一种基于低温吸附原理的烟气一体化脱硫脱硝方法与流程

本发明属于烟气一体化脱硫脱硝
技术领域：
，涉及一种基于低温吸附原理的烟气一体化脱硫脱硝方法。
背景技术：
：当前主流的脱硫脱硝技术时scr脱硝和fgd脱硫。scr脱硝是通过催化剂和还原剂将nox还原成n2排出，石灰石-石膏法进行脱硫，该方法通过将so2与石灰石浆液反应，生成难溶的硫酸钙(石膏)脱除。传统scr脱硝和fgd脱硫技术虽然应用广泛，但是存在很多问题。例如fgd脱硫使用大量的石灰石作为脱硫剂，石灰石的大量开采造成严重的山体破坏，fgd脱硫产生大量的脱硫废水也给电厂带来了处理难题。scr脱硝的催化剂只在特定温度区间具备较高活性，当电厂运行负荷调整时，烟气温度的变化会严重影响scr脱硝效率。另外，scr脱硝存在氨逃逸、催化剂固废等二次污染问题。除了scr脱硝和fgd脱硫技术外，活性焦吸附法一体化脱硫脱硝技术也在日本和德国有工业应用。该技术的特点是利用活性焦多孔吸附特性对so2进行吸附脱除，再生后得到高浓度的so2，制成硫酸、硫磺或硫酸盐等副产品。活性焦法不能吸附脱除nox，因为no是难吸附气体。nox的脱除仍然需要进行喷氨还原成n2，活性焦作为选择性还原催化剂。活性焦脱硝率不高，一般只有70～80％的脱硝效率，无法满足超净排放的要求。此外，由于活性焦干法脱硫原理是基于h2so4化学吸附，再生温度高，而且活性焦参与再生反应，损耗大。活性焦(炭)干法脱硫的机理如下：吸附反应：so2+h2o+1/2o2＝h2so4加热再生反应：2h2so4+c→co2+2so2+2h2o(350-450℃时的主要反应)h2so4+c→co+so2+h2o(450℃以上时的主要反应)活性焦(炭)催化还原脱硝的机理如下：4no+4nh3+o2→3n2+6h2o6no+4nh3→5n2+6h2o2no2+4nh3+o2→3n2+6h2o6no2+8nh3→7n2+12h2o因此继续开发一种方法，该方法能够实现在室温以下低温环境下对烟气中的so2和nox同时吸附脱除。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，提供了一种基于低温吸附原理的烟气一体化脱硫脱硝方法，该方法能够实现在室温以下低温环境下对烟气中的so2和nox同时进行吸附脱除。为达到上述目的，本发明所述的基于低温吸附原理的烟气一体化脱硫脱硝方法包括以下步骤：利用烟气冷却系统将烟气温度降低至室温以下，再利用除湿系统去除烟气中的水分，然后送入so2和nox吸附塔系统中，通过so2和nox吸附塔系统中的活性焦、活性炭、分子筛或硅藻泥对烟气中的so2和nox进行吸附，以实现基于低温吸附原理的烟气一体化脱硫脱硝。在低温下no在活性焦、活性炭、分子筛或硅藻泥的作用下被氧化成no2后进行吸附。利用烟气冷却系统将烟气温度降低至-100℃～25℃。还包括：对吸附有so2和nox的活性焦、活性炭、分子筛及硅藻泥采用加热或真空抽吸的方式进行再生，实现活性焦、活性炭、分子筛及硅藻泥的循环使用，同时实现so2和nox的解吸，然后对解吸得到的so2和nox进行回收利用。本发明具有以下有益效果：本发明所述的基于低温吸附原理的烟气一体化脱硫脱硝方法在具体操作时，通过烟气冷却系统将烟气温度降低至室温以下，再利用除湿系统去除烟气中的水分，通过so2和nox吸附塔系统中的活性焦、活性炭、分子筛或硅藻泥对烟气中的so2和nox进行吸附，以实现在室温以下低温环境下对烟气中的so2和nox同时吸附脱除，需要说明的是，烟气温度降至室温以下后进行吸附脱硫，低温下so2的吸附量远高于高温下吸附量，大大减小了吸附剂装填量和吸附塔尺寸；同时烟气温度降至室温以下后进行吸附脱硝，低温下nox可以被高效吸附脱除，而室温或高温下nox无法被有效吸附脱除，最后需要说明的是，本发明在同一温度、同一装置同时吸附脱除so2和nox，可广泛适用于包括电厂烟气、钢厂烧结烟气、焦炉烟气等含so2和nox的燃煤烟气。进一步，吸附剂采用加热(100℃～350℃)或真空抽吸进行再生，再生温度低于常规活性焦干法脱硫脱硝再生工艺，再生过程中吸附剂不参与反应，损耗低。附图说明图1为本发明的原理图；图2为3000mg/nm3的so2浓度下，活性炭硫容与吸附温度的关系图；图3为500mg/nm3的nox浓度下，活性炭的nox吸附穿透时间曲线图；图4为实施例一、实施例二和对比实施例的实验装置图。其中，1为烟气冷却系统、2为so2和nox吸附塔系统。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步详细描述：参考图1，本发明所述的基于低温吸附原理的烟气一体化脱硫脱硝方法包括以下步骤：含so2和nox的烟气先通过烟气冷却系统1冷却降温至室温以下温度，烟气中的一部分水分通过冷凝分离出烟气，烟气水分含量不高于冷却温度下的饱和水分，降温后的烟气流经so2和nox吸附塔系统2，so2和nox被填充的活性炭、活性焦、分子筛或硅藻泥等吸附剂同时吸附脱除，脱硫脱硝后的低温烟气经过冷量回收后排出，so2和nox被吸附剂吸附的so2和nox经过加热再生或真空抽吸再生的方式解吸，再回收利用。吸附剂再生后可循环使用。实施例一如图4所示，模拟烟气成分：so2：3000mg/nm3，nox：500mg/nm3，co2：12％，o2：6％，模拟烟气流量：1l/min。含so2和nox的模拟烟气通过装有30％氯化钙溶液的洗气瓶加湿，洗气瓶置于-20℃恒温浴中，使得烟气含湿量为该温度下的饱和湿度。烟气通气一段时间后洗气瓶入口和出口污染物组分一致，此时将低温饱和湿烟气引入到吸附管，吸附管内装填30-40目的活性炭颗粒5g，经过活性炭床层后的烟气so2和nox含量通过烟气分析仪检测，通过so2和nox的穿透时间曲线计算饱和吸附量(附表1)。实施例二本实施例将恒温浴控制在0℃，其它操作与实施例一相同。对比实施例本实施例将恒温浴控制在100℃同时吸附脱硫脱硝，其它操作与实施例一相同。表1为实施例和对比实施例的so2和nox穿透时长和有效吸附量。表1实施例1实施例2对比实施例吸附温度-20℃0℃100℃so2穿透时长300分钟145分钟37分钟so2有效吸附量180mg/g87mg/g22mg/gnox穿透时长800分钟230分钟0nox有效吸附量96mg/g27.6mg/g0有效吸附量定义为so2和nox未穿透时段内的吸附量，通过实施例和对比实施例的分析结果表明：1)低温下具有更好的so2吸附效果，so2在-20℃烟气温度下的吸附量是100℃烟气温度下吸附量的8倍；2)低温下可以实现nox的有效吸附脱除，高温下nox瞬间穿透床层，无法进行吸附脱除，需要进行喷氨还原，因此，本发明所述低温吸附一体化脱硫脱硝方法比常规吸附脱硫方法更具优势。当前第1页12