CN108211754A - 一种烟气污染物吸收剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的烟气污染物吸收剂包括独立分装的A组分和B组分;以烟气污染物吸收剂的总质量为100%计,所述A组分包括以下质量含量的组分:强氧化剂10~50%,增效剂1~10%,稳定剂1~10%;所述B组分包括以下质量含量的组分:中性氧化剂20~60%,缓蚀剂5~15%,碱1~5%。实验结果表明,本发明提供的烟气污染物吸收剂用于处理烟气总量为10.0万m3/h的陶瓷厂两条辊道窑的烟气时,SO2、NOx、重金属、氟化氢、氯化氢去除率分别为98%以上、70%以上、90%以上、90%以上和90%以上;药剂消耗量低至1.1吨/天;且工程运行1年未见设备管道腐蚀,也未出现喷头管道堵塞问题。
Description
技术领域
本发明涉及大气污染控制技术领域,特别涉及一种烟气污染物吸收剂及其应用。
背景技术
近年来,我国大气污染形势日渐严峻,京津冀、长三角、珠三角等经济发达地区的灰霾和光化学烟雾污染事件频繁,已严重影响人们群众生产生活,并对我国的国际形象造成严重的负面影响。研究表明导致上述污染事件频发的元凶是大气中的PM2.5和O3,而它们少部分来自于工业生产的一次排放物,大部分来自于排放烟气中颗粒物、SO2、NOx等污染物的二次合成。因此,为了有效控制灰霾和光化学烟雾污染,开展工业烟气中颗粒物、SO2、NOx等污染物的高效去除非常迫切和必要。
针对工业生产排放烟气中颗粒物、SO2、NOx等污染物的控制,国内已开展了广泛研究。其中针对SO2的去除,目前国内工业企业普遍采用湿法脱硫技术,如石灰石-石膏法、双碱法、简易湿法等,上述技术运行工艺简单、投资成本低,对SO2具有很好的去除效果,去除率可≥95%,同时上述技术对颗粒物、HCl、HF、重金属等污染物也具有一定的去除效果。但是湿法脱硫技术对NOx几乎没有去除作用,因此如能在现有湿法脱硫技术基础上,通过改进研发,使其具有较好的NOx去除能力,同时大幅提升对HCl、HF、重金属等污染物的去除,则技术将具有广阔的应用前景,同时技术应用将有效的提升我国对工业烟气污染物排放控制,遏制并治理我国大气污染,推动蓝天保卫战的成功。
目前国内已开展了基于湿法脱硫技术的烟气多污染物协同控制技术的研发。专利CN 201410242627.8公开了一种有机吸收剂法烟气脱硫脱硝脱汞系统,以水和含有亚硫酰基(>S=O)官能团的有机化合物为吸收剂,通过建立吸收塔、进出烟管、吸收系统、除雾系统、氧化中和系统、液体除尘系统、液液分离系统、事故预防系统等系统实现SO2、NOx、汞等的去除,但该技术工艺复杂、占地面积大、投资成本高,且对颗粒物、HF、HCl等的去除作用有限。专利CN 201510504805.4公开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,以尿素5%、氨水或碳酸氢铵5%、过硫酸铵0.5~2%为吸收剂,实现对SO2、NOx、汞等的去除,但该工艺存在氨逃逸等二次污染风险,过硫酸铵氧化剂存在对设备管道腐蚀问题,增加循环电解池使得系统电耗增加,运行成本和控制难度增加。专利CN 201110236670.X公开了一种陶瓷烟气多污染物协同净化复合吸收剂及制备方法和应用,以氢氧化钠、氧化型添加剂或络合型添加剂为吸收剂,其中氧化型添加剂为亚氯酸钠、次氯酸钠、次氯酸钙、双氧水和过硫酸钾中的一种以上,络合型添加剂为EDTA亚铁络合物和NTA亚铁络合物中的一种以上。通过上述吸收剂的使用SO2、NOx、汞等的去除,但是上述工艺一方面由于烟气中污染物种类多,添加剂使用量大,导致运行成本高;另一方面氧化型添加剂对设备、管道腐蚀严重,使得管道、设备维修频繁,造成安全隐患;如果使用络合型添加剂,由于该类型添加剂中的亚铁容易被氧化成三价铁而失效,导致成本增加,污染物去除效率降低。此外,上述氧化型添加剂的存储和使用困难,易造成安全隐患。专利CN 201410033812.6公开了一种烟气同时脱硫脱硝脱VOCs吸收剂及其制备和应用,以铵盐5~10%、表面活性剂0.01~0.50%、络合剂1‰~2%和水为吸收剂,实现包括SO2、NOx、VOCs在内的污染物去除,但该技术中使用的络合剂容易失效,使得药剂使用量和运行成本增加,同时该技术对NOx去除效率较低,且对重金属几乎没有去除作用。
可见,现有研发技术普遍存在对烟气多种污染物去除效率不高、药剂消耗量大、对设备腐蚀严重等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟气污染物吸收剂。本发明提供的烟气污染物吸收剂能实现烟气中多种污染物同时高效去除,降低了药剂消耗量,且有效避免了氧化剂对管道、设备的腐蚀。
本发明提供了一种烟气污染物吸收剂,包括独立分装的A组分和B组分;
以烟气污染物吸收剂的总质量为100%计,所述A组分包括以下质量含量的组分:
强氧化剂 10~50%
增效剂 1~10%
稳定剂 1~10%;
所述B组分包括以下质量含量的组分:
中性氧化剂 20~60%
缓蚀剂 5~15%
碱 1~5%。
优选的,所述强氧化剂包括高氯酸钠、氯酸钠、亚氯酸钠和亚氯酸钾中的一种或多种。
优选的,所述增效剂包括氯化钠、氯化钾、次氯酸钠和次氯酸钙中的一种或多种。
优选的,所述稳定剂包括乙酸钠、柠檬酸钠和甘氨酸中的一种或多种。
优选的,所述中性氧化剂包括过硫酸钾、过硫酸钠和硫代硫酸钠中的一种或多种。
优选的,所述缓蚀剂包括羟基乙叉二膦酸二钠和/或乙二胺四乙酸二钠。
本发明还提供了上述技术方案所述烟气污染物吸收剂在烟气污染物净化中的应用,包括以下步骤:
(1)将A组分和B组分与水混合,得到吸收剂溶液;
(2)将所述步骤(1)得到的吸收剂溶液泵送入循环水中,得到吸收剂使用液;
(3)将所述步骤(2)得到的吸收剂使用液泵送入烟气吸收塔上部,从上喷淋而下,在烟气吸收塔中与烟气污染物接触反应后排出。
优选的,所述步骤(1)中吸收剂溶液中烟气污染物吸收剂的质量浓度为 50~80%。
优选的,所述步骤(2)中吸收剂使用液中烟气污染物吸收剂的质量浓度为1~10%。
优选的,所述步骤(3)中吸收剂使用液与烟气污染物的体积比为(3~10) L:1m3。
本发明提供了一种烟气污染物吸收剂,包括独立分装的A组分和B组分;以烟气污染物吸收剂的总质量为100%计,所述A组分包括以下质量含量的组分:强氧化剂10~50%,增效剂1~10%,稳定剂1~10%;所述B组分包括以下质量含量的组分:中性氧化剂20~60%,缓蚀剂5~15%,碱1~5%。实验结果表明,本发明提供的烟气污染物吸收剂用于处理烟气总量为10.0万m3/h的陶瓷厂两条辊道窑的烟气时,SO2、NOx、重金属、氟化氢、氯化氢去除率分别为98%以上、70%以上、90%以上、90%以上和90%以上;药剂消耗量低至 1.1吨/天;且工程运行1年未见设备管道腐蚀,也未出现喷头管道堵塞问题。
此外,本发明提供的烟气污染物吸收剂原料来源广泛,药剂存储方便,成本低廉。
附图说明
图1为本发明实施例1~4中净化烟气污染物工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种烟气污染物吸收剂,包括独立分装的A组分和B组分;
以烟气污染物吸收剂的总质量为100%计,所述A组分包括以下质量含量的组分:
强氧化剂 10~50%
增效剂 1~10%
稳定剂 1~10%;
所述B组分包括以下质量含量的组分:
中性氧化剂 20~60%
缓蚀剂 5~15%
碱 1~5%。
本发明对所述烟气污染物吸收剂中各组分的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品即可,以下不再赘述。
本发明提供的烟气污染物吸收剂包括独立分装的A组分和B组分,以烟气污染物吸收剂的总质量为100%计,所述A组分包括强氧化剂10~50%,优选为20~40%,更优选为25~35%。在本发明中,所述强氧化剂优选包括高氯酸钠、氯酸钠、亚氯酸钠和亚氯酸钾中的一种或多种。在本发明中,当所述强氧化剂包括多种的混合物时,本发明对所述强氧化剂中各组分的比例没有特殊的限定,以任意比例混合均可。在本发明中,所述强氧化剂将烟气中难溶于水的NO和重金属等分别氧化成易溶于水的NO2和重金属离子。
本发明提供的烟气污染物吸收剂包括独立分装的A组分和B组分,以烟气污染物吸收剂的总质量为100%计,所述A组分包括增效剂1~10%,优选为2~9%,更优选为4~7%。在本发明中,所述增效剂优选包括氯化钠、氯化钾、次氯酸钠和次氯酸钙中的一种或多种。在本发明中,当所述增效剂包括多种的混合物时,本发明对所述增效剂中各组分的比例没有特殊的限定,以任意比例混合均可。本发明中,所述增效剂提供氯离子,在有氯离子存在条件下,强氧化剂可以和氯离子反应生成氧化性很强的Cl2、ClO2,同时发挥气相和液相氧化作用,增加污染物去除效果。
本发明提供的烟气污染物吸收剂包括独立分装的A组分和B组分,以烟气污染物吸收剂的总质量为100%计,所述A组分包括稳定剂1~10%,优选为2~8%,更优选为4~6%。在本发明中,所述稳定剂优选包括乙酸钠、柠檬酸钠和甘氨酸中的一种或多种。在本发明中,当所述稳定剂包括多种的混合物时,本发明对所述稳定剂中各组分的比例没有特殊的限定,以任意比例混合均可。在本发明中,所述稳定剂维持吸收液pH值在一定范围,以发挥吸收剂的最佳污染物去除作用。
在本发明中,所述增效剂和稳定剂协同作用,实现在高效去除烟气污染物的同时,降低了药剂消耗量,使得系统运行成本显著降低。
本发明提供的烟气污染物吸收剂包括独立分装的A组分和B组分,以烟气污染物吸收剂的总质量为100%计,所述B组分包括中性氧化剂20~60%,优选为30~50%,更优选为35~45%。在本发明中,所述中性氧化剂优选包括过硫酸钾、过硫酸钠和硫代硫酸钠中的一种或多种。在本发明中,当所述中性氧化剂包括多种的混合物时,本发明对所述中性氧化剂中各组分的比例没有特殊的限定,以任意比例混合均可。在本发明中,所述中性氧化剂将烟气中难溶于水的NO和重金属等氧化成易溶于水的NO2和重金属离子,且对烟气中SO2具有很好的吸收去除作用。
本发明提供的烟气污染物吸收剂包括独立分装的A组分和B组分,以烟气污染物吸收剂的总质量为100%计,所述B组分包括缓蚀剂5~15%,优选为 8~12%,更优选为10%。在本发明中,所述缓蚀剂优选包括羟基乙叉二膦酸二钠和/或乙二胺四乙酸二钠。在本发明中,所述缓蚀剂保护吸收设备管道,以免其被氧化剂腐蚀,延长管道设备使用寿命。
本发明提供的烟气污染物吸收剂包括独立分装的A组分和B组分,以烟气污染物吸收剂的总质量为100%计,所述B组分包括碱1~5%,优选为2~4%,更优选为3%。本发明对所述碱的种类没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的烟气吸收用碱即可。在本发明中,所述碱优选为无机碱,更优选为碱金属或碱土金属的氢氧化物,最优选包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙的一种或多种。在本发明中,所述碱能够调节吸收液的pH值,同时吸收去除烟气中的SO2和酸性气体。
在本发明中,所述A组分和B组分独立分装避免了A组分中的强氧化剂和B组分中的中性氧化剂缓慢反应导致的失效,二者在使用时在溶液中混合,会相互促进,增加氧化效果;并且氧化剂与缓蚀剂配合使用可以延缓腐蚀,显著降低设备的腐蚀速率。
本发明对上述技术方案所述烟气污染物吸收剂的制备的操作没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。本发明优选分别将A和B组分中的各组分混合,得到独立分装的A组分和B组分。
本发明还提供了上述技术方案所述烟气污染物吸收剂在烟气污染物净化中的应用,包括以下步骤:
(1)将A组分和B组分与水混合,得到吸收剂溶液;
(2)将所述步骤(1)得到的吸收剂溶液泵送入循环水中,得到吸收剂使用液;
(3)将所述步骤(2)得到的吸收剂使用液泵送入烟气吸收塔上部,从上喷淋而下,在烟气吸收塔中与烟气污染物接触反应后排出。
本发明将A组分和B组分与水混合,得到吸收剂溶液。本发明优选将A 组分与水混合,然后与B组分混合;或者将B组分与水混合,然后与A组分混合;或者将A组分与B组分分别与部分水混合后再全部混合,得到吸收剂溶液。在本发明中,所述A组分和B组分分别与水混合能够避免同时溶解放热量太大沸腾,导致液体飞溅伤人。
本发明对所述A组分和B组分与水混合的操作没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的搅拌混合即可。在本发明中,所述吸收剂溶液中烟气污染物吸收剂的质量浓度优选为50~80%,更优选为60~70%,最优选为65%。
得到吸收剂溶液后,本发明将所述吸收剂溶液泵送入循环水中,得到吸收剂使用液。本发明对所述吸收剂溶液泵送的操作没有特殊的限定,能够使吸收剂溶液进入循环水系统即可。在本发明中,所述吸收剂使用液中烟气污染物吸收剂的质量浓度优选为1~10%,更优选为2~9%,最优选为4~6%。
在本发明中,所述吸收剂使用液的分步配制使溶液更均匀,而且可根据使用情况,定时补充药剂,不会造成浪费。
得到吸收剂使用液后,本发明将所述吸收剂使用液泵送入烟气吸收塔上部,从上喷淋而下,在烟气吸收塔中与烟气污染物接触反应后排出。本发明对所述吸收剂使用液泵送的操作没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的泵送循环水的操作即可。在本发明中,所述吸收剂使用液与烟气污染物的体积比优选为(3~10)L:1m3,更优选为(5~8)L:1m3。本发明对所述吸收剂使用液和烟气污染物的流量和流速没有特殊的限定,能够保证二者的体积比在上述范围内即可。
在本发明中,如图1所示,所述吸收剂使用液由循环水泵送入烟气吸收塔上部,从上喷淋而下,烟气由烟气吸收塔底部高速旋流向上通过吸收塔,与从顶部喷淋而下的吸收剂使用液在塔中充分接触反应,烟气中的粉尘、重金属首先被吸收剂洗涤进溶液中,随后溶液中的重金属被氧化剂氧化成高价离子,最终与溶液中的硫酸根和氢氧根离子反应生成硫酸盐沉淀或氢氧化物沉淀(以氢氧化物沉淀为主)去除;氟化物、氯化物、SO2等酸性气体首先通过气液接触扩散溶解进吸收剂中,随后SO2与吸收剂中的碱和中性氧化剂反应,最终氧化生成SO4 2-去除,而溶解的氟化物、氯化物主要以离子形式存在,其中氟化物还可与Ca2+反应生成氟化钙沉淀去除;对于NOx(主要是NO,还有少量的NO2)的去除,其机理比较复杂,首先是NO扩散溶解进吸收液中,随后溶解的NO与吸收液中的强氧化剂、中性氧化剂反应,生成溶解性更大的NO2,最终氧化生成亚硝酸盐、硝酸盐。
在本发明中,所述净化之后的烟气随后经烟囱达标排放;吸收剂使用液从吸收塔流出,进入循环沉淀池,沉淀粉尘等固体沉渣,上层清液循环使用。
本发明优选随着吸收剂的消耗,定时补充新鲜的吸收剂。在本发明中,所述吸收剂的补加时间优选根据污染物去除效率判断,本发明优选在NOx去除效率低于65%时,补充药剂。本发明对所述补充的药剂的量没有特殊的限定,根据上层清液中的吸收剂浓度进行调整即可。
本发明提供的烟气污染物吸收剂原料来源广泛,价格低廉,运输、存储、制备和使用简单且安全,生产成本低。同时采用独特的两元化包装,存储、使用更加安全、便捷;能在一套设备中实现烟气中多种污染物同时高效去除,且能在高效去除烟气污染物的同时,降低药剂消耗量,使得系统运行成本显著降低;有效避免了氧化剂对管道、设备的腐蚀,保证了工艺系统的连续稳定运行,降低了管道设备的维修保养费用;应用范围广泛,适应性强,可广泛应用于我国工业炉窑、工业锅炉、电厂锅炉等的烟气治理,特别适合于已安装湿法脱硫系统的企业,仅需对吸收液循环系统进行升级改造就使其具有多污染物协同控制功能,具有污染物去除效率高、工艺设备简单、投资和运行成本低、系统易控制管理等优点。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的烟气污染物吸收剂及其应用进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1~4中的处理条件如下:
某陶瓷厂两条辊道窑烟气总量为10.0万m3/h,测得净化前烟气中SO2浓度为325mg/m3,NOX浓度为210mg/m3,氟化物(以HF计)浓度为15mg/m3,氯化物(以HCl计)浓度为38mg/m3,铅浓度为0.3mg/m3,镉浓度为0.2mg/m3,镍浓度为1.4mg/m3。
吸收塔采用已有专利技术所制备的高效吸收塔:塔高15m,塔直径为5m,气体停留时间>4s。
净化烟气污染物工艺流程如图1所示:烟气由高效吸收塔底部高速旋流进入高效吸收塔;配制好的烟气多污染物协同高效净化两元复合吸收剂由加药泵加入循环沉淀池,随后由循环泵输送至高效吸收塔上部,从上喷淋而下;吸收剂和烟气在吸收塔中逆流接触反应,烟气中的粉尘被吸收剂洗涤去除; SO2、NOX等被吸收剂吸收最终生成硫酸盐、硝酸盐等去除;HF、HCl等被吸收剂吸收最终于碱反应生成可溶性盐去除;Pb、Cd、Ni等重金属被吸收剂捕获,被氧化剂氧化成金属离子,随后生成氢氧化物沉淀去除;最后净化之后的烟气经除雾器除雾后由烟囱达标排放。吸收剂在吸收反应之后由吸收塔输出,进入循环沉淀池,粉尘等固体沉渣沉到池底,定期清理作为固废填埋;上层吸收剂与新鲜复合吸收剂混合之后回用。
实施例1:
组分:
烟气污染物吸收剂中各组分含量按占复合吸收剂总质量的百分比计:
A组分:30%的亚氯酸钠、7%的次氯酸钠、5%的甘氨酸;
B组分:45%的过硫酸钠、10%的羟基乙叉二膦酸二钠、3%的氢氧化钠;
制备:
将A和B组分分别混合均匀,然后分别袋装,得到烟气污染物吸收剂。
应用:
将1份B袋药剂溶于水中,随后将1份A袋药剂缓慢溶于B溶液中,搅拌,配制成质量浓度为60%的吸收剂溶液,随后将吸收剂溶液配制成质量浓度为5%的吸收剂使用液,随后将吸收剂使用液泵入循环水池用于烟气污染物吸收。
净化结果:
SO2浓度3.5mg/m3,平均去除率98.9%;
NOx浓度42mg/m3,平均去除率80%;
氟化物浓度0.7mg/m3,平均去除率95.3%;
氯化物浓度1.2mg/m3,平均去除率96.8%;
铅浓度0.002mg/m3,平均去除率99.3%;
镉浓度为0.001mg/m3,平均去除率99.5%;
镍浓度0.03mg/m3,平均去除率97.9%。
正常运行液气比8:1,两元复合吸收剂消耗量为1.5吨/d。
实施例2:
组分:
烟气污染物吸收剂中各组分含量按占复合吸收剂总质量的百分比计:
A组分:10%的亚氯酸钾、10%的次氯酸钙、10%的柠檬酸钠;
B组分:60%的过硫酸钾、5%的乙二胺四乙酸二钠、5%的氢氧化钾;
制备:
将A和B组分分别混合均匀,然后分别袋装,得到烟气污染物吸收剂。
应用:
将1份B袋药剂溶于水中,随后将1份A袋药剂缓慢溶于B溶液中,搅拌,配制成质量浓度为80%的吸收剂溶液,随后将吸收剂溶液配制成质量浓度为10%的吸收剂使用液,随后将吸收剂使用液泵入循环水池用于烟气污染物吸收。
净化结果:
SO2浓度3.1mg/m3,平均去除率99.1%;
NOx浓度54mg/m3,平均去除率74.3%;
氟化物浓度0.4mg/m3,平均去除率97.3%;
氯化物浓度1.5mg/m3,平均去除率96.1%;
铅浓度0.005mg/m3,平均去除率98.3%;
镉浓度为0.001mg/m3,平均去除率99.5%;
镍浓度0.07mg/m3,平均去除率95.0%。
正常运行液气比10:1,两元复合吸收剂消耗量为1.3吨/d。
实施例3:
组分:
烟气污染物吸收剂中各组分含量按占复合吸收剂总质量的百分比计:
A组分:50%的氯酸钠、1%的氯化钾、1%的乙酸钠;
B组分:35%的硫代硫酸钠、8%的乙二胺四乙酸二钠、5%的氢氧化钙;
制备:
将A和B组分分别混合均匀,然后分别袋装,得到烟气污染物吸收剂。
应用:
将1份B袋药剂溶于水中,随后将1份A袋药剂缓慢溶于B溶液中,搅拌,配制成质量浓度为50%的吸收剂溶液,随后将吸收剂溶液配制成质量浓度为10%的吸收剂使用液,随后将吸收剂使用液泵入循环水池用于烟气污染物吸收。
净化结果:
SO2浓度6mg/m3,平均去除率98.2%;
NOx浓度61mg/m3,平均去除率71%;
氟化物浓度0.5mg/m3,平均去除率96.7%;
氯化物浓度0.9mg/m3,平均去除率97.6%;
铅浓度为0.02mg/m3,平均去除率93.4%;
镉浓度为0.005mg/m3,平均去除率97.5%;
镍浓度0.05mg/m3,平均去除率96.4%。
正常运行液气比5:1,两元复合吸收剂消耗量为1.7吨/d。
实施例4:
组分:
烟气污染物吸收剂中各组分含量按占复合吸收剂总质量的百分比计:
A组分:50%的高氯酸钠、1%的氯化钠、10%的甘氨酸;
B组分:20%的硫代硫酸钠、15%的羟基乙叉二膦酸二钠、4%的氢氧化钠;
制备:
将A和B组分分别混合均匀,然后分别袋装,得到烟气污染物吸收剂。
应用:
将1份B袋药剂溶于水中,随后将1份A袋药剂缓慢溶于B溶液中,搅拌,配制成质量浓度为60%的吸收剂溶液,随后将吸收剂溶液配制成质量浓度为1%的吸收剂使用液,随后将吸收剂使用液泵入循环水池用于烟气污染物吸收。
净化结果:
SO2浓度6.4mg/m3,平均去除率98.1%;
NOx浓度62mg/m3,平均去除率70.5%;
氟化物浓度1.4mg/m3,平均去除率90.7%;
氯化物浓度2.2mg/m3,平均去除率94.2%;
铅浓度0.03mg/m3,平均去除率90%;
镉浓度为0.017mg/m3,平均去除率91.5%;
镍浓度0.09mg/m3,平均去除率93.6%。
正常运行液气比3:1,两元复合吸收剂消耗量为1.5吨/d。
实施例1~4的结果表明,本发明中的烟气污染物吸收剂对污染物SO2、 NOx、氟化物、氯化物、重金属铅、镉、镍等均具有很好的去除效果,且工程运行1年未见设备管道腐蚀,也未出现喷头管道堵塞问题。
实施例5:
某35t/h燃煤锅炉烟气总量为6.0万m3/h,测得净化前烟气中SO2平均浓度为675mg/m3;NOX平均浓度为450mg/m3;氟化物平均浓度为22mg/m3;氯化物平均浓度为47mg/m3;重金属铅平均浓度为1.2mg/m3。
吸收塔采用已有专利技术所制备的高效吸收塔:塔高15m,塔直径为3m,气体停留时间>4s,液气比8:1。
烟气污染物吸收剂组成:
各组分含量按占复合吸收剂总质量的百分比计,
A组分:35%的亚氯酸钠、5%的次氯酸钠、5%的甘氨酸;
B组分:45%的过硫酸钠、5%的羟基乙叉二膦酸二钠、5%的氢氧化钠。
制备:
将A和B组分分别混合均匀,然后分别袋装,得到烟气污染物吸收剂。
应用:
将1份B袋药剂溶于水中,随后将1份A袋药剂缓慢溶于B溶液中,搅拌,配制成质量浓度为60%的吸收剂溶液,随后将吸收剂溶液配制成质量浓度为5%的吸收剂使用液,随后将吸收剂使用液泵入循环水池用于烟气污染物吸收。
净化烟气污染物工艺流程如图1所示:烟气由高效吸收塔底部高速旋流进入高效吸收塔;配制好的烟气多污染物协同高效净化两元复合吸收剂由加药泵加入循环沉淀池,随后由循环泵输送至高效吸收塔上部,从上喷淋而下;吸收剂和烟气在吸收塔中逆流接触反应,烟气中的粉尘被吸收剂洗涤去除; SO2、NOX等被吸收剂吸收最终生成硫酸盐、硝酸盐等去除;HF、HCl等被吸收剂吸收最终于碱反应生成可溶性盐去除;Pb等重金属被吸收剂捕获,被氧化剂氧化成金属离子,随后生成氢氧化物沉淀去除;最后净化之后的烟气经除雾器除雾后由烟囱达标排放。吸收剂在吸收反应之后由吸收塔输出,进入循环沉淀池,粉尘等固体沉渣沉到池底,定期清理作为固废填埋;上层吸收剂与新鲜复合吸收剂混合之后回用。
净化效果:
SO2浓度11.4mg/m3,平均去除率98.3%;
NOx浓度83mg/m3,平均去除率81.6%;
氟化物浓度1.1mg/m3,平均去除率95%;
氯化物浓度2.3mg/m3,平均去除率95.1%;
铅浓度0.07mg/m3,平均去除率94.2%。
正常运行两元复合吸收剂消耗量为1.1吨/d。
工程运行1年未见设备管道腐蚀,也未出现喷头管道堵塞问题。
对比例1:(湿法脱硫工艺)
某陶瓷厂两条辊道窑烟气总量为10.0万m3/h,测得净化前烟气中SO2浓度为325mg/m3,NOX浓度为210mg/m3,氟化物(以HF计)浓度为15mg/m3,氯化物(以HCl计)浓度为38mg/m3,铅浓度为0.3mg/m3,镉浓度为0.2mg/m3,镍浓度为1.4mg/m3。
吸收塔采用已有专利技术所制备的高效吸收塔:塔高15m,塔直径为5m,气体停留时间>4s,液气比8:1。工艺流程与实施例1相同。
吸收剂为实际工程中常用的石灰石溶液,其中石灰石含量20%,剩余为水。使用过程中控制吸收剂pH为5~6。
采用本对比例所述技术方案后测得吸收塔之后烟气中SO2平均浓度 20mg/m3;NOx平均浓度为203mg/m3;氟化物(以HF计)浓度为6.2mg/m3,氯化物(以HCl计)浓度为12.3mg/m3,铅浓度为0.18mg/m3,镉浓度为0.11 mg/m3,镍浓度为0.6mg/m3。
计算得到SO2平均去除率94.8%,NOX平均去除率3.3%,氟化物(以HF 计)平均去除率58.7%,氯化物(以HCl计)平均去除率67.6%,铅、镉、镍平均去除率分别为40%、45%、57.1%。
此外,正常运行碱吸收剂消耗量为4.1吨/d。
可见现有湿法脱硫工艺除对SO2具有很高去除率外,对NOx几乎没有去除作用,且对重金属的去除能力也明显低于本发明,且药剂消耗量明显高于本发明。
由于使用石灰石作为脱硫剂,工程运行过程中经常出现喷头管道堵塞问题,需经常清洗更换。
对比例2:(同时脱硫脱硝工艺)
某陶瓷厂两条辊道窑烟气总量为10.0万m3/h,测得净化前烟气中SO2浓度为325mg/m3,NOX浓度为210mg/m3,氟化物(以HF计)浓度为15mg/m3,氯化物(以HCl计)浓度为38mg/m3,铅浓度为0.3mg/m3,镉浓度为0.2mg/m3,镍浓度为1.4mg/m3。
吸收塔采用已有专利技术所制备的高效吸收塔:塔高15m,塔直径为5m,气体停留时间>4s,液气比8:1。工艺流程与实施例1相同。
吸收剂为石灰石-高锰酸钾(KMnO4)溶液,其中石灰石含量20%,KMnO4浓度为5%,剩余为水。使用过程中控制吸收剂pH为5~6。
采用本对比例所述技术方案后测得吸收塔之后烟气中SO2平均浓度 6.8mg/m3;NOx平均浓度为103mg/m3;氟化物(以HF计)浓度为3.3mg/m3,氯化物(以HCl计)浓度为4.4mg/m3,铅浓度为0.08mg/m3,镉浓度为0.09 mg/m3,镍浓度为0.17mg/m3。
计算得到SO2平均去除率98%,NOX平均去除率51%,氟化物(以HF 计)平均去除率78%,氯化物(以HCl计)平均去除率88.4%,铅、镉、镍平均去除率分别为73.3%、55%、87.9%。
此外,正常运行吸收剂消耗量为3.5吨/d。可见现有同时脱硫脱硝工艺除对SO2具有很高去除率外,对NOx、重金属的去除能力明显低于本发明,且药剂消耗量明显高于本发明。
由于使用石灰石、高锰酸钾作为脱硫剂,工程运行过程中出现管道腐蚀、吸收塔焊缝处腐蚀及喷头管道堵塞问题,需定期修理、清洗和更换。
对比例3:(湿法脱硫工艺)
某35t/h燃煤锅炉烟气总量为6.0万m3/h,测得净化前烟气中SO2平均浓度为675mg/m3;NOX平均浓度为450mg/m3;氟化物平均浓度为22mg/m3;氯化物平均浓度为47mg/m3;重金属铅平均浓度为1.2mg/m3。
吸收塔采用已有专利技术所制备的高效吸收塔:塔高15m,塔直径为3m,气体停留时间>4s,液气比8:1。工艺流程与实施例5相同。
吸收剂为实际工程中常用的石灰石溶液,其中石灰石含量20%,剩余为水。使用过程中控制吸收剂pH为5~6。
采用本对比例所述技术方案后测得吸收塔之后烟气中SO2平均浓度 47mg/m3;NOx平均浓度为438mg/m3;氟化物(以HF计)浓度为5.3mg/m3,氯化物(以HCl计)浓度为10.4mg/m3,铅浓度为0.46mg/m3。计算得到SO2平均去除率93%,NOX平均去除率3.7%,氟化物(以HF计)平均去除率75.9%,氯化物(以HCl计)平均去除率77.9%,铅平均去除率为61.7%。
此外,正常运行碱吸收剂消耗量为3.2吨/d。
可见现有工艺除对SO2具有很高去除率外,对NOx几乎没有去除作用,同时对氟化物、氯化物、重金属的去除能力也显著低于本发明,且药剂消耗量明显高于本发明。
由于使用石灰石作为脱硫剂,工程运行过程中经常出现喷头管道堵塞问题,需经常清洗更换。
对比例4:(同时脱硫脱硝工艺)
某35t/h燃煤锅炉烟气总量为6.0万m3/h,测得净化前烟气中SO2平均浓度为675mg/m3;NOX平均浓度为450mg/m3;氟化物平均浓度为22mg/m3;氯化物平均浓度为47mg/m3;重金属铅平均浓度为1.2mg/m3。
吸收塔采用已有专利技术所制备的高效吸收塔:塔高15m,塔直径为3m,气体停留时间>4s,液气比8:1。工艺流程与实施例5相同。
吸收剂为石灰石-高锰酸钾(KMnO4)溶液,其中石灰石含量20%,KMnO4浓度为5%,剩余为水。使用过程中控制吸收剂pH为5~6。
采用本对比例所述技术方案后测得吸收塔之后烟气中SO2平均浓度 23mg/m3;NOx平均浓度为216mg/m3;氟化物(以HF计)浓度为2.3mg/m3,氯化物(以HCl计)浓度为5.4mg/m3,铅浓度为0.15mg/m3。
计算得到SO2平均去除率96.6%,NOX平均去除率52%,氟化物(以HF 计)平均去除率89.5%,氯化物(以HCl计)平均去除率88.5%,铅平均去除率为87.5%。
此外,正常运行吸收剂消耗量为3.0吨/d。
可见现有工艺除对SO2具有很高去除率外,对NOx、氟化物、氯化物、重金属的去除能力显著低于本发明,且药剂消耗量明显高于本发明。
由于使用石灰石、高锰酸钾作为脱硫剂,工程运行过程中出现管道腐蚀、吸收塔焊缝处腐蚀及喷头管道堵塞问题,需定期修理、清洗和更换。
由以上对比例和实施例可以看出,本发明提供的烟气污染物吸收剂。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种烟气污染物吸收剂,包括独立分装的A组分和B组分;
以烟气污染物吸收剂的总质量为100%计,所述A组分包括以下质量含量的组分:
强氧化剂 10~50%
增效剂 1~10%
稳定剂 1~10%;
所述B组分包括以下质量含量的组分:
中性氧化剂 20~60%
缓蚀剂 5~15%
碱 1~5%。
2.根据权利要求1所述的烟气污染物吸收剂,其特征在于,所述强氧化剂包括高氯酸钠、氯酸钠、亚氯酸钠和亚氯酸钾中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的烟气污染物吸收剂,其特征在于,所述增效剂包括氯化钠、氯化钾、次氯酸钠和次氯酸钙中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的烟气污染物吸收剂,其特征在于,所述稳定剂包括乙酸钠、柠檬酸钠和甘氨酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的烟气污染物吸收剂,其特征在于,所述中性氧化剂包括过硫酸钾、过硫酸钠和硫代硫酸钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的烟气污染物吸收剂,其特征在于,所述缓蚀剂包括羟基乙叉二膦酸二钠和/或乙二胺四乙酸二钠。
7.权利要求1~6任意一项所述烟气污染物吸收剂在烟气污染物净化中的应用,包括以下步骤:
(1)将A组分和B组分与水混合,得到吸收剂溶液;
(2)将所述步骤(1)得到的吸收剂溶液泵送入循环水中,得到吸收剂使用液;
(3)将所述步骤(2)得到的吸收剂使用液泵送入烟气吸收塔上部,从上喷淋而下,在烟气吸收塔中与烟气污染物接触反应后排出。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述步骤(1)中吸收剂溶液中烟气污染物吸收剂的质量浓度为50~80%。
9.根据权利要求7所述的应用其特征在于,所述步骤(2)中吸收剂使用液中烟气污染物吸收剂的质量浓度为1~10%。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述步骤(3)中吸收剂使用液与烟气污染物的体积比为(3~10)L:1m3。
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