CN105597499A

CN105597499A - 一种组合式净化烟气的方法

Info

Publication number: CN105597499A
Application number: CN201510779880.1A
Authority: CN
Inventors: 唐靖岚
Original assignee: Wuxi Qingyang Machinery Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Wuxi Qingyang Machinery Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2016-05-25

Abstract

本发明公开了一种组合式烟气处理方法，首先采用除尘器对烟气进行除尘，接着采用SCR法除去烟气中的氮氧化物，除去氮氧化物后将烟气送入脱硫装置，经脱硫处理后的烟气排空，脱硫装置中具有喷嘴，在脱硫的同时由喷嘴向脱硫装置内喷淋氯化氢和次氯酸的混合液，并且在脱硫装置的烟气出口设置膨润土吸附剂。此方法可以在达到80％以上的脱硝效率和98％以上的脱硫效率的同时，实现80％以上的脱汞效率、95％以上的脱氯脱氟效率以及部分挥发性有机污染的氧化降解，能够满足今后日益严格的环保要求。

Description

一种组合式净化烟气的方法

技术领域

本发明涉及一种可用于钢铁厂、电厂的组合式烟气处理方法。

背景技术

燃料燃烧产生的烟气对我国的大气环境造成了日益严重的危害，除此之外微量的重金属汞Hg、HCl、HF以及挥发性有机污染物VOC等危害也日益引起人们的重视。目前已对二氧化硫进行了大规模的治理与控制，氮氧化物的控制也已日益提上日程，汞、氯、氟、挥发性有机污染物等在我国的燃煤锅炉中尚未有明确要求。随着我国经济社会的发展以及人们环境保护意识的增强，这些污染物势必要逐步进行控制。

目前已有的脱硫技术可分为干法、半干法和湿法等几类。干法、半干法投资运行费用低，但往往存在脱硫效率不高的缺点，大规模锅炉燃烧设备如电站锅炉等往往不能达到环保要求。目前电站锅炉广泛采用的是石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术(WFGD)，该方法脱硫效率高，运行稳定，但存在耗水量大，排放废水二次污染，投资和运行成本较高等缺点。

氮氧化物的控制技术主要有两类：第一类属炉内燃烧过程控制方式，主要有低NOx燃烧器技术，OFA(Overfireair)技术，低氧燃烧技术，再燃烧技术等通过燃烧过程调整来控制NO_x的排放，可以将NO_x控制在中等排放水平，一般脱硝效率在30～50％左右。但一方面这些技术容易造成燃烧稳定性下降，燃烧器区域容易形成局部还原性气氛，造成灰熔点下降，引起水冷壁的粘污结渣现象，影响锅炉的正常安全运行。另一方面随着环保要求的进一步提高，很难实现NO_x更进一步的排放控制。第二类技术为烟气脱硝技术，目前美国、日本、欧洲等国家应用最为广泛的技术为选择性催化还原技术(SCR)。SCR技术脱硝效率高，运行稳定，但高灰布置情况下烟气中较高的粉尘颗粒容易引起催化剂的磨损、堵塞等问题，飞灰中的重金属会引起催化剂的中毒，运行和投资费用非常昂贵。我国环保工作起步较晚，二氧化硫的控制才刚刚开始，今后氮氧化物势必提上日程，若采用发达国家逐项治理的思路，采用湿法烟气脱硫WFGD装置脱硫，选择性催化SCR脱硝的方法势必增加巨额的投资、运行费用，而一些老机组甚至存在布置困难等问题，因此开发低成本、高效率的同时脱硫脱硝技术就显得尤为重要。

目前的汞控制方法，主要有活性炭吸附法，湿法烟气脱硫(WFGD)装置脱汞方法和飞灰吸附脱汞方法。由于燃煤锅炉汞本底浓度较低，活性炭消耗量大，成本较高。湿法烟气脱硫装置仅能对二价汞进行有效吸收，而元素态汞往往占50％以上，湿法烟气脱硫装置WFGD对元素态汞却无能为力，其脱汞效率总体偏低。飞灰吸附脱汞效率较低，目前仍处于实验室研究阶段。而对于锅炉烟气中的氯化氢HCl和氟化氢HF以及挥发性有机污染物VOC，除在垃圾焚烧炉等特殊高浓度场合外，一般均处于无控状态。

由于从例如作为火力发电站等的燃烧装置的燃煤锅炉排出的废气中含有毒性很高的汞，所以一直以来对除去废气中汞的系统进行了各种研究。通常，为了除去废气中的硫组分，在燃煤锅炉中设置有湿式脱硫装置。众所周知以下事实：在上述这种锅炉中设置了作为废气处理装置的脱硫装置而形成的废气处理设备中，当废气中的氯(Cl)组分增多时，可溶于水的2价金属汞的比例增加，通过上述脱硫装置容易对汞进行捕集。

作为处理大容量废气中的金属汞的方法，提出了如下的方法：在烟道中，在高温脱氮装置的上游工序中，气体喷雾氯化剂，在脱氮催化剂上对汞进行氧化(氯化)，在转化成水溶性氯化汞后，被下游的湿式脱硫装置吸收(参考例如专利文献1和2)。需要说明的是，由于在烟道中气体喷雾的装置和技术已经在脱氮装置的NH₃的喷雾装置中实际应用，在氯化剂的气体喷雾中也可以采用同样的方法。现有技术涉及的废气处理系统100具备以下装置：除去来自供给煤作为燃料F的燃煤锅炉11的废气12中的氮氧化物，同时向气体中喷雾氯化氢23使汞氧化的脱氮装置13；回收除去氮氧化物之后的气体中的热的空气加热器14；除去热回收后气体中煤尘的集尘器15；除去除尘后气体中硫氧化物的脱硫装置16；向外部排出脱硫后气体的烟囱17；以及产生上述氯化氢23的盐酸气化装置21。

CN00104875公开了对使用湿式涤气器，用湿式涤气器浆料收集和洗涤含汞工业废气的方法进行改进，该改进包括：在工业废气中加入硫化氢；在湿式涤气器中洗涤工业废气。特别适用于在炉子中燃煤产生废烟道气的工业过程中要求减少汞排放的要求，方法包括：输送烟道废气通过集尘器，在烟道气中加入硫化物，之后进入湿式涤气器，或在湿式涤气器中向烟道气加入硫化氢。同时对使用收集和洗涤含汞工业废气的洗涤器的方法的改进，这些改进包括：在工业废气中加入硫化物盐的水溶液，并在洗涤器中洗涤工业废气。尤其适用于在炉子中燃煤产生废烟道气的工业过程中要求减少汞排放的要求，方法包括：输送烟道废气通过集尘器，如织物过滤器或静电集尘器。使用碱试剂水溶液收集和洗涤含汞工业废气的洗涤器的设备，具体改进包括：提供二价硫离子溶液的装置以及对加入到洗涤器中工业废气的二价硫离子溶液进行控制的装置。本发明还特别适用于燃烧矿物燃料如煤炭或固体废物的公用事业装置，这些装置除使用洗涤器外，还使用集尘器(如静电集尘器或织物过滤器)，和/或其它用于减少对大气排放的常用装置。

CN200610054759公开了一种锅炉烟气多种污染物臭氧氧化同时脱除装置及其方法。锅炉烟气多种污染物臭氧氧化同时脱除方法包括以下步骤：1)在锅炉烟道上的静电除尘器前或后，110～150℃低温段喷入臭氧，喷入臭氧与锅炉烟气中的氮氧化物摩尔比例为1.1～2.0，将锅炉烟气中不溶于水的低价态氮氧化物氧化成为易溶于水的高价态氮氧化物，二氧化硫氧化生成三氧化硫，元素态汞氧化成易溶于水的二价汞，挥发性有机污染物氧化降解，反应时间至少为0.5秒。2)将经过上一步骤处理的锅炉烟气送入碱液洗涤塔中对进行洗涤，同时吸收烟气中的高价态氮氧化物、硫氧化物、汞以及氯化氢、氟化氢，在储液槽中加入H₂S、Na₂S或NaHS汞固定剂，使二价汞生成HgS沉淀，硫酸盐与硝酸盐浓缩结晶。碱液是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙或氨水中一种或多种。

膨润土在我国储量大，应用非常广泛，它的比表面积大，热稳定性高，吸附性能好，是一种潜在的高效廉价的环保吸附剂，但膨润土也存在溶胀性较大、难于沉降等缺点，为解决实际应用的问题，制备一种吸附效果更高、沉降性能好和价格低廉的膨润土净水剂成为研究的热点。现有技术中，丙烯酰胺与膨润土的复合物几乎全部作为一种高吸水性复合材料来研制的，这种复合材料的制备方法主要有溶液聚合法、反相悬浮聚合法、辐射聚合法。①溶液聚合法是指将反应单体和引发剂等溶于适当的溶剂中而进行的聚合方法(季鸿渐等在《含膨润土的部分水解交联聚丙烯酰胺高吸水性树脂的研究中》)。这种制备方法单体的转化率低，聚合速度慢；产物干燥困难；反应釜内易形成块状凝胶难以处理；②反相悬浮聚合法是以有机溶剂为分散介质，水溶性单体在悬浮剂和强烈搅拌作用下，分散成悬浮水相液滴，引发剂溶解在水相液滴中而进行的聚合方法。(张小红等在《聚丙烯酸钠/蒙脱石复合高吸水性树脂的合成与性能》，CN1769191用于水处理的膨润土基复合材料及其制备方法)。其最大缺点是工艺过程复杂，产品的后处理较困难，必须去掉产物中低分子反应物和所夹带的溶剂，同时要回收大量的分散介质。③辐射引发聚合法是使用γ-射线或紫外光辐照引发接枝共聚反应的方法(李红等在《超吸水性聚丙烯酰胺/蒙脱土复合材料力学性质的研究》)。但由于射线辐射能量高，对于化学反应的选择性差，容易发生副反应，从而限制了该方法的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可用于钢铁厂、电厂的组合式烟气处理方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种可用于钢铁厂、电厂的组合式烟气处理方法，其包括以下步骤：首先采用除尘器对烟气进行除尘，接着采用SCR法除去烟气中的氮氧化物，除去氮氧化物后将烟气送入脱硫装置，经脱硫处理后的烟气排空，其特征在于：脱硫装置中具有喷嘴，在脱硫的同时由喷嘴向脱硫装置内喷淋氯化氢和次氯酸的混合液，其中氯化氢和次氯酸的摩尔比为5-10：3-4，并且在脱硫装置的烟气出口设置膨润土吸附剂，膨润土吸附剂的制备方法如下：首先制备铝基膨润土，将膨润土和5-10wt％氯化铝溶液混合搅拌，静置沉降，取出上清液留用，固液分离后将得到固体经干燥、粉碎、筛分得到铝基膨润土；接着进行溶液聚合反应，将铝基膨润土和甲基丙烯酸酯单体混合并溶于蒸馏水中，加入引发剂偶氮二异丁腈和交联剂甲醛溶液，保温静置；最后将固相真空干燥、筛分后得到脱硫膨润土，其中聚甲基丙烯酸酯占总体的35-40wt％，铝基膨润土占总体的60-65wt％。

此方法可以在达到80％以上的脱硝效率和98％以上的脱硫效率的同时，实现80％以上的脱汞效率、95％以上的脱氯脱氟效率以及部分挥发性有机污染的氧化降解，能够满足今后日益严格的环保要求。

具体实施方式

实施例1

首先采用除尘器对烟气进行除尘，接着采用SCR法除去烟气中的氮氧化物，除去氮氧化物后将烟气送入脱硫装置，经脱硫处理后的烟气排空，其特征在于：脱硫装置中具有喷嘴，在脱硫的同时由喷嘴向脱硫装置内喷淋氯化氢和次氯酸的混合液，其中氯化氢和次氯酸的摩尔比为5-10：3-4，并且在脱硫装置的烟气出口设置脱硫膨润土吸附剂，脱硫膨润土吸附剂的制备方法如下：首先制备铝基膨润土，将膨润土和5-10wt％氯化铝溶液混合搅拌，静置沉降，取出上清液留用，固液分离后将得到固体经干燥、粉碎、筛分得到铝基膨润土；接着进行溶液聚合反应，将铝基膨润土和甲基丙烯酸酯单体混合并溶于蒸馏水中，加入引发剂偶氮二异丁腈和交联剂甲醛溶液，保温静置；最后将固相真空干燥、筛分后得到脱硫膨润土，其中聚甲基丙烯酸酯占总体的35wt％，铝基膨润土占总体的65wt％。

实施例2

首先采用除尘器对烟气进行除尘，接着采用SCR法除去烟气中的氮氧化物，除去氮氧化物后将烟气送入脱硫装置，经脱硫处理后的烟气排空，其特征在于：脱硫装置中具有喷嘴，在脱硫的同时由喷嘴向脱硫装置内喷淋氯化氢和次氯酸的混合液，其中氯化氢和次氯酸的摩尔比为5-10：3-4，并且在脱硫装置的烟气出口设置脱硫膨润土吸附剂，脱硫膨润土吸附剂的制备方法如下：首先制备铝基膨润土，将膨润土和5-10wt％氯化铝溶液混合搅拌，静置沉降，取出上清液留用，固液分离后将得到固体经干燥、粉碎、筛分得到铝基膨润土；接着进行溶液聚合反应，将铝基膨润土和甲基丙烯酸酯单体混合并溶于蒸馏水中，加入引发剂偶氮二异丁腈和交联剂甲醛溶液，保温静置；最后将固相真空干燥、筛分后得到脱硫膨润土，其中聚甲基丙烯酸酯占总体的40wt％，铝基膨润土占总体的60wt％。

Claims

1.一种组合式烟气处理方法，其包括以下步骤：首先采用除尘器对烟气进行除尘，接着采用SCR法除去烟气中的氮氧化物，除去氮氧化物后将烟气送入脱硫装置，经脱硫处理后的烟气排空，其特征在于：脱硫装置中具有喷嘴，在脱硫的同时由喷嘴向脱硫装置内喷淋氯化氢和次氯酸的混合液，其中氯化氢和次氯酸的摩尔比为5-10：3-4，并且在脱硫装置的烟气出口设置膨润土吸附剂，膨润土吸附剂的制备方法如下：首先制备铝基膨润土，将膨润土和5-10wt％氯化铝溶液混合搅拌，静置沉降，取出上清液留用，固液分离后将得到固体经干燥、粉碎、筛分得到铝基膨润土；接着进行溶液聚合反应，将铝基膨润土和甲基丙烯酸酯单体混合并溶于蒸馏水中，加入引发剂偶氮二异丁腈和交联剂甲醛溶液，保温静置；最后将固相真空干燥、筛分后得到脱硫膨润土，其中聚甲基丙烯酸酯占总体的35-40wt％，铝基膨润土占总体的60-65wt％。