一种碳酸氢钠干法烟气脱硫系统
技术领域
本申请属于烟气脱硫技术领域，具体涉及一种碳酸氢钠干法烟气脱硫系统。
背景技术
碳酸氢钠(NaHCO3)也称为小苏打，活泼的碳酸氢钠粉末与热烟气接触后会迅速热解转化成碳酸钠，可以极大提高钠基颗粒的孔隙率和比表面积，促进脱硫剂与烟气中酸性物质的接触，从而提高烟气中的SO2、SO3、HCl和HF等酸性物质的脱除率。碳酸氢钠干法脱硫具有不腐蚀系统、不结露、不产生废水等优点，目前已有工业化实施的案例，但仍然存在脱硫效率较低和脱硫产物难处理等缺陷，难以广泛推广。因此开发一种经济高效且能够回收利用脱硫产物的碳酸氢钠干法烟气脱硫系统，具有广阔的应用前景。
发明内容
针对现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种碳酸氢钠干法烟气脱硫系统。
为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：
一种碳酸氢钠干法烟气脱硫系统，其特征在于，包括脱硫剂供给装置、脱硫反应器、布袋除尘器、烟气余热回收装置、颗粒物回收装置和高盐水蒸发结晶装置；所述脱硫剂供给装置与脱硫反应器连接，用于蒸发结晶并分离得到高盐水中的固体硫酸钠和固体氯化钠；所述脱硫反应器内设碳酸氢钠预热管段，用于加热脱硫剂碳酸氢钠，去除烟气中的酸性物质；所述布袋除尘器与所述脱硫反应器连接，用于捕集烟气中的飞灰和脱硫产物；所述烟气余热回收装置与所述布袋除尘器连接，用于回收烟气中的热量；所述颗粒物回收装置与所述布袋除尘器连接，用于收集并分离飞灰和脱硫产物；所述高盐水蒸发结晶装置与所述颗粒物回收装置连接，用于蒸发结晶并分离得到高盐水中的固体硫酸钠和固体氯化钠。
进一步地，上述的碳酸氢钠干法烟气脱硫系统，其中，所述脱硫反应器为固定床反应器，包括烟气入口、烟气出口和反应器内部设有的至少一层吸附剂床层。
进一步地，上述的碳酸氢钠干法烟气脱硫系统，其中，所述吸附剂床层采用的吸附剂为活性炭。
进一步地，上述的碳酸氢钠干法烟气脱硫系统，其中，所述高盐水蒸发结晶装置包括一次蒸发器、冷冻结晶器、硫酸钠蒸发结晶器和氯化钠蒸发结晶器。
进一步地，上述的碳酸氢钠干法烟气脱硫系统，其中，所述高盐水蒸发结晶装置的一次蒸发器、硫酸钠蒸发结晶器和氯化钠蒸发结晶器蒸汽入口与所述烟气余热回收装置蒸汽出口连接。
进一步地，上述的碳酸氢钠干法烟气脱硫系统，其中，所述脱硫剂供给装置包括依次连接的碳酸氢钠储仓、研磨机和输送风机。
进一步地，上述的碳酸氢钠干法烟气脱硫系统，其中，所述颗粒物回收装置包括依次连接的清水储罐、颗粒物储仓、过滤器和高盐水储罐。
与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：
(1)采用颗粒物回收装置和高盐水蒸发结晶装置处理脱硫后产物，实现脱硫产物钠盐的回收利用，不产生二次污染。其中颗粒物回收装置用于收集并分离被布袋除尘器捕集的颗粒物，高盐水蒸发结晶装置用于分盐并最终得到高盐水中的硫酸钠和氯化钠。
(2)脱硫反应器内设置碳酸氢钠预热管段和吸附剂床层。通过提前加热碳酸氢钠使吸收剂达到最佳反应温度，在反应器内增设吸附剂床层可提高吸收反应的停留时间，二者协同作用可提高脱硫效率。
(3)通过设置烟气余热回收装置回收烟气余热，回收的热量再用于高盐水蒸发结晶装置的蒸发过程，实现节能降耗。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本申请一种碳酸氢钠干法烟气脱硫系统的结构示意图。
图2是图1中所示的脱硫反应器的具体结构示意图。
图3是图1中所示的高盐水蒸发结晶装置的具体结构示意图。
图4是图1中所示的脱硫剂供给装置的具体结构示意图。
图5是图1中所示的颗粒物回收装置的具体结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。
如图1所示，本实施例提供了一种碳酸氢钠干法烟气脱硫系统，包括包括脱硫剂供给装置10、脱硫反应器20、布袋除尘器30、烟气余热回收装置40、颗粒物回收装置50和高盐水蒸发结晶装置60；所述脱硫剂供给装置10与脱硫反应器20连接，用于向所述脱硫反应器20内输送脱硫剂碳酸氢钠；所述脱硫反应器20内设碳酸氢钠预热管段21，用于加热脱硫剂碳酸氢钠，去除烟气中的酸性物质；所述布袋除尘器30与所述脱硫反应器20连接，用于捕集烟气中的飞灰和脱硫产物；所述烟气余热回收装置40与所述布袋除尘器30连接，用于回收烟气中的热量；所述颗粒物回收装置50与所述布袋除尘器30连接，用于收集并分离飞灰和脱硫产物；所述高盐水蒸发结晶装置60与所述颗粒物回收装置50连接，用于蒸发结晶并分离得到高盐水中的固体硫酸钠和固体氯化钠。
在本实施例中，脱硫剂供给装置10出口连接至脱硫反应器20内的碳酸氢钠预热管段21入口，含有酸性物质的高温原烟气从反应器底部烟道入口进入反应器内部，碳酸氢钠在预热管段内与反应器内部的原烟气换热后升温发生化学反应，分解释放的二氧化碳能使脱硫剂表面形成较多的微孔结构，提供较大的比表面积，同时碳酸氢钠热解生成的碳酸钠能继续参与酸性物质的脱除反应。因此与没有碳酸氢钠预热管段的原有技术相比，在反应器内部增设碳酸氢钠预热管段21的脱硫效率更高。碳酸钠与原烟气在反应器内部逆向接触，与烟气中的酸性物质发生中和反应，反应生成的主要产物为硫酸钠和氯化钠等钠盐，随烟气通过反应器顶部烟道出口后，进入布袋除尘器30。烟气中夹带的反应产物钠盐和飞灰等固体颗粒物被除尘器捕集，并被集中收集进颗粒物回收装置50。而烟气经过布袋除尘器30出口后，进入烟气余热回收装置40加热除氧水产生蒸汽，烟气中剩余的热量被收集后排出脱硫系统，完成整个脱硫过程。颗粒物回收装置50用来分离被收集颗粒物中的飞灰和钠盐，其中飞灰外排出系统，含钠盐的高盐水进入高盐水蒸发结晶装置60，经蒸发结晶并分离后得到固体硫酸钠和固体氯化钠。
在本实施例中，限定脱硫反应器20为固定床反应器，通过在内部设有的至少一层的吸附剂床层24，增加吸收剂与气体中酸性物质发生化学反应的停留时间，从而提高系统的脱硫效率。吸附剂层数能根据实际所需的脱硫效率而增加。
在本实施例中，限定了吸附剂床层24使用的吸附剂为活性炭。由于活性炭表面具有的催化效果，可同时起到脱除烟气中酸性物质的作用，使得系统的脱硫效率进一步提高。
进一步地，如图3所示，所述高盐水蒸发结晶装置60包括一次蒸发器61、冷冻结晶器62、硫酸钠蒸发结晶器63和氯化钠蒸发结晶器64。
在本实施例中，经颗粒物回收装置50分离得到的含有硫酸钠和氯化钠的高盐水输送至一次蒸发器61内，进行蒸发操作，将高盐水的含盐量进一步浓缩达到饱和状态，然后输送至冷冻结晶器62内迅速降温，得到析出的Na2SO4·10H2O晶体和氯化钠母液，实现硫酸钠和氯化钠的分盐；然后将Na2SO4·10H2O晶体输送至硫酸钠蒸发结晶器63，进行蒸发结晶提纯的操作，得到纯度99％以上的硫酸钠固体盐；氯化钠母液送至氯化钠蒸发结晶器64内进行蒸发结晶提纯的操作，产出纯度98％以上的氯化钠盐，氯化钠蒸发结晶器64中的母液再回到一次蒸发器61内循环处理。
进一步地，如图3所示，所述高盐水蒸发结晶装置60的一次蒸发器61、硫酸钠蒸发结晶器63和氯化钠蒸发结晶器64蒸汽入口与所述烟气余热回收装置40蒸汽出口连接。
在本实施例中，烟气余热回收装置40收集的蒸汽用于高盐水蒸发结晶装置60的蒸发过程，实现节能降耗。
进一步地，如图4所示，所述脱硫剂供给装置10包括依次连接的碳酸氢钠储仓11、研磨机12和输送风机13。
在本实施例中，脱硫剂碳酸氢钠经碳酸氢钠储仓11先输送至研磨机12进行研磨操作，这是因为研磨至微细颗粒后的碳酸氢钠可增加比表面积，从而提高系统的脱硫效率。研磨后的碳酸氢钠颗粒经输送风机13增压输送至脱硫反应器20内的碳酸氢钠预热管段21。
进一步地，如图5所示，所述颗粒物回收装置50包括依次连接的清水储罐51、颗粒物储仓52、过滤器53和高盐水储罐54。
在本实施例中，被布袋除尘器30捕集的钠盐和飞灰等固体颗粒物收集至颗粒物储仓52内，并与从清水储罐51输送而来的水混合搅拌均匀，使钠盐完全溶解于水中，而由于飞灰不溶于水，因此飞灰可经过滤器53过滤后分离外运，剩余的含钠盐水被输送至高盐水储罐54中。
本申请公开的碳酸氢钠干法烟气脱硫系统实现了脱硫产物钠盐的回收利用，不产生二次污染，且通过在反应器内增设碳酸氢钠预热管段和吸附剂床层等措施，提高脱硫效率，同时烟气余热回收装置回收回收的热量再用于高盐水蒸发结晶装置的蒸发过程，实现节能降耗，具有良好的推广应用价值。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。
