CN102698599A - 一种以尿素为吸收剂的烟气同时脱硫脱硝的方法 - Google Patents

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周元金
彭献忠
熊绍锋
周喜明
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Abstract

本发明公开了一种以尿素为吸收剂的烟气同时脱硫脱硝的方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）配制脱硝催化剂和吸收剂的洗脱液，其中吸收剂为尿素，浓度为6-20wt%，脱硝催化剂为沸石负载的NiO-CeO2，浓度为0.06-0.1wt%；（2）烟气在脱硝预洗塔内用洗脱液进行脱硝后再送往脱硫塔脱硫；（3）经步骤（2）脱硝后的洗脱液在回收罐中经滤布过滤后收集NiO-CeO2/沸石，然后用烧炭再生方法进行催化剂再生。本发明采用尿素作为添加剂并辅以NiO-CeO2/沸石为低温脱硝催化剂，使脱硝在小于150℃的低温下也能稳定高效地进，具有低温液相脱硫脱硝、催化剂回收再生和处理吸收液副产物回收硫铵的功能；主要用于钙法、镁法和双碱法脱硫工艺的脱硫脱硝一体化技术及其改造工程。

Description

一种以尿素为吸收剂的烟气同时脱硫脱硝的方法
技术领域
本发明涉及一种以尿素为吸收剂，对烟气同时脱硫脱硝的系统，属于环境污染防治中的大气污染治理，涉及烟气净化治理技术。
背景技术
燃煤烟气中的SO2和NOx是大气污染物的主要来源。国家对“十二五”期间对于烟气脱硝提出明确的限制排放要求。因此，烟气同时脱硫脱硝也是今后大气污染治理的发展趋势。
烟气脱硝技术分为选择性催化还原(SCR)脱硝、选择性非催化还原(SNCR)脱硝和同步脱硫脱硝等类型。选择性催化还原脱硝工艺是国外应用较为广泛的脱硝工艺。SCR的脱硝效率较高，可达90%以上并能充分利用烟气的热量。但缺点是催化剂容易中毒，反应器受飞灰磨损和初期投资成本高。选择性非催化还原技术（SNCR）是指将氨喷入炉膛温度为1000-1150℃的区域，氨在此区域与O2和NOx直接反应生成N2和H2O，NOx去除率可达30-50%。鉴于SNCR需要对锅炉进行改造和脱硝率不高，SNCR离工业化应用尚有差距。同步脱硫脱硝技术可以在低温下进行，初期投资和运行成本低并且脱硝率较高。因此，脱硫脱硝一体化技术成为近年来研究的热点。
同时脱硫脱硝技术包括NaClO2法、乳化黄磷法和尿素法等。其中，尿素法以尿素作为NOx的吸收剂，有诸多优点：尿素与NOx反应的副产物为N2和CO2，尾气可直接排放；与SO2反应的产物为可用作肥料的硫铵；吸收液pH值为5-9，对设备没有腐蚀性，并且尿素与氨水相比物理化学性质稳定。因此，尿素法具有非常重要的实际应用价值。
发明专利“尿素添加剂湿法烟气同时脱硫脱氮方法（CN01130154.6）”的添加剂为尿素和乙二胺或磷酸铵的混合物，由于脱硝产物为硫铵和硝铵，主要针对氨法脱硫工艺，不适用于钙法、镁法和双碱法脱硫工艺。因为尿素与NOx反应的产物硫铵会进入钙法、双碱法和镁法的脱硫副产物石膏及硫酸镁中，导致品质降低。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有液相脱硫脱硝工艺中运行和初期投资成本大、脱硝率低和采用氨做吸收剂易挥发和不安全等问题，提出一种以尿素为吸收剂的烟气同时脱硫脱硝的系统。
本发明采用的技术方案是：一种以尿素为吸收剂的烟气同时脱硫脱硝的方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）配制脱硝催化剂和吸收剂的水溶液为洗脱液，其中吸收剂为尿素，浓度为洗脱液的6-20 wt%，脱硝催化剂为沸石负载的NiO-CeO2，浓度为洗脱液的0.06-0.1 wt%；（2）烟气在脱硝预洗塔内用洗脱液进行脱硝后再送往脱硫塔脱硫；（3）经步骤（2）脱硝后的洗脱液在回收罐中经滤布过滤后收集NiO-CeO2/沸石，然后用烧炭再生方法进行催化剂再生。
所述脱硝催化剂中NiO与CeO2的质量比为(1-3):1，NiO-CeO2在沸石中的含量为10-15 wt%，沸石的粒径5-10目。
本发明在脱硫前先进行NOx的吸附脱除，以便进行副产物硫铵的分离回收；同时，增设预洗塔中的尿素可以吸附烟气中的部分SO2，从而减轻脱硫塔的脱硫负荷。
导致沸石催化剂失活的原因有很多，常见的原因是烟气中含有焦炭、烃类和含N物种等沉积在催化剂活性位。催化剂再生的方法是进行烧炭再生。具体而言，在富氧条件下，通过加热（一般为500℃）使上述有机物质转化为CO2和H2O脱除，从而使催化剂恢复活性。催化剂回收的具体操作步骤是：用催化剂回收罐（2）进行NiO-CeO2/沸石催化剂的回收再生。在催化剂回收罐（2）进行回收时，NiO-CeO2/沸石与滤液分离，存留在可拆卸的滤布框上。随后，收集催化剂并进行烧炭复活处理。
本发明采用尿素作为添加剂并辅以NiO-CeO2/沸石为低温脱硝催化剂，使脱硝在小于150℃的低温下也能稳定高效地进，具有低温液相脱硫脱硝、催化剂回收再生和处理吸收液副产物回收硫铵的功能；主要用于钙法、镁法和双碱法脱硫工艺的脱硫脱硝一体化技术及其改造工程。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为更清楚地理解本发明的技术内容，下面举例进行详细说明：
从图1可知，本发明采用的设备主要由烟囱（1）、催化剂回收罐（2）、配药罐（3）、脱硝预洗塔（4）和脱硫塔（5）组成，采用的工艺具体如下:（1）配制脱硝催化剂和吸收剂的水溶液为洗脱液，其中吸收剂为尿素，浓度为洗脱液的6-20 wt%，脱硝催化剂为沸石负载的NiO-CeO2，浓度为洗脱液的0.06-0.1 wt%，其中NiO与CeO2的质量比为(1-3):1，NiO-CeO2在沸石中的含量为10-15 wt%，沸石的粒径5-10目；（2）烟气在脱硝预洗塔内用洗脱液进行脱硝后再送往脱硫塔脱硫；（3）经步骤（2）脱硝后的洗脱液在回收罐中经滤布过滤后收集NiO-CeO2/沸石，然后用烧炭再生方法进行催化剂再生。
工艺条件：实际烟气量695281 Nm3/h，原烟气SO2含量为1196 mg/Nm3，NOx含量为500 mg/Nm3，进入预洗塔烟气的温度为120℃，预洗塔的液气比为10 L/m3；
试验结果：SO2脱除率可达到95%以上，NOx脱除率可达到75%以上，净烟气出口SO2浓度为80±8 mg/Nm3，NOx浓度为48±5 mg/Nm3，小于国家标准规定的100 mg/Nm3，完全能够达标排放。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (2)

1.一种以尿素为吸收剂的烟气同时脱硫脱硝的方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）配制脱硝催化剂和吸收剂的水溶液为洗脱液，其中吸收剂为尿素，浓度为洗脱液的6-20 wt%，脱硝催化剂为沸石负载的NiO-CeO2，浓度为洗脱液的0.06-0.1 wt%；（2）烟气在脱硝预洗塔内用洗脱液进行脱硝后再送往脱硫塔脱硫；（3）经步骤（2）脱硝后的洗脱液在回收罐中经滤布过滤后收集NiO-CeO2/沸石，然后用烧炭再生方法进行催化剂再生。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述脱硝催化剂中NiO与CeO2的质量比为(1-3):1，NiO-CeO2在沸石中的含量为10-15 wt%，沸石的粒径5-10目。
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