CN114713013A - 一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法：烟气排放出口通过管道与吸收塔相通，将所述脱硝组合试剂从喷淋塔的上部通入喷淋塔内，再将待脱硝的烟气通过风机从喷淋塔的下部通入所述喷淋塔内，所述脱硝组合试剂与待脱硝的烟气接触实现烟气中SO2、NO2等易于组分的吸收，其后，烟气经干燥后，进入物理吸附塔，并通入过量的氧气，实现NO的氧化，氧化后的烟气管路再次与吸收塔相同，实现NO2的再次吸收。本发明所述的吸收剂通过结晶后转化为硫酸盐与硝酸盐，实现资源化利用。该方法简单、易操作，脱硫脱硝的条件容易控制，脱除能力高，效率可达99％，为湿法烟气净化提供了新方法。
Description
技术领域
本发明涉及低温烟气净化技术领域，具体是指一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法。
背景技术
近年来，随着环境的日益恶化，生态环境保卫战越来越被人们所重视，国家也相应的颁布了一系列的法律法规来约束污染物排放。在众多行业中，燃煤电厂、炼钢厂、焦化厂等所产生的烟气是大气中氮氧化物和硫氧化物的主要来源。烟气脱硝技术从作业介质分类有干法和湿法两大类，干法脱硝包括选择性催化还原法(SCR)、非选择性催化还原法(SNCR)。选择性催化还原法(SCR)广泛运用于大型燃煤电厂、焦化厂中，然而，其也存在占地面积过大、液氨易泄漏、催化剂昂贵并易中毒等缺点。SNCR法主要缺陷是脱硝效率低及反应温度高。湿法脱硝技术主要包括酸碱吸收法、氧化还原法和液相络合法。其主要难点在于NO在水中溶解度低，不利于参与反应。前期的研究发现，NO在活性炭等物理吸附下可以直接于O2反应生成NO2，但是烟气中的SO2和H2O会使吸附剂失活。
发明内容
针对现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的是提供了一种液体吸收与固体吸附氧化工艺。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：一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法，包括一级逆喷洗涤步骤、干燥脱水、氧化步骤、二级逆喷洗涤步骤，吸收液浓缩结晶步骤，湿法脱硝设备主要包括烟气除尘器、逆喷洗涤塔、干燥塔、氧化塔、吸收剂结晶塔、废水循环装置、一级循环泵、二级循环泵、吸收剂发生装置、引风机、控制器；烟气除尘器与烟气入口连接，一级逆喷洗涤塔入口与烟气除尘器出口、出口连接，一级逆喷洗涤塔出口与一次风机、干燥塔进口相连，其出口与空气进口均与氧化塔相连，氧化塔出口与二级逆喷洗涤塔入口连接，洁净烟气经二级逆喷塔出口处理后排放；一级逆喷洗涤塔、二级逆喷洗涤塔、吸收剂槽通过吸收剂循环泵相连，其喷淋塔设有多层向下喷淋口，烟气由引风机自下而上流动；吸收剂槽与吸收剂发生器、喷淋塔循还泵、结晶塔循环泵均相连，并在其槽内设置传感器检测溶液温度、密度、盐度。
进一步的，通过吸收剂实现氮氧化物、二氧化硫的吸收；所述吸收剂为尿素水溶液或铵盐的水溶液，其中铵盐为氯化铵、溴化铵、碳酸铵、磷酸铵、磷酸氢二铵或磷酸二氢铵中一种或一种以上。
进一步的，通过物理吸附实现氮氧化物、二氧化硫的氧化；所述吸收剂为分子筛或活性炭、蛭石的一种或多种。
进一步的，所述干燥塔脱水热源利用初始烟气加热一次吸收烟气，并通过二次吸收烟气冷凝脱水降温；所述的一二级喷淋塔由多级喷淋装置并联而成。
进一步的，所述逆喷洗涤步骤采用离子盐逆喷时，当逆喷洗涤循环液的硝酸硫酸根离子浓度在40％以下时循环利用，当逆喷洗涤循环液阴离子浓度超过40％时排出至结晶塔并补充等量的新鲜吸收剂。
进一步的，所述氧化步骤在氧化塔内进行，氧化剂采用空气中氧气，温度保持在0～50℃的范围内，一级吸收处理烟气在氧化塔内的停留时间在0.1～20秒之间。
进一步的，所述二级逆喷洗涤步骤对氧化塔出来的氧化处理废气进行二级逆喷洗涤，洗涤循环液采用与一级喷淋液相同。
进一步的，所述的吸收液浓缩结晶步骤在结晶塔内进行，采用初级烟气余热利用技术。
进一步的，所述的净烟气出口处设置烟气分析仪与三相阀；所述的净烟气出口处NO等污染物超标时，重复氧化步骤。
进一步的，所述的吸收液浓缩结晶，反应温度为60-80℃，工作压力为0-0.5MPa，热空气流量为10-100m3/min。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明提供的系统利用两次洗涤、氧化和吸收液浓缩等工艺实现了几乎100％的脱硫脱硝效率，并实现了吸收液的浓缩利用，所需的热能均来自烟气本身，实现能源高效利用，达到氧化NO、提高脱硝效率的目的。并具有如下有益效果：
1、使用的氧化剂是空气，极易获取，几乎零成本；
2、使用的吸收液是氨水或尿素溶液，价格低廉，容易获取；
3、能源消耗低，热量来自烟气本身；
4、最终的吸收液是较高浓度的硝酸氨和硫酸铵溶液，可实施回收利用；
5、系统组成简单，投资运行成本低，易于操作；
6、氧化剂利用率高，脱硫脱硝效率高，不产生二次污染。
附图说明
图1是本发明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、一级逆喷洗涤塔；4、吸收剂水泵一；5、烟气入口扰流装置；6、吸收剂喷淋嘴；7、汽水分离器；8、热源进口；9、氧化塔；10、烟气分析仪反馈电磁换向阀装置；11、吸收剂储液罐槽；12、吸收剂水泵二；13、浓缩塔；14、空气风机；15、二级逆喷洗涤塔。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。
一种湿法脱硫脱硝一体化工艺及方法，包括一级逆喷洗涤步骤、干燥脱水、氧化步骤、二级逆喷洗涤步骤，吸收液浓缩结晶步骤。
进一步地，烟气除尘器与烟气入口连接，一级逆喷洗涤塔入口与烟气除尘器出口、出口连接，一级逆喷洗涤塔出口与一次风机、干燥塔进口相连，其出口与空气进口均与氧化塔相连，氧化塔出口与二级逆喷洗涤塔入口连接，洁净烟气经二级逆喷塔出口处理后排放。一级逆喷洗涤塔、二级逆喷洗涤塔、吸收剂槽通过吸收剂循环泵相连，其喷淋塔设有多层向下喷淋口，烟气由引风机自下而上流动。吸收剂槽与吸收剂发生器、喷淋塔循还泵、结晶塔循环泵均相连，并在其槽内设置传感器检测溶液温度、密度、盐度。
优选地，所述的通过吸收剂实现氮氧化物、二氧化硫的吸收，吸收剂为尿素水溶液或铵盐的水溶液，其中铵盐为氯化铵、溴化铵、碳酸铵、磷酸铵、磷酸氢二铵或磷酸二氢铵中一种或一种以上。
进一步地，所述的干燥塔，其特征在于：热源利用初始烟气加热一次吸收烟气，并通过二次吸收烟气冷凝脱水。
进一步地，所述的逆喷吸收塔采用离子盐逆喷，当逆喷洗涤循环液的硝酸硫酸根离子浓度在40％以下时循环利用，当逆喷洗涤循环液阴离子浓度超过40％时排出至结晶塔并补充等量的新鲜吸收剂。优选地，离子浓度低于35％下循环洗涤。
进一步地，所述的氧化塔，其特征在于氧化剂采用空气中氧气，在氧化塔中实现氧化还原反应，反应温度保持在0～50℃的范围内，一级吸收处理烟气在氧化塔内的停留时间在0.1～20秒之间。优选地，反应温度为45度，停留时间15秒。
进一步地，所述的氧化塔，通过物理吸附实现一氧化氮的氧化；所述的吸收剂为分子筛或活性炭、蛭石的一种或多种。
进一步地，所述氧化塔顶部设有烟气入口、空气入口，所述氧化塔底部通过氧化混合气体出口。
进一步地，所述的二级逆喷洗涤塔，其特征在于与所述的一级逆喷塔结构相同，所选用的洗涤液如前所述。
进一步地，吸收槽内设置传感器检测溶液温度、密度、盐度。
进一步地，所述的洗涤液浓缩步骤，其特征在于洗涤液阴离子浓度高于设定值时，通过循环泵注入结晶塔实现金属盐结晶，并补充等量的新鲜洗涤剂。
进一步地，所述的净烟气出口处链接烟气分析仪，当净烟气出口处NO等浓度超标时，重复氧化步骤。
本发明还提供了一种一种湿法离子催化脱硫脱硝方法及工艺，其特征在于：采用上述的催化脱硫脱硝系统，步骤为：
步骤1：将烟气流经换热器、除尘器后通过塔底侧向入口引入一级逆喷洗涤塔，同时洗涤塔上部喷淋口喷淋洗涤液，实现烟气中NO2、SO2充分洗涤。
步骤2：将洗涤后含有NO的烟气引入原始烟气加热的干燥塔中实现加热；干燥塔下部通过净烟气降温，实现冷凝脱水。
步骤3：含有NO脱水烟气通入氧化塔进行物理吸附，并引入空气进行充分氧化吸收。
步骤4：氧化后烟气引入二级逆喷洗涤塔中，其原理如前所述一级逆喷洗涤塔。
步骤5：通过在线监控二级逆喷洗涤塔出口处烟气成分，将达不到排放要求的烟气重复氧化二级吸收步骤。
步骤6：通过在线监控亚硝酸根、亚硫酸根浓度监测仪对洗涤液槽中的吸收液的浓度进行在线自动监测，达到要求浓度后泵入浓缩结晶塔并补充新鲜吸收液。
实施例1：
将除尘、废气(含NO500ppm，NO2100ppm,SO2100ppm)，经过输送管由下部输入一级逆喷洗涤塔中，洗涤后经加热后冷凝脱水引入氧化塔，并通入空气。所用吸收剂为改性活性炭，保持氧化塔温度为45℃，氧化后的烟气进入二级洗涤塔内，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，当二级洗涤塔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。当吸收剂阴离子盐浓度超过35％时，启动泵将吸收剂泵入结晶塔，实现吸收剂结晶。
实施例2：
将除尘、废气(含NO600ppm，NO2200ppm,SO2200ppm)，经过输送管由下部输入一级逆喷洗涤塔中，洗涤后经加热后冷凝脱水引入氧化塔，并通入空气。所用吸收剂为改性蛭石，保持氧化塔温度为30℃，氧化后的烟气进入二级洗涤塔内，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，当二级洗涤塔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。当吸收剂阴离子盐浓度超过40％时，启动泵将吸收剂泵入结晶塔，实现吸收剂结晶。
实施例3：
将除尘、废气(含NO600ppm，NO2200ppm,SO2200ppm)，经过输送管由下部输入一级逆喷洗涤塔中，洗涤后经加热后冷凝脱水引入氧化塔，并通入空气。所用吸收剂为改性蛭石，保持氧化塔温度为50℃，氧化后的烟气进入二级洗涤塔内，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，当二级洗涤塔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。当吸收剂阴离子盐浓度超过50％时，启动泵将吸收剂泵入结晶塔，实现吸收剂结晶。
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)
1.一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法，包括一级逆喷洗涤步骤、干燥脱水、氧化步骤、二级逆喷洗涤步骤，吸收液浓缩结晶步骤，其特征在于，湿法脱硝设备主要包括烟气除尘器、逆喷洗涤塔、干燥塔、氧化塔、吸收剂结晶塔、废水循环装置、一级循环泵、二级循环泵、吸收剂发生装置、引风机、控制器；烟气除尘器与烟气入口连接，一级逆喷洗涤塔入口与烟气除尘器出口、出口连接，一级逆喷洗涤塔出口与一次风机、干燥塔进口相连，其出口与空气进口均与氧化塔相连，氧化塔出口与二级逆喷洗涤塔入口连接，洁净烟气经二级逆喷塔出口处理后排放；一级逆喷洗涤塔、二级逆喷洗涤塔、吸收剂槽通过吸收剂循环泵相连，其喷淋塔设有多层向下喷淋口，烟气由引风机自下而上流动；吸收剂槽与吸收剂发生器、喷淋塔循还泵、结晶塔循环泵均相连，并在其槽内设置传感器检测溶液温度、密度、盐度。
2.根据权利要求1所述的一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法，其特征在于，通过吸收剂实现氮氧化物、二氧化硫的吸收；所述吸收剂为尿素水溶液或铵盐的水溶液，其中铵盐为氯化铵、溴化铵、碳酸铵、磷酸铵、磷酸氢二铵或磷酸二氢铵中一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法，其特征在于，通过物理吸附实现氮氧化物、二氧化硫的氧化；所述吸收剂为分子筛或活性炭、蛭石的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法，其特征在于，所述干燥塔脱水热源利用初始烟气加热一次吸收烟气，并通过二次吸收烟气冷凝脱水降温；所述的一二级喷淋塔由多级喷淋装置并联而成。
5.根据权利要求1所述的一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法，其特征在于，所述逆喷洗涤步骤采用离子盐逆喷时，当逆喷洗涤循环液的硝酸硫酸根离子浓度在40％以下时循环利用，当逆喷洗涤循环液阴离子浓度超过40％时排出至结晶塔并补充等量的新鲜吸收剂。
6.根据权利要求1所述的一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法，其特征在于，所述氧化步骤在氧化塔内进行，氧化剂采用空气中氧气，温度保持在0～50℃的范围内，一级吸收处理烟气在氧化塔内的停留时间在0.1～20秒之间。
7.根据权利要求1所述的一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法，其特征在于，所述二级逆喷洗涤步骤对氧化塔出来的氧化处理废气进行二级逆喷洗涤，洗涤循环液采用与一级喷淋液相同。
8.根据权利要求1所述的一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法，其特征在于，所述的吸收液浓缩结晶步骤在结晶塔内进行，采用初级烟气余热利用技术。
9.根据权利要求1所述的一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法，其特征在于，所述的净烟气出口处设置烟气分析仪与三相阀；所述的净烟气出口处NO等污染物超标时，重复氧化步骤。
10.根据权利要求1所述的一种综合型烟气低温净化脱硫脱硝方法，其特征在于，所述的吸收液浓缩结晶，反应温度为60-80℃，工作压力为0-0.5MPa，热空气流量为10-100m3/min。
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