CN106310904A - 一种烟气湿式联合脱硫脱硝方法 - Google Patents

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本发明公开了一种烟气湿式联合脱硫脱硝方法，含SO2和NOX的烟气首先进入吸收塔下部的脱硫喷淋段，烟气中的SO2与脱硫喷淋段的NH3吸收液反应，实现脱硫；脱硫后的烟气向上进入吸收塔上部的脱硝喷淋段，烟气中的NOX与脱硝喷淋段的络合亚铁吸收剂反应，实现脱硝。脱硫喷淋段下降的部分吸收液经塔外脱硫循环管路循环输送至脱硫喷淋段，脱硝喷淋段下降的吸收液与脱硫喷淋段下降的部分吸收液在循环吸收池混合后经塔外脱硝循环管路循环输送至脱硝喷淋段。本发明工艺简单，吸收效率高，吸收剂可重复利用，副产物可以作为铵肥，脱硫率在97%以上，脱硝率在84%以上。

Description

一种烟气湿式联合脱硫脱硝方法
技术领域
本发明属于大气污染控制技术领域，涉及燃煤锅炉烟气排放的净化方法，具体指一种烟气湿式联合脱硫脱硝方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，我国对能源的需求大幅增加，其中煤炭占一次能源的构成比例高达70%。燃煤电厂是耗煤大户，燃煤排放的二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOX）是大气的主要污染物，对环境和人体健康具有极大的危害。因此，控制燃煤电厂SO2和NOX的排放，是目前我国大气污染控制领域最为紧迫的任务之一。
目前，工业化的脱硫脱硝技术采用的是单独脱硫工艺和单独脱硝工艺，为满足脱硫脱硝目的，需要建设两套装置，工艺复杂，投资成本大。为简化工艺，降低成本，烟气联合脱硫脱硝技术应运而生，成为当前的研究热点。
氨法脱硫技术是当前应用较广泛的湿法脱硫技术，其在脱硫的同时可副产硫酸铵化肥等有价值产品，且不产生任何的二次污染，属于绿色清洁的脱硫技术，但其脱硝能力并不高。对于脱硝技术，工业上应用较多的主要是SCR（选择性催化还原）和SCNR（选择性非催化还原）。其中SCR法脱硝效率高，但工艺复杂，催化剂昂贵且易失活；SNCR法工艺简单，装置运行成本低，但脱硝效率较低。络合亚铁具有吸收速率快，吸收容量大，价廉易得等特点，是目前最有应用前景的一钟湿法脱硝剂。
专利CN101053747中提出了一种先行氧化烟气中NO，再利用氨做吸收剂进行脱硫脱硝的工艺，需消耗大量双氧水、臭氧等氧化剂。同时上述工艺和装置脱硝时需消耗氨，成本较高。专利CN103432877中提出了一种超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法，工艺流程复杂，装置占地面积大，运行成本高。
发明内容
本发明目的是解决上述背景技术的不足，提出一种湿式联合脱硫脱硝的方法。
本发明所述烟气湿式联合脱硫脱硝的方法，其特征在于，烟气湿法联合脱硫脱硝系统中，脱硫和脱硝在同一吸收塔中进行，吸收塔由下部的脱硫喷淋段、上部的脱硝喷淋段，塔外脱硫循环管路、塔外脱硝循环管路和循环吸收池组成，具体的工艺流程为：
降温除尘后的含SO2和NOX的烟气首先进入脱硫喷淋段底部，与同进入脱硫喷淋段的NH3吸收液逆流接触吸收，实现脱硫。脱硫后的烟气向上进入脱硝喷淋段底部，与同进入脱硝喷淋段的络合亚铁吸收液逆流接触吸收，实现脱硝。脱硫喷淋段下降的部分吸收液经塔外脱硫循环管路循环输送至脱硫喷淋段，脱硝喷淋段下降的吸收液与脱硫喷淋段送来的部分吸收液在循环吸收池混合后经塔外脱硝循环管路循环输送至脱硝喷淋段。吸收后的烟气从吸收塔顶部排出，循环吸收池的过滤产物可以结晶回收作为铵肥。
一般地，本发明所述脱硝喷淋段的络合亚铁吸收液是乙二胺四乙酸（EDTA）亚铁、N-（2-羟乙基）乙二胺-N,N',N'-三乙酸（HEDTA）亚铁、氮川三乙酸（NTA）亚铁、二乙烯三胺五乙酸（DTPA）亚铁、柠檬酸亚铁中的一种或几种的混合物。
本发明所述湿式联合脱硫脱硝方法可分为两步，具体原理如下：
（1）脱硫喷淋段：采用氨做脱硫剂，与烟气中的SO2反应生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，反应化学方程式如下：
2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3
NH3 + H2O + SO2 = NH4HSO3
(NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2NH4HSO3
（2）脱硝喷淋段：烟气中NOX的95%是NO，常规碱液吸收法不能脱除NO，本发明采用络合亚铁吸收液吸收烟气中的NO，反应化学方程式如下：
Fe(Ⅱ)EDTA + NO = Fe(Ⅱ)EDTA(NO)
其中Fe(Ⅱ)EDTA易被氧化为Fe(Ⅲ)EDTA，而Fe(Ⅲ)EDTA不能络合NO，使吸收剂的吸收速率下降，因此需要将Fe(III)EDTA进行还原，而络合产物Fe(II)EDTA(NO)也要被还原生成Fe(II)EDTA后才可继续用于络合NO。氨吸收SO2 过程中产生的(NH4)2SO3 和NH4HSO3 具有一定的还原性，可将Fe(Ⅲ)EDTA和Fe(II)EDTA(NO)还原为Fe(Ⅱ)EDTA，从而使络合亚铁吸收液再生，不需要外加其它还原剂，且还原后循环吸收池的硫酸铵可以结晶回收。
本发明所述脱硫喷淋段的NH3吸收液pH为3.0-7.0，吸收液吸收温度为40-70℃。
本发明所述络合亚铁吸收液pH为5.0-7.5，吸收液吸收温度为35-55℃。
本发明所述脱硫喷淋段的吸收液体积和烟气体积之比为2-100:1。
本发明所述脱硝喷淋段的吸收液体积和烟气体积之比为1.5-50:1。
本发明所述脱硫喷淋段下降的吸收液进入脱硫循环管路和进入脱硝循环管路的体积比为5-20:1。
本发明工艺简单，吸收效率高，吸收剂可重复利用，副产物可以作为铵肥，脱硫率在97%以上，脱硝率在84%以上。
附图说明
图1为本发明实施例方法的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，降温除尘后的含SO2和NOX的烟气首先进入吸收塔下部的脱硫喷淋段，与脱硫喷淋段顶部喷出的雾状NH3吸收液逆流接触吸收，实现脱硫。脱硫后的烟气向上进入脱硝喷淋段底部，与脱硝喷淋段顶部喷出的雾状络合亚铁吸收液逆流接触吸收，实现脱硝。NH3吸收液和络合亚铁吸收液分别通过外部溶液储槽打入吸收塔脱硫喷淋段和脱硝喷淋段。脱硫喷淋段下降的部分吸收液经塔外脱硫循环管路循环输送至脱硫喷淋段，脱硝喷淋段下降的吸收液与脱硫喷淋段送来的部分吸收液在循环吸收池混合后经塔外脱硝循环管路循环输送至脱硝喷淋段。吸收后的烟气从吸收塔顶部排出，循环吸收池的过滤产物可以结晶回收作为铵肥。
实施例1
将温度为40℃的烟气通入吸收塔脱硫喷淋段的底部，烟气中SO2含量为1200-1500mg/Nm3，NOX含量为200-220 mg/Nm3。烟气与同进入脱硫喷淋段的温度为40℃的氨吸收液逆流接触，氨吸收液pH为3.0，采用雾化方式喷出，氨吸收液与烟气体积之比为2:1。烟气从脱硫喷淋段上部出来后进入吸收塔脱硝喷淋段的底部，与温度为35℃的Fe(II)EDTA吸收液逆流接触，Fe(II)EDTA吸收液pH为5.0，采用雾化方式喷出，吸收液体积和烟气体积之比为1.5:1。脱硫喷淋段下降的吸收液进入脱硫循环管路和进入脱硝循环管路的体积比为20:1。净化气从吸收塔顶部排出，采用红外光谱仪检测，整个装置脱硫率97.5%，脱硝率85%。
实施例2
将温度为50℃的烟气通入吸收塔脱硫喷淋段的底部，烟气中SO2含量为1600-1800mg/Nm3，NOX含量为200-220 mg/Nm3。烟气与同进入脱硫喷淋段的温度为50℃的氨吸收液逆流接触，氨吸收液pH为4.5，采用雾化方式喷出，氨吸收液与烟气体积之比为2:1。烟气从脱硫喷淋段上部出来后进入吸收塔脱硝喷淋段的底部，与温度为40℃的Fe(II)EDTA吸收液逆流接触，Fe(II)EDTA吸收液pH为6.0，采用雾化方式喷出，吸收液体积和烟气体积之比为1.5:1。脱硫喷淋段下降的吸收液进入脱硫循环管路和进入脱硝循环管路的体积比为20:1。净化气从吸收塔顶部排出，采用红外光谱仪检测，整个装置脱硫率98.2%，脱硝率83.6%。
实施例3
将温度为60℃的烟气通入吸收塔脱硫喷淋段的底部，烟气中SO2含量为1600-2000mg/Nm3，NOX含量为180-240 mg/Nm3。烟气与同进入脱硫喷淋段的温度为60℃的氨吸收液逆流接触，氨吸收液pH为4.5，采用雾化方式喷出，氨吸收液与烟气体积之比为20:1。烟气从脱硫喷淋段上部出来后进入吸收塔脱硝喷淋段的底部，与温度为55℃的Fe(II)EDTA吸收液逆流接触，Fe(II)EDTA吸收液pH为6.0，采用雾化方式喷出，吸收液体积和烟气体积之比为30:1。脱硫喷淋段下降的吸收液进入脱硫循环管路和进入脱硝循环管路的体积比为10:1。净化气从吸收塔顶部排出，采用红外光谱仪检测，整个装置脱硫率99.3%，脱硝率90.5%。
实施例4
将温度为70℃的烟气通入吸收塔脱硫喷淋段的底部，烟气中SO2含量为1400-1800mg/Nm3，NOX含量为160-200 mg/Nm3。烟气与同进入脱硫喷淋段的温度为70℃的氨吸收液逆流接触，氨吸收液pH为6，采用雾化方式喷出，氨吸收液与烟气体积之比为20:1。烟气从脱硫喷淋段上部出来后进入吸收塔脱硝喷淋段的底部，与温度为55℃的Fe(II)EDTA吸收液逆流接触，Fe(II)EDTA吸收液pH为6.5，采用雾化方式喷出，吸收液体积和烟气体积之比为30:1。脱硫喷淋段下降的吸收液进入脱硫循环管路和进入脱硝循环管路的体积比为10:1。净化气从吸收塔顶部排出，采用红外光谱仪检测，整个装置脱硫率97.8%，脱硝率91.7%。

Claims (7)

1.一种烟气湿式联合脱硫脱硝方法，其特征在于，烟气湿式联合脱硫脱硝系统中，脱硫和脱硝在同一吸收塔中进行，吸收塔包括下部的脱硫喷淋段、上部的脱硝喷淋段，塔外脱硫循环管路、塔外脱硝循环管路和循环吸收池，具体的方法步骤为：降温除尘后的含SO2和NOX的烟气首先进入脱硫喷淋段底部，与同进入脱硫喷淋段的NH3吸收液逆流接触吸收，实现脱硫；脱硫后的烟气向上进入脱硝喷淋段底部，与同进入脱硝喷淋段的络合亚铁吸收液逆流接触吸收，实现脱硝；脱硫喷淋段下降的部分吸收液经塔外脱硫循环管路循环输送至脱硫喷淋段，脱硝喷淋段下降的吸收液与脱硫喷淋段送来的部分吸收液在循环吸收池中混合后经塔外脱硝循环管路循环输送至脱硝喷淋段，吸收后的烟气从吸收塔顶部排出，循环吸收池的过滤产物结晶回收作为铵肥。
2.如权利要求1所述的烟气湿式联合脱硫脱硝方法，其特征在于：脱硝喷淋段的络合亚铁吸收液是乙二胺四乙酸（EDTA）亚铁、N-（2-羟乙基）乙二胺-N,N',N'-三乙酸（HEDTA）亚铁、氮川三乙酸（NTA）亚铁、二乙烯三胺五乙酸（DTPA）亚铁、柠檬酸亚铁中的一种或几种的混合物。
3.如权利要求1所述的烟气湿式联合脱硫脱硝方法，其特征在于：脱硫喷淋段的NH3吸收液pH为3.0-7.0，吸收液吸收温度为40-70℃。
4.如权利要求1或3所述的烟气湿式联合脱硫脱硝方法，其特征在于：脱硫喷淋段的吸收液体积和烟气体积之比为2-100:1。
5.如权利要求1或2所述的烟气湿式联合脱硫脱硝方法，其特征在于：所述络合亚铁吸收液pH为5.0-7.5，吸收液吸收温度为35-55℃。
6.如权利要求1或2所述的烟气湿式联合脱硫脱硝方法，其特征在于：脱硝喷淋段的吸收液体积和烟气体积之比为1.5-50:1。
7.如权利要求1或3所述的烟气湿式联合脱硫脱硝方法，其特征在于：脱硫喷淋段下降的吸收液进入脱硫循环管路和进入脱硝循环管路的体积比为5-20:1。
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