CN105289228B - 一种工业烟气协同脱硫脱硝方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种工业烟气协同脱硫脱硝方法，所述方法包括烟气通过烟气依次通过三个脱硫脱硝单元进行净化处理后，排放至大气中。具体为通过三步脱硫脱硝方法，包括有机胺融合氧化法、催化还原法和反应吸收法，实现多单元组合脱硫脱硝。本发明的工业烟气协同脱硫脱硝方法是在一台设备中进行，通过所述脱硫脱硝方法的协同作用，实现一体化脱硫脱硝，可达到脱硫效率95％，脱硝效率90％。
Description
技术领域
本发明属于环保领域，具体地，涉及一种工业烟气协同脱硫脱硝方法，可实现工业烟气排放中SO2、NOx的同步脱除。
背景技术
目前，环境污染和能源利用问题已经严重威胁人类赖以生存的环境和人类自身的健康。目前世界上绝大多数火电厂、水泥、化工、纺织等企业都以动力煤作为燃料，而SO2和NOx的污染90％来自煤的燃烧。燃烧产物中污染物对生态环境的污染日益受到人们的密切关注。
目前，应用比较广泛的同时脱硫脱硝技术是利用传统的脱硫技术(FGD)和选择性催化还原技术(SCR)的结合来实现的。但是单独使用脱硫、脱硝技术，设备复杂、运行和投资费用较高、易造成二次污染。使用脱硫脱硝一体化工艺则结构紧凑，运行和投资费用有所降低，效率也会提高，这些因素也就决定着烟气同步脱硫脱硝将会成为未来一种发展趋势。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种工业烟气协同脱硫脱硝方法，通过脱硫、脱硝多单元的组合，可将脱硫脱硝集中在一套设备上进行，实现一体化脱硫脱销，使脱硫脱硝设备结构简单、降低投资和运行成本、减少二次污染。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种工业烟气协同脱硫脱硝方法，烟气依次通过三个脱硫脱硝单元进行净化处理后，排放至大气中。
优选地，所述烟气依次通过三个脱硫脱硝单元进行净化处理包括以下步骤：
A1、烟气进入第一脱硫脱硝单元，在第一脱硫脱硝单元内，采用有机胺融合氧化法，有机胺和融合氧化剂与烟气中的SO2、NO、NO2充分混合反应，实现第一步脱硫脱硝；该 方法为湿法脱硫，脱硫效率可达80％以上，脱硝效率可达70％以上。反应后剩余烟气以及有机胺分解产生的氨一同流向第二脱硫脱硝单元；
A2、在第二脱硫脱硝单元中，采用催化还原法，以步骤A1中所述的氨作为还原剂，与烟气中的SO2、NO、NO2在固体催化剂的表面发生催化还原反应，生成S、N2等物质，实现第二步脱硫脱硝；该法为干法脱硫脱硝，脱硫效率为10～12％，脱硝效率为15～17％；该法充分利用了第一步脱硫脱硝产生的氨，既提高脱硫脱硝剂的利用效率，又防止了氨逃逸所带来的二次污染。
A3、经步骤A2反应后剩余的烟气进入第三脱硫脱硝单元，在第三脱硫脱硝单元中采用反应吸收法，将碱性吸收剂与烟气充分混合，通过吸收反应，实现第三步脱硫脱硝。该法的脱硫效率在3～7％、脱硝效率在3～7％。
优选地，所述步骤A1中，所述有机胺和融合氧化剂与烟气充分混合反应具体为：通过融合氧化剂对烟气中的SO2、NO进行氧化反应生成SO3、NO2，然后通过有机胺与SO3反应生产硫酸铵；和通过有机胺还原与NO、NO2反应生产可直接排放的N2、CO2。
优选地，所述有机胺在水溶液中的重量百分比在1％～19％，融合氧化剂在水溶液中的重量百分比在0.1％～1％；所述融合氧化剂为自行研制的高活性氧化剂，为包括亚氯酸盐、次氯酸盐、钙钛矿型氧化物的混合药剂，由如下元素构成：氧，钠，钙，氯，锰和镁。所述有机胺的重量百分比为1％～19％，融合氧化剂的重量百分比为0.1％～1％时，效率最佳。
本发明采用自行研制的高活性氧化剂，比普通的活性氧化剂具有更佳的氧化效果，提高了脱硫脱硝的效率。
优选地，所述步骤A1中，有机胺和融合氧化剂通过喷淋方式与烟气混合。
优选地，步骤A2中，所述固体催化剂为碱金属氧化物催化剂。
优选地，步骤A3中，所述吸收反应具体为首先烟气中的SO2、NO2溶于水生成亚硫酸、硝酸HNO3、亚硝酸HNO2，以及气相中NO和NO2反应生成的N2O3溶于水后生成HNO2；然后生成的HSO3、HNO3和HNO2与碱性吸附剂发生中和反应最终生成亚硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐。
优选地，所述碱性吸附剂为氢氧化钠、氢氧化钙的碱性混合溶液，碱性吸附剂的pH值为10～14。
优选地，所述碱性吸附剂通过喷淋方式与烟气混合。
本发明采用三步脱硫脱硝方法，包括有机胺融合氧化法、催化还原法、反应吸收法三步。所述的有机胺融合氧化法是采用有机胺和融合氧化剂的氧化脱硫脱硝方法；所述催化还原法是采用有机胺分解产生的氨类还原剂和催化剂协同作用脱硫脱硝的方法；所述反应吸收法是采用碱性吸收剂对SO2、NOx进行吸收、反应的方法，实现对烟气的脱硫脱硝。本发明脱硫效率可达到93～95％，脱硝效率达到87～90％。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明采用的协同脱硫脱硝方法，可将脱硫脱硝方法各单元集成在一套设备中，实现SO2、氮氧化物NOx的同步脱除。
2、本发明通过三步脱硫脱硝方法，实现一体化脱硫脱硝，可达到脱硫效率93～95％，脱硝效率87～90％。
3、本发明所需脱硫脱硝设备结构简单，能大大降低投资和运行成本。
4、本发明方法的第二步脱硫脱硝中，充分利用了第一步脱硫脱硝产生的氨，既提高了脱硫脱硝剂的利用效率，又防止了氨逃逸所带来的二次污染，利于环保。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为工业烟气协同脱硫脱硝方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，烟气进入协同脱硫脱硝净化设备以后，依次通过三个脱硫脱硝单元，净化处理后，排放至大气中。
具体实施步骤如下：
1、烟气首先进入第一脱硫脱硝单元，在第一脱硫脱硝单元内，有机胺和融合氧化剂通过喷淋方式与烟气充分混合反应，SO2脱除80％以上、氮氧化物NOx(为NO和NO2) 脱除70％以上后，剩余烟气以及有机胺分解产生的氨一同流向第二脱硫脱硝单元；
2、在第二脱硫脱硝单元中，烟气中的SO2、NOx(为NO和NO2)在固定催化剂的表面与第一单元中有机胺分解产生的氨发生催化还原反应，脱硫效率优于10％，脱硝效率优于15％；
3、最后，烟气进入第三脱硫脱硝单元，在第三单元中碱性吸收剂通过喷淋方式，与烟气充分混合，通过吸收反应，可脱除SO2约5％，脱除NOx约5％；
4、最终经三步净化处理的烟气通过烟囱排放至大气中。
所述有机胺在水溶液中的重量百分比在1％～19％，融合氧化剂在水溶液中的重量百分比在0.1％～1％；所述融合氧化剂为自行研制的高活性氧化剂。
所述固体催化剂为碱金属氧化物催化剂。
所述碱性吸附剂为氢氧化钠、氢氧化钙的碱性混合溶液，所述碱性吸附剂pH值为10～14。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种工业烟气协同脱硫脱硝方法，其特征在于，所述方法包括烟气通过烟气依次通过三个脱硫脱硝单元进行净化处理后，排放至大气中；
所述烟气依次通过三个脱硫脱硝单元进行净化处理具体包括以下步骤：
A1、烟气进入第一脱硫脱硝单元，在第一脱硫脱硝单元内，采用有机胺融合氧化法，有机胺和融合氧化剂与烟气中的SO2、NO、NO2充分混合反应，实现第一步脱硫脱硝；反应后剩余烟气以及有机胺分解产生的氨一同流向第二脱硫脱硝单元；
A2、在第二脱硫脱硝单元中，采用催化还原法，以步骤A1中所述的氨作为还原剂，与烟气中的SO2、NO、NO2在固体催化剂的表面发生催化还原反应，实现第二步脱硫脱硝；
A3、经步骤A2反应后剩余的烟气进入第三脱硫脱硝单元，在第三脱硫脱硝单元中采用反应吸收法，将碱性吸收剂与烟气充分混合，通过吸收反应，实现第三步脱硫脱硝；
所述融合氧化剂为包括亚氯酸盐、次氯酸盐、钙钛矿型氧化物的混合药剂。
2.根据权利要求1所述的工业烟气协同脱硫脱硝方法，其特征在于，所述步骤A1中，所述有机胺和融合氧化剂与烟气充分混合反应具体为：通过融合氧化剂对烟气中的SO2、NO进行氧化反应分别生成SO3、NO2，然后通过有机胺与SO3反应生产硫酸铵，和通过有机胺还原与NO、NO2反应分别生产N2、CO2。
3.根据权利要求1所述的工业烟气协同脱硫脱硝方法，其特征在于，所述步骤A1中，所述有机胺和融合氧化剂通过喷淋方式与烟气混合。
4.根据权利要求2或3所述的工业烟气协同脱硫脱硝方法，其特征在于，所述有机胺在水溶液中的重量百分比为1％～19％，融合氧化剂在水溶液中的重量百分比为0.1％～1％。
5.根据权利要求1所述的工业烟气协同脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤A2中，所述固体催化剂为碱金属氧化物催化剂。
6.根据权利要求1所述的工业烟气协同脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤A3中，所述吸收反应具体为首先烟气中的SO2、NO2溶于水生成亚硫酸、硝酸HNO3、亚硝酸HNO2，以及NO和NO2反应生成的N2O3溶于水后生成HNO2；然后生成的HSO3、HNO3和HNO2与碱性吸附剂发生中和反应最终生成亚硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐。
7.根据权利要求1或6所述的工业烟气协同脱硫脱硝方法，其特征在于，所述碱性吸附剂为氢氧化钠、氢氧化钙的碱性混合溶液，所述碱性吸附剂pH值为10～14。
8.根据权利要求1所述的工业烟气协同脱硫脱硝方法，其特征在于，所述碱性吸附剂通过喷淋方式与烟气混合。
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