CN103432877B - 超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法 - Google Patents
超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法。本发明先利用无机硫化物吸收SOx，同时，将烟气中的尘粒捕集下来，无机硫化物同烟气中的汞、砷等有毒重金属反应生不溶性成硫化盐，然后利用络合亚铁吸收NOx，无机硫化物作为还原剂再生吸收剂。本发明采用超重力机作为气液传质强化设备，有利于灰尘、SOx、NOx、汞、砷等有毒物的脱除。本发明工艺简单，吸收效率高，除尘彻底，脱硫率在99%以上，脱硝率在96%以上，基本能完全脱除烟气中的粉尘、汞及砷。
Description
技术领域
本发明涉及工业烟气净化，具体地指一种超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法。
背景技术
酸雨的污染及其造成的危害已成为全世界各国关注的重要环境问题之一。我国是以煤为主要能源的国家，据调查统计，我国90%以上的SO2、67%以上的NOX、70%以上的烟尘的排放量都来自于煤的燃烧。而煤燃烧产生的SO2和NOX是工业废气污染（酸雨危害）的主要来源。氮氧化物还会形成光化学污染、产生温室效应、破坏臭氧层、对人体有制毒作用等危害。氮氧化物和硫氧化物也可以转化为PM2.5引起雾霾天气。
全球每年排放到大气中的汞总量有5000多吨，其中约4000吨是人为的结果，而燃煤过程的汞排放量占30%以上。我国原煤中汞含量变化范围在0.1～5.5mg/Kg，平均汞含量0.22mg/Kg。由于我国燃煤的年耗量巨大，每年燃煤排放汞及其污染物的量都是非常惊人的，我国目前汞排放量已超过美国，而且增长速度较快，对人类健康和生态环境构成了巨大威胁，因此控制燃煤烟气中汞的排放量具有重要意义。煤燃烧时汞大部分随烟气排入大气，进入灰渣的只占小部分，其中飞灰中占23.1%～26.9%，烟气中占56.3%～69.7%，进入灰渣的汞只占2%左右。因此控制燃煤汞污染关键是控制烟气中的汞向大气中排放。烟气中较强的氧化剂SO2、NO2、Cl2等可以明显影响金属汞的单质和氧化物存在形式。随着氧化剂的增加，也增加了汞的氧化物成分，如HgCl2、HgSO4等。
燃煤烟气中汞属于痕量级污染物，其中主要有三种形态：气态单质汞，气态氧化汞，固态颗粒汞。其中气态单质汞是烟气中汞的主要存在形式。烟气中汞的存在形态对汞的脱除有重要影响。影响烟气中汞存在形态的主要因素有燃煤种类、燃烧温度、烟气成分等。不同形态汞的物理、化学性质差异较大。如气态氧化汞易溶于水，并且易被烟气中的颗粒物吸附，因此易被湿法脱硫设备或者除尘设备脱除，颗粒态汞也易被除尘器脱除，相反原子态汞挥发性高、水溶性低，难以被脱硫或除尘设备捕获，几乎全部释放到大气中，且在大气中平均停留时间长达半年到两年，极易在大气中通过长距离的输送形成广泛的汞污染。原子态汞是最难控制的形态，也是燃煤烟气脱汞的难点。
除尘是指把气体与粉尘微粒的多相混合物的分离操作过程。作为除尘对象的尘粒直径，一般在0.01～100μm的尘粒。100μm以上的尘粒由于重力作用很快降沉降；而10μm以上尘粒易于分离，问题不大；0.1～10μm的尘粒，特别是1μm以下的尘粒分离较为困难，也有害于人体，是目前的主要研究范围。从环境保护的角度来看，粉尘是人体健康的大敌。尤其是粒径在0.5～5μm之间的飘尘（即长期甚至几年飘浮在大气中的粉尘），对人的危害最大。大于5μm的尘粒，由于惯性作用，可被鼻毛与呼吸道粘液排除，小于0.5μm的飘尘，也可因气体扩散作用被粘附在上呼吸道表面而随痰排出。唯独0.5～5μm的飘尘可通过呼吸道直接到达肺部而沉积，危害人体。
目前，工业上采用较多的为选择性催化还原法，即采用氨或尿素作还原剂将NO还原为氮气，如专利USPatent4,221,768、SwedishPatent8404840-4、USPatent4,101,238、USPatent4,048,112所公开的方法。但上述方法需在较高温度下(350℃左右)才能进行，而且催化剂价格较高，易中毒失活，不能同时实现脱硫脱硝。日本专利P1659565j(1976)、P181759c(1976)、P63100918，A2(1988)所提出的同时脱除NOX和SO2的方法采用氧化剂将NO氧化为易溶于水的NO2，如氯酸、高锰酸钾、双氧水、臭氧等，但液相氧化法由于成本高等原因而未能推广开来。美国加利福尼亚大学Berkeley实验室提出的黄磷法(见文献Nature，1990,343(11):151-153)，能同时脱除烟气中的NOX和SO2，但属于全抛弃法。该法要消耗大量的磷资源，而且其毒性大，操作要求较高。
采用Fe(II)-EDTA(EDTA表示乙二胺四乙酸二钠)脱除废气中NO。Fe(II)EDTA和NO的反应式如下：
Fe(II)EDTA+NO→Fe(II)EDTA(NO)(1)
在以后的近三十年时间里，许多学者对这一反应进行了较为系统的研究，但目前仍未见工业化报道，影响湿法络合脱硝应用的最大问题是吸收液的循环应用。
吸收液的循环再生方法主要有生物法、改善吸收剂吸收能力和电解法等三大类，其中以改善吸收剂吸收能力应用得最为广泛。Fe(II)EDTA易被氧化为Fe(III)EDTA，而Fe(III)EDTA不能络合NO，使吸收效率迅速下降。用生物催化还原法来再生Fe(II)，但该法目前只是处于探索阶段，要在废气治理过程中得到大规模应用还有许多问题需要解决。在还原剂的应用上，肼和H2S还原Fe(III)EDTA，增强EDTA亚铁的吸收效果，但由于H2S和肼均有毒，难以在工业上应用。有人采用单宁酸、焦酚和五倍子酸做第二种添加剂来增强Fe(II)EDTA的吸收容量，在两个小时内NOX的去除效率一直保持在60～65%，有效地改善了聚酚混合物的还原效果。也有人报道了连二硫酸钠还原Fe(III)EDTA，还原效果较好。国内学者报道了铁屑、苹果酸、维生素C等还原再生Fe(III)EDTA，但该技术的关键问题是运行成本高，工艺路线复杂，还需进一步研究。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法。
本发明超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法，包括以下步骤：
1）将温度为40℃～120℃含SOx、NOx、汞、砷烟气送入除尘脱硫超重力机，与进入除尘脱硫超重力机的温度为0℃～40℃的浓度为0.01～4.0mol/L的硫化物水溶液在除尘脱硫超重力机转子填料层中逆流接触，除尘、脱硫、脱汞、脱砷；所述硫化物选自硫化钠、硫氢化钠、硫化铵、硫氢化铵、硫化钾或硫氢化钾；
2）与硫化物水溶液反应后的烟气从除尘脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机，再与进入脱硝超重力机的温度为0℃～55℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触，反应脱硝；其中，所述吸收剂含有络合亚铁与硫化物还原剂，所述络合亚铁的络合剂选自乙二胺四乙酸（EDTA）、N-(2-羟乙基)乙二胺-N,N',N'-三乙酸（HEDTA）、氮川三乙酸（NTA）、二乙烯三胺五乙酸（DTPA）、柠檬酸中的一种或两种的混合物，所述硫化物还原剂选自硫化钠、硫氢化钠、硫化铵、硫氢化铵、硫化钾或硫氢化钾；反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除雾器，随后进入排放系统；
3）从除尘脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐、灰尘沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硫沉降槽；
4）脱硫沉降槽上部的清液抽出送往除尘脱硫超重力机，同补充的硫化物在线混合后一起流向除尘脱硫超重力机，进行循环吸收脱硫；
5）从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硝沉降槽；
（6）脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机，同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机，进行循环吸收脱硝。
本发明中，所述吸收剂中总Fe浓度为0.01mol/L～0.5mol/L，硫化物与总Fe的摩尔比为3:1～5:1，所述络合剂与总Fe的摩尔比为1.02:1～2:1，所述总Fe指的是Fe2+和Fe3+之和。所述硫化物优选为硫化铵或硫氢化铵。
本发明中，所述络合亚铁的络合剂优选为EDTA与柠檬酸的混合物，HEDTA与柠檬酸的混合物，EDTA与HEDTA的混合物或NTA与DTPA的混合物。EDTA与柠檬酸混合最佳重量比为1:2～1:4，HEDTA与柠檬酸混合最佳重量比为1:3～1:6，EDTA与HEDTA混合最佳重量比为1:1～1:3，NTA与DTPA混合最佳重量比为1:1～1:3。
本发明的有益效果在于：先利用无机硫化物吸收SOx，同时，将烟气中99%以上的尘粒捕集下来，无机硫化物同烟气中的汞、砷等有毒重金属反应生不溶性成硫化盐，然后利用络合亚铁吸收NOx，无机硫化物作为还原剂再生吸收剂。本发明采用超重力机作为气液传质强化设备，有利于灰尘、SOx、NOx、汞、砷等有毒物的脱除。
本发明在脱硫中，采用无机硫化物吸收SOx，不仅可获得硫磺，同时将汞、砷及铅等重金属转化为不溶性硫化物沉淀从烟气中捕集下来，脱硫中产生的亚硫酸盐和硫代硫酸盐可以用于生产作为还原剂的硫化物。
本发明在脱硝中，采用廉价的无机硫化物，不仅能将络合铁还原为络合亚铁，而且能将络合吸收的NO还原为氮气，吸收剂的再生效率高，吸收液可循环应用。还原剂无机硫化物被氧化生成的产物硫磺，可以回收，加工为高质量硫磺产品，不会产生二次污染。还原剂廉价易得，并且可以利用脱硫中生产的亚硫酸盐高温还原为硫化盐。
在脱硫过程中可以将绝大部分的灰尘捕集下来，经过超重力脱硝后，烟气中的污染物基本全部脱除下来，烟气的净化程度高。烟气中硫氧化物转化为亚硫酸盐和硫代硫酸盐，还可以进一步生产硫代硫酸盐，作为副产物销售。
本发明工艺简单，吸收效率高，除尘彻底，脱硫率在99%以上，脱硝率在96%以上，基本能完全脱除烟气中的粉尘、汞及砷。
附图说明
图1为本发明超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的工艺流程图。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但它们不对本发明构成限定。
本发明试验的两台超重力机的尺寸：转子内直径250mm，转子外直径600mm，转子高度100mm。
实施例1
超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法，如图1所示，包括以下步骤：
1）将除尘温度为120℃的烟气以400Nm3/h的流速送入除尘脱硫超重力机，烟气中SO2浓度为600～1000ppmv、NO浓度为500～800ppmv、灰尘含量700～1100mg/Nm3、砷含量6～20μg/Nm3、汞含量9～17μg/Nm3、氧气浓度2%v，烟气与由储罐经过泵打入除尘脱硫超重力中温度为20℃的硫化钠水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触，除尘、脱硫、脱汞、脱砷，烟气与硫化钠水溶液体积比为50：1，硫化钠水溶液的浓度为0.01mol/L；
2）与硫化钠水溶液反应后的烟气从除尘脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机，再与进入脱硝超重力机的温度为20℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触，反应脱硝；其中，吸收剂组成为硫化钠、HEDTA络合亚铁，总Fe浓度为0.01mol/L，HEDTA与总Fe的摩尔比1.02:1，硫化钠与总铁的摩尔比为5:1，烟气与吸收剂的体积比为100：1；反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除雾器，随后进入排放系统；净化气采用红外光谱仪检测，净化气中SO2浓度为5ppmv，NO浓度为7ppmv，灰尘含量<1mg/Nm3，采用原子吸收光谱法检测重金属，检测不到砷、汞；
3）从除尘脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐、灰尘沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硫沉降槽；
4）脱硫沉降槽上部的清液抽出送往除尘脱硫超重力机，同补充的硫化物在线混合后一起流向除尘脱硫超重力机，进行循环吸收脱硫；
5）从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硝沉降槽；
（6）脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机，同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机，进行循环吸收脱硝。
实施例2
超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法，如图1所示，包括以下步骤：
1）将温度为40℃烟气以400Nm3/h的流速送入除尘脱硫超重力机，烟气中SO2浓度为1400～2000ppmv、NO浓度为500～800ppmv、灰尘含量700～1100mg/Nm3、砷含量6～20μg/Nm3、汞含量9～17μg/Nm3、氧气浓度3%v，烟气与由储罐经过泵打入除尘脱硫超重力中温度为0℃的硫氢化钠水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触，除尘、脱硫、脱汞、脱砷，烟气与硫氢化钠水溶液的体积比为700：1，硫氢化钠水溶液的浓度为1.0mol/L；
2）与硫氢化钠水溶液反应后的烟气从除尘脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机，再与进入脱硝超重力机的温度为0℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触，反应脱硝；其中，吸收剂组成为硫氢化钠、EDTA络合亚铁，总Fe浓度为0.5mol/L，EDTA与总Fe的摩尔比1.5:1，硫氢化钠与总铁的摩尔比为4:1，烟气与吸收剂的体积比为500：1；反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除雾器，随后进入排放系统；净化气采用红外光谱仪检测，净化气中SO2浓度为10ppmv，NO浓度为17ppmv，灰尘含量<1mg/Nm3，采用原子吸收光谱法检测重金属，检测不到砷、汞；
3）从除尘脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐、灰尘沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硫沉降槽；
4）脱硫沉降槽上部的清液抽出送往除尘脱硫超重力机，同补充的硫化物在线混合后一起流向除尘脱硫超重力机，进行循环吸收脱硫；
5）从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硝沉降槽；
（6）脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机，同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机，进行循环吸收脱硝。
实施例3
超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法，如图1所示，包括以下步骤：
1）将温度为80℃烟气以400Nm3/h的流速送入除尘脱硫超重力机，烟气中SO2浓度为1600～2400ppmv、NO浓度为500～800ppmv、灰尘含量700～1100mg/Nm3、砷含量6～20μg/Nm3、汞含量9～17μg/Nm3、氧气浓度5%v，烟气与由储罐经过泵打入除尘脱硫超重力中温度为35℃的硫化铵水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触，除尘、脱硫、脱汞、脱砷，烟气与硫化铵水溶液的体积比为800：1，硫化铵水溶液的浓度为2.0mol/L；
2）与硫化铵水溶液反应后的烟气从除尘脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机，再与进入脱硝超重力机的温度为55℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触，反应脱硝；其中，吸收剂组成为硫化铵、NTA络合亚铁，总Fe浓度为0.3mol/L，NTA与总Fe的摩尔比2:1，硫化铵与总铁的摩尔比为3：1，烟气与吸收剂的体积比为1000：1；反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除雾器，随后进入排放系统；净化气采用红外光谱仪检测，净化气中SO2浓度为12ppmv，NO浓度为15ppmv，灰尘含量<1mg/Nm3，采用原子吸收光谱法检测重金属，检测不到砷、汞；
3）从除尘脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐、灰尘沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硫沉降槽；
4）脱硫沉降槽上部的清液抽出送往除尘脱硫超重力机，同补充的硫化物在线混合后一起流向除尘脱硫超重力机，进行循环吸收脱硫；
5）从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硝沉降槽；
（6）脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机，同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机，进行循环吸收脱硝。
实施例4
超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法，如图1所示，包括以下步骤：
1）将除尘后的温度为60℃烟气以400Nm3/h的流速送入除尘脱硫超重力机，烟气中SO2浓度为600～1000ppmv、NO浓度为800～1200ppmv、灰尘含量700～1100mg/Nm3、砷含量6～20μg/Nm3、汞含量9～17μg/Nm3、氧气浓度6%v，烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为40℃的硫氢化铵水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触，除尘、脱硫、脱汞、脱砷，烟气与硫氢化铵水溶液的体积比为800：1，硫氢化铵水溶液的浓度为3.0mol/L；
2）与硫氢化铵水溶液反应后的烟气从除尘脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机，再与进入脱硝超重力机的温度为45℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触，反应脱硝；其中，吸收剂组成为硫氢化铵、DTPA络合亚铁，总Fe浓度为0.3mol/L，DTPA与总Fe的摩尔比1.2:1，硫氢化铵与总铁的摩尔比为3:1，烟气与吸收剂的体积比为800：1；反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除雾器，随后进入排放系统；净化气采用红外光谱仪检测，净化气中SO2浓度为5ppmv，NO浓度为20ppmv，灰尘含量<1mg/Nm3，采用原子吸收光谱法检测重金属，检测不到砷、汞；
3）从除尘脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐、灰尘沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硫沉降槽；
4）脱硫沉降槽上部的清液抽出送往除尘脱硫超重力机，同补充的硫化物在线混合后一起流向除尘脱硫超重力机，进行循环吸收脱硫；
5）从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硝沉降槽；
（6）脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机，同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机，进行循环吸收脱硝。
实施例5
超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法，如图1所示，包括以下步骤：
1）将除尘后的温度为75℃烟气以400Nm3/h的流速送入除尘脱硫超重力机，烟气中SO2浓度为2300～3100ppmv、NO浓度为800～1200ppmv、灰尘含量700～1100mg/Nm3、砷含量6～20μg/Nm3、汞含量9～17μg/Nm3、氧气浓度6%v，烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为30℃的硫化钾水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触，除尘、脱硫、脱汞、脱砷，烟气与硫化钾水溶液的体积比为800：1，硫化钾水溶液的浓度为3.0mol/L；
2）与硫化钾水溶液反应后的烟气从除尘脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机，再与进入脱硝超重力机的温度为50℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触，反应脱硝；其中，吸收剂组成为硫化钾、EDTA+柠檬酸络合亚铁，总Fe浓度为0.2mol/L，EDTA+柠檬酸与总Fe的摩尔比1.3：1，EDTA与柠檬酸混合最佳重量比为1:3，硫化钾与总铁的摩尔比为3:1，烟气与吸收剂的体积比为800：1；反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除雾器，随后进入排放系统；净化气采用红外光谱仪检测，净化气中SO2浓度为6ppmv，NO浓度为6ppmv，灰尘含量<1mg/Nm3，采用原子吸收光谱法检测重金属，检测不到砷、汞；
3）从除尘脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐、灰尘沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硫沉降槽；
4）脱硫沉降槽上部的清液抽出送往除尘脱硫超重力机，同补充的硫化物在线混合后一起流向除尘脱硫超重力机，进行循环吸收脱硫；
5）从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硝沉降槽；
（6）脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机，同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机，进行循环吸收脱硝。
实施例6
超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法，如图1所示，包括以下步骤：
1）将除尘后的温度为90℃烟气以400Nm3/h的流速送入除尘脱硫超重力机，烟气中SO2浓度为2300～3100ppmv、NO浓度为800～1200ppmv、灰尘含量700～1100mg/Nm3、砷含量6～20μg/Nm3、汞含量9～17μg/Nm3，氧气浓度7%v，烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为20℃的硫氢化钾水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触，除尘、脱硫、脱汞、脱砷，烟气与硫氢化钾水溶液的体积比为1000：1，硫氢化钾水溶液的浓度为4.0mol/L；
2）与硫氢化钾水溶液反应后的烟气从除尘脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机，再与进入脱硝超重力机的温度为50℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触，反应脱硝；其中，吸收剂组成为硫氢化钾、HEDTA+柠檬酸络合亚铁，总Fe浓度为0.4mol/L，HEDTA+柠檬酸与总Fe的摩尔比1.2:1，HEDTA与柠檬酸混合最佳重量比为1:5，硫氢化钾与总铁的摩尔比为4:1，烟气与吸收剂的体积比为800：1；反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除雾器，随后进入排放系统；净化气采用红外光谱仪检测，净化气中SO2浓度为5ppmv，NO浓度为5ppmv，灰尘含量<1mg/Nm3，采用原子吸收光谱法检测重金属，检测不到砷、汞；
3）从除尘脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐、灰尘沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硫沉降槽；
4）脱硫沉降槽上部的清液抽出送往除尘脱硫超重力机，同补充的硫化物在线混合后一起流向除尘脱硫超重力机，进行循环吸收脱硫；
5）从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硝沉降槽；
（6）脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机，同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机，进行循环吸收脱硝。
实施例7
超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法，如图1所示，包括以下步骤：
1）将除尘后的温度为85℃烟气以400Nm3/h的流速送入除尘脱硫超重力机，烟气中SO2浓度为2300～3100ppmv、NO浓度为1000～1500ppmv、灰尘含量700～1100mg/Nm3、砷含量6～20μg/Nm3、汞含量9～17μg/Nm3、氧气浓度7%v，烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为25℃的硫化钠水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触，除尘、脱硫、脱汞、脱砷，烟气与硫化钠水溶液的体积比为1000：1，硫化钠水溶液的浓度为1.0mol/L；
2）与硫化钠水溶液反应后的烟气从除尘脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机，再与进入脱硝超重力机的温度为40℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触，反应脱硝；其中，吸收剂组成为硫化钠、EDTA+HEDTA络合亚铁，总Fe浓度为0.15mol/L，EDTA+HEDTA与总Fe的摩尔比1.2：1，EDTA与HEDTA混合最佳重量比为1：2，硫化钠与总铁的摩尔比为3:1，烟气与吸收剂的体积比为800：1；反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除雾器，随后进入排放系统；净化气采用红外光谱仪检测，净化气中SO2浓度为7ppmv，NO浓度为9ppmv，灰尘含量<1mg/Nm3，采用原子吸收光谱法检测重金属，检测不到砷、汞；
3）从除尘脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐、灰尘沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硫沉降槽；
4）脱硫沉降槽上部的清液抽出送往除尘脱硫超重力机，同补充的硫化物在线混合后一起流向除尘脱硫超重力机，进行循环吸收脱硫；
5）从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硝沉降槽；
（6）脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机，同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机，进行循环吸收脱硝。
实施例8
超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法，如图1所示，包括以下步骤：
1）将除尘后的温度为50℃烟气以400Nm3/h的流速送入除尘脱硫超重力机，烟气中SO2浓度为2300～3100ppmv、NO浓度为800～1200ppmv、灰尘含量700～1100mg/Nm3、砷含量6～20μg/Nm3、汞含量9～17μg/Nm3、氧气浓度8%v，烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为35℃的硫氢化钾水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触，除尘、脱硫、脱汞、脱砷，烟气与硫氢化钾水溶液的体积比为1000：1，硫氢化钾水溶液的浓度为3.5mol/L；
2）与硫化钠水溶液反应后的烟气从除尘脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机，再与进入脱硝超重力机的温度为40℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触，反应脱硝；其中，吸收剂组成为硫化钠、DTPA+NTA络合亚铁，总Fe浓度为0.25mol/L，DTPA+NTA与总Fe的摩尔比1.3：1，NTA与DTPA混合最佳重量比为1:1，硫化钠与总铁的摩尔比为3:1，烟气与吸收剂的体积比为800：1；反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除雾器，随后进入排放系统；净化气采用红外光谱仪检测，净化气中SO2浓度为5ppmv，NO浓度为7ppmv，灰尘含量<1mg/Nm3，采用原子吸收光谱法检测重金属，检测不到砷、汞；
3）从除尘脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐、灰尘沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硫沉降槽；
4）脱硫沉降槽上部的清液抽出送往除尘脱硫超重力机，同补充的硫化物在线混合后一起流向除尘脱硫超重力机，进行循环吸收脱硫；
5）从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硝沉降槽；
（6）脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机，同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机，进行循环吸收脱硝。
Claims (1)
1.一种超重力络合亚铁烟气湿法除尘脱硫脱硝脱汞脱砷一体化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将温度为40℃～120℃含SOx、NOx、汞、砷烟气送入除尘脱硫超重力机，与进入除尘脱硫超重力机的温度为0℃～40℃的浓度为0.01～4.0mol/L的硫化物水溶液在除尘脱硫超重力机转子填料层中逆流接触，除尘、脱硫、脱汞、脱砷；所述硫化物选自硫化钠、硫氢化钠、硫化铵、硫氢化铵、硫化钾或硫氢化钾；
2)与硫化物水溶液反应后的烟气从除尘脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机，再与进入脱硝超重力机的温度为0℃～55℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触，反应脱硝；其中，所述吸收剂含有络合亚铁与硫化物还原剂，所述络合亚铁的络合剂选自乙二胺四乙酸与柠檬酸的混合物，N-(2-羟乙基)乙二胺-N,N',N'-三乙酸与柠檬酸的混合物，乙二胺四乙酸与N-(2-羟乙基)乙二胺-N,N',N'-三乙酸的混合物或氮川三乙酸与二乙烯三胺五乙酸的混合物，所述硫化物还原剂选自硫化钠、硫氢化钠、硫化铵、硫氢化铵、硫化钾或硫氢化钾，所述吸收剂中总Fe浓度为0.01mol/L～0.5mol/L，硫化物与总Fe的摩尔比为3:1～5:1，所述络合剂与总Fe的摩尔比为1.02:1～2:1，所述总Fe指的是Fe2+和Fe3+之和；反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除雾器，随后进入排放系统；
3)从除尘脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐、灰尘沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硫沉降槽；
4)脱硫沉降槽上部的清液抽出送往除尘脱硫超重力机，同补充的硫化物在线混合后一起流向除尘脱硫超重力机，进行循环吸收脱硫；
5)从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽，将其中的硫磺、不溶性硫化盐沉降到底部，经过滤机过滤后回收固体，滤液打回脱硝沉降槽；
6)脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机，同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机，进行循环吸收脱硝。
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