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CN105833695A - 一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理装置及工艺 - Google Patents

一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理装置及工艺 Download PDF

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CN105833695A CN201610290678.7A CN201610290678A CN105833695A CN 105833695 A CN105833695 A CN 105833695A CN 201610290678 A CN201610290678 A CN 201610290678A CN 105833695 A CN105833695 A CN 105833695A
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Abstract

本发明公开了一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理的工艺及装置，工艺流程包括：烟气经引风机出口的烟气先进入废水蒸发降温段降温后再进入臭氧氧化段中，烟气与臭氧充分混合氧化后，烟气通过超重力脱硫脱硝装置进口进入超重力装置中，烟气在转子上的填料床中与脱硫脱硝吸收液进行强化吸收，最后经除雾器除雾后由超重力装置的烟气出口排出。置换吸收剂浆液依次进行氧化和脱氮处理后返回蒸发降温段对烟气进行喷淋降温。本发明提高脱硫脱硝效率，同时能消耗较少用水量，脱硫脱硝产生的废水无害化处理，回收硫酸盐，使燃煤烟气能达到更严格的排放标准。

Description

一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理装置及工艺
技术领域
本发明涉及大气污染控制技术领域，具体涉及一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理的工艺。
背景技术
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭在我国的能源结构中仍占很大比例。多年以来，我国一次能源消费总量中煤炭占75％以上，预计在未来10年中煤炭仍将占能源消费总量的70％左右，在今后相当长的时期内，以煤为主的能源供应与消耗格局不会改变。以煤炭为主的能源消耗结构是引起我国污染日趋严重的最重要原因。
工业锅炉燃煤烟气污染控制技术中脱硫、脱硝往往是在多个独立系统中分别完成，分级处理不仅占地面积大，系统复杂，而且设备投资与运行费用较高。因此，将脱硫、脱硝子系统集成，形成联合脱硫脱硝技术逐渐成为国内外研究热点。有雄厚实力的厂商多采用催化还原法联合湿法脱硫治理氮氧化物和二氧化硫废气，而占我国大多数的中小规模的企业更多的是釆用湿法脱硫脱硝的方式。而且随着最新废气排放标准的出台，很多企业现有的脱硝设备的处理能力已经不能满足国标的要求，急需新建脱硝设备或添加二次脱硝设备。
对烟气中各种污染物的控制，国内外采用的湿法联合脱硫脱硝技术，将烟气中的NO氧化成高价态的NO2或者N2O5再通过相应的脱硫脱硝吸收SO2、NO2、N2O5生成相应的硫酸盐和亚硝酸盐或硝酸盐。亚硝酸盐是一种有毒物质，广泛存在于天然水体、土壤和食品中，是有机氮分解的重要中间产物。人体摄入亚硝酸盐后，可与仲胺、叔胺和氨基化合物反应形成强致癌物亚硝胺化合物，从而诱发消化系统癌变。体内过量的亚硝酸盐还可使血液中二价铁离子氧化为三价铁离子，使正常血红蛋白转变为高铁血红蛋白，失去携氧能力，引起组织缺氧，发生亚硝酸盐中毒。为此，世界各国对食品和饮用水的亚硝酸盐最大残留量都有明确规定。近年来，随着人们的食品安全意识和环保意识的增强，亚硝酸盐是食品、水质和环境监测的重要测定项目之一，因此对其脱硫脱硝废水亚硝酸盐控制的研究具有非常重要的意义。
常规的湿法脱硫FGD具有很高的脱硫效率，但是我国是世界上水资源严重缺乏的国家之一，特别是许多燃煤电厂处于水资源严重缺乏的西部煤炭资源丰富地区，电厂难以采用大量耗水的常规湿法联合脱硫硝技术。公开号CN1768902A锅炉烟气臭氧氧化脱硝方法中在温度范围为110～150℃的锅炉烟道低温段喷入臭氧O3，将锅炉中的一氧化氮NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物。湿法脱硝都是在引风机后面喷入强氧化剂臭氧，使烟气中的NO氧化成高价态的氮氧化物。臭氧在130℃的烟气温度中容易分解成氧气造成臭氧的利用率的降低，同时容易引燃烟道中的玻璃鳞片防腐层，因此需喷水降温或者更换烟道的材质。高价态的氮氧化物进入脱硫系统中被吸收成相应的硝酸根和亚硝酸盐，将对石膏的品质造成一定的影响，并且未对硝酸盐和亚硝酸盐进行进一步的处理。
因此需开发一种更适宜的湿法联合脱硫脱硝技术，能高效的脱除烟气中的SO2和NOx的同时消耗较少用水量和脱硫脱硝产生的废水无害化处理，使燃煤烟气能达到更严格的排放标准。
发明内容
本发明提供一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理装置及工艺，提高脱硫脱硝效率，同时能消耗较少用水量，脱硫脱硝产生的废水无害化处理，使燃煤烟气能达到更严格的排放标准。
一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理工艺，包括如下步骤：
烟气经引风机进入烟道内，在烟道内依次进行喷淋降温和臭氧氧化，经臭氧氧化后的烟气进入超重力反应器中，在超重力反应器内烟气与吸收液进行强化吸收，然后经除雾器除雾后由超重力反应器的烟气出口排出；
超重力反应器内产生的浆液下落至吸收液罐中，搅拌同时向吸收液罐中补充吸收剂，并通过工艺水维持吸收液水蒸发平衡，调配后的吸收液进入超重力反应器内与烟气反应；调配时更换的吸收液输送至废水氧化罐，在废水氧化罐内通入空气进行强制氧化，强制氧化后的废水送入废水脱氮罐内，在废水脱氮罐内向废水中添加脱氮剂，经脱氮处理后的废水输送至所述烟道内用于对烟气进行喷淋降温，与烟气发生热交换后蒸发部分水蒸气，剩余的雾化液滴通过设置在所述烟道内的除雾器捕捉后送入烟道外的结晶器内，分离出晶体，晶浆与所述脱氮处理后的废水一起循环至所述烟道内用于对烟气进行喷淋降温。
本发明还提供一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理装置，本发明的方法优选通过该装置实现，包括增压风机，与增压风机出口相连的烟道，还包括顺次设置的废水蒸发降温系统、臭氧氧化系统、超重力吸收系统和废水氧化脱硫系统；
所述废水蒸发降温系统包括：
第一除雾器，设置在所述烟道内，该第一除雾器下方的烟道壁上设置液体出口；
结晶器，该结晶器的进料口与所述液体出口相连、出料口连接晶体分离器；
蒸发喷淋器，设置在所述烟道内且位于第一除雾器上游，该蒸发喷淋器外接所述结晶器的晶浆出口；
所述臭氧氧化系统包括臭氧发生器和设置于所述烟道内且位于第一除雾器下游并外接臭氧发生器的臭氧隔栅；
所述超重力吸收系统包括：
超重力反应器，该超重力反应器具有气路进口、烟气出口、液路进口和浆液出口，其中气路进口连接所述烟道的出口；
吸收液罐，所述超重力反应器的液路进口和浆液出口均连接至该吸收液罐；
所述废水氧化脱氮系统包括：
废水氧化罐，内置氧化风管且其进料口外接所述吸收液罐的出料口；
废水脱氮罐，进料口连接所述废水氧化管的出料口、出料口连接所述蒸发喷淋器。
优选地，所述超重力反应器包括：
超重力外壳，所述气路进口、液路进口、浆液出口和烟气出口均开设在该超重力外壳上；
内置填料的转子，该转子通过转轴外接驱动装置；
位于所述转子中心处的喷淋管，该喷淋管通过液路进口外接液路进料管。
进一步优选地，所述烟气出口外接出口烟道，出口烟道内处设置第二除雾器。
进一步优选地，超重力床的填料为丝网、拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍、矩鞍、金属鞍环、θ网环、波纹填料任意一种。材质可以由陶瓷、金属、塑料及石墨等材质制造。
浆液出口位于壳体底部、气路进口位于壳体侧壁上、烟气出口位于外壳顶部，液路进口位于壳体顶部。
所述驱动装置优选为电机，电机通过转轴带动超重力床转动。
所述喷淋管包括：
外接所述液路进料管的总管，
若干竖直贯穿填料中心的支管，所有支管均接入所述总管且每个支管上开设若干喷口。
优选地，所述吸收液罐内置搅拌器，所述吸收液罐配置吸收剂罐和工艺水补充管，吸收剂罐与吸收液罐之间设置计量泵，所述吸收液罐与超重力反应器的液路进口之间通过所述液路进料管连接，该液路进料管上设置循环泵。
所述吸收液罐内的搅拌器优选采用侧搅拌；吸收液罐的浆液出口位于底部，通过排料管连接废水氧化罐。
所述结晶器内置废水换热管，进一步地，所述废水换热管的入口外接所述废水脱氮罐、出口外接所述蒸发喷淋器。
所述结晶器为倒锥形，倒锥形底部连接中央沉降管，中央沉降管外接所述晶体分离器，晶体分离器的晶浆出口通过管路接入蒸发喷淋器，连接蒸发喷淋器与晶体分离器及废水换热管之间的管路上设置循环泵。
蒸发喷淋器所在烟道段与第一除雾器所在烟道段通过变径连接。
废水氧化罐内的氧化风管外接氧化风机。
所述废水脱氮罐配置有脱氮剂罐和pH调节罐，均通过带计量泵的管路连接；所述废水脱氮罐内置搅拌器，该搅拌器优选采用顶置搅拌器。
烟气经引风机出口的烟气先进入废水蒸发降温段降温后再进入臭氧氧化段中，烟气与臭氧充分混合氧化后，烟气通过超重力脱硫脱硝装置进口进入超重力装置中，烟气在超重力床中与脱硫脱硝吸收液进行强化吸收，最后经除雾器除雾后由超重力装置的烟气出口排出；
超重力产生的浆液下落至吸收液循环罐中，向吸收液循环罐中加入吸收剂维持吸收液罐的稳定，并通过工艺水维持吸收液体积；更换的吸收液输送至废水氧化脱氮罐，进行强制氧化后，再通过向废水中添加脱氮剂，脱除废水中的亚硝酸根，调节废水的pH值。
废水经过废水氧化脱氮处理后，通过废水循环泵和废水雾化喷嘴将废水雾化后喷入烟气中，与烟气发生热交换后蒸发部分水蒸气，剩余的雾化液滴通过除雾器捕捉落入结晶器，分离出晶体，晶浆与废水一起循环至废水雾化喷嘴。
蒸发降温段中设置蒸发喷淋器，蒸发喷淋器可选择常规废水喷淋层，优选喷淋层布满整个烟道，喷淋层的每个喷嘴之间的间距相同，确保雾化的废水能均匀与烟气混合，提高烟气降温效果和液滴蒸发效果，废水喷嘴方向与烟气相同方向喷入烟气中，减少对烟气经过废水喷淋层的阻力。
优选废水喷淋雾化的粒径D50＝10～300μm；废水喷淋流量与烟气量的液气比＝0～0.05L/m3，进一步优选为0.01～0.02L/m3，最优选为0.02L/m3；烟气降温20～50℃。
废水喷淋层后方设有第一除雾器，烟道与第一除雾器之间通过变径连接，控制通过除雾器的烟气的气速，优选的气速为1～10m/s。第一除雾器优选折板除雾器，进一步优选，所述折板除雾器的折板上设有振打装置。进一步优选，振打装置包括振锤和连接杆，振打装置对折板进行振打，确保将小液滴、晶体小颗粒从折板上震落，落至结晶器中。优选除雾器振打周期为30～300s。
折板除雾器可采用常规折板除雾器，优选地，由多块金属除雾折板沿竖直向并列组成，折板的延伸方向与烟气方向相同。所述折弯板的折弯形式可采用规则折弯、不规则折弯等多种折弯形式。作为优选，所述折弯板的长度为2～8m，两折痕之间的距离为300mm～800mm，折弯处的角度为140°～170°。
进一步优选，相邻两折弯板之间的间距为100mm～400mm。
结晶器有一定锥度，即上部有较大的截面积，除雾器下落的饱和溶液能更好的被结晶器收集，废水氧化脱氮后的废水以盘管的形式经过结晶器，较低温度的废水与结晶器中较高温度的饱和溶液进行换热，冷却的过程中使结晶器中的溶液产生过饱和，使晶体大量产生，长大。过饱和溶液通过中央降液管分离出晶体降低其过饱和度，母液并入废水管中输送至废水喷淋层。
优选进入结晶器换热的废水水温为5～25℃，进一步优选为10～20℃，最优选为15℃，中央沉降管中过饱和液的温度为20～30℃。
臭氧氧化段采用臭氧为氧化剂氧化烟气中的NO，氧化的总反应方程式为：NO+O3→NO2+O2；位于废水蒸发降温段后设置臭氧格栅，优选臭氧格栅布满整个烟道，臭氧格栅的每个喷嘴之间的间距相同，确保雾化的废水能均匀与烟气混合，确保臭氧能较好的与烟气中的NO进行氧化更进一步优选地，所有喷嘴的喷口与烟气相同方向喷入烟气中，减少对烟气进过臭氧格栅的阻力，减少烟气紊流程度。
优选地，喷入的臭氧与烟气中氮氧化物摩尔比为：nO3：nNO＝0.5～2.5；进一步优选为1.5～2.5，最优选为2.5。
超重力反应段位于臭氧氧化段下游，吸收液罐中的吸收液通过吸收液循环泵将吸收液输送至液路进口喷头喷向转动的超重力床，吸收也通过超重力床甩出后经液路出口返回吸收液罐。
优选地，吸收液为氢氧化钠、氢氧化镁、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠等其他钠盐或者铵盐溶液，液气比为1～10L/m3，进一步优选为4～8L/m3，最优选为5L/m3。
烟气由超重力烟气进口进入超重力装置中，进过高速转动的超重力床与超重力床内部的填料表面或者填料间的吸收液发生强化传质过程，使烟气达到脱硫脱硝的效果。
优选地，超重力装置的超重力水平为50～500，进一步优选为300～500，最优选为500，超重力水平定义为超重力反应装置运行时向心加速度与重力加速度的比值。
超重力湿法联合脱硫脱硝吸收总反应方程式为：
烟气经过超重力床后经过除雾器去除烟气中夹带的小水滴，再经过超重力烟气出口排出烟气。通过吸收剂罐和吸收剂计量泵控制和维持吸收液罐中吸收液的pH值稳定。
优选地，吸收液的pH值为4～10，进一步优选为4～8，最优选为8，吸收液的浆液密度为1.0～1.3×103Kg/m3。
工艺水维持吸收液罐中吸收液的液位，侧搅拌使吸收液罐中吸收液均一稳定。经超重力湿法联合脱硫脱硝吸收后的吸收液进入废水氧化脱氮段，经过强制氧化、搅拌、加入脱氮剂，调节废水pH值后输送至废水蒸发降温段，主要反应方程式为：
在废水氧化脱氮段内的工艺参数优选如下：
优选地，强制氧化吸收烟气中的SO2的质量与氧化风量为0.1～2.5Kg/m3,其中所述的氧化风为空气。添加的脱氮剂为氨基磺酸，n氨基 磺酸：n亚硝酸根＝0.1～2.0，进一步优选n氨基磺酸：n亚硝酸根＝1.5～2.0，最优选为2.0，调节废水pH值为6～9。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)废水蒸发降温段作用，超重力吸收段中更换的吸收液经过氧化、脱氮、调节pH值后进入废水蒸发降温段，通过雾化的废水与较高温度的烟气进行混合，同时废水蒸发了较多的水分，降低烟气的温度，提高了烟气的湿度，烟气中的液滴被浓缩甚至蒸干结晶，被该段中的除雾器捕捉，将废水中的硫酸盐以晶体的形式分离，为后续硫酸盐晶体的加工提供条件。除雾器出口的烟气为低温度、高湿的烟气为后续氧化段、吸收段创造有利的氛围。
(2)臭氧氧化段烟气经过废水蒸发降温段后，烟温降低，因此该段喷入的臭氧因烟气温度造成臭氧自身分解的程度大大降低，同时经过除雾器后的烟气流速更加均匀稳定，更有利于臭氧均匀混合在烟气中，因此将很大程度上提高了臭氧的利用率，更有利于臭氧将烟气中的NO氧化成NO2。
(3)超重力吸收段采用超重力吸收装置进行脱除烟气中的SO2和NOx，采用吸收烟气中的SO2的中间产物亚硫酸根或亚硫酸氢根来吸收经氧化后的NO2，因此仅用一种吸收液就高效的脱除了两种污染物，节省了资源，降低了运行成本。同时该装置可以通过调节不同的超重力水平、液气比、吸收剂的pH值来适应各种燃煤锅炉的负荷波动。烟气经过废水蒸发降温段后，烟气的烟温下降并且含有大量的水汽，提高吸收液对SO2的吸收效率，同时减少吸收剂的水分的蒸发，减少了吸收剂因蒸发而造成的工艺水补充。
(4)废水氧化脱氮段中废水经过强制氧化后添加一定比例的脱氮剂使废水中的有害成分亚硝酸根生成无害的氮气，解决了废水中亚硝酸根对环境的危害。
本发明工艺较常规湿法联合脱硫脱硝工艺在高效的脱除烟气中的SO2和NOx的同时大大的节省了用水量，解决了脱硝吸收后吸收液中亚硝酸根、硝酸根对脱硫的影响，产生的废水进行了无害化的处理并且回收了硫酸盐，解决了亚硝酸根对环境水体的危害，废水达到低排放甚至无排放的程度。
附图说明
图1是本发明一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理的结构示意图。
图2是本发明臭氧格栅的示意图。
图3是本发明废水雾化喷淋的示意图。
图4是本发明第一除雾器俯视图。
图5是本发明第一除雾器侧视图。
图中所示附图标记如下：
1-风机进口 2-增压风机 3-风机出口
4-臭氧格栅 5-臭氧发生器 6-气源
7-蒸发喷淋器 8-第一循环泵 9-结晶器
10-废水换热管 11-晶体分离器 12-中央沉降管
13第一除雾器 14-气路进口 15-转子
16-喷淋管 17-超重力外壳 18-转轴
19-电机 20-浆液输出管 21-第二除雾器
22-烟气出口 23-吸收剂罐 24-吸收剂计量泵
25-工艺水补充管 26-搅拌器 27-第二循环泵
28-吸收液罐 29-脱氮循环泵 30-氧化风机
31-废水氧化罐 32-废水脱氮罐 33-搅拌装置
34-脱氮剂罐 35-脱氮剂计量泵 36-计量泵
37-pH值调节罐 401-臭氧喷嘴 402-臭氧格栅
403-烟道 701-废水雾化喷嘴 702-废水喷淋管
703-烟道 1301-金属除雾折板 1302-烟道
1303-振锤 1304-传动杆 1305-振打器
具体实施方式
如图1～图5所示，一种行燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理装置，设置在除尘器后，包括增压风机2与增压风机出口连接的烟道，烟道内沿烟气流向依次为废水蒸发降温段和臭氧氧化段，烟道出口下游依次设置超重力吸收段和废水氧化脱氮段。
废水蒸发降温段设置废水蒸发降温系统，废水蒸发降温系统由蒸发喷淋器7、第一循环泵8、结晶器9、废水换热管10、晶体分离器11、中央沉降管12、第一除雾器13组成。结晶器9为沉降结晶池，底部带有一定锥度，沉降结晶池内设置废水换热管10，底部连接中央沉降管12，废水换热管的出口接入第一循环泵，通过第一循环泵接入蒸发喷淋器，中央沉降管12接入晶体分离器11，晶体分离器的晶浆出口接入第一循环泵，通过第一循环泵接入蒸发喷淋器。
蒸发喷淋器7可选择常规的废水喷淋管702，废水喷淋管在烟道703内设置为若干层，每层设置若干根喷淋管，优选布满整个烟道，每根废水喷淋管上均匀开设废水雾化喷嘴701，所有的废水喷淋管汇总到一根总管，由该总管外接第一循环泵。
第一除雾器13的结构如图4和图5所示，第一除雾器由多块相互平行的金属除雾折板1301组成，折板的延伸方向与烟气流向一致，相邻折板之间的空隙为烟气通道，每个折板上均配置若干振打装置，振打装置包括安装在折板上的振锤1303、设置在烟道1302外的振打器1305以及连接振锤和振打器的传动杆1304。
结晶器中的废水经过蒸发结晶循环泵进入蒸发喷淋器7中雾化成小液滴后喷入烟道中进行蒸发降温，蒸发产生的结晶和未蒸发完全的小液滴通过废水蒸发除雾器(第一除雾器)捕捉，小液滴和晶体掉落至结晶器9，分离出晶体后的晶浆与废水继续循环。振打装置对折板进行振打，将小液滴、晶体小颗粒从折板上震落，落至结晶器9中。
臭氧氧化段设置臭氧氧化系统，如图2所示，进行烟气混合氧化，臭氧氧化系统由臭氧格栅4、臭氧发生器5、气源6组成，臭氧格栅4结构如图2所示，图2中臭氧格栅402垂直于烟气方向安装于烟道403中，臭氧喷嘴401喷射方向与烟气方向相同。
其中烟道403、烟道703和烟道1302均指同一烟道。
超重力吸收段安装超重力系统，超重力系统由超重力反应器、吸收液罐28、吸收剂罐23、第二循环泵27和吸收剂计量泵24组成。
超重力反应器由超重力外壳17、置于超重力外壳17内的转子15，设置与转子中心的喷淋管16、电机19和连接电机与转子的转轴18组成。超重力外壳上开设有气路进口14、液路进口、浆液出口和烟气出口22，浆液出口位于壳体底部且通过浆液输出管20外接吸收液罐、气路进口位于壳体侧壁上且外接增压风机后方烟道的出口、烟气出口位于外壳顶部，液路进口位于壳体顶部，烟气出口外接出口烟道，该出口烟道内设置第二除雾器21。
转子内填充填料，填料为丝网、拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍、矩鞍、金属鞍环、θ网环、波纹填料任意一种。材质可以由陶瓷、金属、塑料及石墨等材质制造。
超重力反应器内的喷淋管16由外接所述液路进料管的总管和若干竖直贯穿填料中心的支管组成，所有支管均接入总管且每个支管上开设若干喷口，总管贯穿液路进口外接吸收液供应管路。
吸收液罐28内置搅拌器26，搅拌器26采用侧搅拌，吸收液罐配置吸收剂罐23和工艺水补充管25，吸收剂罐与吸收液罐之间设置吸收剂计量泵，吸收液罐与超重力反应器的液路进口之间通过液路进料管连接，该液路进料管上设置第二循环泵27；吸收液罐的浆液出口位于底部，通过排料管连接废水氧化罐31。
电机9通过转轴18带动超重力床转动，吸收液罐28中的吸收液通过吸收液循环泵将吸收液输送至液路进口由喷淋管16喷向转动的超重力床，吸收液通过超重力床甩出后经浆液输出管20返回吸收液罐28。烟气由超重力气路进口进入超重力装置中，进过高速转动的转子15与转子内部的填料表面或者填料间的吸收液发生强化传质过程，使烟气达到脱硫脱硝的效果。烟气经过超重力床后经过第二除雾器21去除烟气中夹带的小液滴，再经过超重力烟气出口22排出烟气。通过脱吸收剂罐23和吸收剂计量泵24控制和维持吸收液罐28中吸收液的pH值稳定，工艺水补充管25维持吸收液罐28中吸收液的液位，搅拌器26(侧搅拌)使吸收液罐28中吸收液均一稳定。
废水氧化脱氮段设置废水氧化脱氮系统，废水氧化脱氮系统包括顺次设置的废水氧化罐31和废水脱氮罐32，废水氧化罐31的进料口连接吸收液罐的排液管，废水氧化管的出料口通过循环泵连接废水脱氮罐32。
废水氧化罐内置氧化风管，氧化风管外接氧化风机30，废水脱氮罐配置脱氮剂罐34、脱氮剂计量泵35、pH值调节罐37、计量泵36和搅拌装置33。吸收液罐28更换的吸收液进入废水氧化罐31中，经过强制氧化后将废水中的亚硫酸根完全氧化成硫酸根，再输送至废水脱氮罐32中在搅拌装置33搅拌下，由脱氮剂罐34和脱氮剂计量泵35往废水脱氮罐32中添加脱氮剂脱氮后，再通过计量泵307、pH值调节罐37调节氧化脱氮后废水的pH值，再将废水输送至蒸发降温段的结晶器的废水换热管中。
本发明装置进行燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理的工艺流程如下：
烟气由增压风机将烟气送入工艺中，烟气依次在废水蒸发降温段蒸发降温、氧化脱硝段内进行臭氧氧化、超重力吸收段中进行联合脱硫脱硝，最后经除雾后由超重力装置顶部的烟气出口排出；
臭氧由气源和臭氧发生器产生，经臭氧格栅均匀的喷入，与烟气中的NO进行混合氧化。在氧化脱硝段内的工艺参数优选如下：
喷入的臭氧与烟气中氮氧化物摩尔比为：nO3：nNO＝0.5～2.5；气源为空气源或氧气源。
超重力脱硫脱硝段中，吸收液喷至超重力床中，经超重力脱硫脱硝段中吸收后的吸收液返回中吸收液罐中；通过向吸收液罐中补充吸收剂维持吸收液的吸收效率，工艺水维持吸收液的液位，通过侧搅拌使吸收液均一稳定。在超重力脱硫脱硝段内的工艺参数优选如下：
超重力装置超重力水平为50～500，液气比为1～10L/m3，吸收液的流量与烟气量的液气比0.5～5.0L/m3。吸收液循环罐pH值为4～10，吸收液为氢氧化钠或者氢氧化镁。吸收液的浆液密度为1.0～1.3×103Kg/m3。
超重力脱硫脱硝段中更换的吸收液进入废水氧化脱氮段中，经过氧化、搅拌、加入脱氮剂，调节废水pH值后输送至废水蒸发降温段。在废水氧化脱氮段内的工艺参数优选如下：
氧化过程中吸收烟气中的SO2的质量与氧化风量为0.1～2.5Kg/m3,其中所述的氧化风为空气。；添加的脱氮剂与废水中的亚硝酸根摩尔比为：n脱氮剂：n亚硝酸根＝0.1～2.0，调节废水pH值为6～9。
废水蒸发结晶段中，将废水氧化脱氮段中处理完的废水输送至废水蒸发喷淋，将废水雾化均匀喷入烟气中进行蒸发，通过蒸发结晶除雾器捕捉小液滴和晶体，振打除雾器后落至结晶器，将晶体取出出。在废水蒸发结晶段内的工艺参数优选如下：
烟道与除雾器之间通过变径连接，使通过除雾器的烟气的气速为1～10m/s，废水蒸发降温段中结晶器中的废水温度为5～25℃，中央沉降管中过饱和液的温度为20～30℃。废水雾化喷淋的流量与烟气流量的液气比为0～0.02L/m3。喷淋的雾化粒径为50～300μm，除雾器振打周期为30～300s。
实施例1
某燃煤锅炉烟气量59723m3/h、NOx349mg/Nm3、SO21501mg/Nm3的初始烟气进入湿法脱硫脱硝及废水处理工艺后，废水蒸发降温段中废水与烟气的液气比为0.02L/m3，除雾器振打周期为30s，雾化粒径D50为60μm；氧化段中烟气喷入的臭氧与烟气中氮氧化物摩尔比为nO3：nNO＝2.5；超重力吸收段中超重力装置超重力水平为500，液气比为5L/m3，脱硫脱硝吸收剂循环罐pH值为8；废水氧化脱氮段中，亚硫酸根物质的量与氧化风量为3mol/m3，添加的脱氮剂n氨基磺酸：n亚硝酸根＝2.0。经该工艺后出口NOx9mg/Nm3、SO24mg/Nm3、废水中亚硝酸盐1.0mg/L。
实施例2
某燃煤锅炉烟气量61723m3/h、NOx365mg/Nm3、SO21461mg/Nm3的初始烟气进入湿法脱硫脱硝及废水处理工艺后，废水蒸发降温段中废水与烟气的液气比为0.01L/m3，除雾器振打周期为130s，雾化粒径D50为120μm；氧化段中烟气喷入的臭氧与烟气中氮氧化物摩尔比为nO3：nNO＝1.5；超重力吸收段中超重力装置超重力水平为300，液气比为4L/m3，脱硫脱硝吸收剂循环罐pH值为7；废水氧化脱氮段中，亚硫酸根物质的量与氧化风量为6mol/m3，添加的脱氮剂n氨基磺酸：n亚硝酸根＝1.5。经该工艺后出口NOx12mg/Nm3、SO26mg/Nm3、废水中亚硝酸盐2.7mg/L。
实施例3
某燃煤锅炉烟气量57723m3/h、NOx333mg/Nm3、SO21601mg/Nm3的初始烟气进入湿法脱硫脱硝及废水处理工艺后，废水蒸发降温段中废水与烟气的液气比为0.015L/m3，除雾器振打周期为200s，雾化粒径D50为300μm；氧化段中烟气喷入的臭氧与烟气中氮氧化物摩尔比为nO3：nNO＝1.0；超重力吸收段中超重力装置超重力水平为100，液气比为8L/m3，脱硫脱硝吸收剂循环罐pH值为4；废水氧化脱氮段中，亚硫酸根物质的量与氧化风量为3mol/m3，添加的脱氮剂n氨基磺酸：n亚硝酸根＝1.0。经该工艺后出口NOx11mg/Nm3、SO29mg/Nm3、废水中亚硝酸盐1.1mg/L。
实施例4
某燃煤锅炉烟气量62723m3/h、NOx357mg/Nm3、SO21541mg/Nm3的初始烟气进入湿法脱硫脱硝及废水处理工艺后，废水蒸发降温段中废水与烟气的液气比为0.005L/m3，除雾器振打周期为300s，雾化粒径D50为250μm；氧化段中烟气喷入的臭氧与烟气中氮氧化物摩尔比为nO3：nNO＝1.4；超重力吸收段中超重力装置超重力水平为100，液气比为8L/m3，脱硫脱硝吸收剂循环罐pH值为4；废水氧化脱氮段中，亚硫酸根物质的量与氧化风量为3mol/m3，添加的脱氮剂n氨基磺酸：n亚硝酸根＝0.5。经该工艺后出口NOx11mg/Nm3、SO29mg/Nm3、废水中亚硝酸盐17.7mg/L。
以上所述仅为本发明专利的具体实施案例，但本发明专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
烟气经引风机进入烟道内，在烟道内依次进行喷淋降温和臭氧氧化，经臭氧氧化后的烟气进入超重力反应器中，在超重力反应器内烟气与吸收液进行强化吸收，然后经除雾器除雾后由超重力反应器的烟气出口排出；
超重力反应器内产生的浆液下落至吸收液罐中，搅拌同时向吸收液罐中补充吸收剂，并通过工艺水维持吸收液水蒸发平衡，调配后的吸收液进入超重力反应器内与烟气反应；调配时更换的吸收液输送至废水氧化罐，在废水氧化罐内通入空气进行强制氧化，强制氧化后的废水送入废水脱氮罐内，在废水脱氮罐内向废水中添加脱氮剂，经脱氮处理后的废水输送至所述烟道内用于对烟气进行喷淋降温，与烟气发生热交换后蒸发部分水蒸气，剩余的雾化液滴通过设置在所述烟道内的除雾器捕捉后送入烟道外的结晶器内，分离出晶体，晶浆与所述脱氮处理后的废水一起循环至所述烟道内用于对烟气进行喷淋降温。
2.根据权利要求1所述燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理工艺，其特征在于，喷淋降温时雾化后雾滴的粒径为D50＝50～300μm，废水喷淋流量与烟气量的液气比＝0～0.05L/m3，通过烟道内除雾器的烟气流速为1～10m/s。
3.根据权利要求1所述燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理工艺，其特征在于，臭氧氧化时臭氧与烟气中氮氧化物摩尔比为：nO3：nNO＝0.5～2.5。
4.根据权利要求1所述燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理工艺，其特征在于，超重力反应器的超重力水平为50～500，液气比为1～10L/m3。
5.根据权利要求1所述燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理工艺，其特征在于，吸收液罐内pH值为4～10，吸收液罐内吸收液的浆液密度为1.0～1.3×103Kg/m3。
6.根据权利要求1所述燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理工艺，其特征在于，废水氧化过程中吸收烟气中的SO2的质量与氧化风量为0.1～2.5Kg/m3，其中氧化风为空气。
7.根据权利要求1所述燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理工艺，其特征在于，脱氮剂为氨基磺酸，脱氮剂的加入量按n氨基磺酸：n亚硝酸根＝0.5～2.0计，脱氮时调节废水pH值为6～9。
8.一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理装置，包括增压风机，与增压风机出口相连的烟道，其特征在于，还包括顺次设置的废水蒸发降温系统、臭氧氧化系统、超重力吸收系统和废水氧化脱硫系统；
所述废水蒸发降温系统包括：
第一除雾器，设置在所述烟道内，该第一除雾器下方的烟道壁上设置液体出口；
结晶器，该结晶器的进料口与所述液体出口相连、出料口连接晶体分离器；
蒸发喷淋器，设置在所述烟道内且位于第一除雾器上游，该蒸发喷淋器外接所述结晶器的晶浆出口；
所述臭氧氧化系统包括臭氧发生器和设置于所述烟道内且位于第一除雾器下游并外接臭氧发生器的臭氧隔栅；
所述超重力吸收系统包括：
超重力反应器，该超重力反应器具有气路进口、烟气出口、液路进口和浆液出口，其中气路进口连接所述烟道的出口；
吸收液罐，所述超重力反应器的液路进口和浆液出口均连接至该吸收液罐；
所述废水氧化脱氮系统包括：
废水氧化罐，内置氧化风管且其进料口外接所述吸收液罐的出料口；
废水脱氮罐，进料口连接所述废水氧化管的出料口、出料口连接所述蒸发喷淋器。
9.根据权利要求8所述燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理装置，其特征在于，所述超重力反应器包括：
超重力外壳，所述气路进口、液路进口、浆液出口和烟气出口均开设在该超重力外壳上；
内置填料的转子，该转子通过转轴外接驱动装置；
位于所述转子中心处的喷淋管，该喷淋管通过液路进口外接液路进料管。
10.根据权利要求8所述燃煤锅炉烟气湿法脱硫脱硝及废水处理装置，其特征在于，所述吸收液罐内置搅拌器，所述吸收液罐配置吸收剂罐和工艺水补充管，吸收剂罐与吸收液罐之间设置计量泵。
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