燃煤锅炉废气的净化工艺

燃煤锅炉废气的净化工艺

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种工业燃煤锅炉烟气净化工艺。

背景技术

我国是世界上第一煤炭消费大国，2013年消费量是36.1亿吨（占全球一半），满足了我国近66%的一次性能源需求和78%的电力。但是2013年我国排放的SO₂、NO_X、烟粉尘分别是2044万吨、2227万吨和1500万吨，均位居世界第一，使我国大气污染日益加重。为了改善大气污染状况和日益严重的雾霾天气，2014年全国加大“煤改气”的力度，但随着燃气价格飞涨，又出现了“气荒”，真是左手雾霾、右手气荒，“煤改气”很快陷入了捉襟见肘的尴尬境地。总之我国近期内是不能摆脱燃煤大国的状况。

一方面经济发展离不开能源，我国一次性能源又以煤炭为主，另一方面大气污染又到了环境容量的极限，已经影响了人类健康。于是，工业燃煤锅炉的大气治理被提到重要议事日程。然而我们传统治理方法则是将锅炉废气进行脱硫——除尘——脱销等分别处理，投资额巨大，运行费用很高，除大型电厂等国有大企业，能够承受之外，一般中小企业是无法承受的。即使如此，处理效果也只能满足现有国家标准。

要想改变我国大气污染现状，必须采用先进的超低排放技术，对现有大中小燃煤锅炉的烟气进行深度处理，实现超低排放，同时实现低投入、低运行费用的目标。才能在全国迅速推广，并尽快使我国大气质量实现根本好转。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种燃煤锅炉废气的净化工艺。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的燃煤锅炉废气的净化工艺，主要包括如下步骤：

（1）对燃煤锅炉废气中的烟尘回收，进行二次复燃；

（2）将步骤（1）处理之后的烟气通过两级“双碱法”脱硫脱硝除尘处理；

（3）将步骤（2）处理之后的烟气采用微生物处理，然后排放烟气。

根据本发明实施方式之一，所述步骤（1）中对烟尘回收采用旋风分离器。

旋风分离器靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒与气体分离，为提高其效果，可以采用多组旋风分离器可以将空气动力学当量直径大于10微米的未充分燃烧的大颗粒全部回收送入炉内燃烧室进行二次燃烧，既节能减排，又减轻后边废气处理设施的负荷。

根据本发明另一实施方式，所述步骤（2）两级“双碱法”包括第一级“双碱法”反应塔和第二级“双碱法”反应池，其中，所述第一级“双碱法”反应塔和所述第二级“双碱法”反应池内的药剂均为氢氧化钠和氢氧化钙溶液。

优选的，所述氢氧化钠的质量百分比浓度为1-3%；所述氢氧化钙的质量百分比浓度为1-2%。

根据本发明再一实施方式，所述微生物处理时，所述微生物固定在微生物载体上，微生物处理的条件为：温度25-35℃，相对湿度80-90%，pH7-8。

优选的，所述微生物为脱硫菌和脱氮菌。

进一步优选的，所述微生物载体为煤灰渣砌块。

如上所述，本发明的燃煤锅炉废气的净化工艺，具有以下有益效果：

本发明适用于各种用途的各种类型的燃煤锅炉；采用本发明所述工艺可使燃煤锅炉大气实现超低排放，满足经济发展与环境保护的双重要求；本发明中，首先对大颗粒烟尘回收复燃可实现节能减排，在满足环保要求的同时，还有经济效益。本发明所述方法投资少（是传统除尘、脱硫、脱销分别处理装置投资额1/10），运行费用低，处理效果好，非常适合我国“十三五”经济与环保的发展环境。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指绝对压力。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/ 装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/ 装置前后还可以存在其他设备/ 装置或在这些明确提到的两个设备/ 装置之间还可以插入其他设备/ 装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

（1）在锅炉主体烟气出口通过烟道连接多个小型旋风分离器，小型旋风分离器将燃煤锅炉废气中大于10 微米的大颗粒烟尘100% 回收炉内进行二次复燃；

（2）经旋风分离器处理之后的烟气进入双碱法反应设备，在第一级反应塔内，进行强化喷淋，使烟气与药剂充分反应，除去烟气中绝大部分污染物，其中SO₂、NO_X、烟尘的去除率均能达到90%左右；第一级反应塔内喷洒氢氧化钠（质量百分比浓度1-3%）和氢氧化钙（质量百分比浓度1-2%）溶液，反应后的烟尘、药液由塔底排出循环利用，烟气进入第二级反应池，第二级反应池内药剂也为氢氧化钠（质量百分比浓度1-3%）和氢氧化钙（质量百分比浓度1-2%）溶液，在第二级反应池内采取“精细喷雾、减缓流速”的原则，针对该阶段烟气污染物含量较低，颗粒物较细（小于10微米）的特点，药液喷洒以雾状，烟气由于进入宽阔的反应池流速下降，使反应时间延长，利于将雾状药液捕捉到的细少颗粒物沉降下来，也利于药液与SO₂、NO_X充分反应后以液滴状态沉入池底排出，达到精细处理。经过双碱法反应两级处理，可将烟气中的SO₂、NO_X、烟尘分别去除95%、95%、98% ；

（3）经步骤（2）处理后的烟气进入生物反应室，该生物反应室为混凝土结构，内设粉煤灰砌块为微生物载体，以脱硫菌和脱氮菌为反应微生物，反应室内保持温度30-35℃，相对温度80-90%，pH值7-8 ；烟气中小于2.5微米的颗粒被微生物载体吸附，并与微生物发生生化反应而降解，烟气中残存的少量SO₂、NO_X等污染物质也与微生物发生生化反应而降解；

（4）经上述3步处理之后，将烟气排入空中。

经检测，处理前的烟气SO₂含量1100mg/Nm³、NOx600mg/Nm³、烟气温度为140℃，烟尘1000mg/Nm³；处理后的烟气SO₂含量30mg/Nm³、NOx20mg/Nm³、烟尘5 mg/Nm³；去除率：SO 297.3%、NOx96.7%、烟尘99.5%。

实施例2

（1）在锅炉主体烟气出口通过烟道固定连接多个小型旋风分离器，小型旋风分离器将燃煤锅炉废气中大于10微米的大颗粒烟尘100% 回收炉内进行二次复燃；

（2）经旋风分离器处理之后的烟气进入双碱法反应设备，其中第一级反应塔为混凝土石墙结构，在第一级反应塔内，进行强化喷淋，使烟气与药剂充分反应，除去烟气中绝大部分污染物，其中SO₂、NO_X、烟尘的去除率均能达到90% 左右；第一级反应塔内喷洒氢氧化钠（质量百分比浓度1-3%）和氢氧化钙（质量百分比浓度1-2%）溶液，反应后的烟尘、药液由塔底排出循环利用，烟气进入第二级反应池，第二级反应池端部密封，两端分别通过混凝土烟道与第一级反应塔和生物反应室连接，第二级反应池与第一级反应塔之间安装引风机，第二级反应池与引风机采用不锈钢筒连接，筒径与引风机进口直径相同，第二级反应池内药剂也为氢氧化钠（质量百分比浓度1-3%）和氢氧化钙（质量百分比浓度1-2%）溶液，第二级反应池内喷嘴采用交叉排列，使烟气的流动必须经过喷嘴喷出雾状药液的“洗浴”，以利于烟气与药液的充分接触和反应。在第二级反应池内采取“精细喷雾、减缓流速”的原则，针对该阶段烟气污染物含量较低，颗粒物较细（小于10微米）的特点，药液喷洒以雾状，烟气由于进入宽阔的反应池流速下降，使反应时间延长，利于将雾状药液捕捉到的细少颗粒物沉降下来，也利于药液与SO₂、NO_X充分反应后以液滴状态沉入池底排出，达到精细处理。经过双碱法反应两级处理，可将烟气中的SO₂、NO_X、烟尘分别去除95%、95%、98% ；

（3）经步骤（2）处理后的烟气进入生物反应室，该生物反应室为混凝土结构，内设粉煤灰砌块为微生物载体，以脱硫菌和脱氮菌为反应微生物，反应室内保持温度30-35℃，相对温度80-90%，pH 值7-8 ；烟气中小于2.5 微米的颗粒被微生物载体吸附，并与微生物发生生化反应而降解，烟气中残存的少量SO₂、NO_X等污染物质也与微生物发生生化反应而降解；

（4）经上述3 步处理之后，将烟气排入空中。

以上的实施例是为了说明本发明公开的实施方案，并不能理解为对本发明的限制。此外，本文所列出的各种修改以及发明中方法、组合物的变化，在不脱离本发明的范围和精神的前提下对本领域内的技术人员来说是显而易见的。虽然已结合本发明的多种具体优选实施例对本发明进行了具体的描述，但应当理解，本发明不应仅限于这些具体实施例。事实上，各种如上所述的对本领域内的技术人员来说显而易见的修改来获取发明都应包括在本发明的范围内。