣和一氧化碳，將生成的氮氧化物還原，降低煙氣中氮氧化物的含量。而煤中的汞則隨著溫度的降低，被進入爐膛中的氯元素逐漸還原為易被捕集的二價汞，從而達到脫汞的目的。由于將脫硫廢水噴入爐膛后，水分得以蒸發，帶走了一部分熱量，從而使煙氣濕度增加，溫度降低，這兩個因素都會降低煙氣中煙塵的比電阻，可以提高電除塵器的除塵效率。在脫硫塔中，煙氣溫度降低可以使脫硫塔出口的煙溫降低，減少煙氣攜帶走的水蒸氣量，而煙氣濕度的增加可以使更多的水在脫硫塔中凝結為水，這兩項因素一起作用，節約了脫硫塔中的水資源。
[0015]在本發明中，水煤漿燃燒形成的氮氧化物比干煤粉燃燒形成的氮氧化物含量低10%?30%，這是由于在高溫區內，煤中的焦炭與水蒸氣反應生成具有還原性的氫氣和一氧化碳，將生成的氮氧化物還原，降低煙氣中氮氧化物的含量。而煤中的汞則隨著溫度的降低，被進入爐膛中的氯元素逐漸還原為易被捕集的二價汞，從而達到脫汞的目的。由于將脫硫廢水噴入爐膛后，水分得以蒸發，帶走了一部分熱量，從而使煙氣濕度增加，溫度降低，這兩個因素都會降低煙氣中煙塵的比電阻，可以提高電除塵器的除塵效率。在脫硫塔中，煙氣溫度降低可以使脫硫塔出口的煙溫降低，減少煙氣攜帶走的水蒸氣量，而煙氣濕度的增加可以使更多的水在脫硫塔中凝結為水，這兩項因素一起作用，節約了脫硫塔中的水資源。
[0016]本發明提供的一種脫硫廢水的解決方法，使脫硫廢水達到零排放的同時，更加合理地利用脫硫廢水，協同控制污染物排放。而現有的技術中，一般采用使用脫硫廢水中的氯元素進行協同脫汞的思路，合理利用了脫硫廢水中的氯元素，但并未更多的利用到脫硫廢水中的水，現有的技術中，并沒有能利用脫硫廢水脫氮的方案。通常情況下，水煤漿鍋爐燃燒產生的氮氧化物含量比干煤粉鍋爐燃燒產生的氮氧化物含量低得多，原因就是水煤漿燃燒時會產生一些還原性氣體。本發明采用了將脫硫廢水與部分煤粉混合后進入爐膛煙氣燃燒的方法，可以有效降低氮氧化物的排放，達到協同脫氮的目的。
[0017]本發明充分利用脫硫廢水含有的水以及氯元素，將經過常規處理后的脫硫廢水輸送至煤粉燃燒器的中心處，采用機械霧化噴嘴噴入燃燒器中，使煤粉與霧化后的脫硫廢水充分混合后進入爐膛燃燒。其他的脫硫廢水噴入除塵器前端的煙道中。在處理掉脫硫廢水的同時，可以同時達到脫汞和脫氮的額外效果。該方法一水兩用，變廢為寶，一舉三得，成本低廉，工藝簡單，是一種可行的燃煤電廠處理脫硫廢水的方法。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明所述燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞裝置實施例的結構組成示意圖。
[0019]圖2為本發明所述燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞裝置實施例中的鍋爐系統結構組成示意圖。
【具體實施方式】
[0020]參見圖1和2，本發明所述燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞裝置實施例設有鍋爐燃燒器1、霧化噴嘴2、脫硫廢水輸送管道3、鍋爐4、煙道5、除塵器6、脫硫塔7、煙囪8、石膏堆9、反應池10、澄清池11和清水池12。所述脫硫塔7的脫硫廢水排出口一路依次經反應池10、澄清池11和清水池12進行常規廢水處理，脫硫塔7的脫硫廢水排出口另一路接石膏堆9;清水池12的脫硫廢水出口一路經脫硫廢水輸送管道3接鍋爐燃燒器I的入口，由設于鍋爐燃燒器I中心的霧化噴嘴2將脫硫廢水霧化，鍋爐燃燒器I的進口送入煤灰和霧化噴嘴2霧化的清液混合后進入鍋爐4內高溫區燃燒，達到同時脫氮脫汞的目的;清水池12的脫硫廢水出口另一路經煙道5進入除塵器6，除塵器6的出口接脫硫塔7，脫硫塔7的煙氣出口接煙囪8，鍋爐燃燒器I設在鍋爐4外壁一側。
[0021]所述燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞方法，包括以下步驟:
[0022]I)煙氣濕法脫硫廢水從脫硫塔7排出，先依次經過反應池10、澄清池11、清水池12進行常規廢水處理，即經過調節PH，去除重金屬離子和懸浮物后，將清液輸送至鍋爐燃燒器I中心處，采用霧化噴嘴2將其霧化，使霧化后的脫硫廢水與煤粉混合后進入鍋爐4的爐膛燃燒區進行燃燒;霧化噴嘴的霧化角需進行控制，使得液滴在噴出燃燒器前不得與鍋爐燃燒器I進行接觸，避免對鍋爐燃燒器I造成腐蝕，液滴噴射速度應與煤粉噴射速度相等;所述霧化后的脫硫廢水與煤粉混合后進入鍋爐4的爐膛燃燒區的脫硫廢水清液中的氯元素與煤中氯元素之和不得超過煤總質量的0.3%，水煤漿燃燒形成的氮氧化物比干煤粉燃燒形成的氮氧化物含量低10%?30%，這是由于在高溫區內，煤中的焦炭與水蒸氣反應生成具有還原性的氫氣和一氧化碳，將生成的氮氧化物還原，降低煙氣中氮氧化物的含量。而煤中的汞則隨著溫度的降低，被進入爐膛中的氯元素逐漸還原為易被捕集的二價汞，從而達到脫汞的目的。由于將脫硫廢水噴入爐膛后，水分得以蒸發，帶走了一部分熱量，從而使煙氣濕度增加，溫度降低，這兩個因素都會降低煙氣中煙塵的比電阻，可以提高電除塵器的除塵效率。在脫硫塔中，煙氣溫度降低可以使脫硫塔出口的煙溫降低，減少煙氣攜帶走的水蒸氣量，而煙氣濕度的增加可以使更多的水在脫硫塔中凝結為水，這兩項因素一起作用，節約了脫硫塔中的水資源。
[0023]2)當清液消耗不完時，將余下的清液輸送至除塵器6前的煙道5中，采用霧化噴嘴將其霧化后噴出，保證霧化后的液滴粒徑較小，在進入除塵器6前蒸發完畢，由于廢水液滴在蒸發后鹽分結晶為顆粒物析出，這些鹽分會被除塵器6捕集，不會造成后面脫硫系統中的污染物富集。
[0024]在本發明中，水煤漿燃燒形成的氮氧化物比干煤粉燃燒形成的氮氧化物含量低10%?30%，這是由于在高溫區內，煤中的焦炭與水蒸氣反應生成具有還原性的氫氣和一氧化碳，將生成的氮氧化物還原，降低煙氣中氮氧化物的含量。而煤中的汞則隨著溫度的降低，被進入爐膛中的氯元素逐漸還原為易被捕集的二價汞，從而達到脫汞的目的。由于將脫硫廢水噴入爐膛后，水分得以蒸發，帶走了一部分熱量，從而使煙氣濕度增加，溫度降低，這兩個因素都會降低煙氣中煙塵的比電阻，可以提高電除塵器的除塵效率。在脫硫塔中，煙氣溫度降低可以使脫硫塔出口的煙溫降低，減少煙氣攜帶走的水蒸氣量，而煙氣濕度的增加可以使更多的水在脫硫塔中凝結為水，這兩項因素一起作用，節約了脫硫塔中的水資源。
【主權項】
1.一種燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞裝置，其特征在于設有鍋爐燃燒器、霧化噴嘴、脫硫廢水輸送管道、鍋爐、煙道、除塵器、脫硫塔、煙囪、石膏堆、反應池、澄清池和清水池； 所述脫硫塔的脫硫廢水排出口一路依次經反應池、澄清池和清水池進行常規廢水處理，脫硫塔的脫硫廢水排出口另一路接石膏堆;清水池的脫硫廢水出口一路經脫硫廢水輸送管道接鍋爐燃燒器的入口，由設于鍋爐燃燒器中心的霧化噴嘴將脫硫廢水霧化，鍋爐燃燒器的進口送入煤灰和霧化噴嘴霧化的清液混合后進入鍋爐內高溫區燃燒，達到同時脫氮脫汞的目的;清水池的脫硫廢水出口另一路經煙道進入除塵器，除塵器的出口接脫硫塔，脫硫塔的煙氣出口接煙囪，鍋爐燃燒器設在鍋爐外壁一側。2.—種燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞方法，其特征在于包括以下步驟: 1)煙氣濕法脫硫廢水從脫硫塔排出，先依次經過反應池、澄清池、清水池進行常規廢水處理，即經過調節pH，去除重金屬離子和懸浮物后，將清液輸送至鍋爐燃燒器中心處，采用霧化噴嘴將其霧化，使霧化后的脫硫廢水與煤粉混合后進入鍋爐的爐膛燃燒區進行燃燒； 2)當清液消耗不完時，將余下的清液輸送至除塵器前的煙道中，采用霧化噴嘴將其霧化后噴出，保證霧化后的液滴粒徑較小，在進入除塵器前蒸發完畢。3.如權利要求2所述一種燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞方法，其特征在于在步驟I)中，所述霧化噴嘴的霧化角需進行控制，使得液滴在噴出燃燒器前不得與鍋爐燃燒器進行接觸，避免對鍋爐燃燒器造成腐蝕，液滴噴射速度應與煤粉噴射速度相等。4.如權利要求2所述一種燃煤電廠處理脫硫廢水同時脫氮脫汞方法，其特征在于在步驟I)中，所述霧化后的脫硫廢水與煤粉混合后進入鍋爐的爐膛燃燒區的脫硫廢水清液中的氯元素與煤中氯元素之和不得超過煤總質量的0.3%，水煤漿燃燒形成的氮氧化物比干煤粉燃燒形成的氮氧化物含量低10%?30%。
【文檔編號】C02F103/18GK105967419SQ201610357128
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】陳奎續, 張暉棟, 婁彤, 黃友華
【申請人】福建龍凈環保股份有限公司