CN114669175A - 一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法脱硫脱硝一体化工艺，将除尘后烟气通入含有离子催化剂的洗涤塔中，并在反应池中发生氧化还原反应，并且使所述的洗涤塔入口处烟气温度不低于50度，通过喷洒吸收药剂对所述的洗涤塔内的废气进行洗涤；当洗涤液满足氧化后硫酸根离子要求时，通过循环泵泵入浓缩干燥塔，并及时补充新鲜洗涤剂。本发明提出最大利用湿法脱硫脱硝工艺，占地小、投资低的优势，又尽可能降低湿法脱硝的药剂成本，在吸收阶段使用廉价的尿素及氨水配合其它助剂进行吸收，在氧化还原阶段采用低成本催化剂对NO和SO2进行催化氧化，并通过浓缩塔得到相应的硫酸盐副产品。从而在保证一定的脱硫脱硝效率的基础上，尽可能地降低了的成本，取得额外收益。
Description
技术领域
本发明涉及烟气处理技术领域，具体是指一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法。
背景技术
随着经济的不断发展，能源消耗量不断扩大，而我国能源消费方式主要以化石能源为主，其燃烧利用所产生的以SO2和NOx为主烟气污染物以成为我国大气环境的主要污染源，其素有大气污染物的“元凶”和“杀手”之称，对人类的生活环境带来严重威胁。对其污染物排放进行控制已刻不容缓。
目前，对NOx、SO2的排放控制主要从改善燃料、燃烧过程中处理及燃烧后处理三方面展开。从改善燃料考虑，采用高品质燃料必然会导致成本增加，而使用替代燃料目前在设备技术上还存在缺陷。从燃烧过程中处理考虑，低氮低硫燃烧技术一直是应用最广泛、经济实用的措施，它一定程度上能抑制和减少污染物的生成，但整体污染物脱除效率仅在30％-50％左右，不能满足对排放浓度的控制要求。从燃烧后处理考虑，建立烟气脱硫脱硝设施能够达到排放要求，是目前首选的减排策略，因此开发一种高效、低成本的烟气脱硝系统是控制污染物排放的重要研究方向。
目前在电力、钢铁、冶金、石油化工等行业，对烟气中的SO2、NOx的治理工艺方法多种多样。烟气脱硫有干法、半干法和湿法工艺，其中湿法脱硫工艺方法包括钙法、氨法、双碱法、镁法、海水法等。烟气脱硝的主流技术有选择性催化还原(SCR)与选择性非催化还原(SNCR)工艺。此外，还有同时脱硫脱硝的工艺技术，如采用有机催化剂对烟气中的SO2、NOx同时脱除的方法等。总体而言，其现有的技术存在设备成本较高，循环利用率较低等缺点严重制约了烟气洁净行业的发展。
发明内容
针对现有技术的缺点和不足，本发明提出了一种是提供离子催化加浓缩提纯的湿法脱硫脱硝一体化工艺了通过本方法处理的烟气，可实现烟气净化排放，并实现吸收剂资源化利用。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法，将除尘后烟气通过喷洒吸收药剂在洗涤塔内洗涤；洗涤液进入吸收后烟气后进入反应槽，并在离子催化的条件下在反应池中发生氧化还原反应，所述的离子催化剂为可溶性金属盐，洗涤液浓度超过规定值时，通过泵泵入浓缩结晶塔结晶，并补充新鲜洗涤液。
进一步的，所述的吸收药剂为尿素或氨水以及碳酸钠等和助剂，所述的助剂包括络合物、表面活性剂中的一种或多种，所述的尿素的质量百分比浓度为20-50％。
进一步的，所述的络合物包括亚铁盐、硫酸四氨合铜以及亚铁氰化物的一种或多种，所述的络合物的质量百分比浓度为0.1-0.7％。
进一步的，所述的表面活性剂包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂的一种或多种。
进一步的，所述的络合物的质量百分比浓度为0.1-0.5％。
进一步的，所述的离子催化剂包括亚铁硫酸盐、硫酸铜、硫酸锰的一种或多种；所述的离子催化剂金属阳离子浓度不低于20％。
进一步的，所述的金属阳离子通过阳离子交换膜选择性与洗涤剂相隔，阳离子膜为羧酸型、磷酸型、酚型、磺酸型的一种或几种；优选地，选用弱酸性羧酸阳离子交换膜。
进一步的，洗涤液应维持在pH＞9，优选地，pH大于10。
进一步的，对混合后的废气进行洗涤时的温度为0-80℃，氧化还原温度大于50度。
进一步的，处理方式如下：
a：烟气经换热除尘进入喷淋洗涤塔；
b：经喷淋吸收后的NO、NO2、SO2在粒子催化剂作用下发生氧化还原反应；
c：烟气通过喷淋出口处烟气分析仪检测，达标后排入大气；
d：喷淋液超过规定pH时，通过循环泵泵入浓缩塔中，实现硫酸盐浓缩结晶，并及时补充新鲜喷淋液；
e：离子催化剂通过离子膜隔离在反应槽中循环使用。
本发明与现有技术相比的优点在于：发明提出最大利用湿法脱硫脱硝占地小、投资低的优势，又尽可能降低湿法脱硫脱硝的药剂成本，在吸收阶段使用廉价的尿素配合其它助剂进行吸收，从而在保证一定的脱硫脱硝效率的基础上，尽可能地降低了脱硝的成本。并通过离子交换膜实现对吸收产物的合理利用，实现效益最大化。
附图说明
图1是本发明实施例应用的湿法脱硫脱硝工艺的装置示意图。
如图所示：1、换热器；2、除尘器；3、烟气入口扰流装置；4、吸收剂水泵；5、吸收剂喷淋嘴；6、烟气分析仪反馈电磁换向阀装置；7、新液塔；8、新液补充控制阀；9、反应槽；10、离子交换膜；11、浓缩液注入泵；12、浓缩塔。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法，将除尘后烟气通过喷洒吸收药剂在洗涤塔内洗涤；洗涤液进入吸收后烟气后进入反应槽，并在离子催化的条件下在反应池中发生氧化还原反应，所述的离子催化剂为可溶性金属盐，洗涤液浓度超过规定值时，通过泵泵入浓缩结晶塔结晶，并补充新鲜洗涤液。
化学吸收处理及反应池的总反应为：
2NO+NO2+SO2+(NH2)2CO+Na2CO3＝2N2+3CO2+2H2O+Na2SO4
实施例1：
将除尘后的废气(含NO1000ppm，SO21000ppm)，由下部输送至洗涤塔中，洗涤液为含有尿素或氨水以及碳酸钠等和助剂，所述的助剂包括络合物、表面活性剂中的一种或多种。通过洗涤塔气体出口的监测仪器联动电动换向阀，实时调节进入出口烟气成分，当出口处烟气成分低于规定值时，联动电磁换向阀，净烟气排放，超出规定浓度时，循环洗涤步骤，洗涤液进入吸收后烟气后进入反应槽9中，反应槽9中所述的离子催化剂为硫酸铜、硫酸铁、硫酸锰等可溶性金属盐，通过阳离子交换膜10保持催化离子浓度，保持反应槽9温度为70-90℃，当吸收剂硫酸根离子浓度超过45％时，启动泵将吸收剂泵入结晶塔，实现吸收剂结晶。并及时补充新鲜吸收液。
实施例2：
将除尘后的废气(含NO500ppm，SO2600ppm)，由下部输送至洗涤塔中，洗涤液为含有尿素或氨水以及碳酸钠等和助剂，所述的助剂包括络合物、表面活性剂中的一种或多种。通过洗涤塔气体出口的监测仪器联动电动换向阀，实时调节进入出口烟气成分，当出口处烟气成分低于规定值时，联动电磁换向阀，净烟气排放，超出规定浓度时，循环洗涤步骤，洗涤液进入吸收后烟气后进入反应槽9中，反应槽9中所述的离子催化剂为硫酸铜、硫酸铁、硫酸锰等可溶性金属盐，并保持催化剂离子浓度不低于20％，通过阳离子交换膜10保持催化离子浓度；保持反应槽9温度为80℃，当吸收剂硫酸根离子浓度超过50％时，启动泵将吸收剂泵入结晶塔，实现吸收剂结晶。并及时补充新鲜吸收液。
实施例3：
将除尘后的废气(含NO600ppm，SO2400ppm)，由下部输送至洗涤塔中，洗涤液为含有尿素或氨水以及碳酸钠等和助剂，所述的助剂包括络合物、表面活性剂中的一种或多种。通过洗涤塔气体出口的监测仪器联动电动换向阀，实时调节进入出口烟气成分，当出口处烟气成分低于规定值时，联动电磁换向阀，净烟气排放，超出规定浓度时，循环洗涤步骤，洗涤液进入吸收后烟气后进入反应槽9中，反应槽9中所述的离子催化剂为硫酸铜、硫酸铁、硫酸锰等可溶性金属盐，并保持催化剂离子浓度为40％，通过阳离子交换膜10保持催化离子浓度；保持反应槽9温度为75℃，当吸收剂硫酸根离子浓度超过55％时，启动泵将吸收剂泵入结晶塔，实现硫酸盐结晶。并及时补充新鲜吸收液。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，具体实施方式中所示的也只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法，其特征在于，将除尘后烟气通过喷洒吸收药剂在洗涤塔内洗涤；洗涤液进入吸收后烟气后进入反应槽，并在离子催化的条件下在反应池中发生氧化还原反应，所述的离子催化剂为可溶性金属盐，洗涤液浓度超过规定值时，通过泵泵入浓缩结晶塔结晶，并补充新鲜洗涤液。
2.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法，其特征在于，所述的吸收药剂为尿素或氨水以及碳酸钠等和助剂，所述的助剂包括络合物、表面活性剂中的一种或多种，所述的尿素的质量百分比浓度为20-50％。
3.根据权利要求2所述的一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法，其特征在于，所述的络合物包括亚铁盐、硫酸四氨合铜以及亚铁氰化物的一种或多种，所述的络合物的质量百分比浓度为0.1-0.7％。
4.根据权利要求2所述的一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法，其特征在于，所述的表面活性剂包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法，其特征在于，所述的络合物的质量百分比浓度为0.1-0.5％。
6.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法，其特征在于，所述的离子催化剂包括亚铁硫酸盐、硫酸铜、硫酸锰的一种或多种；所述的离子催化剂金属阳离子浓度不低于20％。
7.根据权利要求6所述的一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法，其特征在于，所述的金属阳离子通过阳离子交换膜选择性与洗涤剂相隔，阳离子膜为羧酸型、磷酸型、酚型、磺酸型的一种或几种；优选地，选用弱酸性羧酸阳离子交换膜。
8.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法，其特征在于，洗涤液应维持在pH＞9，优选地，pH大于10。
9.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法，其特征在于，对混合后的废气进行洗涤时的温度为0-80℃，氧化还原温度大于50度。
10.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫脱硝一体化工艺方法，其特征在于，处理方式如下：
a：烟气经换热除尘进入喷淋洗涤塔；
b：经喷淋吸收后的NO、NO2、SO2在粒子催化剂作用下发生氧化还原反应；
c：烟气通过喷淋出口处烟气分析仪检测，达标后排入大气；
d：喷淋液超过规定pH时，通过循环泵泵入浓缩塔中，实现硫酸盐浓缩结晶，并及时补充新鲜喷淋液；
e：离子催化剂通过离子膜隔离在反应槽中循环使用。
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2022
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