CN101708419B - 燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法，包括以下步骤：在吸收塔燃煤烟气入口处喷入质量百分比浓度50％双氧水，保持H2O2/NO摩尔比＝2～3，将燃煤烟气中的NO氧化成NO2，提高NOX的氧化度；再利用吸收塔中的尿素水溶液进行同时脱硫脱硝。本发明通过提高NOX的氧化度和吸收液的温度，提高了燃煤烟气联合脱硫脱硝工艺的脱硝率。该方法工艺简单、操作管理方便、无二次污染、环境和经济效益好。

Description

燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法
技术领域
本发明涉及一种燃煤烟气联合脱硫脱硝方法，具体说是一种燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法。
技术背景
我国能源结构以煤炭为主，燃煤烟气中的SO2和NOX是大气污染物的主要来源，不但给生态环境带来严重危害，并由此形成酸雨等一系列环境问题。因此在目前国力有限的状况下，大力发展低费用的燃煤污染防治技术是当务之急。而同时脱除SO2和NOX具有设备简单、管理操作方便、占地面积小、投资运行费用低等优点，是一项符合我国国情的燃煤污染治理技术，有良好的发展前景。
尿素是一种还原剂，用尿素作为吸收剂同时脱除SO2和NOX的工艺过程是烟气与尿素溶液接触，其中的NOX被还原生成N2，SO2则与尿素反应生成硫酸铵，净化后的烟气可直接排放，反应后的溶液可制成硫酸铵化肥出售。
尿素法同时脱硫脱硝工艺的反应产物无害，硫酸铵还可作为肥料向外销售，获取一定的经济效益。但是目前尿素法联合脱硫脱硝技术还不成熟，无法在工业上推广应用，需要解决以下的问题：(1)明确尿素湿法脱硫脱硝的反应机理；(2)单纯尿素溶液脱硝效率较低。
发明内容
尿素的脱硝效率一般只能达到15％左右，究其原因，主要是NOX氧化度过低，只有5～10％，而难溶于水的NO则占燃煤烟气中NOX总量的90～95％，从而给液相中的脱除反应增加了难度，降低了脱硝率。
本发明为克服现有技术存在的缺陷，针对烟气中NOX氧化度低的问题，通过提高氧化度，来提高尿素联合脱硫脱硝工艺的脱硝率，从而提出了一种燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法。SO2在常温下(＜60℃)与尿素的反应是极其缓慢的，温度的升高有利于尿素的水解。
技术方案：
燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法，包括以下步骤：在吸收塔(喷淋塔)燃煤烟气入口处喷入质量百分比浓度50％双氧水，保持H2O2/NO摩尔比＝2～3，将燃煤烟气中的NO氧化成NO2，提高NOX的氧化度，最佳方案是将NOX的氧化度提高到50％～60％(为NOX中的NO2与NOX的体积百分比)，再利用吸收塔中的尿素水溶液(吸收液)进行同时脱硫脱硝。
进一步改进方案是：所述尿素水溶液的温度控制在80℃～90℃。
1、双氧水与NO在吸收塔的烟气入口段发生反应，反应方程式如下：
NO+H2O2→NO2+H2O
2、SO2及NOX进入吸收塔与尿素进行反应，生成(NH4)2SO4与N2。
主要化学反应如下：
(1)脱硝反应
NO(g)+NO2(g)+(NH2)2CO(aq)→2H2O(f)+CO2(g)+2N2(g)
(2)脱硫反应
第一步SO2溶于水：SO2+H2O→H++HSO3 -
HSO3 -→H++SO3 2-
第二步尿素水解：CO(NH2)2+H2O→NH2COONH4
NH2COONH4+H2O→(NH4)2CO3
(NH4)2CO3→2NH3+CO2+H2O
第三步化学吸收：SO3 2-+2NH4 +→(NH4)2SO3
2(NH4)2SO3+O2→2(NH4)2SO4
脱硫总反应方程式为：
SO2(g)+(NH2)2CO(aq)+2H2O(f)+0.5O2(g)→(NH4)2SO4(aq)+CO2(g)
本发明通过提高NOX的氧化度，提高了燃煤烟气联合脱硫脱硝工艺的脱硝率，其脱硫效率可以达到90％以上，脱硝效率可达到50％左右。作为吸收剂的尿素化学稳定性较好，价格低廉，容易取得，便于运输，且该工艺简单、技术性能良好、操作管理方便、无二次污染、环境和经济效益好。符合我国对电厂二氧化硫和氮氧化物的排放要求，符合我国国情及相关环保政策，具有极大的发展前景。
附图说明
图1为本发明燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法工艺流程示意图。
具体实施方式
结合附图1进一步叙述本发明的实施方案：
实施例1、在喷淋塔烟气入口处喷入50％质量百分比浓度的双氧水(H2O2)，保持H2O2/NO摩尔比2～3，将燃煤烟气中的NO氧化成NO2，使NOX的氧化度提高到60％，再利用吸收塔中的尿素水溶液进行同时脱硫脱硝。尿素水溶液的浓度保持在10％～20％(质量百分比)、液气比9～12L/m3、温度控制在80～90℃、pH值控制在6.5～7。其脱硫效率可达到90％以上，脱硝效率可达到50％左右。
实施例2、与实施例1基本相同，不同点是：使NOX的氧化度提高到50％。
实施例3、与实施例1基本相同，不同点是：使NOX的氧化度提高到50％。

Claims (2)

1.燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法，包括以下步骤：在吸收塔燃煤烟气入口处喷入质量百分比浓度50％双氧水，保持H2O2/NO摩尔比＝2～3，将燃煤烟气中的NO氧化成NO2，提高NOX的氧化度；再利用吸收塔中的尿素水溶液进行同时脱硫脱硝；尿素水溶液的质量百分比浓度保持在10％～20％，液气比9～12L/m3，温度控制在80～90℃，pH值控制在6.5～7。
2.根据权利要求1所述的燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法，其特征是：将NOX的氧化度提高到50％～60％。
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