一種同時脫硫脫硝凈化煙氣的方法
【專利摘要】一種同時脫硫脫硝凈化煙氣的方法，屬于煙氣凈化領(lǐng)域。步驟為：將50～90℃煙氣用氨吸收液噴淋，所得溶液曝氣氧化得到硫酸銨溶液；所得煙氣用原煙氣換熱加熱至120～350℃，補加氨水；通過添加或不添加催化劑的活性炭材料，使煙氣中NO和NO2轉(zhuǎn)化為N2；剩余SO2與氨、水蒸氣生成硫酸銨；汞、二噁英、呋喃、揮發(fā)性有機物、氨氣溶膠及其他微量毒害物質(zhì)被活性炭吸附；活性炭在進行吸收吸附后采用水洗及加熱的方法進行再生。優(yōu)點：工藝簡便，脫硫脫氮效率高；能吸附煙氣中多種毒害物質(zhì)和細微顆粒物，對工業(yè)煙氣PM2.5污染有較好的防治效果，并副產(chǎn)硫銨、硝銨化肥，達到了資源循環(huán)利用。能應(yīng)用于鍋爐、冶金、化工、熱電、及垃圾焚燒發(fā)電多領(lǐng)域的含硫含硝煙氣凈化。
【專利說明】一種同時脫硫脫硝凈化煙氣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于煙氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種同時脫硫脫硝凈化煙氣的方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]隨著環(huán)境污染的日益加劇，國家已將大氣污染治理列入重點防控目標，尤其是硫和氮氧化物指標更是大氣污染控制中的重中之重。若用兩套裝置分別脫硫脫硝，不但占地面積大，而且投資、管理、運行費用也高。近年來世界各國尤其是工業(yè)發(fā)達國家都相繼開展了同時脫硫脫氮技術(shù)的研究開發(fā)。煙氣同時脫硫脫氮凈化處理技術(shù)己成為各國控制煙氣污染的研發(fā)熱點。
[0003]同時脫硫脫硝技術(shù)是指在一個過程內(nèi)將煙氣中的SO2和NOx同時脫除的技術(shù)。按照處理的過程，可分為兩大類:一是爐內(nèi)燃燒過程中同時脫硫脫硝技術(shù)。這類方法共同的特點是通過控制燃燒溫度來減少NO的生成，同時利用鈣吸收劑來吸收燃燒過程中產(chǎn)生的SO2,來控制NO和SO2的排放。如循環(huán)流化床燃燒法、鈉質(zhì)吸收劑噴射法等；另一類是燃燒后煙氣聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)，這類方法是在煙氣脫硫法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，現(xiàn)有同時脫硫脫硝技術(shù)主要有干法煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)和濕法煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)。其中，干法煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)包括LILAC法、NOxSO法、活性炭法、循環(huán)流化床法、等離子法；濕法煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)包括氧化吸收法和濕式絡(luò)合吸收法。然而，上述方法存在著工藝技術(shù)復(fù)雜、反應(yīng)條件苛刻、脫硫脫硝效果差和運行費用高的缺點。特別是目前我國大量采用的選擇性催化劑還原脫硝技術(shù)(SCR)或非催化還原脫硝技術(shù)(SNCR)進行脫硝，再用石灰石-石膏法進行脫硫工藝，該法存在著投資成本高、運行費用高，同時產(chǎn)生大量的副產(chǎn)脫硫石膏，后期處理較為困難。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種工藝技術(shù)簡便，效果顯著，運行成本低的同時脫硫脫硝凈化煙氣的方法。
[0005]本發(fā)明的一種同時脫硫脫硝凈化煙氣的方法，該包括以下步驟:
[0006]a.將50?90°C含硫含硝煙氣在氨吸收塔(2)中進行氨濕法吸收煙氣中摩爾比95%以上的SO2，所得溶液經(jīng)曝氣氧化器(4)曝氣氧化后得到硫酸銨溶液；
[0007]b.將初步凈化后的含有氮氧化物、氨氣、少量二氧化硫和其它雜質(zhì)的煙氣在煙氣換熱器(I)用200?1100°C的原煙氣換熱加熱至120°C?350°C后，根據(jù)煙氣中氮氧化物和氨含量補加氨水；在活性炭吸收塔(9)通過添加或不添加催化劑的活性炭活性炭材料，使煙氣中的NO和NO2轉(zhuǎn)化為N2,部分NO2和氨在水蒸汽存在的情況下轉(zhuǎn)化為NH4NO3 ;反應(yīng)式為:
[0008]4N0+02+4NH3—4N2+6H20
[0009]2N02+4NH3+02— 3N2+6H20
[0010]3N02+2NH3+H20— 2NH4N03+N0[0011]剩余SO2在活性炭作用下與氨、水蒸氣生成硫酸銨；反應(yīng)式為:
[0012]2S02+02+2H20 — 2H2S04
[0013]NH3+H2S04 — NH4HSO4
[0014]NH3+H2S04 — (NH4)2SO4 ；
[0015]c.煙氣所含汞、二噁英、呋喃、揮發(fā)性有機物、氨氣溶膠及其他微量毒害物質(zhì)被活性炭吸附；活性炭在進行吸收吸附后在活性炭再生塔(11)中采用水洗或加熱的方法進行再生。
[0016]上述b步驟中進入活性炭吸收塔(9)活性炭層的煙氣中氨和氮氧化物濃度控制在ΝΗ3/Ν0χ摩爾比為0.8?1.1 ;活性炭材料為活性炭、活性焦、活性炭纖維中的一種；催化劑為 Mn (NO3) 2、Fe (NO3) 2、Cr (NO3) 2、CuO、V2O5 中的一種或兩種。
[0017]上述步驟吸收NOx和SO2氣體的脫硫吸收液濃縮干燥后為硫酸銨和硝酸銨化肥。
[0018]本發(fā)明所用的設(shè)備為現(xiàn)有公知設(shè)備。本發(fā)明所用的活性炭材料和催化劑為市場購買。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:
[0020](I)能同時完成脫硫脫硝，脫硫效率> 99%，脫硝效率> 85%，尾氣排放氮氧化物< 100mg/m3, 二氧化硫濃度< 50mg/m3,符合國家相關(guān)排放標準。
[0021 ] ( 2 )能夠脫除煙氣所含汞、二噁英、呋喃、重金屬、揮發(fā)性有機物及其他微量毒害物質(zhì)，并能吸附氣溶膠、PM2.5顆粒，煙氣適應(yīng)性強，應(yīng)用面廣，特別適用于含少量毒害物質(zhì)的含硫含硝煙氣。
[0022](3)處理相同煙氣量，本發(fā)明相比SNCR法+石膏脫硫法，成本降低±25%，運營費用降低±40%。
[0023](4)由于本發(fā)明在脫硝和脫硫兩個階段，使用同一種氨水原料，在建設(shè)投資生產(chǎn)時，能共用一套供氨設(shè)備；另在脫硝階段中，能吸收利用在脫硫階段中多余的氨，使得原料的消耗大大降低，運營維護成本降低。
[0024](5)主要副產(chǎn)品為含有少量硝酸銨的硫酸銨化肥，實現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0025]附圖為本發(fā)明的工藝流程圖示意圖。圖中標記:
[0026]1、煙氣換散熱器；2、氨吸收塔；3、噴淋洗滌器；4、曝氣氧化器；5、循環(huán)泵；6、鼓風(fēng)泵；7、氨水站；8、沉降過濾濃縮槽；9、活性炭吸收塔；10、活性炭倉；11、活性炭再生塔；12、烘干器。
【具體實施方式】:
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作具體的說明。
[0028]實施例中所用的設(shè)備為現(xiàn)有公知設(shè)備；所用的活性炭材料和催化劑為市場購買。實施例中所用的方法同
【發(fā)明內(nèi)容】
部分的描述。
[0029]實施例一:
[0030]將1100°C的含硫含硝煙氣通過與氨吸收后脫硫煙氣在煙氣換熱器I中換熱并冷卻至90°C，進入氨吸收塔2，用噴淋洗滌器3上部噴淋下的補加氨水的硫酸銨溶液接觸，通過噴淋洗滌，洗去了煙氣中的粉塵，煙氣在此過程中因絕熱蒸發(fā)而冷卻，同時煙氣中的SO2被吸收液循環(huán)泵5送來的吸收液吸收。吸收液通過回流管道隨后落入曝氣氧化器4，通過鼓風(fēng)泵6鼓入空氣曝氣將亞鹽(亞硫酸銨和亞硫酸氫銨)溶液氧化為硫酸銨溶液，經(jīng)吸收液循環(huán)泵5加壓后送入噴淋洗滌器3噴淋裝置，繼續(xù)循環(huán)噴淋吸收；系統(tǒng)增多的吸收液分流進入沉降過濾濃縮槽8，硫酸銨溶液因水分的蒸發(fā)而濃縮，濃度逐漸提高，其蒸發(fā)熱由煙氣余熱供給，再進入后續(xù)加工成固體硫酸銨。隨著吸收過程的進行，吸收液成分不斷發(fā)生改變，使吸收能力降低。為保持吸收效率，須不斷補充新的脫硫劑一氨水使吸收劑得到再生。通過氨站7補充吸收劑氨水。
[0031 ] 經(jīng)氨吸收段初步凈化的煙氣被煙氣換熱器I加熱到350°C，進入活性炭吸收塔9下部，根據(jù)煙氣中NOx含量在塔側(cè)下部噴入少量氨水，控制煙氣中ΝΗ3/Ν0χ摩爾比為1.0，煙氣穿過添加Mn (NO3)2或Fe (NO3)2或Cr (NO3)2催化劑的活性焦層，煙氣中NOx與氨被轉(zhuǎn)化為N2 ;剩余SO2與氨生成硫酸銨；所含氣溶膠、其它微量毒害物質(zhì)及PM2.5顆粒被活性炭吸附，凈化后煙氣從活性炭吸收塔9上部排出，進入煙道排放。
[0032]吸附后的活性焦經(jīng)吸收塔9下部運出，進入活性炭再生塔11加熱至400°C進行再生，然后由吸收塔上部加入，形成不間斷再生利用，損耗的活性焦經(jīng)活性炭倉10補加。
[0033]實施例二:
[0034]將200°C的某含硫含硝煙氣通過與氨吸收后脫硫煙氣在煙氣換熱器I換熱并冷卻至50°C，進入氨吸收塔2，用噴淋吸收器3上部噴淋下的氨水溶液噴淋洗滌，洗去煙氣中的粉塵，并進行脫硫。脫硫后的溶液在曝氣氧化器4中經(jīng)空氣曝氣氧化生成硫酸銨溶液，經(jīng)沉降過濾濃縮槽8后生產(chǎn)硫酸銨化肥；脫硫后的煙氣經(jīng)煙氣換熱器I換熱至120°C，根據(jù)煙氣中NOx含量在管道中噴入少量氨水，控制煙氣中ΝΗ3/Ν0χ摩爾比為0.8，進入活性炭吸收塔9下部，煙氣穿過添加CuO和V2O5催化劑的活性炭層進行深度凈化。煙氣中NOx與氨被轉(zhuǎn)化為N2 ;剩余SO2與氨生成硫酸銨；二噁英、呋喃、揮發(fā)性有機物、其他微量毒害物質(zhì)及PM2.5顆粒被活性炭吸附，凈化后煙氣從吸收塔上部排出，進入煙道排放。
[0035]吸附后的活性炭經(jīng)吸收塔9下部運出，進入活性炭再生塔11進行洗滌再生，然后經(jīng)烘干器12)烘干后，由活性炭吸收塔9上部加入，形成不間斷再生利用，，損耗的活性炭經(jīng)活性炭倉10補加。洗滌液進入沉降過濾濃縮槽8過濾后，混入氨吸收段硫酸銨溶液中生產(chǎn)化肥。
[0036]實施例三:
[0037]將900°C某含汞冶金煙氣通過與氨吸收后脫硫煙氣在煙氣換熱器I換熱并冷卻至75°C，進入氨吸收塔2，用噴淋洗滌器3上部噴淋下的補加氨水的硫酸銨溶液接觸，通過噴淋洗滌，洗去煙氣中的粉塵，煙氣在此過程中因絕熱蒸發(fā)而冷卻，同時煙氣中的SO2被吸收液循環(huán)泵5送來的吸收液吸收。吸收液通過回流管道隨后落入曝氣氧化器4，通過鼓風(fēng)泵6鼓入空氣曝氣將亞鹽(亞硫酸銨和亞硫酸氫銨)溶液氧化為硫酸銨溶液，經(jīng)吸收液循環(huán)泵5加壓后送入噴淋洗滌器3噴淋裝置，繼續(xù)循環(huán)噴淋吸收；系統(tǒng)增多的吸收液分流進入沉降過濾濃縮槽8，在沉降區(qū)調(diào)節(jié)溶液pH值沉降溶解的重金屬，過濾后進行濃縮，硫酸銨溶液因水分的蒸發(fā)而濃縮，濃度逐漸提高，其蒸發(fā)熱由煙氣余熱供給，再進入后續(xù)加工成固體硫酸銨。脫硫后的煙氣經(jīng)煙氣換熱器I換熱至270°C，根據(jù)煙氣中N0x含量在管道中噴入氨水，控制煙氣中ΝΗ3/Ν0χ摩爾比為1.1，進入活性炭吸收塔9下部，煙氣穿過不添加催化劑活性炭纖維進行深度凈化。煙氣中NOx與氨被轉(zhuǎn)化為N2 ;剩余SO2與氨生成硫酸銨；汞微細顆粒、氨氣溶膠及其他PM2.5顆粒被活性炭吸附，凈化后煙氣從活性炭吸收塔9上部排出，進入煙道排放。
[0038]吸附后的活性炭纖維經(jīng)吸收塔下部運出，進入活性炭再生塔11進行洗滌再生，然后經(jīng)烘干器12烘干后，由活性炭吸收塔9上部加入，損耗的活性炭纖維經(jīng)活性炭倉10補加。洗滌液進入沉降過濾濃縮槽8過濾后，混入氨吸收段硫酸銨溶液中生產(chǎn)化肥?；钚蕴课揭欢螘r間后，如排放尾氣汞含量達到排放標準規(guī)定值的80%，更換部分活性炭，更換下的含汞活性炭纖維送有處理資質(zhì)的企業(yè)處理。 [0039]實際應(yīng)用表明:本發(fā)明不僅能同時完成脫硫脫硝，且脫硫效率≥ 99%，脫硝效率≥85%,尾氣排放氮氧化物< 100mg/m3, 二氧化硫濃度< 50mg/m3,符合國家相關(guān)排放標準。本發(fā)明相比SNCR法+石骨脫硫法,成本降低±25%,運營費用降低±40%。
【權(quán)利要求】
1.一種同時脫硫脫硝凈化煙氣的方法，其特征在于方法該包括以下步驟: a.將50~90°C含硫含硝煙氣在氨吸收塔(2)中進行氨濕法吸收煙氣中摩爾比95%以上的SO2，所得溶液經(jīng)曝氣氧化器(4)曝氣氧化后得到硫酸銨溶液； b.將初步凈化后的含有氮氧化物、氨氣、少量二氧化硫和其它雜質(zhì)的煙氣在煙氣換熱器(I)用200~1100°C的原煙氣換熱加熱至120°C~350°C后，根據(jù)煙氣中氮氧化物和氨含量補加氨水；在活性炭吸收塔(9)通過添加或不添加催化劑的活性炭活性炭材料，使煙氣中的NO和NO2轉(zhuǎn)化為N2,部分NO2和氨在水蒸汽存在的情況下轉(zhuǎn)化為NH4NO3 ;反應(yīng)式為:
4N0+02+4NH3—4N2+6H20
2N02+4NH3+02— 3N2+6H20
3N02+2NH3+H20— 2NH4N03+N0 剩余SO2在活性炭作用下與氨、水蒸氣生成硫酸銨；反應(yīng)式為:
2S02+02+2H20 — 2H2S04
NH3+H2S04 — NH4HSO4
NH3+H2S04 — (NH4) 2S04 ； c.煙氣所含汞、二噁英、呋喃、揮發(fā)性有機物、氨氣溶膠及其他微量毒害物質(zhì)被活性炭吸附；活性炭在進行吸收吸附后在活性炭再生塔(11)中采用水洗或加熱的方法進行再生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同時脫硫脫硝凈化煙氣的方法，其特征在于b步驟中進入活性炭吸收塔(9)活性炭層的煙氣中氨和氮氧化物濃度控制在ΝΗ3/Ν0χ摩爾比為0.8~1.1 ;活性炭材料為活性炭、活性焦、活性炭纖維中的一種；催化劑為Mn (NO3)2^Fe (NO3)2,Cr (NO3) 2、CuOJ2O5中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同時脫硫脫硝凈化煙氣的方法，其特征在于:吸收NOdPSO2氣體的脫硫吸收液濃縮干燥后為硫酸銨和硝酸銨化肥。
【文檔編號】C01C1/18GK103861439SQ201410113793
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】曾子平, 劉成, 周錫飛 申請人:云南亞太環(huán)境工程設(shè)計研究有限公司