CN1539546A

CN1539546A - 一种烟气脱硫脱氮净化方法及装置

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Publication number: CN1539546A
Application number: CNA2003101039547A
Authority: CN
Inventors: 毅赵; 赵毅; 马双忱
Original assignee: North China Electric Power University
Current assignee: North China Electric Power University
Priority date: 2003-11-02
Filing date: 2003-11-02
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2023-11-02
Also published as: CN1247294C

Abstract

本发明公开了一种烟气脱硫脱氮净化方法及装置。该发明净化方法是在循环流化床反应器内喷入一种高活性吸收剂，吸收烟气中的二氧化硫SO₂与氮氧化物NO_X；利用除尘装置上的回料腿将未完全反应的高活性吸收剂送回加料管内循环使用。该发明的装置包括循环流化床反应器、除尘装置、喷水增湿装置和加料装置。本发明对硫和氮能同时脱除，在钙硫氮比Ca/(S+N)为1.1的情况下，对二氧化硫SO₂的脱除效率在90％以上，氮氧化物NO_X脱除效率在60％以上，脱除效率高，还具有投资和运行费用低，设备简单，运行稳定，吸收剂利用率高，无废水排放，不产生二次污染等优点，其原料易得，成本低，便于推广应用。本发明不仅适合于大型锅炉，而且适用于中、小型锅炉和其它产生的废气的设备，具有很好的应用前景。

Description

一种烟气脱硫脱氮净化方法及装置

本发明涉及一种烟气脱硫脱氮净化方法及装置。

近年来，国内外对烟气脱硫技术报道较多，各国在脱除方式及提高脱除效率等方面展开了广泛研究，其中干法工艺具有投资少，设备简单并且产物易于处理等优点，日益受到重视。但现有的干法工艺存在吸收剂利用率低，对硫的脱除效率低，脱硫同时不能脱氮的缺点。国、内外现存的对烟气脱硫脱氮技术均为分级处理方式，分级处理不仅占地面积大，系统复杂，而且设备投资与运行维护费用高。

本发明就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种能同时脱硫脱氮的烟气脱硫脱氮净化方法及装置。

为解决上述问题，本发明的技术解决方案是：一种烟气脱硫脱氮净化方法，它是在循环流化床反应器内喷入一种高活性吸收剂，该高活性吸收剂在烟气湿度为3-10％(重量比)，温度为50-120℃的条件下吸收烟气中的二氧化硫SO₂与氮氧化物NO_X；利用循环流化床反应器后面的除尘装置上的回料装置将未完全反应的高活性吸收剂送回加料管内循环使用；该高活性吸收剂包括10％-60％的粉煤灰、30％-87％的消石灰、0.5％-3％的添加剂，添加剂为高锰酸钾KMnO₄、次氯酸钙CaClO₃、过硫酸铵(NH₄)S₂O₈和过氧乙酸CH₃COOOH中的一种或多种；高活性吸收剂与烟气中的二氧化硫SO₂反应生成硫酸钙CaSO₄与亚硫酸钙CaSO₃，与烟气中的氮氧化物NO_X反应生成硝酸钙Ca(NO₃)₂，从而除去烟气中硫和氮，其主要化学反应为：

上述所述烟气脱硫脱氮净化方法中的高活性吸收剂各组分的含量优选范围为粉煤灰为30％-60％；消石灰为38％-80％；添加剂为1％-2.5％。

上述所述烟气脱硫脱氮净化方法中的高活性吸收剂的制作方法是：在消化器中加入上述所述量的粉煤灰、消石灰和添加剂，加水混匀，在40-100℃的温度下搅拌1-9小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

一种实现上述方法的烟气脱硫脱氮的装置，该装置包括循环流化床反应器、除尘装置和加料装置，循环流化床反应器底部开有进烟口、进料口，进料口高于进烟口，上部开有出烟口，内部有气体分布板和斜片挡板，进料口由加料管连接加料装置，出烟口连接除尘装置，除尘装置连接烟囱，其特征是：该装置还包括喷水增湿装置，循环流化床反应器的底部进料口的上面还开有喷水进口，其由管道连接喷水增湿装置；除尘装置上开有回料口，回料口通过回料腿连接加料管。

上述所述装置中的喷水增湿装置也可为一喷淋室，烟气经喷淋室后进入循环流化床反应器内。

由于本发明采用了上述方案，消石灰在粉煤灰和添加剂的催化、氧化作用下对硫、氮的氧化物的吸收更加彻底，钙的利用率高。粉煤灰和氢氧化钙有水存在时发生了胶凝反应，使粉煤灰表面粗糙，表面积增大，气孔结构改善，促进了消石灰对硫、氮的氧化物的吸收，也提高了钙的利用率，粉煤灰中含有的硅、铁、镁、铝、及部分微量元素和添加剂也促进了消石灰对硫、氮的氧化物的吸收。本发明的装置也促进了消石灰对硫、氮的氧化物的吸收，高活性吸收剂从循环流化床上高于进烟口的管道喷入，在循环流化床内形成湍流，使高活性吸收剂与烟气中的硫和氮能充分接触吸收。回料装置将未完全反应的高活性吸收剂送回加料管内循环使用，使吸收剂利用的更充分，吸收剂利用率进一步提高。本发明对硫和氮能同时脱除，在钙硫氮比Ca/(S+N)为1.1的情况下，对二氧化硫SO₂的脱除效率在90％以上，氮氧化物NO_X脱除效率在60％以上，脱除效率高，具有投资和运行费用低，设备简单，运行稳定，吸收剂利用率高，无废水排放，不产生二次污染等优点，其原料易得，成本低，便于推广应用。本发明不仅适合于大型锅炉，而且适用于中、小型锅炉和其它产生废气的设备，具有很好的应用前景。

图1为本发明的工艺流程图；

图2为图1中循环流化床反应器的结构示意图。

如图1、图2所示，本发明的装置包括循环流化床反应器3、除尘装置、喷水增湿装置4、加料装置6和温度调节器2，循环流化床反应器3底部开有进烟口9、进料口和喷水进口，进料口高于进烟口，喷水进口高于进料口，上部开有出烟口，内部有气体分布板10和斜片挡板13，进料口由加料管11连接加料装置6，出烟口14连接除尘装置，除尘装置连接烟囱8，喷水进口由管道12连接喷水增湿装置4，除尘装置上开有回料口15，回料口15通过回料腿连接加料管11。烟气1由管道连接温度调节器2，温度调节器2由管道连接循环流化床的进烟口9。除尘装置包括预除尘器5和除尘器7。若烟气的温度符合要求，温度调节器2可省略，若烟气的温度比要求的高，温度调节器2为喷淋塔，若烟气的温度比要求的低，温度调节器2为空气预热器，烟气1经温度调节器2后由进烟口9进入循环流化床反应器内，加料装置中的高活性吸收剂由进料口喷入循环流化床反应器，喷水增湿装置由喷水进口将水喷入，使烟气的湿度保持在3％或4％或5％或6％或7％或8％或9％或10％(重量比)，温度保持在50℃或55℃或60℃或65℃或70℃或75℃或80℃或85℃或90℃或95℃或100℃或105℃或110℃或115℃或120℃。

高活性吸收剂包括60％的粉煤灰、38％的消石灰、0.5％的高锰酸钾KMnO₄。将上述材料按上述配比加入消化器中，加水混匀，在40℃的温度下搅拌3小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

高活性吸收剂亦可包括30％的粉煤灰、68.5％的消石灰、1.5％的次氯酸钙CaClO₃；将上述材料按上述配比加入消化器中，加水混匀，在60℃的温度下搅拌2小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

高活性吸收剂亦可包括10％的粉煤灰、87％的消石灰、3％的过硫酸铵(NH₄)S₂O₈；将上述材料按上述配比加入消化器中，加水混匀，在100℃的温度下搅拌1小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

高活性吸收剂亦可包括20％的粉煤灰、79％的消石灰、1％的过氧乙酸CH₃COOOH；将上述材料按上述配比加入消化器中，加水混匀，在80℃的温度下搅拌1.5小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

高活性吸收剂亦可包括24％的粉煤灰、73.5％的消石灰、1％的次氯酸钙CaClO₃、1.5％的高锰酸钾；将上述材料按上述配比加入消化器中，加水混匀，在50℃的温度下搅拌2.5小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

高活性吸收剂包括30％的粉煤灰、68％的消石灰、1％的高锰酸钾KMnO₄、1％的过硫酸铵(NH₄)S₂O₈。将上述材料按上述配比加入消化器中，加水混匀，在45℃的温度下搅拌3小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

高活性吸收剂亦可包括35％的粉煤灰、63.75％的消石灰、1.25％的过硫酸铵(NH₄)S₂O₈；将上述材料按上述配比加入消化器中，加水混匀，在55℃的温度下搅拌2.25小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

高活性吸收剂亦可包括40％的粉煤灰、57.75％的消石灰、1.25％的次氯酸钙CaClO₃、1％的过氧乙酸CH₃COOOH；将上述材料按上述配比加入消化器中，加水混匀，在65℃的温度下搅拌1.75小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

高活性吸收剂包括24.25％的粉煤灰、75％的消石灰、0.75％的高锰酸钾KMnO₄。将上述材料按上述配比加入消化器中，加水混匀，在70℃的温度下搅拌2小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

高活性吸收剂亦可包括50％的粉煤灰、47.5％的消石灰、2.5％的次氯酸钙CaClO₃；将上述材料按上述配比加入消化器中，加水混匀，在75℃的温度下搅拌1小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

高活性吸收剂亦可包括55％的粉煤灰、43.25％的消石灰、1％的过硫酸铵(NH₄)S₂O₈、0.75％的过氧乙酸CH₃COOOH；将上述材料按上述配比加入消化器中，加水混匀，在85℃的温度下搅拌1小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

高活性吸收剂亦可包括14.5％的粉煤灰、85％的消石灰、0.3％的高锰酸钾KMnO₄、0.2％的过氧乙酸CH₃COOOH；将上述材料按上述配比加入消化器中，加水混匀，在90℃的温度下搅拌1.5小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

Claims

1、一种烟气脱硫脱氮净化方法，其特征是：它是在循环流化床反应器内喷入一种高活性吸收剂，该高活性吸收剂在烟气湿度为3-10％(重量比)，温度为50-120℃的条件下吸收烟气中的二氧化硫SO₂与氮氧化物NO_X；利用循环流化床反应器后面的除尘装置上的回料装置将未完全反应的高活性吸收剂送回加料管内循环使用；该高活性吸收剂包括10％-60％的粉煤灰、30％-87％的消石灰、0.5％-3％的添加剂，添加剂为高锰酸钾KMnO₄、次氯酸钙CaClO₃、过硫酸铵(NH₄)S₂O₈和过氧乙酸CH₃COOOH中的一种或多种；高活性吸收剂与烟气中的二氧化硫SO₂反应生成硫酸钙CaSO₄与亚硫酸钙CaSO₃，与烟气中的氮氧化物NO_X反应生成硝酸钙Ca(NO₃)₂，从而除去烟气中硫和氮，其主要化学反应为：

2、根据权利要求1所述的烟气脱硫脱氮净化方法，其特征是：所述的高活性吸收剂包括30％-60％的粉煤灰；38％-80％的消石灰；1％-2.5％的添加剂。

3、根据权利要求1所述的烟气脱硫脱氮净化方法，其特征是：所述的高活性吸收剂包括24％的粉煤灰、73.5％的消石灰、2.5％的次氯酸钙CaClO₃。

4、根据权利要求1所述的烟气脱硫脱氮净化方法，其特征是：所述的高活性吸收剂包括10％的粉煤灰、87％的消石灰、3％的过硫酸铵(NH₄)S₂O₈。

5、根据权利要求1所述的烟气脱硫脱氮净化方法，其特征是：所述的高活性吸收剂包括20％的粉煤灰、79％的消石灰、1％的过氧乙酸CH₃COOOH。

6、根据权利要求1所述的烟气脱硫脱氮净化方法，其特征是：所述的高活性吸收剂包括60％的粉煤灰、38％的消石灰、0.5％的高锰酸钾KMnO₄。

7、根据权利要求1至6所述的烟气脱硫脱氮净化方法，其特征是：所述的高活性吸收剂的制作方法是：在消化器中加入所述量的粉煤灰、消石灰和添加剂，加水混匀，在40-100℃的温度下搅拌1-9小时，离心脱水烘干即得该高活性吸收剂。

8、实现权利要求1至8所述的烟气脱硫脱氮净化方法的装置，它包括循环流化床反应器、除尘装置和加料装置，循环流化床反应器底部开有进烟口、进料口，进料口高于进烟口，上部开有出料口，内部有挡风板和斜片挡板，进料口由加料管连接加料装置，出料口连接除尘装置，除尘装置连接烟囱，其特征是：该装置还包括喷水增湿装置，循环流化床反应器的底部进料口的上面还开有喷水进口，其由管道连接喷水增湿装置；除尘装置上开有回料口，回料口通过回料腿连接加料管。

9、根据权利要求8所述的烟气脱硫脱氮净化方法的装置，其特征是：循环流化床反应器前面连接一温度调节器(2)，温度调节器(2)一端由管道连接烟气(1)，另一端管道连接循环流化床的进烟口(9)。

10根据权利要求8所述的烟气脱硫脱氮净化方法的装置，其特征是：所述的喷水增湿装置也可为一喷淋室，烟气经喷淋室后进入循环流化床反应器内。