CN1413759A - 氧化酸性除尘脱硫脱硝技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于燃煤炉窑烟气氧化酸性溶灰除尘脱硫脱硝技术。将燃煤炉窑中排出的烟气进行淋水降温除尘处理，烟气中的二氧化硫和一氧化氮在低温条件下溶解于洗涤水中；向系统洗涤水中加氧，洗涤水酸性增强，pH≤4；在酸性条件下，烟尘中金属氧化物溶于水并分解成离子，金属离子吸附、溶解、络合烟气中的二氧化硫和一氧化氮，实现脱硫、脱硝、除尘。本发明的好处是：在酸性条件下把除尘、脱硫、脱硝融为一体，从而简化了烟气净化工艺流程，占地面积少，基建费用和运行费用降低。不用外加任何脱硫剂及其制备系统。系统没有结垢问题。系统液气比小，灰水易于分离。洗涤水循环使用，无排放和二次污染。

Description

氧化酸性除尘脱硫脱硝技术

技术领域

本发明涉及一种应用于燃煤炉窑烟气除尘、脱硫、脱硝技术——氧化酸性溶灰除尘脱硫脱硝技术。

背景技术

燃煤炉窑的烟气脱硫除尘技术中比较广泛应用是酸碱中和法。一般湿法脱硫，首先是SO2溶于水，发生如下可逆反应：——(1)从(1)式中可知，要加速并增加SO2向洗涤水中的溶解以提高脱硫效率，唯一可行的办法就是除去亚硫酸水解后生成的氢离子(H+)和亚硫酸根离子(SO32-)以打破这一平衡。酸碱中和法脱硫，就是利用碱来除去水中的H+，其反应为：——(2)而SO32-则仍存在于水中。为了提高脱硫效率，都在过量脱硫剂存在条件下脱硫(钙硫比大于1)。目前燃煤炉窑的烟气脱硫除尘技术不论干法和湿法，均存在系统复杂庞大，初投资和运行管理费用高，除尘脱硫后生成物多且难以处理，造成二次污染等难题。

发明内容

本技术和目的是提供一种工艺流程简单、技术性能可靠、初投资和运行费用低、除尘、脱硫、脱硝效率高、没有二次污染的新的除尘脱硫脱硝技术。

本发明的目的是这样实现的：一种氧化酸性除尘脱硫脱硝技术，其特征在于：对燃煤炉窑中排出的烟气首先进行淋水降温除尘处理，烟气中的二氧化硫和一氧化氮在低温条件下溶解于洗涤水中；向系统洗涤水中加氧，使溶于水中的二氧化硫形成亚硫酸后再氧化成稳定的硫酸，使洗涤水酸性增强，PH≤4；洗涤水在酸性条件下，烟尘中常规不溶于水的金属氧化物溶于水并分解成离子，金属离子吸附、溶解、络合烟气中的二氧化硫和一氧化氮，实现脱硫、脱硝、除尘。

上述的氧化酸性除尘脱硫脱硝技术，其特征在于：烟尘中的金属氧化物Fe2O3在酸性洗涤水条件下被分解成离子，反应如下：

亚铁离子在酸性水溶液中与加入的氧气发生氧化反应：

铁离子中和了H+，减少了洗涤中的H+浓度，同时把SO32-变成了稳定的SO42-，与洗涤水中的金属离子反应生成硫酸盐类而沉淀，除去了洗涤水中的SO32-，增加SO2向洗涤水中的溶解，实现脱硫。

上述的氧化酸性除尘脱硫脱硝技术，其特征在于：铁离子的半径小，正电性强，吸引电子分布不对称的NO形成络合物，其反应如下：

在酸性条件下与加入的氧气发生氧化反应：

NO被还原成氮气，实现脱硝。

上述的氧化酸性除尘脱硫脱硝技术，其特征在于：在酸性条件下，洗涤水中含有的灰尘颗粒形成表面带有液膜的尘核，与烟气接触时尘核液滴在热力、惯性力、液体表面粘带力的综合作用下，固液间、尘颗粒间、液体核间互相碰撞、吸附、凝聚成较大颗粒被扑集，实现除尘。

本发明的好处是：1、在酸性条件下把除尘、脱硫、脱硝融为一体，从而简化了烟气净化工艺流程，系统占地面积少，基建费用和运行费用均会降低。

2、利用烟尘中的金属氧化物，不用外加任何脱硫剂及其制备系统。

3、在酸性条件下运行，系统没有结垢问题。

4、系统液气比小，灰水易于分离。洗涤水循环使用，无排放和二次污染。

5、利用烟尘中的金属氧化物净化烟气中的有害气体，以废冶废，没有新增废弃物，生成物较少而稳定，易于处理，且灰渣的可用性增大。

6、工艺流程整体性强，除尘脱硫一体化同时进行，可以避免企业虽然设有脱硫系统，为减少运行成本而不投运的假脱硫现象发生，确保大气净化。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步详细说明：从燃煤炉窑中排出的烟气首先进行淋水降温除尘处理，使烟气中的二氧化硫和一氧化氮在低温条件下最大限度溶解于洗涤水中。

SO2溶于水，发生如下可逆反应：——(1)从(1)式中可知，要加速并增加SO2向洗涤水中的溶解以提高脱硫效率，就要除去亚硫酸水解后生成的氢离子(H+)和亚硫酸根离子(SO32-)以打破这一平衡。

我们知道燃煤锅炉产生的粉煤灰中有大量金属氧化物。部分煤种统计资料表明，粉煤灰中平均含有三氧化二铝26％、三氧化二铁7.2％、氧化钙8.06％、氧化镁1.85％、氧化钾1.08％、氧化钠O.27％，这些物质为本技术提供了有效的物质基础。常规条件下这些金属氧化物是不溶于水的，但在酸性条件下，这些常规不溶于水的金属氧化物能够溶于水并分解成离子。先通过向系统洗涤水中加氧，使溶于水中的二氧化硫形成亚硫酸后再氧化成稳定的硫酸，使洗涤水酸性增强，PH≤4。

在酸性条件下金属氧化物溶于水并分解成离子，反应如下：——(3)从(3)式中可以看出，Fe2O3被溶解后，它不仅中和了水中的H+，而且还把与之发生反应的一半的SO32-氧化成了SO42-，而它自身则由三价铁离子(Fe3+)还原成了二价铁离子(Fe2+)，而硫酸铁在水中是很稳定的。

亚铁离子在酸性水溶液中很容易被加入氧气所氧化，其反应如下：——(4)从(4)式可知，这一反应不仅把亚铁离子氧化成了铁离子，同时一个Fe2+还相应中和了一个H+。这时生成的Fe3+又可把SO32-氧化催化剂的作用。就是说在酸性洗涤水中，由于铁离子的存在，它不仅中和了H+，减少了洗涤中的H+浓度，同时还除去了洗涤水中的SO32-，把它变成了稳定的SO42-，与洗涤水中的金属离子反应生成硫酸盐类而沉淀，达到脱硫目的。因而此脱硫工艺有比酸碱中和法更佳的脱硫效果，而且还是利用烟气本身的污染物来达到自身净化作用。

同时，由于铁离子的半径小，正电性强，它很易吸引其它电子分布不对称的分子形成络合物，而烟气中的另一污染物NO的电子分布不对称，其氧的一边负电性强，因而易与其它分子发生嵌合作用。由于这一性质，使本来极难溶于水的NO，在水中有Fe2+和SO32-存在时，就会被络合吸收，生成络合物——亚硝基亚硫酸亚铁，反应如下：——(5)在酸性条件下，它易被吹入的氧气所氧化。反应如下：——(6)这样有害的NO又被还原成了氮气，达到了脱硝的目的。

在循环使用的洗涤水中含有一定灰尘颗粒，形成表面带有液膜的“尘核”，当带有液膜“尘核”的洗涤水与烟气接触时，这些具有极大表面积的尘核液滴在热力、惯性力、液体表面粘带力的综合作用下，固液间、尘颗粒间、液体核间互相碰撞、吸附、凝聚成较大颗粒，更利于扑集，从而达到不除尘的目的。

本技术发明是在氧化酸条件下进行，烟尘中的金属氧化物只有在酸性条件才能被溶出，洗涤水中金属离子的存在，才促进了烟气中的二氧化硫被洗涤水吸收而从气相中除去，一氧化氮也被亚铁离子络合吸收除去。当一氧化氮进入洗涤水后，它比吹入的氧气更易将洗涤水中的亚铁离子和亚硫酸根离子氧化成铁离子和硫酸根离子。也就在酸性条件下，洗涤水中有铁离子的存在，对于脱除烟气中的二氧化硫和一氧化氮来说，三者之间起到了相互促进作用。

这一技术是在氧化酸条件集除尘、脱硫、脱硝为一体，从而简化了工艺流程，形成系统后没有结垢现象，初投资和运行费用低。利用烟尘中的废弃物来净化烟气中的有害气体，以废冶废，无需加入其它脱硫剂、生成物少而稳定，没有二次污染。

Claims (4)

1.一种氧化酸性除尘脱硫脱硝技术，其特征在于：对燃煤炉窑中排出的烟气首先进行淋水降温除尘处理，烟气中的二氧化硫和一氧化氮在低温条件下溶解于洗涤水中；向系统洗涤水中加氧，使溶于水中的二氧化硫形成亚硫酸后再氧化成稳定的硫酸，使洗涤水酸性增强，PH≤4；洗涤水在酸性条件下，烟尘中常规不溶于水的金属氧化物溶于水并分解成离子，金属离子吸附、溶解、络合烟气中的二氧化硫和一氧化氮，实现脱硫、脱硝、除尘。

2.根据权利要求1所述的氧化酸性除尘脱硫脱硝技术，其特征在于：烟尘中的金属氧化物Fe2O3在酸性洗涤水条件下被分解成离子，反应如下：亚铁离子在酸性水溶液中与加入的氧气发生氧化反应：铁离子中和了H+，减少了洗涤中的H+浓度，同时把SO32-变成了稳定的SO42-，与洗涤水中的金属离子反应生成硫酸盐类而沉淀，除去了洗涤水中的SO32-，增加SO2向洗涤水中的溶解，实现脱硫。

3.根据权利要求1或2所述的氧化酸性除尘脱硫脱硝技术，其特征在于：烟尘中的金属氧化物Fe2O3在酸性洗涤水条件下被分解成离子，铁离子的半径小，正电性强，吸引电子分布不对称的NO形成络合物，其反应如下：在酸性条件下与加入的氧气发生氧化反应：NO被还原成氮气，实现脱硝。

4.根据权利要求1所述的氧化酸性除尘脱硫脱硝技术，其特征在于：在酸性条件下，洗涤水中含有的灰尘颗粒形成表面带有液膜的尘核，与烟气接触时尘核液滴在热力、惯性力、液体表面粘带力的综合作用下，固液间、尘颗粒间、液体核间互相碰撞、吸附、凝聚成较大颗粒被扑集，实现除尘。