專利名稱：一種單級氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝。
(二)
背景技術(shù)：
大氣中的so2有天然和人為兩個來源。人為來源包括礦物燃料燃燒和
含硫物質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)過程。S02排放量較大的工業(yè)部門有火電廠、鋼鐵廠、有 色冶煉、化工、煉油、水泥等。S02污染屬于低濃度的長期污染，對人類、
動植物都具有危害，對生態(tài)環(huán)境是種慢性、疊加的長期危害。
我國清潔資源稀少，能源資源以煤炭為主，占一次能源消費(fèi)總量的75 %。燃煤排放的二氧化硫連續(xù)多年超過2000萬噸，居世界首位，我國已成 為世界上第三大酸雨區(qū)和大氣環(huán)境污染最嚴(yán)重的國家之一。
人類活動排放的NOx， 90%以上來自燃料燃燒過程，例如電廠鍋爐、 各種工業(yè)窯爐、民用爐灶、機(jī)動車及其它內(nèi)燃機(jī)中的燃料高溫燃燒時，參 與燃燒的空氣中的N2和02會生成NOx，還有燃料中的含氮有機(jī)物氧化成 NOx。
大氣中的NOx和光化學(xué)煙霧對人、動物和植物具有毒害作用。作為酸 性氣體，NOx僅次于S02形成酸雨、酸霧的大氣污染，已對生態(tài)環(huán)境造成 的巨大的危害。
1脫硫
現(xiàn)有的脫硫途徑有三種燃料脫硫、燃燒過程脫硫和煙氣脫硫。煙氣 脫硫是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式。按脫硫產(chǎn)物的回收 否分為拋棄法和回收法；按是否有水參加和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)分為濕 法、半干法和干法三類工藝。
半干法脫硫有旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法(SDA法)、爐內(nèi)噴鈣增濕活化法(LIFAC)、 煙氣循環(huán)流化床(CFB)、增濕灰循環(huán)(NID)等。下面簡單介紹主要幾項半干法的優(yōu)缺點(diǎn) 1.1噴霧干燥法(SDA法)
該法流程是前置一套石灰乳槳液的制備系統(tǒng)，由槳泵通過高速旋轉(zhuǎn)的
霧化器送入反應(yīng)器中同煙氣接觸，使S02與吸收劑霧粒發(fā)生作用生成CaS03 和CaS04顆粒，經(jīng)電除塵器捕集固態(tài)的CaS04，其效率可達(dá)80%—85%。該法 要求較高水平的自動控制系統(tǒng)。
缺點(diǎn)該法投資占電廠總投資的12%，電耗占總發(fā)電量的1%，脫硫運(yùn) 行成本為1230元/tso2，發(fā)電運(yùn)行成本增加3分/kw h，工藝流程復(fù)雜，脫 硫效率為80%，設(shè)備占地面積大，不能脫氮，設(shè)備阻力高。
1.2爐內(nèi)噴鈣增濕活化法(LIFAC):
該法是采用石灰石往爐膛內(nèi)噴射工藝，并將未反應(yīng)的一部分石灰輸送 到活化反應(yīng)塔進(jìn)行增濕，然后再到靜電除塵器中收集。該系統(tǒng)是由爐堂內(nèi) 噴射(占總投資的10%)、煙氣增濕及灰再循環(huán)(占總投資的85%)、加濕灰 槳再循環(huán)(占總投資的5%)三大部分組成。該法工藝流程較簡單，設(shè)備占 地面積較小。
缺點(diǎn)脫硫終止物與灰一起堆放，沒有再利用。脫硫率低，僅為70%， 不能脫氮，設(shè)備阻力較高。
例如南京下關(guān)電廠二套12. 5萬kw采用芬蘭富騰集團(tuán)公司提供的脫硫 裝置，設(shè)備總投資800萬美元；江寧制粉廠投資120萬元人民幣，其設(shè)備 投資占發(fā)電廠總投資比例的5%;耗電為500kw/h，電耗占總發(fā)電量的1.5%; 脫硫運(yùn)行成本為1290元/tS0"發(fā)電運(yùn)行成本增加1. 69分/kw. h。
2脫氮
對于固定源NOx污染的控制主要有三種方法1)燃料脫氮；2)改進(jìn)燃 燒方式和生產(chǎn)工藝；3)煙氣脫硝。
第一種方法燃料脫氮技術(shù)至今尚未開發(fā)成功。第二種方法尚未達(dá)到全面實(shí)用的階段。第三種方法目前有氣相反應(yīng)法、液體吸收法、吸附法等。 氣相反應(yīng)法有三類，包括
2.1電子束照射法和脈沖電暈等離子體法
它是利用高能電子產(chǎn)生的自由基即將N0氧化成N02，再與H20和冊3作 用生成NH4N03化肥并加以回收，可同時脫硫脫硝。 2.2低溫常壓等離子體分解法
它是利用超高壓窄脈沖電暈放電產(chǎn)生的高能活性粒子撞擊NOx分子，使 其化學(xué)鍵斷裂分解為02和&的方法。 以上兩種方法處于中試和小試中。
2.3選擇性催化還原法(SCR)、選擇性非催化還原法(SNCR)等
它是在催化或非催化條件下，用NH3、 C等還原劑將N0x還原為無害的 N2的方法。
該法凈化效率高。其缺點(diǎn)是工藝設(shè)備復(fù)雜、投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、浪 費(fèi)大量的氨、不能回收NOx，催化劑價格昂貴，獲取困難。 2.4液體吸收法
液體吸收法脫除NOx可以用水、堿溶液、稀硝酸、濃硫酸作為吸收液。 由于NO極難容于水或堿溶液，脫硝效率一般不高。與氣相反應(yīng)法相比，
該法具有工藝設(shè)備簡單、投資少、能回收N0x、具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。其最
大缺點(diǎn)是凈化效率低。 2.5吸附法
吸附法脫除NOx常用有分子篩、活性碳、天然沸石、硅膠及泥煤等，其 中硅膠、分子篩、活性碳等有催化性能。該法脫硝效率高，能回收N0x，但 因吸附容量小、吸附劑用量多、設(shè)備龐大、再生頻繁等，應(yīng)用不廣泛。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種工藝簡單、成本低廉的單級氨還原吸收法脫 硫脫氮氧化工藝。
所述的所述的氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝，包括采用氨水還原吸
收工業(yè)廢氣中的S02、 NOx等廢氣，并生成硫酸銨、硝酸銨、氮?dú)獾取?1基本原理
將氣相的氨、氣相的N0x、 S02和水蒸汽，在廢氣處理裝置的反應(yīng)器內(nèi)在 極短的時間內(nèi)進(jìn)行以下氣-氣化學(xué)反應(yīng)； 1.1脫硫及氧化的化學(xué)反應(yīng)式
NH3 + S02 + 02 —(肌)2S04 1.2脫氮的化學(xué)反應(yīng)式 NH3 + NO + N02 + N203 — N2 t + NH4N03 1.3最后結(jié)果
NH3 + S02 + 02 + NO + N02 + N203 — (NHJ 2S04 +歸03 + N21 以上反應(yīng)最終生成物為硝酸銨NH4N03、硫酸銨(NH4) 2S04和氮?dú)?b>N2。硫酸銨、硝酸銨溶液經(jīng)多次循環(huán)使用后，最后因過飽和結(jié)晶而沉淀
在池底部。
2技術(shù)參數(shù)
2.1脫硫效率最高可達(dá)95%以上
2.2脫氮效率可達(dá)70%以上
2.3適用溫度在攝氏70 300度3過程描述
所述的工業(yè)廢氣可以為燃燒煤、油、煤氣或天然氣時產(chǎn)生的廢氣或工 業(yè)生產(chǎn)過程中揮發(fā)的廢氣，其有害成分通常包括S02、 N0x。
進(jìn)一步，所述的所述的氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝，包括下述步
驟
3. 1在反應(yīng)器中，被活化劑活化的分子態(tài)氨與廢氣中的S02、 N0x在有水存 在時進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的同時再進(jìn)行強(qiáng)制性氧化后生成硫酸銨、硝酸銨溶液。 3.2將收集到的穩(wěn)定的銨鹽液體與分子態(tài)的氨水再加入反應(yīng)器中；如此重 復(fù)以上反應(yīng)過程。
3.3以上溶液經(jīng)多次循環(huán)使用后因水分逐步減少到過飽和狀態(tài)而結(jié)晶，該 混合物體通過固液分離、干燥后成為可銷售的銨肥。 4有益效果
4.1本發(fā)明能同時脫除多種有害氣體，脫除效率高。該法還可以脫除煙氣 中的多種有害物質(zhì)，如氟化氫、氯化氫等廢氣。
4.2本發(fā)明最終得到的產(chǎn)品為多種銨肥，它可直接廣泛用于農(nóng)用化肥或作 為復(fù)混化肥的原料。終止物再利用后有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 4.3因化學(xué)反應(yīng)時間極短，從而極大地減少了設(shè)備投資成本、設(shè)備的體積 和占地面積。設(shè)備阻力小，脫除效率很高。
4.4工藝設(shè)備簡單、投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、氨損失少、能回收N0x，與其 他方法比，只產(chǎn)生很少量的氮?dú)狻?四) 說明書附圖


圖1為實(shí)施例所述氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限
于此。結(jié)合圖1,所述的所述的氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝，包括下述 步驟-
1工業(yè)廢氣1在反應(yīng)器2中與脫除劑3充分混合并起化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過脫 水脫霧裝置4后，干凈煙氣通過煙道5處排出，生成的終止物被收集到池6 后，并溢流到池7內(nèi)。
2外接空氣通過管路9切向進(jìn)入到反應(yīng)器2中，對反應(yīng)器2內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行 強(qiáng)制性氧化。
3池7內(nèi)溶液與氨水8混合成脫除劑3后進(jìn)入反應(yīng)器2中與廢氣反應(yīng)， 循環(huán)進(jìn)行8. 1的步驟。
4經(jīng)多次循環(huán)后，在池6中沉淀的結(jié)晶固體被輸送到固液分離裝置進(jìn)行 分離，所得固體經(jīng)干燥后為可銷售的成品，所得液體再返回到池6內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種單級氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝，其特征在于工藝流程如下工業(yè)廢氣在反應(yīng)器中與氨水進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并在空間同時進(jìn)行強(qiáng)制性氧化反應(yīng)，直接生成穩(wěn)定的銨鹽類液體；將收集到的該銨鹽液體與氨水一起再加入反應(yīng)器中；如此重復(fù)以上反應(yīng)過程。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單級氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝，其特征在 于所述的循環(huán)過程中因化學(xué)反應(yīng)、蒸發(fā)和揮發(fā)后，銨鹽類液體過飽和結(jié)晶， 產(chǎn)生固體沉淀物；將該混合物進(jìn)行固液分離，固體經(jīng)干燥后可銷售，液體 循環(huán)使用。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單級氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝，其特征在 于所述工業(yè)廢氣為燃燒煤、油、煤氣、天然氣等可燃?xì)怏w時產(chǎn)生的廢氣(S02、 N0x)或工業(yè)生產(chǎn)過程中揮發(fā)的廢氣(HCL、 HF等)無機(jī)鹽類氣體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單級氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝，其特征在 于所述的反應(yīng)器選用WX反應(yīng)器，但不局限于此。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單級氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝，其特征在 于所述的氨水是用液氨、農(nóng)用氨水、工業(yè)氨水、廢氨水等用水調(diào)節(jié)成所需 濃度而成的。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單級氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝，其特征在 于所述的強(qiáng)制性氧化反應(yīng)是將空氣或氧氣強(qiáng)制性輸入到反應(yīng)器中，參與化 學(xué)反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氨還原吸收法脫硫脫氮氧化工藝，包括工業(yè)廢氣在反應(yīng)器中與氨水進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并在空間同時進(jìn)行強(qiáng)制性氧化反應(yīng)，直接生成穩(wěn)定的銨鹽類液體；將收集到的該銨鹽液體與氨水一起再加入反應(yīng)器中；如此重復(fù)以上反應(yīng)過程。本發(fā)明能同時脫除多種有害氣體，脫除效率高。該法還可以脫除煙氣中的多種有害物質(zhì)，終止物再利用后有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，減少了設(shè)備投資成本、設(shè)備的體積和占地面積。設(shè)備阻力小，脫除效率很高。
文檔編號B01D53/78GK101623591SQ200910100939
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者李湘忠 申請人:杭州藍(lán)海環(huán)保工程有限公司