一种同时回收硫和硝的方法
【专利说明】-种同时回收硫和硝的方法
[0001] 本发明属于锅炉尾气处理领域。本发明涉及一种同时回收硫和硝的方法，更具体 地说，是以配方吸收剂在吸收塔中吸收烟气中SO 2和NOx，然后对吸收液进行解析回收SO2和 NOx，并通过电解再生吸收液的方法。
【背景技术】
[0002] 当前烟气脱硫脱硝主要采用的是"湿式烟气脱硫（Wet-FGD)和NH3选择性催化还 原（SCR)技术脱硝"。
[0003] 目前，世界上烟气脱硫的方法己达100多种，工业上应用的方法也约有20种。其 中湿法脱硫技术应用约占整个工业化脱硫装置的85%左右，而湿式石灰石/石灰法又占湿 法的约80%，在当今技术中占主导地位。
[0004] 目前的石灰石/石膏法脱硫技术，在吸收循环液pH < 6的酸性条件下吸收SO2，生 成亚硫酸钙，再向吸收塔的浆液中鼓入空气的方法强制使CaSO3氧化为CaSO 4 (石膏）。现 有的石灰石/石膏法脱硫技术存在着下面的不足：
[0005] 1)碳酸钙在水溶液中的分解效率低，导致碳酸钙分解不完全，脱硫效率不足；
[0006] 2)向吸收塔的楽液中鼓入空气的方法强制使CaSO3氧化为CaSO4(石膏），空气的 压缩增加成本，也挤占气体通量，碳酸钙分解效率低再加上鼓入空气挤占气体通量，使吸收 塔负荷低，还有副产的固液分离困难等，使得脱硫的运行成本高；
[0007] 3)由于碳酸钙的分解反应不充分、亚硫酸钙的氧化困难及亚硫酸钙与硫酸钙的分 级困难，脱硫石膏中含有一定量的碳酸钙和亚硫酸钙，即副产物石膏达不到应用品级，一般 作为废物抛弃，污染环境。
[0008] 上述的技术难题使该法的应用蒙上阴影。
[0009] 对NOx的控制，目前主要是采取低氮氧化物燃烧技术和NH3选择性催化还原 (SCR)，SCR是所有脱氮氧化物中效率最高的，与燃烧改性相结合，可减少90%的NOx排放。 欧洲与日本装备的SCR，能脱除60 %~80 %的N0,氨泄漏率低于5ppm。
[0010] 现有的SCR法脱硝技术存在着下面的不足：
[0011] I) SCR脱硝一般采取两层蜂窝状催化剂，安装在省煤器与空气预热器之间，催化剂 层需不断震荡（往往采取声波震荡，实际又产生刺耳的声波污染）和采取蒸汽吹扫以防飞 灰沉积，但仍由于小颗粒易堵塞催化剂，催化剂活性大大降低，需要体积庞大的催化剂层， 加上催化剂本身价格较高，导致投资大，运行成本高；
[0012] 2) SCR对中高硫煤的适应性差，因为烟气中硫组分降低催化剂寿命（欧洲和日本 多将其用于低硫煤），不适应我国普遍使用的高硫煤；
[0013] 3)消耗氨，含氨的飞灰出售价格也降低了。
【发明内容】
[0014] 针对Wet-FGD+SCR组合脱硫脱硝投资大、运行费用高，需消耗价值较高的氨、副产 价值低的缺点，及其它湿法脱硫脱硝吸收液难以再生的问题，本发明提出一种同时回收硫 和硝的方法，该方法达成不消耗氨而回收SO2和NOx的目的，系统投资少、运行稳定可靠、资 源能源消耗少，变脱硫脱硝过程为生产过程。
[0015] -种同时回收硫和硝的方法，是以配方吸收剂在吸收塔中吸收烟气中SO2和NOx， 然后对吸收液进行解析回收SO 2和NOx，并通过电解再生吸收液；
[0016] 其具体步骤：
[0017] a、烟气中SO2和NOx的吸收
[0018] 烟气进入吸收塔中部，以配方溶液吸收烟气中SO2和NOx，反应式如下：
[0019] S02+H20 = H2SO3
[0020] H2SO3+ (NH4) 2S04 = NH4HS03+NH4HS04
[0021] Fe2+ (EDTA) +NO = Fe2+NO (EDTA)
[0022] 4Fe2+ (EDTA) +4H++02 = 4Fe3+ (EDTA) +2H20
[0023] b、SO2和NOx的解析回收和吸收液的电解再生
[0024] 在吸收塔内设置气穴解析，塔外设置电解再生装置让浆液流过，进一步解析NOx， 并对吸收液进行电解，使吸收液得到再生；反应式如下：
[0025] 解析反应：NH4HS03+NH4HS04 = H2SO3+ (NH4) 2S04
[0026] H2SO3 = S02+H20
[0027] Fe2+NO (EDTA) = Fe2+ (EDTA) +NO
[0028] 阳极反应：
[0029] 阴极反应：Fe3+ (EDTA) +e = Fe2+ (EDTA)
[0030] c、吸收塔中固相物质的排放及补充液的添加
[0031] 脱硫脱硝吸收的浆液经浓缩、过滤，含硫酸盐的固相物排放；补充液的添加成分包 括过程损耗的配方吸收剂及辅助脱硫平衡剂；
[0032] d、解析气体的利用
[0033] 富含NOx及SO2的解析气体，用碱液吸收制备亚硫酸盐，或通过有机胺类吸收再生 回收生产硫酸，净化NOx气体送后处理生产硝酸；
[0034] 以上所述吸收剂配方包括：硫酸铵浓度15~40% (质量分数，以下同），硫酸亚铁 浓度0. 1~1%，氨羧络合剂浓度0. 1~1%，甘油浓度0~5%;所述电解是以石墨作电极， 通入直流电，电压1~3V。
[0035] 以上所述辅助脱硫平衡剂包括两类，一类是脱硫剂如：石灰石、碳酸钠、…，一类是 亚硫酸盐如：亚硫酸钠、亚硫酸钙、…。
[0036] 本技术体现在以下几点：
[0037] (1)以湿法实现脱硫脱硝，不受烟气粉尘影响，适应不设布袋除尘的小型电厂除尘 脱硝需要，除尘率> 95 % ;适应我国普遍使用的高硫煤；设备投资小，不使用催化剂，运行成 本低。
[0038] (2)脱硫脱硝过程不消耗原料，并且回收SO2和N0x，可以分别生产硫酸和硝酸等 高附加价值产品。
[0039] (3)本工艺电解装置消耗直流电，但电解的目的只是维持亚铁离子状态，耗电少。
[0040] 本发明的具体实现过程：烟气进入脱硫脱硝吸收塔下部，与从上部喷淋下的循环 液逆流接触，以配方吸收剂吸收烟气中SO 2和NOx。通过喷淋洗涤，烟气中的SO2和NOx及粉 尘被除去，净化烟气送烟@。脱硫脱硝吸收塔内设电解装置或在塔外加设电解装置，对吸收 液进行电解维持亚铁的浓度，脱硫脱硝吸收的浆液经浓缩、过滤，含硫酸盐的固相物排放； 补充液的添加成分包括过程损耗的配方吸收剂及辅助脱硫平衡剂；在吸收塔气穴中的解析 气体，并塔外电解装置的解析气体送解析气体的利用，富含NOx及SO 2的解析气体，用碱液 吸收制备亚硫酸盐，或通过有机胺类吸收再生回收生产硫酸，净化NOx气体送后处理生产 硝酸。
[0041] 所述吸收剂配方包括：硫酸铵浓度15~40 %，硫酸亚铁浓度0. 1~1 %，氨羧络合 剂浓度〇. 1~1 %，甘油浓度〇~5%;所述电解是以石墨作电极，通入直流电，电压1~3V。 [0042] 所述辅助脱硫平衡剂包括两类，一类是脱硫剂如：石灰石、碳酸钠、…，一类是亚硫 酸盐如：亚硫酸钠、亚硫酸钙、…。
【附图说明】
[0043] 附图1是发明实施例1的工艺流程示意图
【具体实施方式】
[0044] 实施例1
[0045] 图1中脱硫脱硝吸收塔1，电解与解析装置2,过滤机3,滤液槽4,循环浆液泵6， 真空泵5,循环浆液泵6,浓浆液泵7,滤液泵8 ;烟气A，回收气体B，净化烟气C，洗涤工艺水 D，补充液E，废渣F。
[0046] 温度为IKTC的烟气A进入脱硫脱硝吸收塔1中部，与从上部喷淋下的循环浆液、 过滤液和洗涤工艺水逆流接触，通过喷淋洗涤，烟气中的粉尘、二氧化硫、氮氧化物被除去， 净化烟气C温度约50°C离开吸收系统送烟囱。塔内浆液流经塔外电解与解析装置2,大部 流体由循环浆液泵6送入脱硫脱硝吸收塔1，少部由浓浆液泵7输出，送过滤机3,过滤液收 集于滤液槽4,由滤液泵8输送回脱硫脱硝吸收塔1，吸收系统消耗的配方吸收剂需要补充 平衡，补充液E可加入滤液槽4与滤液混合后送脱硫脱硝吸收塔1 ;过滤固相为废渣F排放。 在吸收塔内设置隔板形成气穴，在脱硫脱硝吸收塔1外部设置塔外电解与解析装置2,在吸 收塔内设置隔板形成气穴获得解析气体，与吸收塔外电解装置解析气体汇合由真空泵5抽 送作为回收气体B，回收气体B送后处理分别制取硫酸和硝酸等。
[0047] 采用的吸收剂配方：硫酸铵浓度25%，硫酸亚铁浓度0. 4%，氨羧络合剂浓度 0.4%，甘油浓度5% ;电解是以石墨作电极，通入直流电，电压IV。
[0048] 实施效果：脱硫率彡90 %，SO2回收率彡85%，脱硝率彡90%，NOx回收率彡85%。
[0049] 本发明的有益效果是：（1)湿法脱硫脱硝，不受烟气粉尘影响，适应不设布袋除尘 的小型电厂除尘脱硝需要，除尘率> 95%，设备投资小，运行成本低；（2)脱硫脱硝过程不 消耗原料，并且回收302和勵^可以分别生产硫酸和硝酸等高附加价值产品；（3)电解装置 消耗直流电少。
【主权项】
1. 一种同时回收硫和硝的方法，是以配方吸收剂在吸收塔中吸收烟气中SO2和NOx，然 后对吸收液进行解析回收SO 2和NOx，并通过电解再生吸收液； 其具体步骤： a、 烟气中SO2和NOx的吸收 烟气进入吸收塔中部，以配方溶液吸收烟气中SO2和NOx ; b、 SO2和NOx的解析回收和吸收液的电解再生 在吸收塔内设置气穴解析，塔外设置电解再生装置让浆液流过，进一步解析NOx，并对 吸收液进行电解，使吸收液得到再生； c、 吸收塔中固相物质的排放及补充液的添加 脱硫脱硝吸收的浆液经浓缩、过滤，含硫酸盐的固相物排放；补充液的添加成分包括过 程损耗的配方吸收剂及辅助脱硫平衡剂； d、 解析气体的利用 富含NOx及SO2的解析气体，用碱液吸收制备亚硫酸盐，或通过有机胺类吸收再生回收 生产硫酸，净化NOx气体送后处理生产硝酸。2. 根据权利要求1所述的同时回收硫和硝的方法，其特征在于：所述吸收剂配方包括： 硫酸铵浓度15~40 %，硫酸亚铁浓度0. 1~1 %，氨羧络合剂浓度0. 1~1 %，甘油浓度0~ 5% ;所述电解是以石墨作电极，通入直流电，电压1~3V ;所述辅助脱硫平衡剂包括两类， 一类是脱硫剂如：石灰石、碳酸钠、…，一类是亚硫酸盐如：亚硫酸钠、亚硫酸钙、…。
【专利摘要】本发明涉及一种同时回收硫和硝的方法，属于烟气处理领域。更具体地说，是以配方吸收剂在吸收塔中吸收烟气中SO2和NOx，然后对吸收液进行解析回收SO2和NOx，并通过电解再生吸收液的方法。本发明的有益效果是：(1)湿法脱硫脱硝，不受烟气粉尘影响，适应不设布袋除尘的小型电厂除尘脱硝需要，除尘率≥95％，设备投资小，运行成本低；(2)脱硫脱硝过程不消耗原料，并且回收SO2和NOx，可以分别生产硫酸和硝酸等高附加价值产品；(3)电解装置消耗直流电少。
【IPC分类】C01B21/38, B01D53/60, B01D53/96, C01D5/14, C01B17/74, B01D47/06, B01D53/78
【公开号】CN105080317
【申请号】CN201410192603
【发明人】陶俊, 陶陶, 徐继红
【申请人】淮南市明月环保科技有限责任公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月5日