一种烟气脱硫方法及装置、烟气一体化脱硫脱硝系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种烟气脱硫方法及装置，同时还涉及一种烟气一体化脱硫脱硝系统及方法。
【背景技术】
[0002]我国是二氧化硫及氮氧化物的排放大国，总体排放量居世界首位。二氧化硫形成酸雨，对国民经济发展有直接的影响；并且酸雨对动物及人体产生危害，刺激眼睛、咽喉和皮肤造成炎症。氮氧化物在大气之中主要以二氧化氮的形式存在，也是酸雨的主要组成部分；并且二氧化氮也会消耗臭氧层，成为形成臭氧洞的因素之一。
[0003]烟气脱硫是指从烟气中除去硫氧化物(主要为SOjP SO 3)的过程。烟气脱硫的基本原理为:烟气中的硫氧化物实质上是酸性的，可以通过与适当的碱性物质(脱硫剂)反应从烟气中脱除。在烟气脱硫技术中，按脱硫剂的种类划分，可分为以下五种方法:以CaCO3 (石灰石)为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3S基础的钠法，以NH 3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。其中，商业化程度最高且应用最广泛的是钙法(石灰石法)。采用钙法进行湿法烟气脱硫的工艺主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)等浆液作洗涤剂，在脱硫塔中对烟气进行洗涤，与烟气中的硫氧化物反应生成硫酸钙沉淀，从而除去烟气中的硫氧化物。在中国的火电厂、钢厂，90%以上采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程。石灰石产量丰富，生石灰和熟石灰都是由石灰石通过加热来制取，因而相对便宜，脱硫工艺成本较低。但是，石灰石法虽然价格低廉，但是脱硫效率不高，脱硫不彻底，产生的硫酸钙等物质难以处理，产生大量废水和固体废弃物，对环境造成二次污染且造成资源的浪费。因此，人们一直在研宄更好的烟气脱硫工艺及设备。
[0004]现有技术中，CN1460033A公开了一种脱硫设备及脱硫方法，该脱硫设备包括脱硫塔，脱硫塔用于通过设置于一脱硫塔中的多孔碳材料接触而对含硫氧化物的烟道气体进行脱硫；脱硫设置具有喷淋装置，该喷淋装置布置在脱硫塔的上部，以便使内部水含量被调节到不低于在处理该烟道气体的温度下的蒸气饱和值。其原理是:烟道气体与多孔碳材料如活性碳或活性碳纤维接触，从而使多孔碳材料吸收烟道气体中所含的硫氧化物如二氧化硫；在用作催化剂的多孔碳材料存在的情况下，硫氧化物与烟道气体中所含的氧气反应；产生的氧化物在水中被吸收，从而形成硫酸，其被从碳材料中去除。脱硫的反应式如下:
[0005]S02+l/202+H20 — H2SO4(I)。
[0006]采用上述设备的烟气脱硫方法初期脱硫彻底，同时避免了硫酸钙等难处理物质的产生；但是，随着烟气脱硫的进行，催化剂逐渐吸附饱和，脱硫效率下降；催化剂层中饱含硫酸液体，阻力增大，可供烟气流过的通道变小，烟气流速加快；部分硫氧化物可能没有机会与催化剂接触便通过催化剂层，造成脱硫不彻底；同时，过快的烟气流速可能撕裂硫酸液体形成硫酸液滴被烟气带走，达不到烟气脱硫的目的。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种烟气脱硫方法，解决现有催化剂脱硫过程中逐渐吸附饱和造成的脱硫不彻底的问题。
[0008]本发明的第二个目的是提供一种烟气脱硫装置。
[0009]本发明的第三个目的是提供一种烟气一体化脱硫脱硝的系统。
[0010]本发明的第四个目的是提供一种烟气一体化脱硫脱硝的方法。
[0011]为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是:
[0012]一种烟气脱硫方法，包括使待处理烟气通过脱硫催化剂形成的填料层进行脱硫，脱硫产物以硫酸的形式吸附在填料层中，得脱硫后烟气；用水或稀硫酸对填料层进行喷淋使填料层吸附的硫酸脱附；用待处理烟气或脱硫后烟气对硫酸脱附后的脱硫催化剂进行干燥使脱硫催化剂再生。
[0013]脱硫催化剂的作用是使烟气中的硫氧化物与氧气反应生成氧化物，氧化物被水吸收形成硫酸。只要能实现这一催化氧化作用的催化剂都是可用的，如CN103585868A记载的中微孔活性炭。
[0014]所述待处理烟气的温度为100?180 °C。
[0015]所述稀硫酸为填料层吸附的硫酸脱附形成的稀硫酸。填料层吸附的硫酸在被喷淋的水稀释后形成稀硫酸，可作为喷淋剂循环用于脱硫催化剂的喷淋冲洗。
[0016]上述烟气脱硫方法中，烟气通过填料层的时间(烟气与填料层的接触时间)根据烟气中污染物浓度及烟气处理量调整，优选的，接触时间为2s?30s。
[0017]本发明的烟气脱硫方法，将待处理烟气通过脱硫催化剂形成的填料层进行脱硫，通过脱硫催化剂的催化氧化作用，将烟气中的二氧化硫催化氧化成三氧化硫，三氧化硫与水结合以硫酸的形式吸附在填料层内(脱硫催化剂的孔隙结构内)，并且因吸附作用同时脱除烟气中的烟尘粒子、汞、二噁英、呋喃、重金属、挥发性有机物及其它微量有害元素；当脱硫催化剂吸附饱和后，用水或稀硫酸对填料层进行喷淋冲洗，使硫酸从填料层(脱硫催化剂孔隙结构内部)脱附形成稀硫酸回收利用；硫酸脱附后的填料层中含有过多的水附着在催化剂表面，影响催化剂的使用性能，同时过多的水占据了填料层中的空间，阻力增大，可供烟气流过的通道变小，烟气流速加快，影响脱硫效果；使用待处理烟气或脱硫后烟气对硫酸脱附后的催化剂进行干燥，防止过多的水影响脱硫催化剂的使用性能及脱硫效果，使脱硫催化剂能重新正常发挥其催化氧化及吸附作用。本发明的烟气脱硫方法，在现有技术的基础上增加了对填料层的喷淋冲洗及催化剂干燥过程，使催化剂再生能重复用于烟气脱硫，同时通过喷淋冲洗使填料层吸附的硫酸脱附实现稀硫酸的回收利用，解决了现有方法脱硫不彻底的问题；该方法的脱硫效率高(脱硫效率达95%以上)，由于催化剂的重复使用，运行成本低，同时副产稀硫酸，节约成本，避免了资源的浪费，具有良好的经济效益和环境效益。
[0018]上述方法中，当使用待处理烟气对脱硫催化剂进行干燥时，干燥过程中伴随着部分脱硫过程，称为次要脱硫(相对于再生后的脱硫催化剂发生的主要脱硫过程而言)。
[0019]一种烟气脱硫装置，包括具有烟气进口和烟气出口的脱硫塔，所述脱硫塔内设有用于填装脱硫催化剂形成填料层的填料腔，脱硫塔内在填料腔的上方设有喷淋装置；所述脱硫塔为至少两个，至少两个脱硫塔通过与其烟气进口、烟气出口连接的烟道及设置在烟道上的阀门串联和/或并联在一起；所述脱硫塔底部还设有排酸口。
[0020]所述的烟气脱硫装置还包括水槽和酸槽，所述水槽通过循环泵与脱硫塔内的喷淋装置相连通；脱硫塔底部的排酸口与所述酸槽相连通。
[0021]所述酸槽为至少两个；每个脱硫塔对应设置一个酸槽，每个脱硫塔的排酸口与对应酸槽相连通。
[0022]所述酸槽通过循环泵与脱硫塔内的喷淋装置相连通，脱硫塔的排放口与所述水槽相连通。
[0023]本发明的烟气脱硫装置，脱硫塔为至少两个。当脱硫塔为两个时(如分别为第一、第二脱硫塔)，两个周期为一个循环:第一周期内，调节阀门使两个脱硫塔先并联，第一脱硫塔用于主要脱硫，第二脱硫塔进行喷淋冲洗后，再调节阀门使两个脱硫塔串联，用待处理烟气或脱硫后烟气对第二脱硫塔中的脱硫催化剂进行干燥再生(沿烟气流动方向，如第二脱硫塔串联在第一脱硫塔之前，则是使用待处理烟气对第二脱硫塔中的脱硫催化剂进行干燥再生和次要脱硫；如第二脱硫塔串联在第一脱硫塔之后，则是使用脱硫后烟气对第二脱硫塔中的脱硫催化剂进行干燥再生)；当第一脱硫塔中的脱硫催化剂吸附饱和，则第一周期结束，进入第二周期，则阀门使两个脱硫塔先并联，第二脱硫塔用于主要脱硫、第一脱硫塔进行喷淋冲洗后，再调节阀门使两个脱硫塔串联..?以此循环操作，实现烟气处理的连续进行。当脱硫塔为三个时(如分别为第一、第二、第三脱