CN103349900A - 一种同时脱硫脱硝的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种同时脱硫脱硝的方法，属于烟气净化技术领域。它包括以下步骤：将500℃～1500℃的含硫含硝烟气用含有NHx基的还原剂进行喷淋，使烟气中的NO转化为N2，随后再用含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液进行喷淋，使烟气中剩余的NOX被还原为N2，并吸收烟气中的SO2气体；被吸收NOX和SO2气体后的达标烟气对外排放，吸收NOX和SO2气体的所述脱硫吸收液补充氨水溶液后用于循环喷淋经所述含有NHx基的还原剂喷淋后的烟气。本发明的有益效果是：工艺技术简便，脱硫脱硝的效果显著，运行成本低，并能产生经济价值较高的副产物，达到资源循环利用的效果。

Description

一种同时脱硫脱硝的方法
技术领域
本发明属于烟气净化技术领域，具体涉及一种同时脱硫脱硝的方法。
背景技术
同时脱硫脱硝技术是指用一种反应剂在一个过程内将烟气中的SO2和NOX同时脱除的技术。现有同时脱硫脱硝技术主要有干法烟气同时脱硫脱硝技术和湿法烟气同时脱硫脱硝技术。其中，干法烟气同时脱硫脱硝技术包括LILAC法、NOXSO法、活性炭法、循环流化床法、等离子法；湿法烟气同时脱硫脱硝技术包括氧化吸收法和湿式络合吸收法。然而，上述方法存在着工艺技术复杂、反应条件苛刻、脱硫脱硝效果差和运行费用高的缺点。另现有还会采用选择性催化剂还原脱硝技术法（SNCR）进行脱硝，再用石灰石-石膏法进行脱硫，该法存在着投资成本高、运行费用高，同时产生大量的副产脱硫石膏，后期处理较为困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺技术简便，效果显著，运行成本低的同时脱硫脱硝的方法。
本发明所采取的技术方案是一种同时脱硫脱硝的方法，包括以下步骤：
将500℃～1500℃的含硫含硝烟气用含有NHx基的还原剂进行喷淋，使烟气中的NO转化为N2，随后再用含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液进行喷淋，使烟气中剩余的NOX被还原为N2，并吸收烟气中的SO2气体；被吸收NOX和SO2气体后的达标烟气对外排放，吸收NOX和SO2气体的所述脱硫吸收液补充氨水溶液后用于循环喷淋经所述含有NHx基的还原剂喷淋后的烟气。
作为优选，所述含硫含硝烟气的温度为700℃～1100℃。
作为优选，所述含有NHx基的还原剂选自氨水或尿素中的一种。
作为优选，所述氨水的重量百分比浓度为20%～25%。
作为优选，在用所述含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液喷淋烟气时，按每升脱硫吸收液添加0.1～1.0g的量，加入第四周期过渡金属Mn、Fe、Co、Ni或Cu的可溶性盐。
优选的，在用所述含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液喷淋烟气时，按每升脱硫吸收液添加0.72～0.78g的量，加入第四周期过渡金属Mn、Fe、Co、Ni或Cu的可溶性盐。
作为优选，吸收NOX和SO2气体的所述脱硫吸收液经浓缩干燥后得硫酸铵和硝酸铵化肥。
本发明中，优选在含硫含硝烟气的温度为700℃～1100℃时，用含有NHx基的还原剂进行喷淋，利于还原烟气中的NO。当温度低于选定的温度时，会使反应不够彻底，造成NO的还原率较低，也会使未参与反应的NH3增加，造成氨气泄漏。当温度高于选定的温度时，NH3的氧化反应开始起主导作用，导致不能还原NO，还增加了NO。其氧化反应如下：
4NH3+5O2→4NO+6H2O
在采用氨水作为还原剂时，还原NOx的化学反应方程式主要为：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO+2O2→3N2+6H2O
8NH3+6NO2→7N2+12H2O
在采用尿素作为还原剂时，还原NOx的化学反应方程式主要为：
(NH4)2CO→2NH2+CO
NH2+NO→N2+H2O
CO+NO→N2+CO2
本发明中，加入含有NHx基的还原剂进行脱硝，高温作用下，若还原剂加入较少，则达不到脱硝的效果；若还原剂加入较多，则产生大量的氨类气体。本发明可结合后续的工艺，采用含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液吸收并利用该氨类气体，更好地进行脱硫脱硝，还产生经济价值较高的副产物，达到资源循环利用的效果。相比单一应用SNCR技术，本发明能使脱硝效率提高10%以上，并不会产生其它废气，对环境形成二次污染。本发明加入含有NHx基还原剂的量，是利用现有的检测方法，检测出烟气中所需脱除硝的量，然后再根据上述化学反应式换算出所需氨水的理论量，其实际加入量是所需氨水理论量的1.1～1.5倍。本发明通过科学合理的工艺，让各工艺步骤协同作用，可在脱硝阶段时加入比理论量更多的氨水，相比现有不能多于理论量的加入方式，更能提高脱硝效率，并且不会由于氨水的多加发生意外事故和（或）污染环境，还能利用多余的氨水进行下一阶段的脱硫。
本发明中，对氨水的重量百分比浓度进行了优选，在浓度为20%～25%时，更能有利于进行还原反应，若浓度过低，氨水中水量过大，则不利于进行反应。
本发明中，选择第四周期过渡金属Mn、Fe、Co、Ni或Cu的可溶性盐作为催化剂，可使得整个工艺过程脱硝效率达到75%以上，排放的NOX浓度降低到100mg/m3以下，符合国家的相关排放标准。
本发明的有益效果在于：
（1）能同时完成脱硫脱硝，脱硫效率≥98%，脱硝效率≥75%，尾气排放氮氧化物＜100mg/m3，二氧化硫浓度＜50mg/m3，符合国家相关排放标准。
（2）处理相同烟气量，本发明相比SNCR法+石膏脱硫法，成本可降低25%左右，运营费用降低70%左右。
（3）由于本发明在脱硝和脱硫两个阶段，使用同一种氨水原料，在建设投资生产时，可共用一套供氨设备，另在脱硫阶段中，能吸收在脱硝阶段中多余的氨，一起反应形成硫酸铵副产物，使得原料的消耗大大降低，运营维护成本降低。
（4）副产品为含有少量硝酸铵的硫酸铵化肥，不在产生其它需要再进行处理的产物，实现了循环经济的目的。
具体实施方式
为使本领域技术人员详细了解本发明的生产工艺和技术效果，下面以具体的生产实例来进一步介绍本发明的应用和技术效果。
实施例一：
将900℃的含硫含硝烟气用重量百分比浓度为20%的氨水进行喷淋，使烟气中的NO转化为N2，随后再用含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液进行喷淋，使烟气中剩余的NOX被还原为N2，并吸收烟气中的SO2气体；被吸收NOX和SO2气体后的达标烟气对外排放，吸收NOX和SO2气体的所述脱硫吸收液补充氨水溶液后用于循环喷淋经所述含有NHx基的还原剂喷淋后的烟气。其中，在用所述含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液喷淋烟气时，按每升脱硫吸收液添加0.72g的硫酸铜。补充氨水溶液的量与亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液喷淋烟气的蒸发量相对应。吸收NOX和SO2气体的所述脱硫吸收液浓缩干燥后得含有少量硝酸铵的硫酸铵化肥。
实施例二：
将700℃的含硫含硝烟气用重量百分比浓度为40%的尿素溶液进行喷淋，使烟气中的NO转化为N2，随后再用含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液进行喷淋，使烟气中剩余的NOX被还原为N2，并吸收烟气中的SO2气体；被吸收NOX和SO2气体后的达标烟气对外排放，吸收NOX和SO2气体的所述脱硫吸收液补充氨水溶液后用于循环喷淋经所述含有NHx基的还原剂喷淋后的烟气。其中，在用所述含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液喷淋烟气时，按每升脱硫吸收液添加0.75g的硫酸铁。补充氨水溶液的量与亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液喷淋烟气的蒸发量相对应。吸收NOX和SO2气体的所述脱硫吸收液浓缩干燥后得含有少量硝酸铵的硫酸铵化肥。
实施例三：
将1100℃的含硫含硝烟气用重量百分比浓度为25%的氨水进行喷淋，使烟气中的NO转化为N2，随后再用含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液进行喷淋，使烟气中剩余的NOX被还原为N2，并吸收烟气中的SO2气体；被吸收NOX和SO2气体后的达标烟气对外排放，吸收NOX和SO2气体的所述脱硫吸收液补充氨水溶液后用于循环喷淋经所述含有NHx基的还原剂喷淋后的烟气。其中，在用所述含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液喷淋烟气时，按每升脱硫吸收液添加0.78g的硫酸锰。补充氨水溶液的量与亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液喷淋烟气的蒸发量相对应。吸收NOX和SO2气体的所述脱硫吸收液浓缩干燥后得含有少量硝酸铵的硫酸铵化肥。
实施例中，在用含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液喷淋烟气时，还可加入除上述可溶性盐的第四周期过渡金属Mn、Fe、Co、Ni或Cu的可溶性盐。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种同时脱硫脱硝的方法，其特征在于：包括以下步骤：
将500℃～1500℃的含硫含硝烟气用含有NHx基的还原剂进行喷淋，使烟气中的NO转化为N2，随后再用含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液进行喷淋，使烟气中剩余的NOX被还原为N2，并吸收烟气中的SO2气体；被吸收NOX和SO2气体后的达标烟气对外排放，吸收NOX和SO2气体的所述脱硫吸收液补充氨水溶液后用于循环喷淋经所述含有NHx基的还原剂喷淋后的烟气。
2.根据权利要求1所述的一种同时脱硫脱硝的方法，其特征在于：所述含硫含硝烟气的温度为700℃～1100℃。
3.根据权利要求1所述的一种同时脱硫脱硝的方法，其特征在于：所述含有NHx基的还原剂选自氨水或尿素中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种同时脱硫脱硝的方法，其特征在于：所述氨水的重量百分比浓度为20%～25%。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种同时脱硫脱硝的方法，其特征在于：在用所述含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液喷淋烟气时，按每升脱硫吸收液添加0.1～1.0g的量，加入第四周期过渡金属Mn、Fe、Co、Ni或Cu的可溶性盐。
6.根据权利要求5所述的一种同时脱硫脱硝的方法，其特征在于：在用所述含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵的脱硫吸收液喷淋烟气时，按每升脱硫吸收液添加0.72～0.78g的量，加入第四周期过渡金属Mn、Fe、Co、Ni或Cu的可溶性盐。
7.根据权利要求1所述的一种同时脱硫脱硝的方法，其特征在于：吸收NOX和SO2气体的所述脱硫吸收液经浓缩干燥后得硫酸铵和硝酸铵化肥。
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