CN110772946B - 一种低温烟气的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环境保护领域，公开了一种低温烟气的处理方法。该方法包括以下步骤：(1)将低温烟气与脱硫液进行气液接触反应，得到失效脱硫液以及脱除二氧化硫的烟气；(2)将所得失效脱硫液进行解析处理；(3)将所得脱除二氧化硫的烟气与脱硝液进行气液接触反应，得到失效脱硝液以及脱除二氧化硫和氮氧化物的烟气；(4)将所得失效脱硝液进行调质处理，得到调质脱硝液；(5)将所得调质脱硝液进行再生处理，得到再生脱硝液。该方法使用脱硫液和脱硝液通过气液接触反应即可有效的脱除低温烟气中的氮氧化物和二氧化硫，脱硫液和脱硝液可以循环使用，不会造成二次污染；具有节约资源、减少污染、减少成本、脱除率高的特点。

Description

一种低温烟气的处理方法
技术领域
本发明涉及环境保护领域，具体涉及一种低温烟气的处理方法。
背景技术
钢铁和焦化领域在生产、运输以及装卸过程中会产生大量烟气，烟气中含有氮氧化物(NOx)及二氧化硫(SO2)等有害气体，直接排放会对人类和环境造成了较大危害。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的低温烟气中氮氧化物和二氧化脱除困难的问题，提供一种低温烟气的处理方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种低温烟气的处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)将低温烟气与脱硫液进行气液接触反应，得到失效脱硫液以及脱除二氧化硫的烟气；
(2)将步骤(1)所得失效脱硫液进行解析处理，得到二氧化硫和解析脱硫液；
(3)将步骤(1)所得脱除二氧化硫的烟气与脱硝液进行气液接触反应，得到失效脱硝液以及脱除二氧化硫和氮氧化物的烟气；
(4)将步骤(3)所得失效脱硝液进行调质处理，得到调质脱硝液；
(5)将步骤(4)所得调质脱硝液进行再生处理，得到再生脱硝液；
其中，所述低温烟气的温度为30-60℃；
所述脱硫液含有柠檬酸、草酸、三乙醇胺、乙二胺、哌嗪和水；
所述脱硝液含有乙二胺四乙酸二钠、甲基环戊烯醇酮、抗环血酸、对苯二酚、硫酸亚铁和水。
优选地，在步骤(1)中，以所述脱硫液的总重量为100％计，所述柠檬酸的含量为1-2重量％，所述草酸的含量为1-2重量％，所述三乙醇胺的含量为1-2重量％，所述乙二胺的含量为1-2重量％，所述哌嗪的含量为1.5-2.5重量％，所述水的含量为89.5-94.5重量％。
优选地，在步骤(3)中，以所述脱硝液的总重量为100％计，所述乙二胺四乙酸二钠的含量为0.1-0.5重量％，所述甲基环戊烯醇酮的含量为0.1-0.3重量％，所述抗环血酸的含量为0.05-0.3重量％，所述对苯二酚的含量为0.1-0.5重量％，所述硫酸亚铁的含量为0.15-0.5重量％，所述水的含量为98-99.5重量％。
优选地，在步骤(1)中，所述气液接触反应的条件包括：温度为35-50℃，时间为3-5s，所述脱硫液与所述低温烟气的体积比为1:(1-4)。
优选地，在步骤(3)中，所述气液接触反应的条件包括：温度为35-50℃，时间为5-10s，所述脱硝液与所述脱二氧化硫的烟气的体积比为(1-5):1。
优选地，所述方法还包括将步骤(2)得到的二氧化硫作为生产硫酸的原料，和/或作为步骤(5)中所述调质脱硝液再生处理的还原剂。
优选地，作为步骤(5)中所述调质脱硝液再生处理的还原剂的二氧化硫与步骤(3)中被脱除的氮氧化物的摩尔比为(1-1.5):1。
优选地，在步骤(4)中，所述调质脱硝液的浓度为0.7-0.9重量％，pH值为6.5-7.5。
优选地，在步骤(5)中，所述再生处理的条件包括：温度为70-90℃，时间为30-60min，搅拌速度为150-500rpm。
优选地，所述方法还包括：将步骤(2)所得解析脱硫液循环用于步骤(1)中；和/或
将步骤(5)得到的再生脱硝液循环用于步骤(3)的气液接触反应中。
在本发明所述的低温烟气的处理方法，可以直接对低温烟气进行处理，不需要增加额外的预处理步骤；使用脱硫液和脱硝液通过气液接触反应即可有效的脱除低温烟气中的氮氧化物和二氧化硫，并且脱硫液和脱硝液可以通过再生后循环使用，不会造成二次污染；具有节约资源、减少污染、减少成本、脱除率高的特点。
附图说明
图1是本发明所述的低温烟气的处理方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明公开了一种低温烟气的处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)将低温烟气与脱硫液进行气液接触反应，得到失效脱硫液以及脱除二氧化硫的烟气；
(2)将步骤(1)所得失效脱硫液进行解析处理，得到二氧化硫和解析脱硫液；
(3)将步骤(1)所得脱除二氧化硫的烟气与脱硝液进行气液接触反应，得到失效脱硝液以及脱除二氧化硫和氮氧化物的烟气；
(4)将步骤(3)所得失效脱硝液进行调质处理，得到调质脱硝液；
(5)将步骤(4)所得调质脱硝液进行再生处理，得到再生脱硝液；
其中，所述低温烟气的温度为30-60℃；
所述脱硫液含有柠檬酸、草酸、三乙醇胺、乙二胺、哌嗪和水；
所述脱硝液含有乙二胺四乙酸二钠、甲基环戊烯醇酮、抗环血酸、对苯二酚、硫酸亚铁和水。
在优选情况下，在步骤(1)中，以所述脱硫液的总重量为100％计，所述柠檬酸的含量为1-2重量％，所述草酸的含量为1-2重量％，所述三乙醇胺的含量为1-2重量％，所述乙二胺的含量为1-2重量％，所述哌嗪的含量为1.5-2.5重量％，所述水的含量为89.5-94.5重量％。
在优选情况下，在步骤(3)中，以所述脱硝液的总重量为100％计，所述乙二胺四乙酸二钠的含量为0.1-0.5重量％，所述甲基环戊烯醇酮的含量为0.1-0.3重量％，所述抗环血酸的含量为0.05-0.3重量％，所述对苯二酚的含量为0.1-0.5重量％，所述硫酸亚铁的含量为0.15-0.5重量％，所述水的含量为98-99.5重量％。
在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，所述气液接触反应的温度可以为35-50℃。具体的。例如可以为35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃。
在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，所述气液接触反应的反应时间为3-5s。具体的，例如可以为3s、4s或5s。
在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，所述气液接触反应中，所述脱硫液与所述低温烟气的体积比为1:(1-4)。具体的，l例如可以为1:1、1:2、1:3或1:4。
在本发明所述的方法中，在步骤(3)中，所述气液接触反应的温度可以为35-50℃。具体的，例如可以为35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃。
在本发明所述的方法中，在步骤(3)中，所述气液接触反应的反应时间可以为5-10s。具体的，例如可以为5s、6s、7s、8s、9s或10s。
在本发明所述的方法中，在步骤(3)中，所述气液接触反应中，所述脱硝液与所述脱二氧化硫的烟气的体积比可以为(1-5):1。具体的，例如可以为1:1、2:1、3:1、4:1或5:1。
在优选情况下，所述方法还包括将步骤(2)得到的二氧化硫作为生产硫酸的原料，和/或作为步骤(5)中所述调质脱硝液再生处理的还原剂。
在本发明所述的方法中，将步骤(2)得到的二氧化硫作为生产硫酸的原料，可以实现低温烟气中二氧化硫的资源化利用，不仅可以减少有害气体的排放，还可以增加经济附加值。
在优选情况下，作为步骤(5)中所述调质脱硝液再生处理的还原剂的二氧化硫与步骤(3)中被脱除的氮氧化物的摩尔比为(1-1.5):1。具体的，例如可以为1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1或1.5:1。
在本发明所述的方法中，作为步骤(5)中所述调质脱硝液再生处理的还原剂的二氧化硫的摩尔数比步骤(3)中脱除的氮氧化物的摩尔数多，可以保证再生处理能够充分进行，使得到的再生脱硝液具有优异的脱除氮氧化物的能力。
在本发明所述的方法中，在步骤(4)中，通过所述调质处理，控制得到的所述调质脱硝液的浓度可以为0.7-0.9重量％。具体的，例如可以为0.7重量％、0.75重量％、0.8重量％、0.85重量％或0.9重量％。
在本发明所述的方法中，在步骤(4)中，通过所述调质处理，控制得到的所述调质脱硝液的pH值可以为6.5-7.5。具体的，例如可以为6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7、7.1、7.2、7.3、7.4或7.5。
在本发明所述的方法中，在步骤(5)中，所述再生处理的温度可以为70-90℃。具体的，例如可以为70℃、75℃、80℃、85℃或90℃。
在本发明所述的方法中，在步骤(5)中，所述再生处理的时间可以为30-60min。具体的，例如可以为30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min。
在本发明所述的方法中，在步骤(5)中，所述再生处理需在搅拌下进行，搅拌速度可以为150-500rpm。具体的，例如可以为150rpm、200rpm、250rpm、300rpm、350rpm、400rpm、450rpm或500rpm。
在优选情况下，所述方法还包括：将步骤(2)所得解析脱硫液循环用于步骤(1)中；和/或将步骤(5)得到的再生脱硝液循环用于步骤(3)的气液接触反应中。
在本发明所述的低温烟气的处理方法，可以直接对低温烟气进行处理，不需要增加额外的预处理步骤；使用脱硫液和脱硝液通过气液接触反应即可以有效的脱除低温烟气中的氮氧化物和二氧化硫，并且脱硫液和脱硝液可以通过再生后循环使用，不会造成二次污染；具有节约资源、减少污染、减少成本、脱除率高的特点。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1-3和对比例1-10采用成分相同的烟气进行处理，所述烟气中氮氧化物的浓度为350-360mg/Nm3，二氧化硫的浓度为3500-3550mg/Nm3。
实施例1-3所使用的脱硫液的主要成分及含量如表1所示，实施例1-3所使用的脱硝液的主要成分及含量如表2所示。
表1
柠檬酸(％) 草酸(％) 三乙醇胺(％) 乙二胺(％) 哌嗪(％) 水(％)
实施例1 1 1 1 1 2 94
实施例2 2 1 2 1 2 92
实施例3 2 2 2 2 2 90
表2
Figure GDA0003560274650000071
实施例1
(1)将低温烟气(温度为35℃)与脱硫液进行气液接触反应，控制脱硫液与低温烟气的体积比为1:1，反应温度，35℃，反应时间为5s，得到失效脱硫液以及脱除二氧化硫的烟气；
(2)将步骤(1)所得失效脱硫液进行解析处理，得到二氧化硫和解析脱硫液，并将解析脱硫液循环用于步骤(1)中；
(3)将步骤(1)所得脱除二氧化硫的烟气与脱硝液进行气液接触反应，控制脱硝液与脱除二氧化硫的烟气的体积比为1:1，反应温度为35℃，反应时间为10s，得到失效脱硝液以及脱除二氧化硫和氮氧化物的烟气；
(4)将步骤(3)所得失效脱硝液进行调质处理，并控制得到的调质脱硝液的浓度为0.7重量％，pH值为6.5；
(5)将步骤(4)所得调质脱硝液进行再生处理，使用步骤(2)得到的二氧化硫作为还原剂，所述二氧化硫与步骤(3)脱除的氮氧化物的摩尔比为1，控制再生处理的温度为70℃，时间为60min，搅拌速度为150rpm，得到再生脱硝液，并将再生脱硝液循环用于步骤(3)中。
实施例2
(1)将低温烟气(温度为45℃)与脱硫液进行气液接触反应，控制脱硫液与低温烟气的体积比为1:2，反应温度，45℃，反应时间为4s，得到失效脱硫液以及脱除二氧化硫的烟气；
(2)将步骤(1)所得失效脱硫液进行解析处理，得到二氧化硫和解析脱硫液，并将解析脱硫液循环用于步骤(1)中；
(3)将步骤(1)所得脱除二氧化硫的烟气与脱硝液进行气液接触反应，控制脱硝液与脱除二氧化硫的烟气的体积比为3:1，反应温度为45℃，反应时间为8s，得到失效脱硝液以及脱除二氧化硫和氮氧化物的烟气；
(4)将步骤(3)所得失效脱硝液进行调质处理，并控制得到的调质脱硝液的浓度为0.8重量％，pH值为7；
(5)将步骤(4)所得调质脱硝液进行再生处理，使用步骤(2)得到的二氧化硫作为还原剂，所述二氧化硫与步骤(3)脱除的氮氧化物的摩尔比为1.2，控制再生处理的温度为80℃，时间为45min，搅拌速度为300rpm，得到再生脱硝液，并将再生脱硝液循环用于步骤(3)中。
实施例3
(1)将低温烟气(温度为50℃)与脱硫液进行气液接触反应，控制脱硫液与低温烟气的体积比为1:4，反应温度，50℃，反应时间为3s，得到失效脱硫液以及脱除二氧化硫的烟气；
(2)将步骤(1)所得失效脱硫液进行解析处理，得到二氧化硫和解析脱硫液，并将解析脱硫液循环用于步骤(1)中；
(3)将步骤(1)所得脱除二氧化硫的烟气与脱硝液进行气液接触反应，控制脱硝液与脱除二氧化硫的烟气的体积比为5:1，反应温度为50℃，反应时间为5s，得到失效脱硝液以及脱除二氧化硫和氮氧化物的烟气；
(4)将步骤(3)所得失效脱硝液进行调质处理，并控制得到的调质脱硝液的浓度为0.9重量％，pH值为7.5；
(5)将步骤(4)所得调质脱硝液进行再生处理，使用步骤(2)得到的二氧化硫作为还原剂，所述二氧化硫与步骤(3)脱除的氮氧化物的摩尔比为1.5，控制再生处理的温度为90℃，时间为30min，搅拌速度为500rpm，得到再生脱硝液，并将再生脱硝液循环用于步骤(3)中。
对比例1
按照实施例1的方法进行实施，与之不同的是，脱硫液中不含有柠檬酸。
对比例2
按照实施例1的方法进行实施，与之不同的是，脱硫液中不含有草酸。
对比例3
按照实施例1的方法进行实施，与之不同的是，脱硫液中不含有三乙醇胺。
对比例4
按照实施例1的方法进行实施，与之不同的是，脱硫液中不含有乙二胺。
对比例5
按照实施例1的方法进行实施，与之不同的是，脱硫液中不含有哌嗪。
对比例6
按照实施例1的方法进行实施，与之不同的是，脱硝液中不含有乙二酸四乙酸二钠。
对比例7
按照实施例1的方法进行实施，与之不同的是，脱硝液中不含有甲基环戊烯醇酮。
对比例8
按照实施例1的方法进行实施，与之不同的是，脱硝液中不含有抗坏血酸。
对比例9
按照实施例1的方法进行实施，与之不同的是，脱硝液中不含有对苯二酚。
对比例10
按照实施例1的方法进行实施，与之不同的是，脱硝液中不含有硫酸亚铁。
测试例
对实施例1-3和对比例1-10中得到的脱除氮氧化物和二氧化硫的烟气中氮氧化物和二氧化硫的浓度进行检测，结果如表3所示。
表3
Figure GDA0003560274650000111
通过表3的结果可以看出，实施例中氮氧化物和二氧化硫的浓度明显低于对比例，并且实施例中脱除氮氧化物和二氧化硫的烟气中剩余的氮氧化物和二氧化硫的浓度达到超低排放标准，说明采用本发明所述的方法处理低温烟气可以有效的脱除低温烟气中的氮氧化物和二氧化硫。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种低温烟气的处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）将低温烟气与脱硫液进行气液接触反应，得到失效脱硫液以及脱除二氧化硫的烟气；
（2）将步骤（1）所得失效脱硫液进行解析处理，得到二氧化硫和解析脱硫液；
（3）将步骤（1）所得脱除二氧化硫的烟气与脱硝液进行气液接触反应，得到失效脱硝液以及脱除二氧化硫和氮氧化物的烟气；
（4）将步骤（3）所得失效脱硝液进行调质处理，得到调质脱硝液；
（5）将步骤（4）所得调质脱硝液进行再生处理，得到再生脱硝液；
其中，所述低温烟气的温度为30-60℃；
所述脱硫液含有柠檬酸、草酸、三乙醇胺、乙二胺、哌嗪和水；
所述脱硝液含有乙二胺四乙酸二钠、甲基环戊烯醇酮、抗环血酸、对苯二酚、硫酸亚铁和水；
在步骤（1）中，以所述脱硫液的总重量为100%计，所述柠檬酸的含量为1-2重量%，所述草酸的含量为1-2重量%，所述三乙醇胺的含量为1-2重量%，所述乙二胺的含量为1-2重量%，所述哌嗪的含量为1.5-2.5重量%，所述水的含量为89.5-94.5重量%；
在步骤（3）中，以所述脱硝液的总重量为100%计，所述乙二胺四乙酸二钠的含量为0.1-0.5重量%，所述甲基环戊烯醇酮的含量为0.1-0.3重量%，所述抗环血酸的含量为0.05-0.3重量%，所述对苯二酚的含量为0.1-0.5重量%，所述硫酸亚铁的含量为0.15-0.5重量%，所述水的含量为98-99.5重量%；
在步骤（3）中，所述气液接触反应的条件包括：温度为35-50℃，时间为5-10s，所述脱硝液与所述脱除二氧化硫的烟气的体积比为(1-5) : 1；
在步骤（4）中，所述调质脱硝液的浓度为0.7-0.9重量%，pH值为6.5-7.5；
在步骤（5）中，所述再生处理的条件包括：温度为70-90℃，时间为30-60min，搅拌速度为150-500rpm。
2.根据权利要求1所述的低温烟气的处理方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述气液接触反应的条件包括：温度为35-50℃，时间为3-5s，所述脱硫液与所述低温烟气的体积比为1: (1-4)。
3.根据权利要求1所述的低温烟气的处理方法，其特征在于，所述方法还包括将步骤（2）得到的二氧化硫作为生产硫酸的原料，和/或作为步骤（5）中所述调质脱硝液再生处理的还原剂。
4.根据权利要求3所述的低温烟气的处理方法，其特征在于，作为步骤（5）中所述调质脱硝液再生处理的还原剂的二氧化硫与步骤（3）中被脱除的氮氧化物的摩尔比为(1-1.5) : 1。
5.根据权利要求1所述的低温烟气的处理方法，其特征在于，所述方法还包括：将步骤（2）所得解析脱硫液循环用于步骤（1）中；和/或
将步骤（5）得到的再生脱硝液循环用于步骤（3）的气液接触反应中。
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