[发明专利]工业烟气海水洗脱净化工艺方法及其装置

说明书

本发明涉及工业烟气海水洗脱净化工艺方法及其装置，属于工业烟气净化的环境保护技术领域，适用于消除工业燃烧装置排烟中的有害气态物污染的场合，特别适用于沿海燃煤电站锅炉等的烟气净化。

现有的工业燃烧装置，如燃油或燃煤锅炉所排放的SO₂等工业废气，已因酸沉降造成酸雨污染。遏制酸雨对生态环境的严重破坏性影响早已成为世界性的重大课题。为此，产生了多种烟气脱硫、脱硝的工艺方法，但其中仅有极少数的几种方法达到工业应用规范，进入商业性发展阶段。这几种方法当中，主要是石灰石/石膏湿法烟气脱硫方法，或称为石灰石湿法，主要采用的是美、日、德三个发达国家。其缺点在于：1，石灰石资源消耗大；2，生成的废弃物极难综合利用，且占据大面积堆场，并可能造成污染地下水；3，投资需占发电厂总投资的五分之一到三分之一；4，工作运行费用极高，约占发电厂年利润的30％～60％。与上述方法相仿的有石灰浆旋转喷雾法一类半干法，该方法与上述方法的区别在于洗涤过程中洗涤液不是石灰石浆而是石灰浆，该方法具有与上述方法相同的缺点。还有一类方法是炉内喷钙法等称为干法的工艺，即在工业燃烧装置，如锅炉的炉内喷煤粉的同时喷入石灰石粉，该方法的缺点在于1，石灰石粉耗量大；2，脱硫效率低，一般很难大于60％；3，要特制相适应的锅炉；4，对锅炉的热效率有较大影响，因而煤耗大，废气生成量大。与本发明相接近的方法是一般海水洗脱法。该类方法区别于上述工艺方法之处在用于洗脱烟气中SO₂等有害物的洗涤液不是石灰石浆或石灰浆，而是天然海水。即用海水直接通过一个洗涤塔来洗涤除去烟气中的SO₂和CO₂等有害气体。与前述几种方法相比其优点在于：1，用于电厂时，无须另设取水设备；2，造价特别低；3，无须石灰石或石灰粉碎装置及废物处置设备和堆场；4，运行费用极低。有资料表明，前述除海水洗脱方法以外的各方法的一个完整的烟气脱硫系统，以中型火电厂规模为例，其造价约需数亿元人民币，年运行费约需数千万元人民币。而利用海水洗涤法洗脱烟气，其中的SO₂经过处理后的生成物对受纳水体无害，其脱除SO₂的效率高达98％，而造价和运行费用是上述其它方法的若干分之一。由于海水洗脱方法突出的优点，目前世界上已有与小规模非燃煤装置配套的20多套装置投入商业运行。但已有的海水洗脱方法在与燃煤工业装置特别是大型燃煤装置配套使用时仍将存在如下重大的缺点：1，燃煤中有1％的灰份携带重金属被洗下来后排入海域；2，燃煤中的汞蒸气也被洗下后排入海域。这些重金属物质对海水将造成附加污染。特别是烟气中的汞蒸气是一般的干式除尘器，包括常用的静电除尘器对其不起吸附收集作用，因而烟气中的汞蒸气自然进入已有的海水洗脱烟气的洗脱塔中并经洗脱而排入海中。鉴于汞的污染不易清除，在生物体内产生累积效应，汞成为环境保护中最引人关注的受严格控制的物质。已有的海水洗脱烟气中SO₂等有害气体的方法因此存在上述严重缺点。

本发明的目的在于克服现有技术缺点，提供一种使海水洗脱烟气中SO₂等有害气体后排出的海水洗涤液不含有重金属等污染物质的方法及其装置，从而保留已有的海水洗脱方法的优点，对海洋环境又不造成附加污染。

本发明的工业烟气海水洗脱净化工艺方法是这样实现的：从工业燃烧装置排出的烟尘经除尘后所进入的洗涤程序为分阶段的洗涤程序；其中一个阶段是除去烟气中的重金属和汞蒸气的程序；另一个阶段是除去烟气中SO₂或/和其它有害气体的程序，其洗涤液为海水；两个阶段的洗涤程序分别在各自的洗涤塔腔中完成。两个阶段的洗涤程序，其每个阶段是由一个或多个洗涤塔腔组成。在第二阶段塔中排出的净化后的烟气经过加热装置和排烟装置后排出，该加热装置由第一阶段塔排出的热水提供热量，采用液气热交换的方法。

本发明的工业烟气海水洗脱净化工艺方法的洗涤装置的技术方案是：它包括有第一和第二两个洗涤塔腔，每个洗涤塔腔设置有各自的洗涤液进入和排出口，各洗涤塔腔设置有烟气的进入和排出口，第一洗涤塔腔的烟气排出口与第二洗涤塔腔的烟气进入口相联接；除尘后的烟气先进入第一洗涤塔腔除去重金属和汞蒸气，经过洗涤后进入第二洗涤塔腔，经洗涤除去SO₂或/和其它有害气体后，进入排烟装置；第一洗涤塔腔洗涤液出口联接有废水处理装置；第二洗涤塔腔洗涤液出口联接有水质恢复装置，水质恢复装置由氧化处理设备构成，使SO₂变为对环境安全无害的物质而排入自然海域。