一种同步脱除烟气中的NOx和SO2的吸收剂和方法

本发明属于工程技术领域，具体涉及一种同步脱除烟气中的nox和so2的吸收剂和方法。

背景技术：

氮氧化物是烟气中的主要成分，包括no、no2、n2o、n2o3、n2o4、n2o5,主要为no、no2的气体，其中no占比90％以上。氮氧化物人为过度排放造成一系列环境问题，如光化学烟雾、雾霭、臭氧层空洞和酸雨等。氮氧化物脱除的技术主要分为两类，非生物法和生物法。非生物法包括选择性催化还原(selectivecatalyticreduction，scr)，选择性非催化还原(selectivenon-catalyticreduction，sncr)、吸附法、化学吸收法，此外电子束法、等离子法等方法处于实验研究阶段。非生物法有较好的脱氮效率，但仍存在投资和运行成本高，产生二次污染，催化剂环境污染等问题。生物法主要是生物滴滤塔、洗涤塔和生物过滤塔，利用微生物或藻类的生命活动，将nox转化无害的氮气。生物法处理虽然具有绿色环保等优点，但只适合低浓度的污染气体，并会产生剩余污泥，常期存在生物塔堵塞的问题，并受限于no难溶于水，另外无法处理高浓度废气。

化学吸收法包括酸吸收法和碱吸收法，以及络合剂吸收法。酸吸收法和碱吸收法是指通过弱酸或弱碱来吸收氮氧化物的技术，酸吸收法和碱吸收法常见于酸厂或碱厂的尾气回收。络合吸收法是通过络合吸收剂来吸收氮氧化物。用于no的吸收剂，主要为二价铁络合剂，可以概括为两类，第一类是含氨基羧酸类络合物，包括有乙二胺四乙酸亚铁(fe(ii)edta)，次氮基三乙酸亚铁(fe(ii)nta)、羟乙基乙二胺三乙酸亚铁(fe(ii)hedta)、二乙三胺五酸亚铁(fe(ii)dtpa)、柠檬酸亚铁(fe(ii)cit)。另外一种是含硫基(-sh)化合物，如半胱氨酸亚铁(fe(ⅱ)(cysh)2)、n-乙酰基半胱氨酸(n-accysh)、谷胱甘肽(gsh)。

最常用的络合剂是fe(ii)edta，是通过绿化亚铁(fecl2)或硫酸亚铁(fe(so4)2)，与乙二胺四乙酸二钠(na2edta)1：1等摩尔配制而成。络合吸收剂虽然能快速高效吸收烟气，但是二价铁络合吸收剂极易被氧气氧化成三价铁络合物，失去络合作用，而且实际工业烟气中必然存在3-10％的氧气浓度，因此必然存在络合吸收剂失效问题。络合剂的失效，是直接导致烟气脱硝效率显著降低的原因，于此同时络合剂失效后，会形成三价铁沉淀，三价铁沉淀物会包裹填料和微生物，使得微生物接触烟气的效率大大降低，另外三价铁沉淀会加速堵塞填料，使得生物塔瘫痪停运。在这个背景下，大量的专利(cn106984133b)和研究工作都致力于解决fe(ii)edta络合吸收剂的稳定活性和氧化失效问题。

技术实现要素：

为解决现有烟气化学吸收法的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种利用高硬度水溶液化学吸收法去除氮氧化物的方法，以实现氮氧化物脱除。该方法通过简单的化学吸收剂将烟气中的nox转移至液相去除，低成本、可持续且环境友好。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种同步脱除烟气中的nox和so2的吸收剂，所述吸收剂为乙二胺四乙酸二钠(na2edta)或乙二胺四乙酸四钠(na4edta)溶解于高硬度水中。na2edta与na4edta均可在市面上商业购买得到，价格较为便宜。

优选地，所述的高硬度水是指水中含有高浓度钙离子和镁离子，钙离子和镁离子的浓度均≥100mg/l。可以为工厂的处理用水，或者近海的海水。

优选地，所述的乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠的浓度≥1g/l。

利用所述吸收剂同步脱除烟气中的nox和so2的方法，吸收剂从反应器内部设有的喷淋装置中喷出，与烟气接触溶解，同步脱除nox和so2。

所述的反应器，可以是长方体型或圆柱体型的反应塔，或者是球型的反应釜；所述烟气的进气口位于反应器底部。

所述的吸收剂与烟气气液接触，为气液逆流，气体流速方向为从底部充满至顶部，从顶部出气口出气，液体流动方向与气体方向相反，从顶部至底部。

所述的喷淋装置为花洒，或者一排一排的带细孔的管路喷射吸收液，形成雾状液滴，底部出为液体出口。

与现有化学吸收技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)本发明直接采用乙二胺四乙酸二钠(na2edta)或乙二胺四乙酸四钠(na4edta)，并不需要配置等摩尔的二价铁溶解，能大幅度减少吸收剂成本，减少吸收剂堵塞填料的问题。

(2)利用高硬度水结合乙二胺四乙酸二钠(na2edta)或乙二胺四乙酸四钠(na4edta)来吸收烟气，不存在络合剂失效的问题，进一步减少成本。

(3)高硬度水广泛存在于工业生产中，各种工厂都会使用水来降温锅炉或反应釜，循环使用的水产生大量的高浓度含盐废水，具有一定的处理成本，本发明可以实现以废治废，减少环保处理成本。

(4)本发明由于不受进气中氧气浓度的限制，可以稳定吸收烟气，能适应工业烟气中3％-10％氧气浓度的变化。

附图说明

图1为本发明高硬度水烟气吸收的装置的结构示意图。图中：1处理后的烟气；2未处理的烟气；3吸收剂池；4水泵；5吸收剂。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种实验烟气模拟喷淋塔，包括进气、出气和喷淋液，人工合成废气：nox0.5mg/m³、so20.3mg/m³、o23％、co211％，流量是10m³/h直接通入喷淋塔进行化学吸收。

(1)3g/l乙二胺四乙酸二钠(na2edta)溶解于人工配置的高硬度水溶液中，高硬度水溶液用自来水加入300mg/lcacl2，300mg/lmgso4。

(2)模拟喷淋塔高度为50cm，直径为20cm，喷淋头采用细孔喷射。

(3)气体流速为5.2l/min，停留时间为3min，烟气脱硝效率可达85％，脱硫效率96％。

实施例2

小型电厂锅炉烟气处理。nox120mg/m³、so280mg/m³、o28％、co212％。废气平均流量为850m³/h。

(1)根据气体流量，确定了采用喷淋塔，内径2米，高9米，气液比为2l/nm³，吸收过程烟气吸收液，由na2edta和高硬度的电厂废水混合而成。

(2)喷淋塔高9米，分为三层，每3米高度设制喷淋花洒。

(3)烟气至下而上，气体流速为14167l/min，停留时间为2min，出气烟气吸收后，脱除效率可达83％，脱硫效率93％。

实施例3

燃煤锅炉热水锅炉，nox350mg/m³、so2110mg/m³、o27.5％、co210.1％。废气平均流量为10200m³/h。

(1)根据气体流量设置三个互相联通的喷淋塔，喷淋塔直径4m，高为9m。吸收过程的吸收液为na2edta和锅炉冷却水排放的高硬度废水混合而成。

(2)三个塔之间顶部和底部相连通，气体从喷淋塔底部进入，顶部排出，然后进入下一个喷淋塔。每个喷淋塔中的气体流速为170000l/min，停留时间为2min。经过喷淋吸收处理，脱硝效率80％，脱硫效率95％。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。