CN105107340B

CN105107340B - 一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置及其方法

Info

Publication number: CN105107340B
Application number: CN201510504805.4A
Authority: CN
Inventors: 杨宏旻; 苏贤伟
Original assignee: Nanjing Normal University
Current assignee: Nanjing Normal University
Priority date: 2015-08-17
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2035-08-17
Also published as: CN105107340A

Abstract

本发明提供了一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置及其方法，该氨基吸收剂的化学组分及质量百分比为：尿素5％、氨水或碳酸氢铵5％、过硫酸铵0.5～2％，其余为水，各化学成分的质量百分比总和为100％。本发明通过在尿素、氨水或碳酸氢铵混合液中添加过硫酸铵来氧化烟气中的NO和Hg⁰等，再通过湿法吸收氧化后的烟气，提高了燃煤烟气同时脱硫脱硝脱汞的效率，且氨基吸收剂经过吸收剂循环池电解后还可循环使用；此外，本发明具有结构简单、工艺流程简单、投资和运行成本低、对污染物脱除效率较高且无二次污染的优点。

Description

一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置及其方法

技术领域

本发明属于大气污染控制技术领域，具体涉及一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置及其方法。

背景技术

随着我国经济的不断发展，大气污染问题逐渐突出，污染物包括二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NO_x)和汞等。其中，SO₂是大气中最常见的污染物之一，研究表明大气中SO₂的会引起多种呼吸道疾病，吸入过量SO₂会引起人的窒息甚至死亡；大气中的SO₂经氧化吸收水分易形成硫酸，与降水混合可形成酸雨，对水生生态系统、农业生态系统、森林生态系统、建筑和材料、人体健康等方面均有较大的危害。氮氧化物(NO_x)包括NO和NO₂，两者对人体和环境有很强的危害性，NO会与血液中的血红蛋白结合引起缺氧，此外NO还有致癌作用；NO₂与碳氢化合物作用，能生成光化学烟雾和臭氧，而且NO₂进入人体呼吸系统，会导致肺部和呼吸道疾病，严重时还会导致死亡。汞(Hg⁰)因其高挥发性、持久性、易于生物沉淀等特性，于1990年在美国国会通过的“Clean Air Amendment(CAAA)”中被列为189种有害气体污染物之一，汞对人体的危害主要累及中枢神经系统、消化系统及肾脏，对人的身体健康危害很大。因此，控制燃烧污染物排放已经成为了最近研究的热点。

传统方法是通过湿法脱硫与SCR相结合的方式来脱除SO₂、NO_x等，脱除效率较高，但存在占地面积达大、投资和运行成本高以及工艺复杂等缺点；而尿素湿法同时脱硫脱硝因为其工艺简单、副产物可利用引起了社会广泛的关注，是今后烟气处理发展的主要方向。

尿素作为一种强还原剂，其水溶液能有效将SO₂吸收，吸收液产物硫酸铵经处理后，可避免大量石膏产生；同时尿素能与NO_x反应生成硝酸氨和氮气，减少了二次污染；因此，采用尿素作为吸收剂同时脱除SO₂、NO_X、Hg⁰具有潜在的研究价值。关于尿素湿法脱硫脱硝脱汞方面的专利有：一体化同时脱硫脱硝脱汞吸收液及其制备方法和应用(专利号：CN201010599929.2)、应用乙二胺合钴和尿素湿法烟气同时脱硫脱氮的方法(专利号：CN200510100019.4)、用碱金属类化合物增强尿素的湿法联合脱硫脱硝的工艺(专利号：CN200510062184.5)、用含氯强氧化剂增强尿素的湿法联合脱硫脱硝工艺(专利号：CN200510062185.X)和燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法(专利号：CN200910262978.4)，以上技术仅仅介绍了简略的方法策略和抽象的装置，但由于尿素湿法与传统的湿法具有区别，目前并没有一套与之匹配适用的装置，而且目前采用尿素湿法的添加剂成本较高，所以现在急需研制出一种氨基吸收剂以及基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置及其方法。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种氨基吸收剂，其具有反应条件温和、无二次污染、运行成本低等优点。

本发明的另一个目的是为了提供一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置及其方法，无需另外设置反应器具，在一个装置内同时完成脱硫脱硝脱汞的过程。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置，所述氨基吸收剂的化学组分及质量百分比为：尿素5％、氨水或碳酸氢铵5％、过硫酸铵0.5～2％，其余为水，各化学成分的质量百分比总和为100％。

进一步地，所述过硫酸铵的质量百分比为1％；所述氨基吸收剂的温度为60℃～85℃。

所述脱硫脱硝脱汞一体化装置包括网布水汽膜室、双层喷淋室和吸收剂循环池，烟气管道与网布水汽膜室相连，网布水汽膜室中从下到上依次设有气体分布器、多层网布水汽膜、再布器和水雾喷淋器，网布水汽膜室的底部含有大量所述氨基吸收剂；所述双层喷淋室位于网布水汽膜室的上方，网布水汽膜室的烟气出口与双层喷淋室的烟气入口相连，双层喷淋室包括上层喷淋室和下层喷淋室，两个喷淋室内部结构相同，相互独立，上层喷淋室和下层喷淋室中从下向上依次均设有喷淋室气体分配器、喷淋室再布器和喷淋室水雾喷淋器，上层喷淋室和下层喷淋室的底部均含有所述氨基吸收剂；上层喷淋室的烟气出口与所述脱硫脱硝脱汞一体化装置的烟囱出口相连；所述吸收剂循环池通过管道分别连接网布水汽膜室和双层喷淋室。

进一步地，所述气体分布器外连烟气管道，气体分布器由多根水平布置的管道组成，每根管道上均匀分布大量出气孔。

进一步地，所述网布水汽膜为由外面两层PVDF阻燃薄膜中间夹超强涤纶纤维组成的夹心材料。

进一步地，所述多层网布水汽膜上设有金属支架和降液管穿孔；多层网布水汽膜与所述装置的内壁相连，最上面一层的网布水汽膜与液面平齐；多层网布水汽膜的外部安装有水清洗装置。

进一步地，所述喷淋室气体分配器包括中柱、环管和多根弯管，弯管均匀分布在中柱的周围，弯管的一端与中柱的顶部连通，弯管的另一端与环管连通，环管位于所述氨基吸收剂的液面之下，环管上均匀设有多个烟气出口；所述喷淋室再布器由多层金属丝网组成。

进一步地，所述上层喷淋室和下层喷淋室分别设有上层喷淋下降管和下层喷淋下降管；下层喷淋下降管的上端位于下层喷淋室的液面处，其下端位于多层网布水汽膜的下面；上层喷淋下降管的上端位于上层喷淋室的液面处，下端位于下层喷淋室的液面之下。

进一步地，所述吸收剂循环池分别通过溢流管和喷淋管道连接网布水汽膜室和双层喷淋室；吸收剂循环池包括阳极室、阴极室、直流电源、阴极液循环室和阴极液循环水泵，阴极室外连阴极液循环室和阴极液循环水泵，直流电源分别连接阳极室和阴极室，阳极室和阴极室通过离子膜分隔。

利用一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置进行脱硫脱硝脱汞一体化的方法，所述方法为氨基吸收剂多次氧化和湿法吸收燃煤烟气中的SO₂、NO和Hg⁰的过程：燃煤烟气进入网布水汽膜室后，首先与网布水汽膜室底部的氨基吸收剂反应，然后通过多层网布水汽膜进行气固分离，烟气冲击多层网布水汽膜不断地形成碱性浪花飞沫，烟气被反复搓洗吸收，然后水泵将氨基吸收剂喷淋下来经过网布水汽膜室再布器形成了碱性水幕，与上升的烟气充分接触；然后烟气上升进入双层喷淋室中，在双层喷淋室中同理进行两次氧化和湿法吸收的过程，最终完成烟气的同时脱硫脱硝脱汞的三级净化工艺。

采用上述方案后，烟气中的SO₂易溶于水与弱碱性的尿素和碳酸氢铵溶液进行反应，其反应机理为：

SO₂(g)+(NH₂)₂CO(aq)+2H₂O(l)+1/2O₂→(NH₂)₂SO₄(aq)+CO₂(g)此外，过硫酸铵单独脱硫的反应机理如下：

S₂O₈ ^2-+SO₂+2H₂O→3SO₄ ^2-+4H⁺

不加入添加剂的氨基溶液的脱硝效率一般只能达到20％左右，其原因主要是由于NO难溶于水且几乎不与碱液反应，但是NO经过氧化转化为NO₂后，NO₂能与碱性溶液进行反应，尿素溶液吸收法脱硝的反应机理为：

2NO(g)+O₂(g)→2NO₂(g)

3NO₂(g)+H₂O(l)→2HNO₃(aq)+NO(g)

NO(g)+NO₂(g)+(NH₂)₂CO(aq)→2H₂O(l)+CO₂(g)+2N₂(g)

此外，过硫酸铵单独脱硝的反应机理如下：

2NO+3S₂O₈ ^2-+4H₂O→2NO₃ ^—+6SO₄ ^2-+8H⁺

氨基溶液本身并不会与汞进行反应，加入添加剂可以将Hg⁰氧化成Hg²⁺，氧化后的Hg²⁺溶解于氨基溶液中，其反应机理如下：

S₂O₈ ^2—+Hg⁰→2SO₄ ^2—+Hg²⁺

本发明的吸收剂循环池采用电解法生产添加剂过硫酸铵，减少了对于添加剂过硫酸铵的消耗，从而降低了一定的成本；采用硫酸铵和硫酸混合溶液为电解液，电解反应如下：

(NH₄)₂SO₄(aq)+H₂SO₄(aq)→(NH₄)S₂O₈(aq)+H₂(g)

过硫酸铵同时脱硫脱硝脱汞的吸收产物硫酸铵经电解后可重新获得过硫酸铵，实现循环使用，电解过程中所消耗的电能由发电厂就地提供。

过硫酸铵提供的铵根离子可以部分或全部抵消尿素脱氮过程中尿素的消耗量，节省运行成本；过硫酸铵中的过硫酸根离子和铵根离子都参与了脱氮反应，使得脱氮效率提高，运行成本降低；因此，从反应原理的角度来说，过硫酸铵作为添加剂是合适的。

针对现有的尿素湿法技术存在的缺陷，本发明通过增加燃煤烟气与氨基吸收剂的接触面积来提高燃煤烟气的氧化程度，进而提高了烟气同时脱硫脱硝脱汞的效率；具体的来说：烟气通过气体分布器后，首先在氨基吸收剂中反应，再通过上方的网布水汽膜，网布水汽膜大大降低了烟气通过氨基吸收剂的速度，烟气冲击网布水汽膜，不断地形成碱性浪花飞沫，烟气被反复搓洗反复吸收，然后上方的网布水汽膜室水泵还将氨基吸收剂喷淋下来经过网布水汽膜室再布器形成了碱性水幕，并与上升的烟气充分接触；然后烟气再经过双层喷淋室，在双层喷淋室中同理两次进行氧化吸收反应，最终完成烟气的同时脱硫脱硝脱汞的三级净化工艺。

本发明通过在尿素、碳酸氢铵混合液中添加氧化剂过硫酸铵来氧化烟气中的NO和Hg⁰等，再湿法吸收氧化后的烟气，提高了同时脱硫脱硝脱汞的效率，且氧化剂经过循环池电解后可循环使用；本发明装置占地面积小、工艺简单、对污染物脱除效率较高且无二次污染、投资和运行成本低、适用于大面积的推广，以一个2×100MW的电厂为例，使用传统方法每年需要4000万元运行费用，而采用本发明的装置理论上运行费用可降低50％以上。

此外，本发明还具有以下的优点：(1)本发明的氨基吸收剂原料来源较广且价格便宜，存储和使用方便，生产成本较低；(2)本发明装置结构简单，采用设备除了循环泵以外，基本不需要其他大型耗电设备；(3)本发明应用范围较广，可以应用于电力、冶炼、化工等多种行业的烟气处理方面；(4)本发明处理的废液不同于传统湿法脱硫只能产生大量石膏，净化烟气的废液为(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂SO₃和NH₄NO₃等化合物，产物还可作为化肥使用或者通过电解反应产生氧化型添加剂循环使用，无二次污染；(5)采用本发明处理烟气，可达到95％以上的脱硫效率、75～95％的脱硝效率和92％左右的脱汞效率。

附图说明

图1是本发明脱硫脱硝脱汞一体化装置的主视图；

图2是本发明脱硫脱硝脱汞一体化装置的左视图；

图3是本发明的网布水汽膜的结构示意图；

图4是本发明的双层喷淋室中的气体分配器的结构示意图；

图5是本发明的双层喷淋室中的再布器的结构示意图；

其中，1-网布水汽膜室，2-烟气管道，3-气体分布器，4-多层网布水汽膜，5-网布水汽膜室水泵，6-网布水汽膜室再布器，7-网布水汽膜室水雾喷淋器，8-下层喷淋下降管，9-下层喷淋室气体分配器，10-上层喷淋下降管，11-下层喷淋室再布器，12-上层喷淋室气体分配器，13-下层喷淋室水泵，14-上层喷淋室再布器，15-上层喷淋室水雾喷淋器，16-上层喷淋室水泵，17-烟囱出口，18-溢流管，19-吸收剂循环池，20-喷淋管道，21-双层喷淋室，22-下层喷淋室，23-上层喷淋室，24-下层喷淋室水雾喷淋器，25-除沫器，26-水清洗装置，27-阳极室，28-阴极室，29-直流电源，30-阴极液循环室，31-阴极液循环水泵，32-排液口，33-降液管穿孔，34-金属支架，35-弯管，36-环管，37-气体出口，38-中柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参照图1和图2，该脱硫脱硝脱汞一体化装置包括网布水汽膜室1、双层喷淋室21和吸收剂循环池19，烟气管道2与其右侧的网布水汽膜室1相连，双层喷淋室21位于网布水汽膜室1的上方，网布水汽膜室1的烟气出口与双层喷淋室21的烟气入口相连；吸收剂循环池19通过管道分别连接网布水汽膜室1和双层喷淋室21。

网布水汽膜室1中从下到上依次设有气体分布器3、多层网布水汽膜4、网布水汽膜室再布器6和网布水汽膜室水雾喷淋器7，网布水汽膜室1的底部设有大量氨基吸收剂。烟气由烟气管道2流入在气体分布器3中平均分配，烟气从气体分布器3中出来冲击多层网布水汽膜4，多层网布水汽膜4增加了烟气在溶液中的停滞时间，使得烟气SO₂、NO_x和Hg⁰等充分反应，烟气不断地形成碱浪花飞沫，反复搓洗反复吸收；为了避免烟气中颗粒粉尘量太大造成多层网布水汽膜4的堵塞，网布水汽膜室水泵5将氨基吸收剂经网布水汽膜室水雾喷淋器7喷出，再经过网布水汽膜室再布器6形成了碱性水幕，增强溶液与烟气的接触。

其中，气体分布器3连接烟气管道2，气体分布器3由多根水平布置的管道组成，管道的横截面为圆形，每根管道上均匀分布大量出气孔。

多层网布水汽膜4是由两层PVDF(阻燃)薄膜中加入超强涤纶纤维复合而成，膜上设有降液管穿孔33和金属支架34(如图3所示)。烟气中的固体颗粒会由于亲水性而长大，多数沉淀到吸收剂底部，只有少数吸附在网布的网孔上，因此，多层网布水汽膜4将网目缩小能有效将其筛滤、惯性、截留等作用增强，使除尘效率显著提高；多层网布水汽膜4的另一作用是使气体通过网布膜，将固体杂质截留，进行气固分离，避免堵塞管道。一般合成纤维布的网孔为20～50um，为避免压力损失超过设计范围，可根据烟气流速和流量来决定多层网布水汽膜4的网目大小。

选择PVDF合金膜+涤纶管作为多层网布水汽膜4的材料，其主要原因如下：(1)解决了膜丝易断裂的问题，最大可承受50kg的重量，此外由于加入了特种纳米材料的改性剂，较好的克服了实际应用中膜皮容易脱落的缺陷；(2)由于加入亲水改性剂，具有超光滑的膜面特性和独特的电荷性能，造就了其超强抗污染性能；(3)特种纳米材料形成的网状膜结构，使其具有很高的空隙和大的水通量；(4)内外致密的双皮层结构使其具有优越的截留性能；(5)独特的内外致密层结构，使其污染物只能停留在膜的外表面，不会进入网状空隙内部，非常易于清洁，清洗后易于恢复；(6)材料组件模块化易于设计、结构紧凑、占地小，易于组合使用。

多层网布水汽膜4与塔体内壁相连，并水平沉入到液体中，最上面一层网布水汽膜与液面平齐，即与溢流口平齐。

多层网布水汽膜4的外部安装有水清洗装置26，目的是将其上的固体颗粒清理干净，以保证网布水汽膜4的功效。

网布水汽膜室1右侧底部设置有排液口32，将反应后的吸收液和杂质及时排出，排液口32上侧装有溢流管，将多余的吸收液及时排入吸收剂循环池19中。

网布水汽膜室1的顶部连接双层喷淋室21，双层喷淋室包括下层喷淋室22和上层喷淋室23,两个喷淋室内部结构相同，相互独立；下层喷淋室22内从下向上依次设有下层喷淋室气体分配器9、下层喷淋室再布器11和下层喷淋室水雾喷淋器24，下层喷淋室22的底部设有氨基吸收剂。

烟气反应过程如下：在网布水汽膜室1反应后的烟气通过下层喷淋室气体分配器9进入下层喷淋室22，烟气从下层喷淋室气体分配器9中出来，使气体产生旋流激浪，延长气体在液池停滞时间，气体冲击下层喷淋室22的底部吸收液，然后上方的下层喷淋室水泵13，将吸收液经下层喷淋室水雾喷淋器24喷出，经过下层喷淋室再布器11再次形成了碱性水幕，与上升的烟气充分接触。

下层喷淋室22反应后的烟气经过上层喷淋室气体分配器12进入上层喷淋室23，同下层喷淋室22相同，烟气从分配器出来后冲击底部吸收液，然后经过上层喷淋室水泵16，将氨基溶液经上层喷淋室水雾喷淋器15喷出，最后经过上层喷淋室再布器14再次形成了碱性水幕。

此时烟气中的SO₂、NO_x和Hg⁰等在此装置中基本已脱除，最后烟气经过除沫器25，由烟囱出口17排出。

其中，双层喷淋室中的气体分配器包括中柱38、环管36和4根弯管35，弯管35均匀分布在中柱38的周围，弯管35的一端与中柱38的顶部相通，另一端与环管36相通，环管36位于氨基吸收剂的液面之下，环管36上均匀设有8个气体出口37(如图4所示)；喷淋室再布器由多层金属丝网组成(如图5所示)。

为避免下层喷淋室22和上层喷淋室23喷淋液体过剩，特设下层喷淋下降管8和上层喷淋下降管10，下层喷淋下降管8上端连接到下层喷淋室22的液面处，下端连接到多层网布水汽膜4的底部；上层喷淋下降管10上端连接到下上层喷淋室23的液面处，下端连接到下层喷淋室水床22吸收液底部。

除此之外为满足此机组的循环使用，特设有与网布水汽膜室1相连的吸收剂循环池19，两设备由溢流管18连接，吸收剂循环池19上部设有与双层喷淋室21连接的喷淋管道20，以满足上下两层喷淋室的碱液充足。吸收剂循环池19包括阳极室27、阴极室28、直流电源29、阴极液循环室30和阴极液循环水泵31，阴极室28外连有阴极液循环管路(即阴极液循环室30和阴极液循环水泵31)，阳极室27和阴极室28由直流电源29相接，阳极室27和阴极室28通过离子膜分隔开。

当吸收剂中的过硫酸铵消耗了一部分后，在阴极液循环室30加入一定量的硫酸，阳极室内加入少量的氨基溶液，通上直流电后，阳极产生一定量过硫酸铵，阴极产生少量氢气；当过硫酸铵质量分数达到2.0％后可关闭直流电源29，产生的过硫酸铵溶液再经过水泵喷入双层喷淋室21中实现循环。

下面结合具体实例对本发明做进一步说明，以使本领域技术人员可以更好了解本发明并能予以实施，但所举实例不作为本发明的限定。

烟气检测采用德国RBR公司ECOM-J2KN型多功能烟气分析仪，汞在线监测仪采用VM3000汞分析仪。模拟烟气各个组份均来自钢瓶，气体总流量保持2.0L/min，模拟烟气温度为50℃，通过质量流量计通过载气流量及水浴锅温度来调节烟气中H₂O浓度。具体实施例子如下：

实施例1

模拟烟气：SO₂600ppm、NO 200ppm、Hg⁰20μg/m3、O₂浓度为7％及平衡气N₂。

氨基吸收剂：5％尿素溶液和5％碳酸氢铵混合液，在鼓泡反应器中与进气其中的烟气充分接触，与烟气中的SO₂、NO_x和Hg⁰发生氧化吸收反应。

实验结果表明，在实验的5小时内，氨基吸收剂协同过硫酸铵脱硫效率可以达到95％以上，脱硝效率可以达到20％左右。脱汞效率可达到20％左右。

实施例2

氨基吸收剂：5％尿素溶液和5％碳酸氢铵混合液，在吸收液体中加入0.5％的过硫酸铵，作为氨基吸收剂脱硫脱硝脱汞的添加剂，在鼓泡反应器中与进气其中的烟气充分接触，与烟气中的SO₂、NO_x和Hg⁰发生氧化吸收反应。

实验结果表明，在实验的5小时内，氨基吸收剂协同过硫酸铵脱硫效率可以达到95％以上，脱硝效率可以达到70％～95％左右，脱汞效率可达到90％左右，反应后吸收剂溶液浓度下降，此时继续加入少量过硫酸铵，此吸收液任能保持较高的脱硫脱氮脱汞率，可重复使用。

实施例3

氨基吸收剂：5％尿素溶液和5％碳酸氢铵混合液，在吸收液体中加入1％的过硫酸铵，作为氨基吸收剂脱硫脱硝脱汞的添加剂，在鼓泡反应器中与进气其中的烟气充分接触，与烟气中的SO₂、NO_x和Hg⁰发生氧化吸收反应。

实验结果表明，在实验的5小时内，氨基吸收剂协同过硫酸铵脱硫效率可以达到95％以上，脱硝效率可以达到75％～95％左右，脱汞效率可达到92％左右。反应后吸收剂溶液浓度下降，此时继续加入少量过硫酸铵，此吸收液任能保持较高的脱硫脱氮脱汞率，可重复使用。

实施例4

氨基吸收剂：5％尿素溶液和5％碳酸氢铵混合液，在吸收液体中加入2％的过硫酸铵，作为氨基吸收剂脱硫脱硝脱汞的添加剂，在鼓泡反应器中与进气其中的烟气充分接触，与烟气中的SO₂、NO_x和Hg⁰发生氧化吸收反应。

实验结果表明，在实验的5小时内，氨基吸收剂协同过硫酸铵脱硫效率可以达到95％以上，脱硝效率可以达到77％～95％左右，脱汞效率可达到93％左右。反应后吸收剂溶液浓度下降，此时继续加入少量过硫酸铵，此吸收液任能保持较高的脱硫脱氮脱汞率，可重复使用。

实施例5

模拟烟气：SO₂1200ppm、NO 200ppm、Hg⁰20μg/m3、O₂浓度为7％及平衡气N₂。

实验结果表明，在实验的5小时内，氨基吸收剂协同过硫酸铵脱硫效率可以达到94％以上，脱硝效率可以达到75％～95％左右，脱汞效率可达到93％左右。反应后吸收剂浓度下降，此时继续加入少量过硫酸铵，此吸收液任能保持较高的脱硫脱氮脱汞率，可重复使用。

实施例6

模拟烟气：SO₂2000ppm、NO 200ppm、Hg⁰20μg/m3、O₂浓度为7％及平衡气N₂。

实验结果表明，在实验的5小时内，氨基吸收剂协同过硫酸铵脱硫效率可以达到92％以上，脱硝效率可以达到74％～95％左右，脱汞效率可达到93％左右。反应后吸收剂浓度下降，此时继续加入少量过硫酸铵，此吸收液任能保持较高的脱硫脱氮脱汞率，可重复使用。

实施例7

模拟烟气：SO₂1200ppm、NO 500ppm、Hg⁰20μg/m3、O₂浓度为7％及平衡气N₂。

实验结果表明，在实验的5小时内，氨基吸收剂协同过硫酸铵脱硫效率可以达到94％以上，脱硝效率可以达到73％～90％左右，脱汞效率可达到93％左右。反应后吸收剂浓度下降，此时继续加入少量过硫酸铵，此吸收液任能保持较高的脱硫脱氮脱汞率，可重复使用。

实施例8

模拟烟气：SO₂1200ppm、NO 1000ppm、Hg⁰20μg/m3、O₂浓度为7％及平衡气N₂。

实验结果表明，在实验的5小时内，氨基吸收剂协同过硫酸铵脱硫效率可以达到94％以上，脱硝效率可以达到60％～85％左右，脱汞效率可达到93％左右。反应后吸收剂浓度下降，此时继续加入少量过硫酸铵，此吸收液任能保持较高的脱硫脱氮脱汞率，可重复使用。

实施例9

模拟烟气：SO₂600ppm、NO 200ppm、Hg₀40μg/m3、O₂浓度为7％及平衡气N₂。

实验结果表明，在实验的5小时内，氨基吸收剂协同过硫酸铵脱硫效率可以达到95％以上，脱硝效率可以达到75％～95％左右，脱汞效率可达到85％左右。反应后吸收剂浓度下降，此时继续加入少量过硫酸铵，此吸收液任能保持较高的脱硫脱氮脱汞率，可重复使用。

实施例10

模拟烟气：SO₂600ppm、NO 200ppm、Hg⁰100μg/m3、O₂浓度为7％及平衡气N₂。

实验结果表明，在实验的5小时内，氨基吸收剂协同过硫酸铵脱硫效率可以达到95％以上，脱硝效率可以达到75％～95％左右，脱汞效率可达到80％左右。反应后吸收剂浓度下降，此时继续加入少量过硫酸铵，此吸收液任能保持较高的脱硫脱氮脱汞率，可重复使用。

实施例11

氨基吸收剂：10％尿素和10％碳酸氢铵混合液，在吸收液体中加入1％的过硫酸铵，作为氨基吸收剂脱硫脱硝脱汞的添加剂，在鼓泡反应器中与进气其中的烟气充分接触，与烟气中的SO₂、NO_x和Hg⁰发生氧化吸收反应。

实验结果表明，在实验的5小时内，氨基吸收剂协同过硫酸铵脱硫效率可以达到95％以上，脱硝效率可以达到72％～95％左右，脱汞效率可达到90％左右。反应后吸收溶液浓度下降，此时继续加入少量过硫酸铵，此吸收液任能保持较高的脱硫脱氮脱汞率，可重复使用。

Claims

1.一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置，其特征在于，所述氨基吸收剂的化学组分及质量百分比为：尿素5％、氨水或碳酸氢铵5％、过硫酸铵0.5～2％，其余为水，各化学成分的质量百分比总和为100％；

所述脱硫脱硝脱汞一体化装置包括网布水汽膜室、双层喷淋室和吸收剂循环池，烟气管道与网布水汽膜室相连，网布水汽膜室中从下到上依次设有气体分布器、多层网布水汽膜、再布器和水雾喷淋器，网布水汽膜室的底部含有大量所述氨基吸收剂；所述网布水汽膜为由外面两层PVDF阻燃薄膜中间夹超强涤纶纤维组成的夹心材料；

所述双层喷淋室位于网布水汽膜室的上方，网布水汽膜室的烟气出口与双层喷淋室的烟气入口相连，双层喷淋室包括上层喷淋室和下层喷淋室，两个喷淋室内部结构相同，相互独立，上层喷淋室和下层喷淋室中从下向上依次均设有喷淋室气体分配器、喷淋室再布器和喷淋室水雾喷淋器，上层喷淋室和下层喷淋室的底部均含有所述氨基吸收剂；上层喷淋室的烟气出口与所述脱硫脱硝脱汞一体化装置的烟囱出口相连；

所述吸收剂循环池通过管道分别连接网布水汽膜室和双层喷淋室。

2.如权利要求1所述的一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置，其特征在于，所述过硫酸铵的质量百分比为1％；所述氨基吸收剂的温度为60℃～85℃。

3.如权利要求1所述的一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置，其特征在于，所述气体分布器外连烟气管道，气体分布器由多根水平布置的管道组成，每根管道上均匀分布大量出气孔。

4.如权利要求1所述的一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置，其特征在于，所述多层网布水汽膜上设有金属支架和降液管穿孔；多层网布水汽膜与所述装置的内壁相连，最上面一层的网布水汽膜与液面平齐；多层网布水汽膜的外部安装有水清洗装置。

5.如权利要求1-4任意之一所述的一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置，其特征在于，所述喷淋室气体分配器包括中柱、环管和多根弯管，弯管均匀分布在中柱的周围，弯管的一端与中柱的顶部连通，弯管的另一端与环管连通，环管位于所述氨基吸收剂的液面之下，环管上均匀设有多个烟气出口；所述喷淋室再布器由多层金属丝网组成。

6.如权利要求1-4任意之一所述的一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置，其特征在于，所述上层喷淋室和下层喷淋室分别设有上层喷淋下降管和下层喷淋下降管；下层喷淋下降管的上端位于下层喷淋室的液面处，其下端位于多层网布水汽膜的下面；上层喷淋下降管的上端位于上层喷淋室的液面处，下端位于下层喷淋室的液面之下。

7.如权利要求1-4任意之一所述的一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置，其特征在于，所述吸收剂循环池分别通过溢流管和喷淋管道连接网布水汽膜室和双层喷淋室；吸收剂循环池包括阳极室、阴极室、直流电源、阴极液循环室和阴极液循环水泵，阴极室外连阴极液循环室和阴极液循环水泵，直流电源分别连接阳极室和阴极室，阳极室和阴极室通过离子膜分隔。

8.利用权利要求1所述的一种基于氨基吸收剂的脱硫脱硝脱汞一体化装置进行脱硫脱硝脱汞一体化的方法，其特征在于，所述方法为氨基吸收剂多次氧化和湿法吸收燃煤烟气中的SO₂、NO和Hg⁰的过程：燃煤烟气进入网布水汽膜室后，首先与网布水汽膜室底部的氨基吸收剂反应，然后通过多层网布水汽膜进行气固分离，烟气冲击多层网布水汽膜不断地形成碱性浪花飞沫，烟气被反复搓洗吸收，然后水泵将氨基吸收剂喷淋下来经过网布水汽膜室再布器形成了碱性水幕，与上升的烟气充分接触；然后烟气上升进入双层喷淋室中，在双层喷淋室中同理进行两次氧化和湿法吸收的过程，最终完成烟气的同时脱硫脱硝脱汞的三级净化工艺。