一种用于燃煤烟气同时脱硫脱硝的方法与流程

本发明属于大气污染物治理技术领域，具体涉及一种用于燃煤烟气同时脱硫脱硝的方法。

背景技术：
：

SO₂和NO是燃煤锅炉排放的主要大气污染物，对人类健康和自然环境造成了极大威胁。燃煤烟气脱硫脱硝一直是大气污染物治理的重点。目前，工业上烟气脱硫主要采用石灰石-石膏法，烟气脱硝主要采用SCR法。两种方法均具有较高的污染物脱除效率，但由于每种污染物都采用单独的脱除系统和工艺，导致占地面积大、投资运行成本高。同时，上述方法还会产生大量固废污染物(废旧SCR催化剂和石膏)。因此迫切需要开发新型的SO₂和NO脱除技术。

湿法烟气同时脱硫脱硝是一种新型的污染物脱除技术，近年来受到广泛关注。该技术的基本思路是先将烟气中NO氧化为NO₂，然后利用专属吸收液在同一系统中将SO₂和NO₂脱除，从而达到同时脱硫脱硝的目的。其中，专属吸收液是湿法烟气同时脱硫脱硝的核心技术。目前，最常见的吸收液为氨水(或液氨)。但用氨水作吸收液进行同时脱硫脱硝存在氨逃逸(氨损)大、尾气中气凝胶浓度高等缺点，极大地增加了污染物脱除成本同时易产生次生污染。因此，开发一种新型脱硫脱硝吸收液以及与之相应的污染物同时脱除技术显得尤为必要与重要。

技术实现要素：
：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于燃煤烟气同时脱硫脱硝的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：

一种用于燃煤烟气同时脱硫脱硝的方法，首先，让原烟气通过NO前置氧化区，在该区域，烟气中的NO与外部喷入的O₃发生氧化反应生成NO₂，其中O₃的喷入量与烟气中NO的摩尔比为1.1:1，经过氧化区的烟气接着进入淋洗塔，在塔内烟气与吸收液至下而上逆向接触，烟气中的SO₂和NO₂在设定温度下被吸收液吸收，最后净烟气从塔上部排除；

当脱硫效率或脱硝效率降低后，将吸收液从淋洗塔底部排除，进入吸收液再生系统，在吸收液再生系统中，首先用氨水中和吸收液至适当pH值，然后浓缩、常温结晶至预期固含量后，再离心分离，进而获得再生离子液体及副产物硝酸铵和硫酸铵，再生离子液体进入淋洗塔进行循环利用，副产物硝酸铵和硫酸铵用作化肥。

本发明进一步的改进在于：所述淋洗塔内吸收液是质量分数为5～10％的离子液体水溶液，其中，离子液体为乙醇胺乳酸盐、乙醇胺甲酸盐和乙醇胺乙酸盐中的任一种。

本发明进一步的改进在于：所述淋洗塔内吸收液温度为40～60℃。

本发明进一步的改进在于：所述淋洗塔内烟气与吸收液接触时间为3～5s。

本发明进一步的改进在于：所述淋洗塔内液气比为：10～20L/m³。

本发明进一步的改进在于：所述吸收液再生系统中，用氨水中和吸收液至pH为8～9。

本发明进一步的改进在于：所述吸收液再生系统中，用氨水中和吸收液后，将吸收液浓缩结晶至固含量为10～15％后，再进行离心分离。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)用蒸汽压极低的离子液体代替氨水作吸收液，可显著降低吸收液的损耗；将氨水移出吸收系统，仅将其作为中和剂用于吸收液的再生，避免了氨逃逸和气凝胶问题的产生，同时最大程度降低了氨的使用量。这些均有助于降低脱硝脱硫成本，减少次生污染发生。

(2)用离子液体水溶液而非粘度较高的纯离子液体作吸收液，可降低运行成本；用“氨水中和+浓缩结晶+离心分离”技术而非传统的“高温减压解吸”技术再生离子液体，不但可降低能耗，而且能获得硫酸铵和硝酸铵，使脱硫脱硝副产物得到资源化利用。

附图说明：

图1为本发明提供的湿法烟气同时脱硫脱硝原理图。

图2为本发明提供的湿法烟气同时脱硫脱硝工艺流程图。

具体实施方式：

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种用于燃煤烟气同时脱硫脱硝的方法，该方法包括：NO前置氧化、离子液体(IL，A_mB_n)同时吸收NO₂和SO₂、氨水再生离子液体等工艺，其脱除原理如图1所示。从图1可知，本发明提供的这种同时脱硫脱硝方法以一种“绿色”环保的离子液体为吸收液。由于离子液体蒸汽压低、溶解性好、化学和热稳定性高，吸收液在污染物脱除过程中无损失。氨水只是作为酸碱中和剂用于离子液体的再生，可不进入烟气系统，因此，该法也不存在氨逃逸及气凝胶问题。此外，用氨水再生得到离子液体可重利用，得到的铵盐可作为化肥使用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案(见图2)是：

首先，让原烟气通过NO前置氧化区，在该区域，烟气中的NO与外部喷入的O₃发生氧化反应生成NO₂，其中O₃的喷入量与烟气中NO的摩尔比为1.1:1，经过氧化区的烟气接着进入淋洗塔，在塔内烟气与吸收液至下而上逆向接触，烟气中的SO₂和NO₂在设定温度下被吸收液吸收，最后净烟气从塔上部排除；当脱硫效率或脱硝效率降低后，将吸收液从淋洗塔底部排除，进入吸收液再生系统。在吸收液再生系统中，首先用氨水中和吸收液至适当pH值，然后浓缩、常温结晶至预期固含量后，再离心分离，即可获得再生离子液体及副产物硝酸铵和硫酸铵，再生离子液体进入淋洗塔进行循环利用，副产物可用作化肥。

所述淋洗塔内吸收液(新鲜)是质量分数为5～10％的离子液体水溶液，其中，离子液体为乙醇胺乳酸盐、乙醇胺甲酸盐和乙醇胺乙酸盐中的任一种。

所述淋洗塔内吸收液温度为40～60℃。

所述淋洗塔内烟气与吸收液接触时间为3～5s。

所述淋洗塔内液气比为：10～20L/m³。

所述吸收液再生系统中，用氨水中和吸收液至pH为8～9。

所述吸收液再生系统中，用氨水中和吸收液后，将吸收液浓缩结晶至固含量为10～15％后，再进行离心分离。

用烟气分析仪testo 350分别测试原烟气和净烟气中SO₂及NO浓度，按式1计算脱硫效率和脱硝效率。

η＝(c_原-c_净)/c_原×100％ 式1

在式1中，η表示脱硫效率或脱硝效率，c_原表示原烟气中SO2或NO浓度，单位为mg/m³；c_净表示原烟气中SO2或NO浓度，单位为mg/m³。

实施例

本实施例中原烟气为模拟烟气，总流量为6L/min，组成为：1000ppm SO₂，300ppm NO，4％(v/v)O₂，N₂为载气。

首先，让原烟气通过NO前置氧化区。在该区域，烟气中NO与外部喷入的O₃发生氧化反应生成NO₂，其中O₃的喷入量与烟气中NO的摩尔比为1.1:1。经过氧化区的烟气接着进入淋洗塔，在塔内烟气与吸收液至下而上逆向接触，烟气中的SO₂和NO₂在40下被吸收液吸收，最后净烟气从塔的上部排除。当脱硫效率或脱硝效率降低后，将吸收液从淋洗塔底部排除，进入吸收液再生系统。在吸收液再生系统中，首先用氨水中和吸收液至适当pH值，然后浓缩、常温结晶至预期固含量后，再离心分离，即可获得再生离子液体及硝酸铵和硫酸铵等副产物。再生离子液体进入淋洗塔循环利用，副产物可用作化肥。

具体实例