申请日2018.08.03
公开(公告)日2018.10.26
IPC分类号C02F9/04; C02F103/18; C02F101/16
摘要
本发明涉及一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统和方法，属于环境保护技术领域，脱硫塔废液中的Ca+和脱硝塔中的SO42‑发生沉淀反应，反应后的浆液被输送至石膏压滤系统进行压滤出石膏，滤液返回至混合池中，来自烟囱入口经过冷凝下的烟气冷凝水与混合池中的上层混合液混合，混合后的溶液被输送至烧结料混料工艺处参与烧结料的混合成型，在烧结过程中混料和混料的水中的来自混合池中的硝酸根和亚硝酸根与烧结料中的焦粉、煤粉在铁基的作用下发生还原反应脱硝。整个处理过程达到循环利用和使废水无害化，相比于现有技术，达到处理脱硫脱硝废水的目的，同时能够消除白烟。
权利要求书
1.一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的方法，其特征在于：具体步骤为：
1)烧结-烟气
外部加入的物料和混合池排入的混合液进入烧结装置内混合得到混合料，混合料在烧结机内与高炉输入的煤气、空预器和锅炉输入的空气混合燃烧，得到的烧结物料进入空预器，空预器冷却下来的烧结物料进入高炉;
2)烟气脱硫、脱硝
烧结机排出的烟气和臭氧发生装置的臭氧汇合后进入脱硫塔，脱硫塔产生的废液进入脱硫沉淀池进行沉淀，沉淀池的上层脱硫滤液进入压滤装置，脱硫塔排出的烟气进入脱硝塔，脱硝塔产生的废液进入脱硝沉淀池，脱硝沉淀池的脱硝滤液进入压滤装置;
3)废水脱硫
在压滤装置内脱硫滤液和脱硝滤液发生如下反应得到硫酸钙滤渣，滤渣经过压滤后得到的清液进入一部分返回脱硫澄清池，一部分进入混合池，
Ca2++SO42-→CaSO4;
4)废水脱硝
脱硝塔排出的烟气进入湿式电除尘后进入烟气换热器进行回收冷凝水，再经烟囱排出，烟气换热器的冷凝水进入冷凝水回收器，冷凝水回收器的冷凝水进入混合池，混合池的混合液进入烧结装置，在烧结机内发生如下反应;
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中外部加入的物料分别为熟料、生料，混合池排入的混合液的主要成分为Ca2+、NO3-、少量NO2-。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中烧结机排出的烟气的成分为微细粒、粉尘、CO、CO2、SO2、NOx等，脱硫塔产生的废液的主要成分为Ca2+和SO42-，脱硝塔产生的废液的主要成分为SO42-、NO3-、少量NO2-。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中压滤后的清液主要成分为Ca2+、SO42-、NO3-、少量NO2-。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中脱硝塔排出的烟气的主要成分为CO2、CO、达到超净排放标准浓度的NOx、SO2，，烧结机内的温度为600-800℃，混合料在烧结机内经过的时间为20s-50s;
优选的，混合料在烧结机内经过的时间为30s-40s。
6.一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统，其特征在于：包括烧结装置、脱硫装置、脱硝装置、压滤装置、臭氧发生装置、烟囱、混合池、锅炉、高炉，烧结装置的烟气出口连接脱硫装置，臭氧发生装置与脱硫装置连接，烧结装置的物料出口分别连接锅炉、高炉，锅炉换热介质出口连接烧结装置，高炉的煤气出口连接烧结装置，脱硫装置与脱硝装置连接，脱硝装置的烟气出口连接烟囱，脱硫装置、脱硝装置分别连接压滤装置，压滤装置的滤液出口分别与脱硫装置、混合池连接，混合池与烧结装置连接。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：烧结装置包括生料器、匀拌滚筒、混合器、烧结机、空气再热器，烧结机的烟气通过管道依次连接引风机、电除尘器进入脱硫装置，烧结机的尾部设置空气再热器，空气再热器与布袋除尘器连接，布袋除尘器出来的热烟气进入烟囱，烧结机的空气再热器一侧的物料出口连接空预器，空预器物料进入下方的物料收集器，空预器内被加热的空气一部分直接进入烧结机的烧嘴，一部分经过锅炉换热后再进入烧结机的烧嘴。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：脱硫装置包括脱硫塔、脱硫沉淀池、脱硫澄清池、脱硫浆液池，脱硫塔的废液进入脱硫沉淀池，脱硫沉淀池经过分离后的废液进入压滤装置，压滤装置的废液一部分进入脱硫澄清池，一部分进入混合池，脱硫浆液池连接脱硫澄清池，脱硫澄清池连接脱硫塔。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：脱硝装置包括脱硝塔、脱硝沉淀池、脱硝澄清池、脱硝浆液池，脱硝塔的废液进入脱硝沉淀池，脱硝沉淀池的废浆液经过于富含钙离子的脱硫废液混合生成硫酸钙浆液然后送入压滤装置，脱硝浆液池与脱硝澄清池连接，脱硝澄清池连接脱硝塔。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：脱硝装置的烟气出口与烟囱连接的管道上设置烟气换热器，臭氧发生装置的冷凝水进入烟气换热器作为换热介质，烟气换热器收集的冷凝水进入冷凝水回收器，冷凝水回收器分别与炉渣收集器、混合池连接。
说明书
一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统和方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统和方法。
背景技术
根据全国烧结/球团脱硫方法分布，湿法脱硫在整个脱硫方法中占绝大多数，占比高达83.5%，而在湿法脱硫方法中石灰石-石膏法占据绝大多数。臭氧氧化脱硝由于适用于烧结工艺和烟气特点而被部分烧结厂应用。201610290678.7，一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理装置及工艺，公开了一种湿法脱硫脱硝的废水的处理方法。利用超重力反应器，使燃煤锅炉产生的烟气与吸收液进行强化吸收，再经过除雾器进行除雾，然后排出，通入空气进行强制氧化，然后加入脱氮剂进行脱氮处理，经过氧化和脱氮处理后送入烟道对烟气进行喷淋降温。
湿法脱硫脱硝过程中会产生大量的排污废水，同时也会造成烟气中携带出的水分过多。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的方法。先利用脱硫废水和脱氮废水进行反应去除钙离子和硫酸根离子，然后利用焦粉或煤粉与脱氮废水中的亚硝酸根和硝酸根发生反应去除氮。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的方法，具体步骤为：
1)烧结—烟气
外部加入的物料和混合池排入的混合液进入烧结装置内的混合器得到混合料，混合料在烧结机内与高炉输入的煤气、空预器和锅炉输入的空气混合燃烧，得到的烧结物料进入空预器，空预器冷却下来的烧结物料进入高炉;
2)烟气脱硫、脱硝
烧结机排出的烟气和臭氧发生装置的臭氧汇合后进入脱硫塔，脱硫塔产生的废液进入脱硫沉淀池进行沉淀，沉淀池的下层脱硫废浆液进入压滤装置，脱硫塔排出的烟气进入脱硝塔，脱硝塔产生的废液进入脱硝沉淀池，脱硝沉淀池的脱硝滤液进入压滤装置;
3)废水脱硫
在压滤装置内脱硫滤液和脱硝滤液发生如下反应得到硫酸钙滤渣，滤渣经过压滤后得到的清液一部分返回脱硫澄清池，一部分进入混合池，
Ca2++SO42-→CaSO4。
4)废水脱硝
脱硝塔排出的烟气进入湿式电除尘后进入烟气换热器进行回收冷凝水，再经烟囱排出，烟气换热器的冷凝水进入冷凝水回收器，冷凝水回收器的冷凝水进入混合池，混合池的混合液进入混料，然后协同烧结料进入烧结装置，在烧结机内发生如下反应;
本申请中，脱硫塔废液中的Ca+和脱硝塔中的SO42-发生沉淀反应，反应后的浆液被输送至石膏压滤系统进行压滤出石膏，滤液返回至混合池中，来自烟囱入口经过冷凝下的烟气冷凝水与混合池中的上层混合液混合，混合后的溶液被输送至烧结料混料工艺处参与烧结料的混合成型，在烧结过程中有超过20S的时间烧结料处于600℃以上温度，同时高温段处在800℃左右，在此温度段混料和混料的水中的来自混合池中的硝酸根和亚硝酸根与烧结料中的焦粉、煤粉在铁基的作用下发生还原反应脱硝。整个处理过程达到循环利用和使废水无害化，相比于现有技术，达到处理脱硫脱硝废水的目的，同时能够消除白烟。
优选的，所述步骤1)中外部加入的物料分别为熟料、生料，混合池排入的混合液的主要成分为Ca2+、NO3-、少量NO2-。
优选的，所述步骤2)中烧结机排出的烟气的成分为微细粒、粉尘、CO、CO2、SO2、NOX等，脱硫塔产生的废液的主要成分为Ca2+和SO42-，脱硝塔产生的废液的主要成分为SO42-、NO3-、少量NO2-。
优选的，所述步骤3)中压滤后的清液主要成分为Ca2+、SO42-、NO3-、少量NO2-。
优选的，所述步骤4)中脱硝塔排出的烟气的主要成分为CO2、CO、达到超净排放标准浓度的NOx、SO2，烧结机内的温度为600-800℃，混合料在烧结机内经过的时间为20s-50s。
进一步优选的，混合料在烧结机内经过的时间为30s-40s。
本发明的第二个目的是提供一种处理烧结烟气脱硫脱硝废水的系统，包括烧结装置、脱硫装置、脱硝装置、压滤装置、臭氧发生装置、烟囱、混合池、锅炉、高炉，烧结装置的烟气出口连接脱硫装置，臭氧发生装置与脱硫装置连接，烧结装置的物料出口分别连接锅炉、高炉，锅炉换热介质出口连接烧结装置，高炉的煤气出口连接烧结装置，脱硫装置与脱硝装置连接，脱硝装置的烟气出口连接烟囱，脱硫装置、脱硝装置分别连接压滤装置，压滤装置的滤液出口分别与脱硫装置、混合池连接，混合池与烧结装置连接。
脱硫塔和脱硝塔同时连接压滤装置，压滤装置内钙离子和硫酸根离子反应得到硫酸钙滤渣，达到废水脱硫的目的，混合池的混合液与烧结机连接，混合液内的硝酸根和亚硝酸根离子与焦粉、煤粉反应达到废水脱硝的目的。
优选的，烧结装置包括生料器、匀拌滚筒、混合器、烧结机、空气再热器，烧结机的烟气通过管道依次连接引风机、电除尘器进入脱硫装置，烧结机的尾部设置空气再热器，空气再热器与布袋除尘器连接，布袋除尘器出来的热烟气(洁净的热空气)进入烟囱，烧结机的空气再热器一侧的物料出口连接空预器，空预器物料进入下方的物料收集器，空预器内被加热的空气一部分直接进入烧结机的烧嘴，一部分经过锅炉换热后再进入烧结机的烧嘴。
烧结机的物料运动到烧结机尾部后，利用烧结矿余热通过空气再热器加热空气，经过布袋除尘后进入烟囱，加热烟气，提高烟气的升力，防止白烟生成，物料进入空预器利用物料的温度加热空预器的换热介质空气，换热介质空气一部分进入锅炉加热锅炉，后进入烧结机烧嘴与物料燃烧，另一部分直接进入烧结机烧嘴与物料燃烧，空预器下方的物料进入高炉内，在高炉内与焦炭、石灰石等发生反应得到炉渣和煤气，煤气通入烧结机内参与烧结反应，炉渣进入高炉下方的炉渣收集器。
优选的，高炉下方设置炉渣收集器，高炉顶部的煤气出口通过管道依次连接煤气储罐、烧结机烧嘴。
优选的，脱硫装置包括脱硫塔、脱硫沉淀池、脱硫澄清池、脱硫浆液池，脱硫塔的废液进入脱硫沉淀池，脱硫沉淀池经过分离后的废液进入压滤装置，压滤装置的废液一部分进入脱硫澄清池，一部分进入混合池，脱硫浆液池连接脱硫澄清池，脱硫澄清池连接脱硫塔。
脱硫塔产生的废液进入脱硫沉淀池内经过沉淀后，脱硫沉淀池底部浆液废液进入压滤装置，压滤装置得到的清液返回脱硫澄清池，脱硫澄清池的清液用于脱硫塔喷淋脱硫，脱硫浆液池用于给脱硫澄清池提供浆液。
优选的，脱硝装置包括脱硝塔、脱硝沉淀池、脱硝澄清池、脱硝浆液池，脱硝塔的废液进入脱硝沉淀池，脱硝沉淀池的废浆液经过于富含钙离子的脱硫废液混合生成硫酸钙浆液然后送入压滤装置，脱硝浆液池与脱硝澄清池连接，脱硝澄清池连接脱硝塔。
优选的，脱硝装置的烟气出口与烟囱连接的管道上设置烟气换热器，臭氧发生装置的冷凝水进入烟气换热器作为换热介质，烟气换热器收集的冷凝水进入冷凝水回收器，冷凝水回收器分别与炉渣收集器、混合池连接。
进一步优选的的，所述烟气换热器设置在脱硝装置的烟气出口与烟囱连接的管道的内部。
脱硝之后的烟气中含有饱和水蒸气，经过除尘后在烟气换热器内冷凝，降低烟气的水蒸气含量，降低水含量的烟气与布袋除尘器的热烟气汇合可以提高烟气的温度，提高烟气的升力，两种效果叠加可以减少白烟现象。
优选的，臭氧发生装置包括臭氧发生器、臭氧热交换器、冷却塔，臭氧热交换器与臭氧发生器连接，臭氧热交换器与冷却塔双向连接，冷却塔与烟气换热器双向连接。
冷却塔输出的冷凝水同时也作为烟气换热器的换热介质冷却烟气。
本发明的有益效果：
1)本申请将烧结烟气经过脱硫塔和脱硝塔后产生的废水先进行反应生成硫酸钙实现脱硫处理，废液又返回烧结机与还原物料反应实现脱硝处理，相比与现有技术的烟气脱硫脱硝进一步处理了产生的废水达到循环利用，无害化处理的目的;
2)烧结机产生的高热物料的热量与空预器、锅炉之间循环再利用，物料的热量加热空气，空气作为烧结的原料，加热的空气进入锅炉换热，加热锅炉;烧结机产生烧结物料进入高炉再利用，高炉产生的煤气作为烧结的原料;
3)脱硫脱硝所用臭氧来自于臭氧发生装置，冷却塔的冷凝水作为烟囱入口烟气换热器的换热介质;
4)烟囱换热器可以降低烟气中的水蒸气含量，同时布袋除尘器的热烟气可以加热烟气，达到消白烟的目的。
