CN103638793A - 一种用于高浓度SO2或NOx烟气净化的技术系统 - Google Patents

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Abstract

本发明利用低温催化氧化技术，利用烟气中的氧气，氧化并吸收烟气中的NOx和SO2，并利用偏置鼓泡吸收塔和中置式鼓泡吸收塔的串联组合，借助液相催化剂，可以实现高浓度的SO2或高浓度的NOx烟气条件下的烟气净化和烟气资源综合利用。有益的效果为：(1)组合实现烟气净化指标为：SO2脱除率≥99.5％，NOx脱除率≥98.5％，颗粒物二次脱除率≥90％。(2)区别于SCR法，可以转化NOx为硝酸盐副产物形成经济价值，且利用烟气中的氧，运行成本低廉，效益显著。

Description

一种用于高浓度SO2或NOx烟气净化的技术系统
背景技术
在工业锅炉与窑炉的烟气净化过程中，由于燃料不同，作业方式不同，产生不同与主燃低硫煤锅炉的状态，比如燃烧石油焦或焦化煤气的玻璃窑或应用高硫煤的焦化窑，烧结机等，其特点是)浓度超高如8000mg/Nm3-20000mg/Nm3，或NOx浓度超高如使用硝酸盐作助熔剂的玻璃窑NOx浓度可以达到8000mg/Nm3-15000mg/Nm3，这使得传统的喷淋脱硫方法及NH3-SCR法无能为力，且运行费用高昂，这类窑炉的含氧量一般化较高(≥15％)，因此只能用组合的方法，选择比较经济的方式进行净化作业。
发明内容
本发明应用低温氧化催化剂(150～250℃)和亚硫酸盐在液相还原催化剂作用下大的还原NOx的能力和鼓泡式吸收塔组合并形成二塔串联的方式形成多级烟气净化组合，并能使用两种不同的吸收液，实现副产物的价值最大化，可以实现SO2的脱除率≥99.5％，NOx的脱除率≥98.5％，pm≤10mg/NM3的脱除高效率，在一定条件下可实现脱碳(CO2)的功能，最大限度实现烟气资源利用最大化。
技术方案
本发明采用低温氧化催化剂和无顶舱结构的偏置式鼓泡吸收塔组合形成一级净化吸收体系，而后采用中置式喷淋鼓泡吸收塔为第二级净化装置，一级吸收塔吸收液可以采用氨法，副产物为硫硝铵类，由于SO2大部在一级脱除，二级吸收塔可以复合用液相氧化催化剂剂和Ca(OH)2组合，副产物为四水硝酸钙。
本方案共形成七级净化层次：
第一级：在前级偏置鼓泡的吸收塔内由二层低温氧化催化剂层组成，主要功能为：提高NOx的氧化度，从20％-30％提高到50％左右，同时氧化未燃尽的烃类、一氧化碳及单质汞。
第二级：由连接催化器和鼓泡舱之间的涡流混合器承担，其功能为吸收喷淋混合烟气，可以吸收约60％左右的SO2，约50％的NOx，同时给烟气降温到＜100℃，并防止高温烟气回蹿催化反应段。
第三级：在一级鼓泡吸收塔底舱，通过鼓泡管使烟气水浴和吸收液充分接触，可以脱除90％SO2和70％左右NOx，并使烟气温度降低到60℃-70℃。
第四级：一般偏置烟道上方的V型罩-筛孔网组成锁闭系统，可以挡截烟气中的气溶胶，部分SO2和逸氨。
经过前一段的反应吸收装置，SO2的脱除率为97-98％，NOx的脱除率为80％-85％，PM的脱除率为70％，由于烟气净化的要求效率高，因此在引风机作用下进入后段吸收装置-中置型喷淋鼓泡吸收塔。
第五级：二级鼓泡塔中舱喷淋净化，由带有液相催化剂的Ca(OH)2溶液作吸收剂进行喷淋吸收，可以再吸收烟气中60％的SO2，由于经前段吸收后烟气中的NOx主要为NO，该阶段的NOx脱除效率较低仅为30％，烟气温度进一步降低。
第六级：二级鼓泡塔底舱，水浴吸收，含液相催化剂的吸收液进一步吸收SO2，和催化-氧化-吸收NO，吸收率为85％-95％之间。
第七级：二级鼓泡塔顶舱，V型罩-筛孔网锁闭系统用来最后净化烟气，主要防止气溶胶。
上述七级烟气净化系统行成的最大综合脱除效率为：SO299.9％，NOx98.5％，PM90％。
附图说明
图1高浓度SO2或NOx烟气净化的组合技术系统，图中：
1-换热器；2-一级偏置复合催化剂-鼓泡吸收塔；3-均流器；4-低温氧化催化剂；5-涡流混合器；6-V型罩-筛孔网锁闭器；7-鼓泡管；8-偏置集烟管；9-吸收液(氨水+液相还原催化剂)；10-引风机；11-二级鼓泡吸收塔中舱；12-鼓泡管；13-吸收液(Ca(OH)2+液相氧化催化剂)；14-中央集烟管；15-V型罩-筛孔网锁闭器；16-除雾器；17-旋转除雾引风机；18-溶液；19、24-水力旋流器；21、25-干燥器；22、23-溶液池；20-真空转鼓压滤机；26-蒸发结晶器。
具体实施方式
示例1：某玻璃公司500t/d浮法玻璃生产线，燃料为石油焦粉(中硫焦)，烟气量120000Nm3/h，烟气温度：余热利用前350℃-360℃，余热利用后110℃-130℃，烟气中氧含量为15％-16％，SO2：8900mg/nm3，NOx：1500mg/nm3，颗粒物PM：800mg/nm3，，年工作5000h。
脱除标准：PM≤30mg/nm3，    脱除率：≥96.5％
          SO2≤100mg/nm3    脱除率：≥99％
          NOx≤100mg/nm3    脱除率：≥93.5％
采用图1技术方案，前塔采用15％的氨水和液相还原催化剂组合，后塔采用CaCO3悬浊液和液相氧化催化剂组合；
由于进口烟温较低，增加天然气燃烧的补燃室，把温度升至180℃，可以年生产硫硝氨：11000吨，四水硝酸钙：135吨；副产物价值1000万元。
示例2：山西某玻璃制品公司，玻璃窑，燃料为焦炉煤气，助熔剂含有硝酸盐；烟气量：56000m3/h，无SO2，烟气温度297℃，NOx：8000mg/nm3，折合16700mg/nm3。要求脱除率为：99.4％，年工作时间5000h。
技术方案为图1所示，前塔副产物和后塔副产物合并用后塔所示，吸收液用Ca(OH)2水溶液和液相氧化催化剂组合，增加前端烟气换热降温到180-200℃。
可以年产硝酸钙：6600吨，价值900万元。

Claims (4)

1.一种用于高浓度SO2或NOx烟气净化的技术系统，应用低温氧化或还原催化剂和液相氧化催化剂/液相还原催化剂，用偏置式复合鼓泡吸收塔和中置式鼓泡吸收塔组合完成烟气的达标净化，可以用前塔采用氨吸收剂后塔采用钙吸收剂的方式使副产物综合价值最大化。 
2.根据上述(1)的所述系统，其特征为：复合有低温反应催化剂的偏置式鼓泡吸收塔与中置式带喷淋的鼓泡吸收塔或偏置式鼓泡吸收塔的串联组合。 
3.根据上述(1)的所述系统，其特征为：固体低温催化剂与液相氧化/还原催化剂的串联组合。 
4.根据上述(1)的所述系统，其特征为：用氨吸收剂与钙吸收剂的串联组合。 
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