專利名稱：一種脫硫脫硝的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種脫硫脫硝的方法，屬于煙氣凈化領(lǐng)域，該方法尤其適用于エ業(yè)燃煤燃燒后產(chǎn)生的含S02、NOx(氮氧化合物)等成份煙氣的同步脫硫脫硝。
背景技術(shù)：
大氣是人類賴以生存的最基本的生命要素，然而利用煤、石油等化石能源燃燒做功時產(chǎn)生ニ氧化硫(SO2)、氮氧化合物(NOx)和顆粒物，SO2和NOx是最主要的ニ種大氣污染物，是造成酸雨的主要原因所在。同時NOx也是造成臭氧層破壞和光化學(xué)煙霧等環(huán)境問題的ー種物質(zhì)。這些已經(jīng)成為制約社會和經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，引起了各國人民的廣泛關(guān)注。各國科學(xué)家及商業(yè)機構(gòu)一直致カ于脫硫脫硝的技術(shù)研究。全球研究和開發(fā)的脫硫方法已有數(shù)百種之多，脫硝方法也有幾十種之多，這些方法按エ藝一般可分為干法和濕法。按產(chǎn)品的利用狀態(tài)可分為回收法和拋棄法；按吸收方式可分為物理吸收和化學(xué)吸收。現(xiàn)有的脫硫技術(shù)中比較實用的、可行的、經(jīng)濟的技術(shù)方案有硫化床燃燒技術(shù)、爐內(nèi)噴吸收劑/增濕活化脫硫エ藝、濕式石灰/石灰石脫硫エ藝、海水脫硫エ藝、噴霧干燥脫硫エ藝、吸附劑再生脫硫エ藝、煙道噴吸收劑脫硫エ藝、電子束輻照法等十余種技木?，F(xiàn)有的脫硝技術(shù)主要分為兩大類燃燒過程控制和燃燒后處理。燃燒后處理又包括選擇性非催化還原法(SNCR)、選擇性催化還原法(SCR)、熱分解法、催化分解法、氣體洗滌法、等離子體治理技術(shù)、液體吸收法、氧化吸收法處理等。目前全球脫硫、脫硝基本采用聯(lián)合方式來進行，即脫硫與脫硝分開處理，或爐內(nèi)脫硫與爐外脫硝聯(lián)合，或濕式脫硫與干法脫硝相聯(lián)合等，這種聯(lián)合式的方法雖然在脫硫、脫硝效果上能夠達到環(huán)保排放的要求，但基礎(chǔ)設(shè)施投資高，系統(tǒng)占地面積大，運行操作復(fù)雜，且運行維護費用很高，就是在發(fā)達國家，一般企業(yè)也承擔(dān)不了這么高的運行維護費用。經(jīng)過長時間的研究與開發(fā)，德國、美國、日本等國家在幾十年煙氣脫硫、脫硝技術(shù)研發(fā)的基礎(chǔ)上，已成功開發(fā)出幾種煙氣同時脫硫脫硝技木。如日本發(fā)明的活性炭吸收脫硫脫硝同步エ藝，活性炭吸收エ藝是利用活性炭具有較大的比表面積進行煙氣同時脫硫脫硝的。SO2是通過活性炭的微孔吸附作用，存于活性炭的微孔內(nèi)，再通過熱再生，生成高濃度的SO2氣體，經(jīng)過轉(zhuǎn)化裝置形成高純硫磺、濃硫酸等副產(chǎn)品；N0X是在加氨的條件下經(jīng)活性炭的催化作用生成水和氮氣排入大氣，這種方法的優(yōu)點是無二次污染，脫硫效率能達到90%左右，缺點是活性炭種類太少，采購成本高造成運行維護成本太高，同時脫硝效率雖然能達到65 %左右，但隨著活性炭活性的衰減脫硝效率呈曲線性變化，不夠穩(wěn)定。同期德國、以色列等國還發(fā)明了 CuO同時脫硫脫硝エ藝。該方法利用Al2O3或SiO2作為載體，用浸潰等方法制備吸附劑，在300 450°C的溫度范圍內(nèi)，與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)，形成的CuSO4和CuO對SCR法還原NOx有很高的催化活性。吸收飽和的CuSO4被送去再生，再生過程一般用CH4氣體對CuSO4進行還原，釋放的SO2可制酸，還原得到的金屬銅或Cu2S再用煙氣或空氣氧化。生成的CuO又重新用于吸收還原過程。該方法的優(yōu)點是不產(chǎn)生二次污染物，可產(chǎn)出硫或硫酸副產(chǎn)品，處理后煙氣無需加熱，可循環(huán)利用。該エ藝能達到90%以上的SO2脫除效率和75% 80%的NOx脫除效率。缺點是需要大量吸附劑，設(shè)備龐大，投資大，運行能耗大。而且隨著各國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，80%左右的脫硫效率已經(jīng)不能滿足當(dāng)前各主要エ業(yè)國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的新要求。這幾年來，以德國為首的發(fā)達國家在電子束照射法脫硫脫硝方面的研究取得了很大的突破，電子束照射法(EBA)是ー種脫硫脫硝新エ藝，當(dāng)煙氣受到電子束的輻照時，由于電子束的能量效應(yīng)很大數(shù)量級為MeV，煙氣中的各種組分很容易發(fā)生分解。其分解過程主要由電子束產(chǎn)生的離子化作用決定。在電子束產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)歷程中，除了離子化作用外，還有電子能態(tài)的激發(fā)、分子的分解、自由基的生成等。這種方法的優(yōu)點是屬于干法處理，不產(chǎn)生廢水廢渣，系統(tǒng)簡單，操作方便，缺點是Nox脫除率不高，一般只能達到40%左右，且尾氣中存在一定量的NH3廢氣。我國在同時脫硫脫硝方面的研究近幾年也取得了較好的成績，在我國南方等大型鋼廠、電廠從05年開始，在逐步消化吸引國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)出了有中國特色 的濕式絡(luò)合物吸收エ藝，清華大學(xué)等科研院所在這種方法的研究上有很大的進步。濕式FGD加金屬鰲合物エ藝是在堿性或中性溶液中加入亞鐵離子形成氨基輕酸亞鐵鰲合物，如Fe (FDTA)和Fe (NTA)。這類鰲合物吸收NO形成亞硝酞業(yè)鐵鰲合物，配位的NO能夠和溶解的SO2和O2反應(yīng)生成N2,N2、連ニ硫酸鹽、硫酸鹽、各種N-S化合物和三價鐵鰲合物。該エ藝需通過從吸收液中去除連ニ硫酸鹽、硫酸鹽和N-S化合物以及三價鐵鰲合物還原成亞鐵鰲合物而使吸收液再生。濕式絡(luò)合物吸收エ藝可同時脫除S02和NOx，但目前仍處于試驗階段。影響其エ業(yè)應(yīng)用的主要障礙是反應(yīng)過程中鰲合物的損失和金屬鰲合物再生困難、利用率低，造成運行費用高。由于目前國外聯(lián)合或一體化脫硫脫硝技術(shù)存在流程復(fù)雜、占地面積大、運行成本高、單ー效率高聯(lián)合效率低等缺點，因此開發(fā)操作簡單、運行成本低、效率高、系統(tǒng)穩(wěn)定的同時脫硫脫硝技術(shù)成為燃煤煙氣凈化技術(shù)研發(fā)的重要方向之一。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本申請的發(fā)明人進行了深入研究，提供了ー種脫硫脫硝的方法，通過納米級脫硫脫硝劑與氧氣調(diào)節(jié)步驟的配合，用于煙氣脫硫過程同步脫除N0X(氮氧化合物)。該方法脫硫脫硝劑用量小，脫硫脫硝效率高，綜合脫硫效率達到96%以上，綜合脫硝效率達到85 %以上，運行穩(wěn)定，成本低于現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)脫硫脫硝系統(tǒng)，具有較大經(jīng)濟優(yōu)勢。具體而言，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案以實現(xiàn)上述目的。本發(fā)明提供了ー種脫硫脫硝的方法，包括以下步驟<1>調(diào)節(jié)煙氣中氧氣含量的步驟；<2>制漿步驟將納米級脫硫脫硝劑制成漿料；<3>脫硫脫硝步驟將調(diào)節(jié)了氧氣含量后的煙氣與所述漿料接觸。根據(jù)本發(fā)明所述的脫硫脫硝的方法，優(yōu)選地，在步驟〈1>中，煙氣中氧氣含量控制在 8 15vt%。根據(jù)本發(fā)明所述的脫硫脫硝的方法，優(yōu)選地，所述步驟〈1>在煙氣進入脫硫脫硝設(shè)備端之前進行。
根據(jù)本發(fā)明所述的脫硫脫硝的方法，優(yōu)選地，所述步驟Cl〉是通過氧氣調(diào)節(jié)裝置來實現(xiàn)的，所述氧氣調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在煙氣進入脫硫脫硝設(shè)備端之前的煙道。根據(jù)本發(fā)明所述的脫硫脫硝的方法，優(yōu)選地，該煙道中的煙氣段的溫度為125 145 0C ο根據(jù)本發(fā)明所述的脫硫脫硝的方法，優(yōu)選地，所述氧氣調(diào)節(jié)裝置選自變壓式吸附制氧設(shè)備或深冷制氧設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明所述的脫硫脫硝的方法，優(yōu)選地，在步驟〈3>中，接觸的方式為以下方式的任ー種或者兩種的結(jié)合A、將漿料噴淋至煙氣中；B、將煙氣通入漿料中。
根據(jù)本發(fā)明所述的脫硫脫硝的方法，優(yōu)選地，包括以下步驟(I)在煙氣進入脫硫塔端之前的煙道內(nèi)溫度為125 145°C的煙氣段設(shè)置氧氣調(diào)節(jié)裝置，控制煙氣中氧氣含量在8 15vt%之間；(2)將所述納米級脫硫脫硝劑送入儲藥罐，在儲藥罐內(nèi)加水調(diào)制成漿料；(3)通過循環(huán)泵將漿料鼓入脫硫塔，在塔內(nèi)完成脫硫脫硝過程。根據(jù)本發(fā)明所述的脫硫脫硝的方法，優(yōu)選地，所述納米級脫硫脫硝劑包括以下組分MgO、SiO2, CaO、Fe2O3> Al2O3' CuO 和 MnO20根據(jù)本發(fā)明所述的脫硫脫硝的方法，優(yōu)選地，所述納米級脫硫脫硝劑的粒徑為
10 60nm。本發(fā)明的脫硫脫硝的方法，使用納米級脫硫脫硝劑，納米級脫硫脫硝劑比表面積大，増加了氧氣、脫硫脫硝劑與煙氣的接觸面積，提高了對煙氣中SO2和NOx的吸附功能，從而提高脫硫脫硝的效率，納米級脫硫脫硝劑與氧氣調(diào)節(jié)二者配合作用下，綜合脫硫效率達96%以上、脫硝效率達85%以上。通過本發(fā)明的脫硫脫硝的方法，脫硫、脫硝系統(tǒng)運行成本較低，運行費用是常規(guī)鈣法脫硫系統(tǒng)的2/3，常見脫硝系統(tǒng)的2/3 ;運行穩(wěn)定；脫除效率、操作便捷性、運行維護成本等都優(yōu)于其它エ藝方法。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進ー步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。在本發(fā)明中，“ Vt % ”表示體積百分?jǐn)?shù)，這是本領(lǐng)域所熟知的。在本發(fā)明中，“納米級”是指平均粒徑為I lOOnm，這是本領(lǐng)域所熟知的。<脫硫脫硝的方法>本發(fā)明提供了ー種脫硫脫硝的方法，通過納米級脫硫脫硝劑與氧氣調(diào)節(jié)步驟的配合，用于煙氣脫硫過程同步脫除NOx(氮氧化合物)。本發(fā)明的所述脫硫脫硝的方法，優(yōu)選包括以下步驟<1>調(diào)節(jié)煙氣中氧氣含量的步驟；<2>制漿步驟將納米級脫硫脫硝劑制成漿料后備用；<3>脫硫脫硝步驟將調(diào)節(jié)了氧氣含量后的煙氣與所述漿料接觸。
由于吸附劑對NO2的吸附要好于對NO的吸附，因此盡可能促進NO氧化為NO2有利于納米氧化物基吸附劑對NOx的去除。本發(fā)明中，煙氣中的一氧化氮在系統(tǒng)工藝中特加的煙氣強氧段與氧氣反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為NO2，轉(zhuǎn)化效率為30%左右，這一工藝過程將減少后面塔內(nèi)化學(xué)與物理吸附反應(yīng)的壓力，提高脫硝效率在20%以上。優(yōu)選地，煙氣中的氧氣含量控制在8 15vt %，優(yōu)選為9 13vt %，更優(yōu)選為10
12vt % ο優(yōu)選地，調(diào)節(jié)煙氣中氧氣含量的步驟在煙氣進入脫硫脫硝設(shè)備端之前進行。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)煙氣中氧氣含量的步驟通過氧氣調(diào)節(jié)裝置來實現(xiàn)。優(yōu)選地，所述氧氣調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在煙氣進入脫硫脫硝設(shè)備(例如脫硫塔)端之前的煙道內(nèi)。優(yōu)選地，在溫度為125 145°C，優(yōu)選為130 140°C的煙氣段，調(diào)節(jié)煙氣中氧氣含量。即所述氧氣調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在煙氣進入脫硫脫硝設(shè)備(例如脫硫塔)端之前的煙道內(nèi)溫度為125 145°C、優(yōu)選為130 140°C的煙氣段中。本申請的發(fā)明人在實踐過程中發(fā)現(xiàn)，NO、NO2與氧氣之間在一定的溫度環(huán)境下存在反應(yīng)加速或減速的現(xiàn)象，在本發(fā)明中，當(dāng)加速現(xiàn)象發(fā)生時，NO能夠與氧氣在短時間內(nèi)生成NO2,因為NO即通常所稱的惰性氣體，難與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所以在脫硝系統(tǒng)設(shè)計過程中，如何盡可能提高NO生成NO2的比例是脫硝效率是否達到設(shè)定值的關(guān)鍵，當(dāng)煙氣溫度在125 145°C時，NO與氧氣發(fā)生的反應(yīng)最快，反之高于145°C或低于125°C時反應(yīng)速度開始衰減，所以，本發(fā)明在煙氣進入脫硫塔端之前選擇合適的溫度段，加裝氧含量控制與調(diào)節(jié)裝置，盡可能讓煙氣中的NO在這個溫度端吸附到足夠反應(yīng)生成NO2的氧氣。
由于納米脫硫脫硝劑通常為粉末狀，因此，本發(fā)明需要進行制漿步驟。 優(yōu)選地，將納米級脫硫脫硝劑加水制漿。進一步優(yōu)選對漿料熟化后備用。優(yōu)選地，制漿步驟可以在漿料罐中直接進行。脫硫脫硝步驟中使用的脫硫脫硝設(shè)備并沒有特別的限制，只要能實現(xiàn)脫硫脫硝劑與煙氣的接觸即可，優(yōu)選地，使用的脫硫脫硝設(shè)備為濕式鈣法或鎂法所用脫硫塔。脫硫脫硝劑與煙氣的接觸的方式也沒有特別限定，例如可以為將所述漿料噴淋的方式，或者將煙氣通入漿料中的方式。本發(fā)明所述的氧氣調(diào)節(jié)裝置優(yōu)選為增氧系統(tǒng)，增氧系統(tǒng)為一般工業(yè)用制氧設(shè)備，優(yōu)選變壓式吸附制氧設(shè)備或深冷制氧設(shè)備。當(dāng)煙氣中含氧量低于8%，自動開啟增氧系統(tǒng)進行增氧，至氧含量達到15%時停止。本發(fā)明所述的脫硫脫硝的方法，優(yōu)選地，包括以下步驟(I)在煙氣進入脫硫塔端之前的煙道內(nèi)溫度為125 145°C的煙氣段設(shè)置氧氣調(diào)節(jié)裝置，控制煙氣中氧氣量在8 15vt%之間；(2)將所述納米級脫硫脫硝劑送入儲藥罐，在儲藥罐內(nèi)加水調(diào)制成漿料后備用；(3)通過循環(huán)泵將漿料鼓入脫硫塔，在塔內(nèi)完成脫硫脫硝過程。<納米級脫硫脫硝劑>本發(fā)明所使用的納米級脫硫脫硝劑可以是現(xiàn)有技術(shù)中任何已知的納米脫硫脫硝齊U。優(yōu)選為金屬氧化物基納米級脫硫脫硝劑，進一步優(yōu)選為包括Mg0、Si02、Ca0、Fe203、Al203、CuO和MnO2組分的納米級脫硫脫硝劑。納米級脫硫脫硝劑中的金屬氧化物可以與煙氣中的ニ氧化硫反應(yīng)以形成硫酸鹽；當(dāng)ニ氧化硫與水反應(yīng)形成亞硫酸吋，則金屬氧化物可以與亞硫酸反應(yīng)以形成亞硫酸鹽；當(dāng)ニ氧化硫、亞硫酸被氧化為三氧化硫、硫酸時，金屬氧化物還可以與三氧化硫、硫酸反應(yīng)形成硫酸鹽。同時，當(dāng)一氧化氮因催化吸附作用生成ニ氧化氮時，ニ氧化氮與水生成硝酸，硝酸與金屬氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，生成硝酸鹽。優(yōu)選地，所述納米級脫硫脫硝劑中還包括KMnO4。所述KMnO4為氧化劑，氧化劑可以將四價硫氧化為六價硫，例如，將煙氣中的ニ氧化硫氧化為三氧化硫，將ー氧化氮氧轉(zhuǎn)化為ニ氧化氮。這樣可以提高生產(chǎn)效率并且給上述納米級脫硫脫硝劑中的金屬氧化物與S02、NOx等發(fā)生反應(yīng)時提供源源不斷的氧原子。優(yōu)選地，所述脫硫脫硝劑規(guī)格為10 60nm，即脫硫脫硝劑中組分的粒徑范圍為10 60nm ;粒徑進一步優(yōu)選為10 50nm ;再優(yōu)選為15 40nm ;再優(yōu)選為20 30nm。
脫硫脫硝劑經(jīng)過納米制造過程后，比表面積增大，増加了氧氣、金屬氧化物與煙氣的接觸面積，提高了對煙氣中SO2和NOx的吸附功能，從而提高脫硫脫硝的效率。優(yōu)選地，所述脫硫脫硝劑中，包括MgO為40 50重量份,優(yōu)選為45 48重量份；CaO為O. I I重量份，優(yōu)選為O. 5 O. 8重量份；SiO2為10 20重量份，優(yōu)選為12 15重量份；Fe2O3為5 20重量份，優(yōu)選為6 15重量份；Al2O3為5 10重量份,優(yōu)選為6 8重量份；CuO為I 10重量份,優(yōu)選為5 8重量份；MnO2為I 4重量份,優(yōu)選為I. 5 2重量份。此外，優(yōu)選地，上述重量份以脫硫脫硝劑總重量為100重量份計。優(yōu)選地，所述MgO中的活性氧化鎂含量為60wt%以上，優(yōu)選60 80wt%，再優(yōu)選65 70wt%。優(yōu)選地，所述脫硫脫硝劑中還包括ΚΜη04。在所述脫硫脫硝劑中，KMnO4用量為I 10重量份,優(yōu)選I 8重量份,再優(yōu)選I 6,再優(yōu)選I 4,再優(yōu)選I 2重量份。此外，優(yōu)選地，上述重量份以脫硫脫硝劑總重量為100重量份計。在本發(fā)明中，納米劑脫硫脫硝劑的制備方法，包括如下步驟(I)將配制以下組分配制成混合劑；(2)將配制好的混合劑制成納米級脫硫脫硝劑。優(yōu)選地，所述組分包括MgO、SiO2, CaO、Fe2O3> A1203> CuO和MnO2 ;任選地，還包括KMnO4O根據(jù)本發(fā)明的制備方法，優(yōu)選地，包括以下步驟(I)按照上述比例配制上述組分的混合劑；(2)將配制好的混合劑制成納米級脫硫脫硝劑。在本發(fā)明中，優(yōu)選地，步驟(2)包括以下步驟①將所述混合劑粉碎為納米級粉體；②將所述納米級粉體配制成漿狀物質(zhì)；
③將所述漿狀物質(zhì)進行焙燒即得到所述脫硫脫硝劑。步驟①的粉碎可以使用任何設(shè)備，只要能將上述混合劑粉碎為納米級即可；優(yōu)選使用高能球磨機磨制；使用球磨機球磨次數(shù)沒有特別限定，例如可以球磨一次或兩次或更多次，只要能達到所需的粒徑范圍即可。粉碎后組分的粒徑范圍為10 60nm ;粒徑進一步優(yōu)選10 50nm ;再優(yōu)選為15 40nm ;再優(yōu)選為20 30nm。步驟②優(yōu)選使用水將所述納米級粉體配制成漿狀物質(zhì)；優(yōu)選地，配制時可以使用增稠劑；增稠劑可以是任何PH值恒定的工業(yè)用或食用級增稠劑，優(yōu)選堿性增稠劑，例如HPMC (羥丙基甲基纖維素)等。優(yōu)選地，步驟②將所述納米粉體加入水，均勻攪拌后添進工業(yè)用增稠劑HPMC配制成漿狀物質(zhì)。步驟③的焙燒可以使用任何焙燒設(shè)備，優(yōu)選使用單爐室；優(yōu)選地，焙燒溫度為 600 800°C，優(yōu)選為650 750°C ;焙燒時間為L 5 2小時，優(yōu)選為L 6 I. 8小時?？梢赃M行一次或二次或更多次焙燒。優(yōu)選地，本發(fā)明使用二次焙燒。二次焙燒時，先在300 500°C、優(yōu)選350 450°C，更優(yōu)選380 420°C下進行第一次焙燒，然后再在600 800°C、優(yōu)選為650 750°C下進行
第二次焙燒。優(yōu)選地，步驟③進行如下操作將混合好后的漿狀物質(zhì)送入單室爐，在30(TC 500°C、優(yōu)選350 450°C，更優(yōu)選380 420°C的溫度范圍內(nèi)一次焙燒I小時，成型后，再次送入單室爐在600°C 800°C溫度范圍內(nèi)進行二次焙燒I. 5小時，即得到脫硫脫硝劑?；騼?yōu)選地，步驟③進行如下操作將混合好后的漿狀物質(zhì)送入單室爐，在600°C 800°C、優(yōu)選為650 750°C的溫度范圍內(nèi)焙燒I. 5 2小時，即得到脫硫脫硝劑。根據(jù)上述脫硫脫硝劑的制備方法，優(yōu)選地，還可以按照以下流程進行，即將混合劑經(jīng)一次球磨后，進行一次焙燒，然后進行二次球磨，成型后進行二次焙燒，然后檢測，如果焙燒后脫硫脫硝劑粒徑滿足上述納米級別，則降溫后制成成品，如果不滿足上述納米級別，則重復(fù)上述球磨-焙燒過程，直至粒徑滿足要求。<脫硫脫硝劑機理>脫硝(I)NO隨煙氣到達納米級脫硫脫硝劑的表面，同時NO在金屬氧化物活性位的催化作用下轉(zhuǎn)化成NO2，加速其脫除。(2)N02到達吸附劑(即脫硫脫硝劑中的氧化鎂等組分，下同)表面，一部分被表面所吸附；(3)被吸附劑表面吸附的NO2氣體、水分子與表面上的MgO反應(yīng)生成亞硝酸鹽，與煙氣中氧發(fā)生反應(yīng)生成硝酸鹽；一部分NO2通過吸附劑孔隙進入吸附劑內(nèi)部；(4) NO在吸附劑內(nèi)部與MgO發(fā)生反應(yīng)，生成亞硝酸鹽，部分亞硝酸鹽與進入孔隙的氧發(fā)生反應(yīng)生成硝酸鹽。脫硝的基本反應(yīng)原理(氧化-催化)NO2+H2O+脫硫脫硝劑(簡稱ESE) +催化氧化一HNO2+催化氧化一穩(wěn)定的復(fù)合物+O2 — HN03+ESE一氧化氮(NO)難溶于水，需要先被氧化，才能在水溶液中被吸收。
當(dāng)NOx轉(zhuǎn)變成亞硝酸(HNO2)時，脫硫脫硝劑(ESE)與之結(jié)合成穩(wěn)定絡(luò)合物，它們被持續(xù)氧化成硝酸。HN02+ESE = ESE · HNO22ESE · HN02+02 = 2ESE+2HN03納米級脫硫脫硝劑與氧氣調(diào)節(jié)裝置結(jié)合，較好地實現(xiàn)了上述反應(yīng)。脫硫(I)SO2隨煙氣到達吸附劑表面，一部分被表面所吸附；(2)活性納米金屬氧化物混合劑的活性位及煙氣中的N0X，也促進煙氣中SO2與氧結(jié)合向SO3的轉(zhuǎn)化。 (3)被吸附劑表面吸附的SO2氣體、水分子與表面上的金屬氧化物反應(yīng)生成亞硫酸鹽，與煙氣中氧發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鹽；一部分SO2通過吸附劑孔隙進入吸附劑內(nèi)部；(4) SO2在吸附劑內(nèi)部與金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成亞硫酸鹽，部分亞硫酸鹽與進入孔隙的氧發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鹽。脫硫的基本反應(yīng)原理S02+H20+納米級脫硫脫硝劑(簡稱ESE) — H2S03+ESE —穩(wěn)定的復(fù)合物 +O2 — H2S04+ESE當(dāng)SO2轉(zhuǎn)變成亞硫酸(H2SO3)時，脫硫脫硝劑(ESE)與之結(jié)合成穩(wěn)定絡(luò)合物，它們被持續(xù)氧化成硫酸，然后功能團與之分離。H2S03+ESE = ESE · H2SO32ESE · H2S03+02 = 2ESE+2H2S04下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。實施例I 3的基本實驗參數(shù)見下表。表I、基本工藝參數(shù)
序號參數(shù)單位數(shù)值_
I__脫硫裝置入口煙氣量(工況) NmVh 320000 720000
3—燃煤硫份一 % — 0.8 1.2
4-脫硫裝置入口煙溫V110 160—
5—實際 S02 含量—Mg/Nm3 1300 2000
6—實際 NOX 含量—Mg/Nm3 300 450
7~設(shè)計脫硫率％ — ^ 95
8設(shè)計脫硝率I %^ 85 實施例I(一)脫硫脫硝劑的調(diào)制按照以下配方將各組分混合均勻，得到脫硫脫硝劑。_氧化鎂(MgO):__50重量份_
氧化鈣(CaO):1.0重量份
_CuO__10重量份_
_SiO2__15重量份_
_Fe2O3__15 重量份 _
_ Al2O3__IO 重量份 _
MnO24重量份
性質(zhì)_
納米級IOnm 60nm將按照上表比例配制的金屬基氧化物脫硫脫硝劑送入高能球磨機磨成IOnm 60nm范圍內(nèi)的納米級規(guī)格，將經(jīng)機磨后的脫硫脫硝劑納米粉體，加入水，均勻攪拌后添進エ業(yè)用增稠劑HPMC(羥丙基甲基纖維素)，將混合好后的漿狀物質(zhì)送入單室爐，在600°C 800°C溫度范圍內(nèi)焙燒I. 5 2小時，得到脫硫脫硝劑。( ニ )利用納米級脫硫脫硝劑脫除S02、NOxエ藝I、制漿將調(diào)制好的脫硫脫硝劑加水制漿、熟化后形成主要成分為含金屬氧化物的漿料，并留在衆(zhòng)料te中備用。2、脫硝:(I)NO隨煙氣到達納米級脫硫脫硝劑的表面，同時NO在金屬氧化物活性位的催化作用下轉(zhuǎn)化成NO2，加速其脫除。(2)N02到達吸附劑(即脫硫脫硝劑中的氧化鎂等組分，下同)表面，一部分被表面所吸附；(3)被吸附劑表面吸附的NO2氣體、水分子與表面上的MgO反應(yīng)生成亞硝酸鹽，與煙氣中氧發(fā)生反應(yīng)生成硝酸鹽；一部分NO2通過吸附劑孔隙進入吸附劑內(nèi)部；(4) NO在吸附劑內(nèi)部與MgO發(fā)生反應(yīng)，生成亞硝酸鹽，部分亞硝酸鹽與進入孔隙的氧發(fā)生反應(yīng)生成硝酸鹽。3、脫硫(I)SO2隨煙氣到達吸附劑表面，一部分被表面所吸附；(2)活性納米金屬氧化物混合劑的活性位及煙氣中的N0X，也促進煙氣中SO2與氧結(jié)合向SO3的轉(zhuǎn)化。(3)被吸附劑表面吸附的SO2,體、水分子與表面上的金屬氧化物反應(yīng)生成亞硫酸鹽，與煙氣中氧發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鹽；一部分SO2通過吸附劑孔隙進入吸附劑內(nèi)部；
(4) SO2在吸附劑內(nèi)部與金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成亞硫酸鹽，部分亞硫酸鹽與進入孔隙的氧發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鹽。在上述條件下，各項實驗數(shù)據(jù)參見下表表2 :燒結(jié)機脫硫設(shè)施廢氣排放監(jiān)測結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種脫硫脫硝的方法，其特征在于，包括以下步驟 <1>調(diào)節(jié)煙氣中氧氣含量的步驟； <2>制漿步驟將納米級脫硫脫硝劑制成漿料； <3>脫硫脫硝步驟將調(diào)節(jié)了氧氣含量后的煙氣與所述漿料接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脫硫脫硝的方法，其特征在于，在步驟〈1>中，煙氣中氧氣含量控制在8 15vt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脫硫脫硝的方法，其特征在于，所述步驟〈1>在煙氣進入脫硫脫硝設(shè)備端之前進行。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脫硫脫硝的方法，其特征在于，所述步驟〈1>是通過氧氣調(diào)節(jié)裝置來實現(xiàn)的，所述氧氣調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在煙氣進入脫硫脫硝設(shè)備端之前的煙道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硫脫硝的方法，其特征在于，該煙道中的煙氣段的溫度為125 145°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硫脫硝的方法，所述氧氣調(diào)節(jié)裝置選自變壓式吸附制氧設(shè)備或深冷制氧設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脫硫脫硝的方法，其特征在于，在步驟〈3>中，接觸的方式為以下方式的任一種或者兩種的結(jié)合 A、將漿料噴淋至煙氣中； B、將煙氣通入漿料中。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脫硫脫硝的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)在煙氣進入脫硫塔端之前的煙道內(nèi)溫度為125 145°C的煙氣段設(shè)置氧氣調(diào)節(jié)裝置，控制煙氣中氧氣含量在8 15vt%之間； (2)將所述納米級脫硫脫硝劑送入儲藥罐，在儲藥罐內(nèi)加水調(diào)制成漿料； (3)通過循環(huán)泵將漿料鼓入脫硫塔，在塔內(nèi)完成脫硫脫硝過程。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 8任一項所述的脫硫脫硝的方法，其特征在于，所述納米級脫硫脫硝劑包括以下組分MgO、SiO2, CaO、Fe203、A1203、CuO 和 MnOX。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脫硫脫硝的方法，其特征在于，所述納米級脫硫脫硝劑的粒徑為10 60nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脫硫脫硝的方法。該方法利用納米級脫硫脫硝劑與煙氣反應(yīng)來脫除其中的SO2和NOX，并在煙氣進入脫硫脫硝設(shè)備端之前的溫度為125～145℃的煙氣段設(shè)置氧氣調(diào)節(jié)裝置，從而將含氧量控制在8～15vt％。本發(fā)明的脫硫脫硝方法，通過納米脫硫脫硝劑與氧氣調(diào)節(jié)裝置的配合使用，脫硫脫硝劑用量小，脫硫脫硝效率高，綜合脫硫效率達到96％以上，綜合脫硝效率達到85％以上。
文檔編號B01D53/60GK102836634SQ201210332599
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者童裳慧 申請人:北京世能中晶能源科技有限公司