脫硫脫硝一體化方法及其脫硫塔的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種脫硫脫硝一體化方法，還公開一種用于實施該方法的脫硫塔，其包括一塔體，該塔體的中部一側設有煙氣進口，該塔體內按由下至上的順序依次設有氧化濃縮段和吸收段，該吸收段按由上至下的順序依次設置有工藝水噴淋層、氧化層和設有亞硫酸銨與氨水混合液的混合液噴淋層。本發(fā)明提供的方法的制備工藝簡易，不僅實現(xiàn)脫硫和脫硝的效果，同時實現(xiàn)了變廢為寶將副產(chǎn)物成為肥料化肥，取得經(jīng)濟效益，既高效率節(jié)能環(huán)保，成本低。本發(fā)明的脫硫同時脫硝技術結構簡潔合理，易于實現(xiàn)，成本低。
【專利說明】脫硫脫硝一體化方法及其脫硫塔
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于脫硫脫硝【技術領域】，具體涉及一種脫硫脫硝一體化方法。
【背景技術】
[0002]當今國內外廣泛使用的脫硫脫硝一體化技術主要是濕式煙氣脫硫和選擇性催化還原或選擇性非催化還原技術脫硝組合。濕式煙氣脫硫常用的是采用石灰或石灰石的鈣法，脫硫效率可達90 %，其缺點是工程龐大，初投資和運行費用高，且容易形成二次污染。選擇性催化還原脫硝反應溫度為250?450°C時，脫硝率可達該技術成熟可靠，目前在全球范圍尤其是發(fā)達國家應用廣泛，但該工藝設備投資大，需預熱處理煙氣，催化劑昂貴且使用壽命短，同時存在氨泄漏、設備易腐蝕等問題。選擇性非催化還原溫度區(qū)域為870?1200°C，脫硝率小于50%。缺點是工藝設備投資大，需預熱處理煙氣，設備易腐蝕等問題。而且工藝復雜，成本高，操作難度大，難以廣泛推廣應用。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述的不足，本發(fā)明目的在于，提供一種制備工藝簡易，不僅實現(xiàn)脫硫和脫硝的效果，還解決了氨逃逸的問題，且效率高，節(jié)能環(huán)保，成本低的脫硫脫硝一體化方法。
[0004]本發(fā)明目的還在于，提供一種用于實施上述的脫硫脫硝一體化方法的脫硫塔。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術方案是:
[0006]一種脫硫脫硝一體化方法，其包括以下步驟:
[0007](I)制作脫硫塔，在該脫硫塔的中部一側設有煙氣進口，在該脫硫塔內按由下至上的順序依次設有氧化濃縮段和吸收段，在該吸收段按由上至下的順序依次設置有工藝水噴淋層、氧化層和設有亞硫酸銨與氨水混合液的混合液噴淋層；
[0008](2)在脫硫塔的煙氣進口位置設有NO2轉化器，以實現(xiàn)將NO轉化成NO2 ；
[0009](3)通過所述煙氣進口將含有SO2和氮氧化物NO的煙氣引入脫硫塔的氧化濃縮段，在引入過程中，所述NO2轉化器使煙氣中的NO轉化成NO2,并相應生成生成NH4NO3和(NH4)2SO4兩種混合型化肥；
[0010](4)在氧化濃縮段引入硫酸銨和硝酸銨溶液，利用該液的濃縮蒸發(fā)使煙氣降溫，同時該合成液得到蒸發(fā)濃縮結晶，生成副產(chǎn)物化肥；
[0011](5)煙氣進入吸收段的混合液噴淋層，該混合液噴淋層上的亞硫酸銨與氨水混合液自上而下進行噴淋，將煙氣中的S02、N02進行快速的吸收反應生成NH4NO3和(NH4) 2S04,從而達到脫硫脫硝的目的；再接著煙氣進入吸收段的工藝水噴淋層，該工藝水噴淋層對整個反應過程進行補水和防止氨逃逸。
[0012]作為本發(fā)明的一種改進，所述氧化層包括按由下至上的順序依次設置的下氧化層、填料吸收反應層和上氧化層。
[0013]作為本發(fā)明的一種改進，所述工藝水噴淋層包括兩相互間隔疊置的子工藝水噴淋層。[0014]一種用于實施上述的脫硫脫硝一體化方法的脫硫塔，其包括一塔體，該塔體的中部一側設有煙氣進口，該塔體內按由下至上的順序依次設有氧化濃縮段和吸收段，該吸收段按由上至下的順序依次設置有工藝水噴淋層、氧化層和設有亞硫酸銨與氨水混合液的混合液噴淋層。
[0015]作為本發(fā)明的一種改進，所述氧化層包括按由下至上的順序依次設置的下氧化層、填料吸收反應層和上氧化層。
[0016]作為本發(fā)明的一種改進，所述工藝水噴淋層包括兩相互間隔疊置的子工藝水噴淋層。
[0017]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供的方法的制備工藝簡易，不僅實現(xiàn)脫硫和脫硝的效果，還解決了氨逃逸的問題，且效率高，節(jié)能環(huán)保，成本低。本發(fā)明通過NO2轉化器提前把氮氧化物NO氧化成NO2,再使Ν02+ΝΗ4Η20反應生成NH4NO3,此化肥能與(NH4) 2S04同時進行蒸發(fā)、濃縮、結晶，然后干燥分離而生成NH4NO3和(NH4)2SO4兩種混合型復合氮肥，不但脫硫脫硝實現(xiàn)環(huán)保效果，而且生成農(nóng)用復混肥，變廢為寶，節(jié)約能源，能解決傳統(tǒng)方法中永久性投入無回收物的根本性理解的錯誤觀念。而且所生產(chǎn)出來的化肥含氮量高，有效提升化肥的肥效。經(jīng)試驗，脫硫效率可達98%以上，脫硝可達75%以上，具備工藝簡單，投資少，運行成本低，操作安全穩(wěn)定的特點，能實現(xiàn)變廢為寶，是環(huán)保脫硫脫硝行業(yè)重大發(fā)明，僅在節(jié)能減排、減少投資方面可比傳統(tǒng)方法節(jié)省5-10倍。本發(fā)明的脫硫塔的結構簡潔合理，易于實現(xiàn)，成本低。
[0018]下面結合實施例，對本發(fā)明作進一步說明。
【具體實施方式】
[0019]實施例:本實施例提供的一種脫硫脫硝一體化方法，其包括以下步驟:
[0020](I)制作脫硫塔，在該脫硫塔的中部一側設有煙氣進口，在該脫硫塔內按由下至上的順序依次設有氧化濃縮段和吸收段，在該吸收段按由上至下的順序依次設置有工藝水噴淋層、氧化層和設有亞硫酸銨與氨水混合液的混合液噴淋層；
[0021](2)在脫硫塔的煙氣進口位置設有NO2轉化器，以實現(xiàn)將NO轉化成NO2 ；
[0022](3)通過所述煙氣進口將含有SO2和氮氧化物NO的煙氣引入脫硫塔的氧化濃縮段，在引入過程中，所述NO2轉化器使煙氣中的NO轉化成NO2,并相應生成生成NH4NO3和(NH4)2SO4兩種混合型化肥；
[0023](4)在氧化濃縮段引入硫酸銨和硝酸銨溶液，利用該液的濃縮蒸發(fā)使煙氣降溫，同時該合成液得到蒸發(fā)濃縮結晶，生成副產(chǎn)物化肥；
[0024](5)煙氣進入吸收段的混合液噴淋層，該混合液噴淋層上的亞硫酸銨與氨水混合液自上而下進行噴淋，將煙氣中的S02、N02進行快速的吸收反應生成NH4NO3和(NH4) 2S04,從而達到脫硫脫硝的目的；再接著煙氣進入吸收段的工藝水噴淋層，該工藝水噴淋層對整個反應過程進行補水和防止氨逃逸。
[0025]所述混合型化肥為混合型復合氮肥。
[0026]NH4NO3與(NH4) 2S04同時進行蒸發(fā)、濃縮、結晶，然后干燥分離而生成NH4NO3和(NH4)2SO4兩種混合型化肥。所述混合型化肥為混合型復合氮肥。
[0027]所述氧化層包括按由下至上的順序依次設置的下氧化層、填料吸收反應層和上氧化層。
[0028]所述工藝水噴淋層包括兩相互間隔疊置的子工藝水噴淋層。
[0029]一種用于實施上述的脫硫脫硝一體化方法的脫硫塔，其包括一塔體，該塔體的中部一側設有煙氣進口，該塔體內按由下至上的順序依次設有氧化濃縮段和吸收段，該吸收段按由上至下的順序依次設置有工藝水噴淋層、氧化層和設有亞硫酸銨與氨水混合液的混合液噴淋層。所述氧化層包括按由下至上的順序依次設置的下氧化層、填料吸收反應層和上氧化層。所述工藝水噴淋層包括兩相互間隔疊置的子工藝水噴淋層。本發(fā)明的脫硫塔的結構簡潔合理，易于實現(xiàn)，成本低。
[0030]工作時，煙氣中含有二氧化硫、氮氧化物，預先加裝上NO2轉化器，使煙氣中的NO轉化成NO2，先進入脫硫塔的氧化濃縮段，利用氨水，即二級循環(huán)液的濃縮蒸發(fā)使煙氣降溫，同時進行部分的吸收，之后煙氣進入吸收段，吸收段布置了五層噴淋，從下往上第一層為設有亞硫酸銨與氨水混合液的混合液噴淋層，該亞硫酸銨與氨水混合液的PH值較高,利用含氨量較高的亞硫酸銨溶液對S02、NO2進行快速的吸收反應，下氧化層、上氧化層即第二、三層是從氧化段 來的PH值較低的溶液進行的吸收，此吸收有兩種作用，一是吸收殘余的S02、NO2，二是為了吸收從混合液噴 淋層逃逸的氨，同時我們在下氧化層、上氧化層之間還巧妙地設置一層填料吸收反應層，既防止氨逃逸又可以使氣、液重新均布，使吸收反應更加充分；兩子工藝水噴淋層，即第四層和第五層為工藝水噴淋，既起到系統(tǒng)補水的作用又起到防護氨逃逸的作用。
[0031]本發(fā)明由制造氨水進塔的工藝，改變成了用亞硫酸銨與亞硫酸氫銨吸收氨，形成亞硫酸銨與氨水的混合液進入吸收段，進行吸收反應，下氧化層、上氧化層和兩子工藝水噴淋層全部可以吸收逃逸的氨，所以氨的逃逸率< 2%，很有效的控制了氨逃逸。
[0032]本發(fā)明方法工藝在脫硫的同時也進行了脫硝，還解決了氨逃逸的問題，投資少、見效快。變廢為寶，節(jié)約能源，能解決傳統(tǒng)方法中永久性投入無回收物的根本性理解的錯誤觀念。而且所生產(chǎn)出來的化肥含氮量高，有效提升化肥的肥效。是一項具有深遠意義的綠色環(huán)保技術。
[0033]本發(fā)明脫硫的同時脫硝，生成硫酸銨與硝酸銨的混合肥料。
[0034]脫硫原理:
[0035]將氨水通入脫硫塔中，使其與含二氧化硫的尾氣接觸，發(fā)生如下反應:
[0036]NH3+H20+S02 = NH4HSO3(1-1)
[0037]2NH3+H20+S02 = (NH4) 2S03(1-2)
[0038](NH4) 2S03+H20+S02 = 2NH4HS03 (1-3)
[0039]NH4HS03+NH3 = (NH4) 2S03(1-4)
[0040]在脫硫塔下部鼓入空氣，發(fā)生(1-5)反應，氧化亞硫酸銨，生成硫酸銨。
[0041 ] 2 (NH4) 2S03+02 = 2 (NH4) 2S04 (1-5)
[0042]當PH值控制在5~7時，SO2的轉化率≥98%
[0043]脫硝原理:
[0044]1、脫硫本身具有一定的脫硝作用，其反應原理如下:
[0045]N0+NH4HS03-N2+(NH4) 2S04+502+H20 (I)
[0046]N0+NH3+02 — N2+H20(2)[0047]N0+NH3 — N2+H20(3)
[0048]從以上(I)式看出，轉化氮氧化物并不消耗氨本身，來硫酸氫氨將氮氧化物轉化為氮氣后，生成硫酸銨產(chǎn)品，實現(xiàn)了脫硫脫硝一體化技術，(2)、(3)式轉化率較低。
[0049]2、本發(fā)明根據(jù)以下反應原理發(fā)明新的脫硫脫硝工藝，開發(fā)了氮氧化物轉化器，提高了脫硝效率，同時根據(jù)其特性設置了相應的工藝措施:
[0050]2N0+02 = 2N02 (與 N2O4 的組合體)(4)
[0051]2H20+4N02 (N2O4) +O2 = 4HN03 (5)
[0052]NH3+HNO3 = NH4NO3(6)
[0053](I)煙氣中的氮氧化物大部分為一氧化氮,其含量達到90%以上，氮氧化物轉化器的主要作用就是使一氧化氮轉化為二氧化氮與四氧化二氮的混和物，再在脫硫塔中使二氧化氮轉化為硝酸銨，從而達到脫硝的目的。(2)改進后硫銨制備系統(tǒng)，加強了旋流器和稠厚器的結晶能力，有利于整體系統(tǒng)的循環(huán)。
[0054]本發(fā)明提供的方法的制備工藝簡易，通過NO2轉化器提前把氮氧化物NO氧化成NO2,再使Ν02+ΝΗ4Η20反應生成NH4NO3,此化肥能與(NH4) 2S04同時進行蒸發(fā)、濃縮、結晶，然后干燥分離而生成NH4NO3和(NH4) 2S04兩種混合型復合氮肥，不但脫硫脫硝實現(xiàn)環(huán)保效果，而且生成農(nóng)用復混肥，變廢為寶，節(jié)約能源，能解決傳統(tǒng)方法中永久性投入無回收物的根本性理解的錯誤觀念。而且所生產(chǎn)出來的化肥含氮量高，有效提升化肥的肥效。經(jīng)試驗，脫硫效率可達98 %以上，脫硝可達75 %以上，具備工藝簡單，投資少，運行成本低，操作安全穩(wěn)定的特點，能實現(xiàn)變廢為寶，是環(huán)保脫硫脫硝行業(yè)重大發(fā)明，僅在節(jié)能減排、減少投資方面可比傳統(tǒng)方法節(jié)省5-10倍。
[0055]本發(fā)明在脫硫的同時也進行了脫硝，還解決了氨逃逸的問題，故是非常理想的工藝方法。
[0056]如本發(fā)明上述實施例所述，采用與其相同或相似方法所得到的其它的脫硫脫硝方法，均在本發(fā)明保護范圍內。
【權利要求】
1.一種脫硫脫硝一體化方法，其特征在于，其包括以下步驟: (1)制作脫硫塔，在該脫硫塔的中部一側設有煙氣進口，在該脫硫塔內按由下至上的順序依次設有氧化濃縮段和吸收段，在該吸收段按由上至下的順序依次設置有工藝水噴淋層、氧化層和設有亞硫酸銨與氨水混合液的混合液噴淋層； (2)在脫硫塔的煙氣進口位置設有NO2轉化器，以實現(xiàn)將NO轉化成NO2； (3)通過所述煙氣進口將含有SO2和氮氧化物NO的煙氣引入脫硫塔的氧化濃縮段，在弓I入過程中，所述NO2轉化器使煙氣中的NO轉化成NO2,并相應生成生成NH4NO3和(NH4) 2S04兩種混合型化肥； (4)在氧化濃縮段引入硫酸銨和硝酸銨溶液，利用該液的濃縮蒸發(fā)使煙氣降溫，同時該合成液得到蒸發(fā)濃縮結晶，生成副產(chǎn)物化肥； (5)煙氣進入吸收段的混合液噴淋層，該混合液噴淋層上的亞硫酸銨與氨水混合液自上而下進行噴淋，將煙氣中的S02、N02進行快速的吸收反應生成NH4NOJP (NH4)2SO4，從而達到脫硫脫硝的目的；再接著煙氣進入吸收段的工藝水噴淋層，該工藝水噴淋層對整個反應過程進行補水和防止氨逃逸。
2.根據(jù)權利要求1所述的脫硫脫硝一體化方法，其特征在于，所述氧化層包括按由下至上的順序依次設置的下氧化層、填料吸收反應層和上氧化層。
3.根據(jù)權利要求1所述的脫硫脫硝一體化方法，其特征在于，所述工藝水噴淋層包括兩相互間隔疊置的子工藝水噴淋層。
4.一種用于實施權利要求1所述的脫硫脫硝一體化方法的脫硫塔，其特征在于，其包括一塔體，該塔體的中部一側設有煙氣進口，該塔體內按由下至上的順序依次設有氧化濃縮段和吸收段，該吸收段按由上至下的順序依次設置有工藝水噴淋層、氧化層和設有亞硫酸銨與氨水混合液的混合液噴淋層。
5.根據(jù)權利要求4所述的脫硫脫硝一體化方法，其特征在于，所述氧化層包括按由下至上的順序依次設置的下氧化層、填料吸收反應層和上氧化層。
6.根據(jù)權利要求5所述的脫硫脫硝一體化方法，其特征在于，所述工藝水噴淋層包括兩相互間隔疊置的子工藝水噴淋層。
【文檔編號】C01C1/242GK103908876SQ201310000411
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月4日 優(yōu)先權日:2013年1月4日
【發(fā)明者】張波 申請人:張波