CN105214457B - 一种烟道气脱硫脱硝工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟道气脱硫脱硝工艺及设备，用脱硫脱硝溶液在吸收塔中吸收烟道气或各种燃烧尾(废)气中的二氧化硫和/或氮氧化物，吸收了二氧化硫和/或氮氧化物的脱硫脱硝溶液在再生塔中用加热和/或气提和/或真空再生释放出二氧化硫和/或氮氧化物，释放出来的二氧化硫和/或氮氧化物又经提浓塔浓缩成较高纯度的二氧化硫和/或氮氧化物产品，再生后的脱硫脱硝溶液循环使用。该工艺及设备具有广泛的工业用途，可用于烟道气、焚烧气、焦炉气、染料厂合成废气、化纤厂排污气，以及含SOx的其它工业原料气或废气的脱硫和/或脱硝。

Description

一种烟道气脱硫脱硝工艺及设备
技术领域
本发明涉及气体脱硫脱硝工业领域，具体涉及一种烟道气或各种燃烧尾(废)气脱硫脱硝的工艺和设备。
背景技术
化石燃料燃烧产生大量的烟道气排放到大气中，其中除含有二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化物和少量有害有机物外，还含有大量灰尘，这些灰尘中的微小的亲水性和非亲水性粒子(主要为钙盐粒子、铝盐粒子、镁盐粒子、钛盐粒子、铁盐粒子、铅盐粒子、锌盐粒子、钴盐粒子、稀土元素粒子、放射性元素粒子和其它有害元素粒子，以及二氧化硅粒子、莫来石粒子、硅酸盐粒子、磷酸盐粒子等矿物粒子)；这些粒子和烟道气一起被排放至大气中，同时这些粒子表面很容易吸附二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化物、有害有机物和细菌等，引起大气悬浮粒子(这就是通常所说的PM100、PM10、PM2.5等)含量的显著增加，而引起雾霾和大气光化学反应现象，造成严重的环境污染。
现在烟道气脱硫和脱硝过程是相互独立的，通常是先脱硝然后再脱硫。
现脱硫工艺主要有炉膛喷钙燃烧法脱硫工艺，烟道气、含硫工业原料气和其它废气的干法脱硫工艺和湿法脱硫工艺等。
炉膛喷钙燃烧法脱硫工艺是在燃烧过程中脱硫的一种工艺，是向锅炉炉膛内直接喷入含钙或镁元素的氧化物或碳酸盐等进行固硫的一种方法，或将含钙或镁元素的氧化物或碳酸盐等直接与燃煤混合均匀送入炉膛内燃烧进行固硫的方法；这些含钙或镁元素的氧化物或碳酸盐与燃烧生成的二氧化硫或三氧化硫在高温下反应生产硫酸钙或硫酸镁，同时还会生产亚硫酸钙或亚硫酸镁，这些亚硫酸盐被烟气中的氧气部分氧化成硫酸钙或硫酸镁，达到将部分硫固定在燃烧灰渣中，从而实现脱硫作用。其脱硫效率不高，通常低于80％；且Ca/S(Mg/S)比远大于1.5，含钙或镁元素的氧化物或碳酸盐的资源消耗很大。
干法脱硫工艺是烟道气放空之前经过干法脱硫器，经过脱硫以后再放空。干法脱硫器中装填了固体颗粒干法脱硫剂，干法脱硫剂通常有氧化铁、氧化锌、氧化锰、氧化钴、氧化铬和氧化钼等，这些干法脱硫剂吸收烟道气中的二氧化硫后生成相应的亚硫酸盐，当这些氧化物失去了吸收二氧化硫的能力以后就要重新更换新的干法脱硫剂。干法脱硫剂消耗极大，且价格昂贵，同时产生大量的废渣需要堆积填埋，会造成严重的污染转移和二次污染现象。
湿法脱硫工艺具体有石灰石湿法脱硫工艺、石灰湿法脱硫工艺、氨法脱硫工艺、双碱法脱硫工艺、磷铵肥脱硫工艺、湿式镁法脱硫工艺、海水法脱硫工艺、韦尔曼—洛德(Wellman-Lord)法脱硫工艺、亚硫酸钠(或钾)法脱硫工艺和有机酸—有机酸盐缓冲溶液法脱硫工艺等。
石灰石湿法脱硫工艺是矿山来的碳酸钙石块经破碎机破碎，再经球磨机磨成目数大于325目的细小粉末，然后将其配制成含碳酸钙粉末10％～15％的浆液；该碳酸钙浆液在脱硫塔中与烟道气逆流接触(也可以顺流接触，或逆流和顺流混合接触)，气体中二氧化硫和浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙；碳酸钙浆液转变成亚硫酸钙浆液，亚硫酸钙浆液在脱硫塔的空气强制氧化层被氧化成硫酸钙，亚硫酸钙浆液转变成硫酸钙浆液；硫酸钙浆液流出脱硫塔，进入分离器分离出浆液中的硫酸钙；分离出的水返回用于制备碳酸钙浆液，循环使用；分离出的硫酸钙要么作为废渣填埋或修路基，要么再经纯化后用于制造石膏板。但是本工艺产生很多的硫酸钙固体物，其中还含有部分亚硫酸钙和未反应的碳酸钙等固体废物，石灰石消耗量很大，破碎和磨粉设备庞大，电耗高，投资大，并且在吸收过程中就有固体沉淀物产生，易引起设备堵塞，污水排放量较多，二次污染较严重。同时，由于碳酸钙浆液中含有微小的亲水性和非亲水性粒子(主要为钙盐粒子、铝盐粒子、镁盐粒子、钛盐粒子、铁盐粒子、铅盐粒子、锌盐粒子、钴盐粒子、稀土元素粒子、放射性元素粒子和其它有害元素粒子，以及二氧化硅粒子、莫来石粒子、硅酸盐粒子、磷酸盐粒子等矿物粒子)被烟道气带出，并排放至大气中，同时这些粒子表面很容易吸附二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化物、有害有机物和细菌等，引起大气悬浮粒子(这就是通常所说的PM100、PM10、PM2.5等)含量的显著增加，而引起雾霾和大气光化学反应现象，造成严重的环境污染。
石灰湿法脱硫工艺是利用锻烧好的氧化钙与水反应生成氢氧化钙水乳浆液，将其配制成含氢氧化钙10％～15％的浆液；氢氧化钙浆液在脱硫塔中与烟道气逆流接触(也可以顺流接触，或逆流和顺流混合接触)，气体中二氧化硫和浆液中的氢氧化钙反应生成亚硫酸钙，氢氧化钙浆液转变成亚硫酸钙浆液；亚硫酸钙浆液在脱硫塔的空气强制氧化层被氧化成硫酸钙，亚硫酸钙浆液转变成硫酸钙浆液；硫酸钙浆液流出脱硫塔，进入分离器分离出浆液中的硫酸钙；分离出的水返回用于制备氢氧化钙浆液，循环使用；分离出的硫酸钙要么作为废渣填埋或修路基，要么再经纯化后用于制造石膏板。本工艺产生很多的硫酸钙固体物，其中还含有部分亚硫酸钙、碳酸钙和未反应的氢氧化钙等固体废物，石灰消耗量很大，设备庞大，投资大，并且在吸收过程中就有固体沉淀物产生，易引起设备堵塞，污水排放量较多，二次污染较严重；而且，在生产氧化钙的煅烧过程中，要消耗大量的煤，还会产生严重的污染。同时，由于氢氧化钙浆液中含有微小的亲水性和非亲水性粒子(主要为钙盐粒子、铝盐粒子、镁盐粒子、钛盐粒子、铁盐粒子、铅盐粒子、锌盐粒子、钴盐粒子、稀土元素粒子、放射性元素粒子和其它有害元素粒子，以及二氧化硅粒子、莫来石粒子、硅酸盐粒子、磷酸盐粒子等矿物粒子)被烟道气带出，并排放至大气中，同时这些粒子表面很容易吸附二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化物、有害有机物和细菌等，引起大气悬浮粒子(这就是通常所说的PM100、PM10、PM2.5等)含量的显著增加，而引起雾霾和大气光化学反应现象，造成严重的环境污染。
氨法脱硫工艺是用一定浓度的氨水作吸收剂，将烟道气中的二氧化硫吸收，反应生成亚硫酸氢铵，再经强制氧化成硫酸氢铵，硫酸氢铵最后经氨碱化成硫酸铵，分离硫酸铵作为化肥副产物。其工艺是经除尘和气气换热器换热以后的烟道气在脱硫塔中与氨水逆流或顺流或逆流和顺流的混合流动的形式接触，烟道气中的二氧化硫被氨水吸收转变成亚硫酸氢铵；脱硫后的烟道气经过气气换热器换热以后，经烟囱排入大气；经过脱硫以后生产的亚硫酸氢铵溶液经脱硫塔中的强制氧化段或单独的强制氧化器被空气或臭氧氧化后转变成硫酸氢铵，然后再进入碱化器用氨气或浓氨水碱化转变成硫酸铵，并经结晶器结晶，分离、干燥，得硫酸铵肥料副产品；分离出的氨水母液继续配入氨，增加氨的浓度后继续回收利用。氨法脱硫工艺脱硫效率高、溶液循环量小；但是，氨毒性大、挥发性极强、沸点低，烟气中夹带氨的现象严重，造成大量的氨损失，造成大气氨二次污染现象，同时，氨法脱硫工艺氨消耗量很大，氨转化成了低价值的硫酸铵，脱硫成本高，还易产生结晶堵塞设备和管道；而且氨的腐蚀性大，设备腐蚀严重，且氨的生产过程是高能耗、高污染的过程，过度消耗氨实际也是间接增大环境污染和增加能耗的过程，所以应尽量减少氨的使用。
双碱法脱硫工艺是用NaOH、或Na2CO3、或Na2SO3等水溶性强的碱性金属盐类物质的水溶液，在脱硫塔中吸收烟道气中的二氧化硫，反应生成水溶性的亚硫酸氢钠或碱性金属的亚硫酸氢盐；净化后的烟道气经烟囱排入大气；亚硫酸氢钠或碱性金属的亚硫酸氢盐水溶液送至石灰反应器中用CaO或CaCO3进行中和反应，在反应过程中同时用空气进行氧化，生成硫酸钙沉淀，分离得石膏；溶液又转化成NaOH、或Na2CO3等水溶性强的碱性金属盐类物质的水溶液，重复使用。双碱法脱硫工艺是为了避免纯石灰石(或石灰)法工艺的沉淀堵塞问题，但实质还是用石灰石(或石灰)作为脱硫剂。
磷铵肥脱硫工艺(PAFP)是利用天然磷矿石和氨为原料，在烟气脱硫过程中直接生产磷铵复合肥料的一种脱硫技术和工艺。该工艺主要由吸附、萃取、中和、吸收、氧化、浓缩干燥等单元操作组成。吸附是利用活性炭作为第一级脱硫吸附介质，对烟气中的SO2进行吸附处理，在有氧气条件下，SO2被催化氧化成SO3，活性炭的吸附容量接近饱和时，对活性炭洗涤再生即能得到稀硫酸，其浓度大于30％，再生后的活性炭重复使用；萃取磷矿石制磷酸是将一级脱硫制备的稀硫酸与磷矿(Ca10(PO4)F2)粉发生反应，生成氟化氢、磷酸和硫酸钙；萃取过滤后可获得磷酸，磷矿萃取率大于90％，稀磷酸浓度大于10～14％；中和是将氨与萃取获得的磷酸反应制备磷酸氢二铵，磷酸氢二铵作为二级脱硫剂，磷酸氢二铵在第二级脱硫塔中吸收SO2生成亚硫酸氢二铵和磷酸二氢铵；氧化是将溶液中的亚硫酸氢二铵氧化成硫酸铵，氧化后的溶液经浓缩、干燥的固体磷酸二氢铵和硫酸铵复合肥料。该工艺非常复杂，投资大，蒸汽消耗量大，能耗高；同时，需要消耗大量的天然磷矿石，所以该技术和工艺不是任何地方都适用，只有有天然磷矿石的地方才可以使用。
湿式镁法脱硫工艺是氧化镁或氢氧化镁的浆液在脱硫塔中与烟道气逆流接触(也可以顺流接触，或逆流和顺流混合接触)，气体中二氧化硫和浆液中的氧化镁或氢氧化镁反应生成亚硫酸镁；氧化镁或氢氧化镁浆液转变成亚硫酸镁浆液，亚硫酸镁浆液经沉淀，进入分离器分离出浆液中的亚硫酸镁；分离出的水返回用于制备氧化镁或氢氧化镁浆液，循环使用；分离出的亚硫酸镁在1235K以上煅烧，生产氧化镁和气体二氧化硫，生产的氧化镁重复使用，二氧化硫可以回收。但是本工艺生成的亚硫酸镁固体物容易堵塞管道和设备，同时，亚硫酸镁要在1235K以上煅烧才能分解，能耗高，投资大，二次污染较严重。同时，由于氧化镁或氢氧化镁浆液中含有微小的亲水性和非亲水性粒子(主要为钙盐粒子、铝盐粒子、镁盐粒子、钛盐粒子、铁盐粒子、铅盐粒子、锌盐粒子、钴盐粒子、稀土元素粒子、放射性元素粒子和其它有害元素粒子，以及二氧化硅粒子、莫来石粒子、硅酸盐粒子、磷酸盐粒子等矿物粒子)被烟道气带出，并排放至大气中，同时这些粒子表面很容易吸附二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化物、有害有机物和细菌等，引起大气悬浮粒子(这就是通常所说的PM100、PM10、PM2.5等)含量的显著增加，而引起雾霾和大气光化学反应现象，造成严重的环境污染。
海水法脱硫工艺是利用海水中含有大量的钙、镁、铝、钠、钾等离子的盐，尤其是碳酸盐，具有较高的碱度。这种用海水直接吸收烟道气中二氧化硫的方法，就是海水脱硫法。其工艺非常简单，在脱硫塔中，海水和烟道气直接接触，吸收烟气中的二氧化硫，海水中的碱性物质(尤其是碳酸盐；为了增大海水的碱性，有时人为地向海水中加入氧化钙或氢氧化钙)和二氧化硫反应生产亚硫酸盐；吸收了二氧化硫的海水经暴晒和氧化后，其中的亚硫酸盐被氧化成硫酸盐，然后直接排入大海。该技术和工艺只能在海边适用，因为海水消耗量特大。由于大量的硫酸盐排入大海，或多或少会对海水环境造成破坏。
亚硫酸钠(或钾)法脱硫工艺和湿式镁法脱硫工艺相似，是以亚硫酸钠(或钾)的水溶液在脱硫塔中与烟道气逆流接触(也可以顺流接触，或逆流和顺流混合接触)，气体中二氧化硫和溶液中的亚硫酸钠(或钾)反应生成亚硫酸氢钠(或钾)；亚硫酸钠(或钾)溶液转变成亚硫酸氢钠(或钾)溶液，亚硫酸氢钠(或钾)溶液进入蒸汽加热再生器中再生，亚硫酸氢钠(或钾)溶液转变成亚硫酸钠(或钾)水溶液，同时释放出二氧化硫；亚硫酸钠(或钾)水溶液循环使用，二氧化硫气体可以回收作为副产品。该工艺构思比较好，但是实际试验表明亚硫酸氢钠(或钾)溶液在蒸汽加热时再生率非常低，只有极少部分亚硫酸氢钠(或钾)能转变成亚硫酸钠(或钾)，绝大多数亚硫酸氢钠(或钾)无法分解，且蒸汽消耗量很大。所以本工艺一直无法实现工业化。
韦尔曼—洛德(Wellman-Lord)法脱硫工艺实际上就是改进的亚硫酸钠循环法工艺，只是在亚硫酸钠循环法工艺中增加了多效蒸发工序，用于蒸发脱硫液使亚硫酸钠结晶出来。该方法在美国、德国、法国和日本有大规模应用实例，但其蒸汽消耗很大，能耗高。
有机酸—有机酸盐缓冲溶液法脱硫工艺是用有机酸和有机酸盐组成的缓冲溶液作为脱硫液，在脱硫塔中与烟道气逆流接触(也可以顺流接触，或逆流和顺流混合接触)，气体中二氧化硫和溶液中的有机酸盐反应生成亚硫酸氢盐和有机酸；该溶液进入蒸汽加热再生器中再生，溶液中的亚硫酸盐转变成有机酸盐，溶液仍然转变成有机酸—有机酸盐缓冲溶液，重复使用，同时释放出二氧化硫，二氧化硫气体可以回收作为副产品。该工艺构思比较好，但是实际试验表明在有机酸—有机酸盐缓冲溶液中亚硫酸盐在蒸汽加热时再生率非常低，只有极少部分亚硫酸盐能转变成有机酸盐，绝大多数亚硫酸盐无法分解，且蒸汽消耗量很大，所以本工艺一直无法实现工业化。在该工艺的基础上，有人向有机酸—有机酸盐缓冲溶液中加入氧化钙(或氢氧化钙)使没有再生的亚硫酸钠转化成亚硫酸钙，沉淀分离，溶液再生彻底，再生后的有机酸—有机酸盐缓冲溶液循环使用，但实际该工艺中的脱硫剂还是氧化钙(或氢氧化钙)。由于溶液中含有一些钙离子，在脱硫过程中会产生沉淀，堵塞管道和设备。
现在实际生产中所用的脱硝工艺是催化氨脱硝工艺。
催化氨脱硝工艺是温度约在150℃～500℃和在催化剂作用的条件下，将氨直接喷入烟道气中，在催化剂层内，氨气和NOX反应生成N2和H2O达到消除NOX的目的。该工艺氨消耗量较大，由于烟道气中含有约4％～9％的O2，氨气和O2会反应生成NOX而消耗氨，同时氨反应不彻底，有部分氨和烟道气一同排入大气，增加氨的损失，产生二次污染现象。氨的生产过程中要消耗大量的化石燃料，产生大量的废气、废渣和废水，是一个严重的环境污染过程，因此应尽量避免氨的使用。
发明内容
为了使我们的专利技术“聚乙二醇脱除气体中SOx的方法”、(专利号ZL200910009058.1)“乙二醇脱除烟道气中SOx的方法”(专利号：ZL200710110446.X)、“改性聚乙二醇脱除气体中SOx的方法”(申请号201310409296.8)、“复合醇胺类溶液脱除气体中SOx的方法”(申请号：201310481557.7)、“乙二醇类复合溶液脱除气体中SOx的方法”(申请号：201310682799.2)和“多元醇复合溶液脱除气体中SOx的方法”(申请号：201310682382.6)等更好地实现大规模的工业化应用，我们发明了与这些专利技术(以下称为“我们的专利技术”)相适应的一种烟道气脱硫脱硝工艺及设备。
在本发明中，所述烟道气脱硫脱硝工艺及设备中所用的脱硫脱硝溶液是含多醇类(和/或含聚多醇类)的复合溶液；这些脱硫脱硝溶液的组成、含量和特征在我们的专利技术中都已经叙述了，这里就不再赘述。为了使脱硫脱硝溶液具有强大的吸硫和脱硝能力和解析能力，可以向所述含多醇类(和/或含聚多醇类)的脱硫脱硝溶液中加入适当的添加剂；向脱硫脱硝溶液中加入什么添加剂，及添加剂的组成、含量和特征也已经在我们的专利技术中叙述了，这里就不再赘述。
本发明的烟道气脱硫脱硝工艺及设备具有同时脱硫和脱硝的作用，其脱硫的原理在我们的专利技术中都已经叙述了，这里就不再赘述；这里仅叙述其脱硝原理如下：
脱硝主要是脱除烟道气中的氮氧化物NOX(x指氧原子的数目)(氮氧化物包括NO2、NO、N2O等，烟道气中90％以上是NO)。脱硫脱硝溶液的组成为EG(乙二醇)和/或PEG(聚乙二醇)、水、多羧酸类和/或多羧酸盐和添加剂组成。
为了更清晰的叙述本发明的基本原理，下面仅以乙二醇、柠檬酸及其盐和含砜类基团的物质为例说明本发明的脱硫脱销溶液的酯化机制和脱硝机制，但并不是限定本发明的脱硫脱硝溶液仅仅是由乙二醇、柠檬酸及其盐类和含砜和/或亚砜类基团的物质所组成，而是由乙二醇和/或聚乙二醇、有机酸和/或有机酸盐和添加剂(在我们的专利技术中已经列举了，这里就不再列举)组成的脱硫脱销溶液。
当脱硫脱销溶液在吸收塔中和烟道气接触时，会发生如下脱硝反应：
吸收了NOX的脱硫脱硝溶液，在再生塔中会发生如下解析反应：
经过再生以后的脱硫脱硝溶液循环使用。
采用我们前期提出专利申请的“改性聚乙二醇脱除气体中SOx的方法”(申请号201310409296.8)、“复合醇胺类溶液脱除气体中SOx的方法”(申请号：201310481557.7)、“乙二醇类复合溶液脱除气体中SOx的方法”(申请号：201310682799.2)和“多元醇复合溶液脱除气体中SOx的方法”(申请号：201310682382.6)等技术所指导的脱硫溶液不仅具有脱除气体中二氧化硫的能力，还具有吸收气体中氮氧化物的能力。尤其，向这些溶液中添加少量的含亚砜和/或砜基团的添加剂(如DMSO和/或环丁砜，或它们的羟基和/或羧基取代物)时，溶液吸收氮氧化物的能力大幅提高。
本发明的烟道气脱硫脱硝工艺包括：余热回收、脱硫脱硝、脱硫脱硝溶液再生和二氧化硫及NOX提浓的关键过程。
1)余热回收过程：采用换热回收方式将烟道气的温度降至50℃以下，并进行余热回收。
由于现在烟道气通常排烟的温度为130℃至170℃，且排烟量巨大，含有相当大的显热和潜热(烟道气中水蒸气所含热量)。我们把这种将烟道气从130℃至170℃降至50℃以下，并设法回收这部分热量的过程称为余热回收过程。余热回收的方式通常有间接换热回收、直接换热回收、间接换热和直接换热同时回收的方式。间接换热回收方式是在壁管式换热器中，热的烟道气走换热壁一边，蓄热流体走壁的另一边，烟道气与蓄热流体互不接触，蓄热流体通过壁面导热间接式将烟道气的温度冷却，同时蓄热流体温度升高；直接换热方式是在直接换热器中，蓄热流体和烟道气直接接触(既可以是逆流接触，也可以是顺流接触)，将烟道气的温度冷却，同时蓄热流体温度升高；间接换热和直接换热同时回收的方式是在余热回收的过程中，既有直接换热回收方式，又有间接换热回收的方式。在直接换热回收的方式中，这里所述的蓄热流体是液体，最好是高沸点、不易挥发、与水不相溶的液体，如硅油、石钠油、高沸点脂肪油等；在间接换热回收的方式中，这里所述的蓄热流体既可以是液体，也可以是气体。吸收了烟道气中热量的高温蓄热流体可以作为热源，用于锅炉补充水的加热，也可以用于其它任何需要加热的地方进行加热。考虑到间接换热回收装置的高成本，优选采用直接换热回收方式、间接换热和直接换热同时回收的方式进行余热回收。
2)脱硫脱硝过程：在吸收塔中通过脱硫脱硝溶液吸收烟道气或各种燃烧尾(废)气中的二氧化硫和/或氮氧化物，所述脱硫脱硝溶液为含多醇类和/或含聚多醇类的复合溶液。
温度低于50℃的烟道气，在吸收塔中，与脱硫脱硝溶液(通常称为“脱硫脱硝贫液”)直接接触，烟道气中的二氧化硫被脱硫脱硝贫液吸收，同时，烟道气中的氮氧化物和二氧化碳也会部分被脱硫脱硝贫液吸收，然后脱硫脱硝贫液转变成“脱硫脱硝富液”，脱硫脱硝富液流出吸收塔，并送去脱硫脱硝溶液再生过程。经脱硫脱硝净化后的烟道气(其温度比环境温度高5℃比较好)通过烟囱排入大气。在脱硫脱硝过程中的脱硫脱硝溶液吸收二氧化硫的原理在我们的专利技术中已经作了相当详细的叙述，这里就不再叙述。
3)脱硫脱硝溶液再生过程：吸收了二氧化硫和/或氮氧化物的脱硫脱硝富液在再生塔中通过加热和/或气提和/或真空再生方式释放出二氧化硫和/或氮氧化物，再生后的脱硫脱硝溶液循环使用。
脱硫脱硝过程送来的脱硫脱硝富液温度较低，经过与从再生塔的底部流出的脱硫脱硝贫液进行间接式热交换(通常是通过列管式换热器进行)后，再被加热至90℃以上，然后从再生塔的上端进入，在再生塔中脱硫脱硝富液与底部来的气提用的热气体(气提用的气体可以是氮气、氩气或水蒸汽等惰性气体，温度大于再生塔中压力时所对应的水的饱和蒸汽温度)充分逆流接触，溶解在脱硫脱硝富液中的二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等解析出来，并和气提用气体混合形成混合气体，该混合气体从再生塔的顶部出来，并送去提浓过程进行提浓处理；再生后的脱硫脱硝富液变成脱硫脱硝贫液，从再生塔的底部流出，经热交换和冷却至50℃以下后送至脱硫脱硝过程循环利用。这里使用了加热和气提方式来对脱硫脱硝溶液进行再生，所以称为气提和加热脱硫脱硝溶液再生塔(或脱硫脱硝溶液再生器)，是二元再生器。为了提高再生效果，采用真空泵抽真空的方式，使脱硫脱硝溶液再生塔中具有一定的真空度，同时使用了气提、加热和真空三种方式来对脱硫脱硝溶液进行再生，因此称为气提、加热和真空脱硫脱硝溶液再生塔(或脱硫脱硝溶液再生器)，是三元再生器。依次类推，为了进一步提高再生效果，在脱硫脱硝溶液再生塔(或脱硫脱硝溶液再生器)中还可以安装超波再生系统和/或微波再生系统和/或辐射再生系统，组成气提、加热、真空和超波和/或微波和/或辐射等多元脱硫脱硝溶液再生塔(或脱硫脱硝溶液器)，是多元再生器。
4)二氧化硫和/或氮氧化物提浓过程：释放出来的二氧化硫和/或氮氧化物经提浓塔浓缩成较高纯度的二氧化硫气体(或液体)产品和/或氮氧化物气体产品。
脱硫脱硝溶液再生过程释放出来的混合气体从提浓塔的中段进入，和提浓塔顶部冷凝下来的水逆流接触将混合气体中的水蒸汽冷凝下来，除去水蒸汽的混合气体从提浓塔顶部流出，该气体中主要含二氧化硫成分，同时还含有部分氮氧化物和二氧化碳等成分，其中二氧化硫可以进一步压缩、冷却加工成纯液体二氧化硫、或用焦炭还原成硫磺、或加工成硫酸，氮氧化物可以用于还原成氮气、或作为硝酸的原料，剩余的气体可以返回去脱硫脱硝过程处理以后放空；水蒸汽从提浓塔底端进入，和冷凝下来的水逆流接触，水蒸汽将冷凝水中的残余二氧化硫、氮氧化物等有害成分提出来，以达到提浓二氧化硫、氮氧化物气体浓度作用，同时，去除冷凝水中的有害二氧化硫和氮氧化物等成分，使冷凝水变成蒸馏水，从提浓塔底部流出，并回收至锅炉用水。
本发明的烟道气脱硫脱硝工艺及设备中对应的关键设备有：余热回收塔(或余热回收器)、吸收塔、再生塔和提浓塔，其中：
余热回收塔：用于使烟道气与蓄热流体进行换热，将烟道气的温度降至50℃以下，并进行余热回收；
吸收塔：用于使降温后的烟道气与脱硫脱硝溶液直接接触，脱硫脱硝溶液吸收烟道气中的二氧化硫和/或氮氧化物成为脱硫脱硝富液，然后从吸收塔排出；所述脱硫脱硝溶液为含多醇类和/或聚多醇类的复合溶液；
再生塔：用于使脱硫脱硝富液通过加热和/或气提和/或真空再生方式解析出二氧化硫和/或氮氧化物成为脱硫脱硝贫液，再生得到的脱硫脱硝贫液又送回吸收塔循环利用；
提浓塔：用于将脱硫脱硝富液在再生塔中再生释放出来的包含二氧化硫和/或氮氧化物的混合气体中的水蒸汽通过冷凝去除，二氧化硫和/或氮氧化物则浓缩成较高纯度的二氧化硫和/或氮氧化物气体或液体产品。
进一步的，所述余热回收塔可以设置有一级或多级余热回收内循环泵，以增加蓄热流体循环量；所述吸收塔也可以设置有一级或多级脱硫脱硝内循环泵，以增加脱硫脱硝溶液循环量。
优选的，在所述吸收塔与再生塔之间设置热交换器，来自吸收塔的脱硫脱硝富液与从再生塔流出的脱硫脱硝贫液通过该热交换器进行间接式热交换。
在本发明的一个具体实施方式中，所述烟道气脱硫脱硝工艺及设备中的脱硫脱硝、脱硫脱硝溶液再生和二氧化硫和/或氮氧化物提浓工艺流程和设备见图1所示。
本发明的烟道气脱硫脱硝工艺及设备中的余热回收流程和设备优选的有二种，分别见图2和图3所示。
本发明与传统的湿法脱硫工艺(如钙法脱硫工艺、氨法脱硫工艺等)相比，具有如下优点：①传统的湿法脱硫工艺用于烟道气脱硫时，其副产物是硫酸钙和亚硫酸钙，或硫酸铵和亚硫酸铵，本发明的烟道气脱硫脱硝工艺及设备的副产物是高纯度的二氧化硫，这些副产物是重要的化工原材料，具有广泛的市场和重要的应用价值；②传统的湿法脱硫工艺(如钙法脱硫工艺、氨法脱硫工艺等)所用的脱硫剂是碳酸钙、氧化钙和/或氨；用碳酸钙作脱硫剂时，需要消耗大量的碳酸钙，开采碳酸钙会严重破坏环境，造成水土流失，山体滑坡和生态环境的破坏；用氧化钙作脱硫剂时，需要消耗大量的氧化钙，氧化钙是由碳酸钙和煤煅烧而获得，也要大量开采碳酸钙，并消耗大量煤，会造成严重二次污染，造成水土流失，山体滑坡和生态环境的破坏；用氨作脱硫剂时，本身氨的生产过程是严重的高污染和高能耗、易燃和易爆的过程，同时由于氨易挥发，会被烟道气大量带入环境造成严重二次污染现象；本发明的烟道气脱硫脱硝工艺及设备所对应的脱硫脱硝剂是高沸点、无毒、无害的安全性很高的有机多醇多酸酯类溶剂，全循环使用，不需要消耗碳酸钙和/或氧化钙和/或氨，无任何二次污染现象；③传统的湿法脱硫工艺(如钙法脱硫工艺)由于使用大量矿物质碳酸钙或氧化钙，其浆液中含有微小的亲水性和非亲水性粒子(主要为钙盐粒子、铝盐粒子、镁盐粒子、钛盐粒子、铁盐粒子、铅盐粒子、锌盐粒子、钴盐粒子、稀土元素粒子、放射性元素粒子和其它有害元素粒子，二氧化硅粒子、莫来石粒子、硅酸盐粒子、磷酸盐粒子等矿物粒子)被烟道气一起排放至大气中，同时这些粒子表面很容易吸附二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化物、有害有机物和细菌等，引起大气悬浮粒子(这就是通常所说的PM100、PM10、PM2.5等)含量的显著增加，而引起雾霾和大气光化学反应现象，造成严重的环境污染；本发明的烟道气脱硫脱硝工艺及设备用于烟道气或废气脱硫脱硝是没有这些现象，如本发明得到广泛应用可以消除雾霾和大气光化学反应现象；④传统的湿法脱硫工艺运行费用高，且无法产生经济效益，本发明的烟道气脱硫脱硝工艺及设备运行费用低，脱硫脱硝效率高，同时将废物转变成宝贵的化工原料，可以产生较大的经济效益、社会效益和环境效益；⑤传统的湿法脱硫工艺在整个脱硫和再生过程中会产生不溶性钙盐或铵盐沉淀，引起设备和管道堵塞，本发明的烟道气脱硫脱硝工艺及设备不会产生不溶性钙盐或铵盐沉淀；⑥传统的湿法脱硫工艺只适用于较低硫含量气体脱硫，本发明的烟道气脱硫脱硝工艺及设备既可以用于低硫含量气体脱硫脱硝，也可以用于高硫含量气体脱硫脱硝。同时，本发明的烟道气脱硫脱硝工艺及设备的脱硫脱硝的净化度高，可以将气体中的总硫含量稳定地降至50mg/m3以下，且溶液沸点高，损失少，脱硫脱硝的气液比大，能耗低，同时运行费用低，流程短，投资小，操作简单。
本发明的烟道气脱硫脱硝工艺及设备具有广泛的工业用途，既可以用于同时脱除气体中的二氧化硫和氮氧化物，也可以用于单独脱除气体中的二氧化硫，或单独脱除气体中的氮氧化物，可将其用于烟道气、焚烧气、焦炉气、染料厂合成废气、化纤厂排污气，以及含SOx的其它工业原料气或废气的脱硫脱硝，上述含硫气体中的总含硫量均小于99.9％(体积比)。
附图说明
图1是烟道气脱硫脱硝、脱硫脱硝溶液再生和二氧化硫和/或氮氧化物提浓工艺流程和设备的示意图。
图1中：1是温度低于50℃的烟道气，2是增压风机，3是吸收塔，4是脱硫脱硝内循环泵，5是烟囱，6是脱硫脱硝后的烟道气，7是脱硫脱硝贫液，8是脱硫脱硝富液，9是富液泵，10是脱硫脱硝泵，11是贫液槽，12是贫液泵，13是冷却器，14是热交换器，15是冷却水，16是热水，17是富液加热器，18是热介质，19是冷介质，20是再生塔，21是再生解析气，22是气提用蒸汽，23是提浓塔，24是蒸馏水泵，25是浓缩的二氧化硫和/或氮氧化物气体，26是蒸馏水。图中用圆圈圈起来的各符号所代表的意义：F1、F2、F3、F4分别表示烟道气1的流量、脱硫贫液7的流量、进再生塔20的蒸汽流量、进提浓塔23的蒸汽流量；A1为烟道气1的组成、A2为脱硫脱硝后的烟道气6的组成、A3为浓缩的二氧化硫和/或氮氧化物气体25的组成、A4为脱硫脱硝富液8中的SO2和NO含量、A5为再生后脱硫脱硝贫液7中的SO2和NO的含量、A6为蒸馏水26中的SO2和NO含量；P1为吸收塔3底部压力、P2为吸收塔3顶部压力、P3为再生塔20中压力、P4为蒸汽22的压力、P5为提浓塔23中的压力；T1为烟道气1的温度、T2为脱硫脱硝后的烟道气6的温度、T3为吸收塔3中温度、T4为进吸收塔3的脱硫脱硝贫液7的温度、T5为出冷却器13的脱硫脱硝贫液7的温度、T6为出热交换器14脱硫脱硝贫液的温度、T7为进热交换器14脱硫脱硝富液的温度、T8为进热交换器14脱硫脱硝贫液的温度、T9为出热交换器14脱硫脱硝富液的温度、T10为脱硫脱硝富液进再生塔20的温度、T11为再生塔20中的温度、T12为再生解析气21的温度、T13为蒸汽22的温度、T14为蒸馏水26的温度、T15为提浓塔23中的温度、T16为浓缩的二氧化硫和/或氮氧化物气体25的温度。
图2是烟道气余热回收的直接换热回收方式的工艺流程和设备示意图。
图2中：27是来自锅炉的温度为130～180℃的烟道气，28是余热回收后温度低于50℃的烟道气，29是直接换热余热回收塔，30是余热回收内循环泵，31是热蓄热流体，32是蓄热流体泵，33是蓄热流体沉清槽，34是灰尘和水，35是蓄热流体外循环泵，36是蓄热流体放热器，37是蓄热流体冷却器，38是冷蓄热流体，39是被加热介质，40是被加热后介质，41是冷却水，42是热水。
图3是烟道气余热回收的直接换热和间接换热同时进行的热回收方式的工艺流程和设备示意图。
图3中：27是来自锅炉的温度为130～180℃的烟道气，28是余热回收后的温度低于50℃的烟道气，29是直接换热余热回收塔，30是余热回收内循环泵，31是热蓄热流体，32是蓄热流体泵，33是蓄热流体沉清槽，34是灰尘和水，35是蓄热流体外循环泵，37是蓄热流体冷却器，38是冷蓄热流体，39是被加热介质，40是被加热后介质，41是冷却水，42是热水，43是烟道气间接换热热回收器。
具体实施方式
下面结合具体的实施方案来描述本发明所述的烟道气脱硫脱硝工艺及设备。所述的实施方案是为了更好地说明本发明，而不能理解为是对本发明的权利要求的限制。
其操作方法如下：
烟道气脱硫脱硝、脱硫脱硝溶液再生、二氧化硫和/或氮氧化物提浓工艺流程和设备的操作方式如图1所示：温度低于50℃的烟道气1经增压风机2增压后从底部进入吸收塔3，同时，脱硫脱硝贫液7从顶部进入吸收塔3，在吸收塔3中，烟道气1和脱硫脱硝贫液7直接接触，此时烟道气1中的二氧化硫、部分氮氧化物和二氧化碳被脱硫脱硝贫液7吸收，被吸收了二氧化硫、部分氮氧化物和二氧化碳的烟道气1转变成脱硫脱硝后的烟道气6从吸收塔3顶部流出，再经烟囱5排入大气中，同时在线分析温度低于50℃的烟道气1和脱硫脱硝后的烟道气6中的二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳的含量A1和A2。为了增大气液接触面，延长气液接触时间，提高脱硫效率，需要在吸收塔3中增加脱硫脱硝贫液7的循环量，需要增加脱硫脱硝贫液7的循环量就需要在吸收塔3中增加脱硫脱硝内循环泵4的级(或台)数，增加脱硫脱硝内循环泵4的级(或台)数可以是0级、或1级、或2级、或3级、或4级…或n级(n为正整数)等，具体需要增加的级数可以由吸收塔3顶部出口脱硫脱硝后的烟道气6的二氧化硫和/氮氧化物含量来决定；吸收了二氧化硫、部分氮氧化物和二氧化碳的脱硫脱硝贫液7转变成脱硫脱硝富液8，从吸收塔3的底部流出，经富液泵9增压，又经热交换器14的壳程与再生塔20来的热的脱硫脱硝贫液7进行热交换，温度升高，然后再经过富液加热器17被热介质18(热介质可以是温度大于100℃的液体、也可以是130℃～170℃的烟道气，也可以是温度大于100℃的水蒸汽)加热至90℃以上，温度大于90℃的脱硫脱硝富液8从上端进入再生塔20中，同时气提用蒸汽22从底部进入再生塔20中，在再生塔20中温度大于90℃的脱硫脱硝富液8与气提用蒸汽22进行直接接触，此时脱硫脱硝富液8中的二氧化硫、部分氮氧化物和二氧化碳解析出来，并进入气提用蒸汽22中混合成再生解析气21从再生塔20的顶部流出，释放了二氧化硫、部分氮氧化物和二氧化碳的温度大于90℃的脱硫脱硝富液8转变成温度大于90℃的热的脱硫脱硝贫液7，从再生塔20底部流出，经过热交换器14的管程与壳程中的由富液泵9送来的脱硫脱硝富液8进行热交换，温度降低，降低了温度的脱硫脱硝贫液7走冷却器13的管程，被壳程的冷却水15冷却至常温，并由贫液泵12增压送至贫液槽11中，然后贫液槽11中的脱硫脱硝贫液7由脱硫泵10增压又送至吸收塔3中进行脱硫脱硝作用，脱硫脱硝溶液就是这样由脱硫脱硝贫液7在吸收塔3中吸收二氧化硫、部分氮氧化物和二氧化碳转变成脱硫脱硝富液8，脱硫脱硝富液8在再生塔20中被加热、气提和/或真空再生又转变成脱硫脱硝贫液7，脱硫脱硝贫液7又循环使用，如此连续循环。从再生塔20的顶部流出的再生解析气21从中部进入提浓塔23中，与提浓塔23上端冷凝下来的蒸馏水接触，再生解析气21中的水蒸汽在提浓塔23的冷凝段被冷却水15冷凝下来，不冷凝的二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等混合气体组成的浓缩的二氧化硫和/氮氧化物气体25从提浓塔23流出，可以作为原料气去回收，同时冷凝下来的蒸馏水中含有二氧化硫等物质，继续流到提浓塔23的底部，与底部来的气提用蒸汽22接触，蒸馏水中的二氧化硫等气体被气提用蒸汽22气提解析出来，使冷凝水中基本不含二氧化硫等气体，达到回收用的蒸馏水26标准，用蒸馏水泵24送去回收使用。在整个流程中，冷却水15被加热转变成热水16，可以回收作为锅炉补充热水用；热介质18经过释放热量以后转变成冷介质19；冷介质19可以是蒸馏水或其它液体，它可以继续用去吸收热量，然后转变成热介质18重复使用；当冷介质19是降温后的烟道气时，继续降温至温度低于50℃的烟道气1。
烟道气余热回收的直接换热回收方式的工艺流程和设备的操作方式见图2所示：来自锅炉的温度为130～180℃的烟道气27从底部进入直接换热余热回收塔29中，与塔顶喷淋下来的冷蓄热流体38直接接触，进行直接换热，同时来自锅炉的温度为130～180℃的烟道气27被冷却转变成温度低于50℃的烟道气28从直接换热余热回收塔29的顶部排出。为了增大气液接触面，延长气液接触时间，提高换热效果，需要在直接换热余热回收塔29中增加蓄热流体循环量，需要增加蓄热流体的循环量就需要在直接换热余热回收塔29中增加余热回收内循环泵30的级(或台)数，增加余热回收内循环泵30的级(或台)数可以是0级、或1级、或2级、或3级、或4级…或n级(n为正整数)等，具体需要增加的级数可以由直接换热余热回收塔29的顶部排出的烟道气28的温度高低来决定。在直接换热余热回收塔29中，冷蓄热流体38吸收烟道气27的热量后转变成热蓄热流体31，其温度接近或低于烟道气27的温度，同时冷蓄热流体38还会将烟道气27中的HCl、HF、微小灰尘(包括水溶性和非水溶性，即极性和非极性微小粒子，也就是通常说的PM100和/或PM50和/或PM2.5等各种粒子)吸附富集，还会将烟道气27中的部分水蒸汽冷凝成水，一同混合在热蓄热流体31中，并从直接换热余热回收塔29的底部排出，经蓄热流体泵32送至蓄热流体沉清槽33中进行沉清，分离出含HCl、HF的灰尘和水34从蓄热流体沉清槽33的底部排出，除尘和除水后的热蓄热流体31由蓄热流体外循环泵35提压送至蓄热流体放热器36中，在蓄热流体放热器36中将大部分热量传给被加热介质39，被加热介质39吸收热量后变成被加热后介质40，并作为热源去回收热量。释放了部分热量的热蓄热流体31又进入蓄热流体冷却器37中被冷却水41冷却至常温，并转变成冷蓄热流体38又进入直接换热余热回收塔29中进行重复吸热，同时，冷却水41吸收热量后转变成热水42，其中的热量可以回收使用。
烟道气余热回收的直接换热和间接换热同时回收方式的工艺流程和设备的操作方式见图3所示：锅炉来温度为130～180℃的烟道气27进入烟道气间接换热热回收器43中，经间接换热的方式，部分热量被被加热介质39吸收转变成被加热后介质40，被加热后介质40的温度接近但低于锅炉来温度为130～180℃的烟道气27的温度，被加热后介质40可以作为热源回收；释放了部分热量的烟道气27从底部进入直接换热余热回收塔29中，与塔顶喷淋下来的冷蓄热流体38直接接触，进行直接换热，同时烟道气27被冷却转变成温度低于50℃的烟道气28从直接换热余热回收塔29的顶部排出，为了增大气液接触面，延长气液接触时间，提高换热效果，需要在直接换热余热回收塔29中增加蓄热流体循环量，需要增加蓄热流体的循环量就需要在直接换热余热回收塔29中增加余热回收内循环泵30的级(或台)数，增加余热回收内循环泵30的级(或台)数可以是0级、或1级、或2级、或3级、或4级…或n级(n为正整数)等，具体需要增加的级数可以由直接换热余热回收塔29的顶部排出的烟道气28的温度高低来决定；在直接换热余热回收塔29中，冷蓄热流体38吸收烟道气27的热量后转变成热蓄热流体31，其温度接近或低于从底部进入直接换热余热回收塔29的烟道气27的温度，同时冷蓄热流体38还会将烟道气27中的HCl、HF、微小灰尘(包括水溶性和非水溶性，即极性和非极性微小粒子，也就是通常说的PM100和/或PM50和/或PM2.5等各种粒子)吸附富集，还会将烟道气27中的部分水蒸汽冷凝成水，一同混合在热蓄热流体31中，并从直接换热余热回收塔29的底部排出，经蓄热流体泵32送至蓄热流体沉清槽33中进行沉清，分离出含HCl、HF的灰尘和水34从蓄热流体沉清槽33的底部排出，除尘和除水后的热蓄热流体31由蓄热流体外循环泵35提压送至蓄热流体冷却器37中被冷却水41冷却至常温，并转变成冷蓄热流体38又进入直接换热余热回收塔29中进行重复吸热，同时，冷却水41吸收热量后转变成热水42，其中的热量可以回收使用。
根据图1所示的烟道气脱硫脱硝、脱硫脱硝溶液再生、二氧化硫和/或氮氧化物提浓工艺流程和设备，我们制作和安装了一套小型的模拟工业化烟道气脱硫脱硝装置。该装置中各种设备的规格如下：
吸收塔3规格为φ219×4，总高7.2米，4层填料，每层高的1米，材质316L不锈钢；
贫液槽11规格为φ450×3，总高2.0米，材质316L不锈钢；
冷却器13φ159×3，列管φ10×1，长1.5米，总换热面积为3.9m2，材质316L不锈钢；
热交换器14φ159×3，2台，列管φ10×1，长1.5米，换热面积为2×3.9m2，φ219×3，1台，列管φ6×1，长1.4米，换热面积为9.63m2，总换热面积为2×3.9+9.63＝17.43m2，材质316L不锈钢；
富液加热器17φ159×3，列管φ32×1，长0.9米，总换热面积为1.63m2，材质钛材；
再生塔20规格为φ219×4，总高5.57米，上段一层高1.5米的填料，下端为空塔，材质316L不锈钢；
提浓塔23规格为φ159×4，总高6.2米，上端为钛材列管冷凝器，中段一层填料高1.5米，下段一层填料高2.0米，材质316L不锈钢。
增压风机2型号为2HB710-AH37，送风量318m3/hr，风压-290～390mbar(-29kPa～39kPa)，上海利楷机电设备有限公司；
内循环泵4型号为IHG20-125，流量4.0m3/hr，扬程20米，0.75KW，3台，材质316L不锈钢，上海长申泵业制造有限公司；
富液泵9、脱硫泵10和贫液泵12型号都为IHG25-160，流量4.0m3/hr，扬程32米，1.5KW，各1台，材质316L不锈钢，上海长申泵业制造有限公司；
蒸馏水泵24型号都为WB50/037D，流量1.2m3/hr，扬程14.5米，0.37KW，1台，材质316L不锈钢，广东永力泵业有限公司；
烟道气气体流量计型号为LZB-50玻璃转子流量计，量程范围：50-250m3/hr，江阴市科达仪表厂；
脱硫脱硝溶液流量计：富液泵、贫液泵和脱硫泵出口液体流量计型号为LZB-32S玻璃管道式流量计，量程范围：0.4-4m3/hr，江阴市科达仪表厂；
吸收塔内循环泵出口液体流量计型号为LZB-25S玻璃管道式流量计，量程范围：0.36-3.6m3/hr，3台，江阴市科达仪表厂；
蒸汽流量计(气提再生塔用)：型号为LUGB-2303-P2涡街流量计，量程范围：8-80m3/hr，北京邦宇诚信工控技术发展有限公司；
蒸汽流量计(提浓塔用)：型号为GHLUGB-25涡街流量计，量程范围：10-60m3/hr，天津光华凯特流量仪表有限公司；
吸收塔3进、出口气体和提浓塔23解析出来的气体成分全部采用连续烟气分析仪在线分析，其中SO2、NO、O2含量采用紫外光JNYQ-I-41型气体分析仪分析，CO2含量采用JNYQ-I-41C型红外线气体分析仪分析，西安聚能仪器有限公司生产；同时，用化学分析法分析和校正气体中SO2、NO、CO2的含量与仪器分析值进行对比，其中用碘量法分析气体中SO2的含量，用氯化钡法分析气体中CO2的含量，用盐酸萘乙二胺比色法分析气体中NO的含量。
用化学方法对脱硫脱硝贫液7、脱硫脱硝富液8和蒸馏水26中的SO2、NO、CO2含量进行分析，其中用碘量法分析溶液中SO2的含量，用氯化钡法分析溶液中CO2的含量，用盐酸萘乙二胺比色法分析溶液中NO的含量。
用空气、SO2、NO和CO2进行配气，气体成分见试验数据表所示。
根据我们的专利技术配置了如下几种脱硫脱硝溶液：
1、15％Na2SO3(w)水溶液；
2、20％柠檬酸一钾盐(w)水溶液；
3、EG溶液；
4、PEG400溶液；
5、PEG400+3％三乙醇胺(w)溶液；
6、NHD溶液(聚合度为4～8的聚乙二醇二甲醚的混合物)；
7、60％EG(w)+30％H2O(w)+10％柠檬酸一钠(w)溶液；
8、60％PEG400(w)+30％H2O(w)+10％柠檬酸一钠盐(w)溶液；
9、30％EG(w)+30％PEG400(w)+30％H2O(w)+10％柠檬酸一钠盐(w)溶液。
用这些脱硫脱硝溶液在以上我们制作和安装的如图1所示的脱硫脱硝装置上，按以上描述的运行方式进行脱硫脱硝试验。
试验结果表明：
1、当分别用15％Na2SO3(w)水溶液、20％柠檬酸一钾盐(w)水溶液、EG溶液、PEG400溶液进行脱硫脱硝时，一开始溶液吸收二氧化硫能力较强，吸收率达90％以上，但没有吸收氮氧化物的能力，但是经过2至5天不等的连续运行后，溶液逐渐失去吸收二氧化硫的能力，溶液逐渐发生性质的变化，当加热至120℃以上时溶液也无法再生。
2、当分别用PEG400+3％三乙醇胺(w)溶液和NHD溶液进行脱硫脱硝时，一开始溶液吸收二氧化硫能力较强，吸收率达90％以上，吸收氮氧化物的能力也达50％左右，但是经过5至10天不等的连续运行后，溶液逐渐变成褐黑色，吸收二氧化硫和氮氧化物的能力分别降至50％和20％左右，溶液逐渐发生性质的变化，并产生黏性黑色胶状物质。
3、当分别用60％EG(w)+30％H2O(w)+10％柠檬酸一钠(w)溶液、60％PEG400(w)+30％H2O(w)+10％柠檬酸一钠盐(w)溶液和30％EG(w)+30％PEG400(w)+30％H2O(w)+10％柠檬酸一钠盐(w)溶液进行脱硫脱硝时，溶液吸收二氧化硫能力较强，吸收率达90～100％，吸收氮氧化物的能力为40～80％，经过90天的连续运行后，溶液的吸收二氧化硫的能力和吸收氮氧化物的能力不变，脱除二氧化硫和氮氧化物的效率稳定，没有发现溶液发生性质的变化，分别抽取它们的部分运行试验数据分别列入表一、表二和表三中。
从试验结果来看60％EG(w)+30％H2O(w)+10％柠檬酸一钠(w)溶液、60％PEG400(w)+30％H2O(w)+10％柠檬酸一钠盐(w)溶液和30％EG(w)+30％PEG400(w)+30％H2O(w)+10％柠檬酸一钠盐(w)溶液的脱硫脱硝的效果相差不大，效果比较理想，溶液也比较稳定。
试验结果提示，我们前期提出专利申请的“改性聚乙二醇脱除气体中SOx的方法”(申请号201310409296.8)、“复合醇胺类溶液脱除气体中SOx的方法”(申请号：201310481557.7)、“乙二醇类复合溶液脱除气体中SOx的方法”(申请号：201310682799.2)和“多元醇复合溶液脱除气体中SOx的方法”(申请号：201310682382.6)等技术所指导的脱硫溶液不仅具有脱除气体中二氧化硫的能力，还具有吸收气体中氮氧化物的能力。尤其，向这些溶液中添加少量的含亚砜和/或砜基团的添加剂(如DMSO和/或环丁砜，或它们的羟基和/或羧基取代物)时，溶液吸收氮氧化物的能力大幅提高。因此，利用这些溶液在本发明所述的工艺和设备中可以进行大规模工业化用于烟道气和/或废气的脱硫和脱硝。
表一.60％EG(w)+30％H2O(w)+10％柠檬酸一钠(w)溶液
为脱硫脱硝溶液时的运行数据(2014年5月6日～14日数据摘录)
表二.60％PEG400(w)+30％H2O(w)+10％柠檬酸一钠盐(w)溶液
为脱硫脱硝溶液时的运行数据(2014年5月18至21日，每天2组，21日3组数据)
表三.30％EG(w)+30％PEG400(w)+30％H2O(w)+10％柠檬酸一钠盐(w)溶液
为脱硫脱硝溶液时的运行数据(2014年5月23日至31日摘录数据)

Claims (9)

1.一种烟道气脱硫脱硝工艺，包括以下过程：
1)余热回收过程：采用换热回收方式将烟道气的温度降至50℃以下，并进行余热回收；
2)脱硫脱硝过程：降温后的烟道气进入吸收塔中，通过脱硫脱硝溶液吸收其中的氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物，所述脱硫脱硝溶液为由乙二醇和/或聚乙二醇、水、多羧酸类和/或多羧酸盐和添加剂组成的复合溶液；
3)脱硫脱硝溶液再生过程：吸收了氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物的脱硫脱硝溶液在再生塔中通过加热和/或气提和/或真空再生方式释放出氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物，再生后的脱硫脱硝溶液循环使用，所述脱硫脱硝溶液再生过程具体是：吸收了烟道气中的氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物的脱硫脱硝溶液为脱硫脱硝富液，先与从再生塔底部流出的脱硫脱硝贫液进行间接式热交换，又被加热至90℃以上，然后从再生塔上端进入，通过加热和/或气提和/或真空再生方式，解析出氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物，成为脱硫脱硝贫液，从再生塔底部流出，经热交换和冷却至50℃以下后送至脱硫脱硝过程循环利用；
4)氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物提浓过程：脱硫脱硝溶液再生过程释放出来的氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物经提浓塔浓缩成较高纯度的氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物产品。
2.如权利要求1所述的烟道气脱硫脱硝工艺，其特征在于，所述余热回收过程采用直接换热回收方式，或者间接换热和直接换热同时回收的方式。
3.如权利要求2所述的烟道气脱硫脱硝工艺，其特征在于，在所述余热回收过程中，烟道气与蓄热流体直接接触进行换热，通过设置一级或多级内循环泵增加蓄热流体循环量。
4.如权利要求1所述的烟道气脱硫脱硝工艺，其特征在于，在所述脱硫脱硝过程中，通过设置一级或多级内循环泵增加脱硫脱硝溶液的循环量。
5.如权利要求1所述的烟道气脱硫脱硝工艺，其特征在于，所述氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物提浓过程具体是：脱硫脱硝溶液再生过程释放出来的包含氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物的混合气体从提浓塔的中段进入，和提浓塔顶部冷凝下来的水逆流接触，将混合气体中的水蒸汽冷凝下来，除去水蒸汽的混合气体从提浓塔顶部流出；水蒸汽从提浓塔底端进入，和冷凝下来的水逆流接触，水蒸汽将冷凝水中的残余氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物提出来，使冷凝水变成蒸馏水，从提浓塔底部流出并回收。
6.一种烟道气脱硫脱硝设备，包括余热回收塔、吸收塔、再生塔和提浓塔，其中：
余热回收塔：用于使烟道气与蓄热流体进行换热，将烟道气的温度降至50℃以下，并进行余热回收；
吸收塔：用于使降温后的烟道气与脱硫脱硝溶液直接接触，脱硫脱硝溶液吸收烟道气中的氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物成为脱硫脱硝富液，然后从吸收塔排出；所述脱硫脱硝溶液为由乙二醇和/或聚乙二醇、水、多羧酸类和/或多羧酸盐和添加剂组成的复合溶液；
再生塔：用于使脱硫脱硝富液通过加热和/或气提和/或真空再生方式解析出氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物成为脱硫脱硝贫液，再生得到的脱硫脱硝贫液又送回吸收塔循环利用，其中吸收了烟道气中的氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物的脱硫脱硝溶液为脱硫脱硝富液，先与从再生塔底部流出的脱硫脱硝贫液进行间接式热交换，又被加热至90℃以上，然后从再生塔上端进入，通过加热和/或气提和/或真空再生方式，解析出氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物，成为脱硫脱硝贫液，从再生塔底部流出，经热交换和冷却至50℃以下后送至脱硫脱硝过程循环利用；
提浓塔：用于将再生塔释放出来的包含氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物的混合气体中的水蒸汽通过冷凝去除，氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物则浓缩成较高纯度的氮氧化物或者二氧化硫和氮氧化物产品。
7.如权利要求6所述的烟道气脱硫脱硝设备，其特征在于，所述余热回收塔设置有一级或多级用于增加蓄热流体循环量的内循环泵。
8.如权利要求6所述的烟道气脱硫脱硝设备，其特征在于，所述吸收塔设置有一级或多级用于增加脱硫脱硝溶液循环量的内循环泵。
9.如权利要求6所述的烟道气脱硫脱硝设备，其特征在于，在所述吸收塔与再生塔之间设置热交换器，来自吸收塔的脱硫脱硝富液与从再生塔流出的脱硫脱硝贫液通过该热交换器进行间接式热交换。
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