一种络合吸收同步电解再生的烟气氨法脱硫脱硝工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种属节能环保领域的烟气脱硫脱硝工艺，具体的说是一种络合吸收 同步电解再生的烟气氨法脱硫脱硝工艺，。
【背景技术】
[0002] 湿法烟气同步脱硫脱硝技术，特别是湿式氨一络合法同步脱硫脱硝因其脱硫效率 高、投资低、耗水少、副产品可以有效利用、无二次污染等优点而受到业界高度重视。Fe(II) EDTA对NO具有较好的络合效果，脱硝效率高，如公开号为104226095A，发明名称为"基于烟 气湿式氨法脱硫的同步脱硝工艺"的专利申请，能够实现氨法同步脱硫胶硝。在该技术方案 中，浓缩塔底引出的浓缩液送入除铁反应池，通过调节pH值沉淀除铁，吸收塔底引出的吸 收液送入填充有铁肩填料层的再生塔进行再生。
[0003] 在除铁步骤中，需加入碱调节pH值，从而使浓缩液中带入大量的碱金属离子进入 吸收液中，增加生产成本的同时，也不利于后续硫铵结晶，影响脱硫产品品质。
[0004] 在再生步骤中采用铁肩法存在以下问题：（1)由于吸收液呈酸性，铁肩易被腐蚀， 导致铁肩消耗量大，吸收液中铁离子浓度过高，既增加了除铁成本，还影响脱硫脱硝副产品 品质；(2)由于铁肩中的元素铁被氧化腐蚀进入溶液导致吸收液pH值升高，导致铁肩对络 合剂的再生还原能力减弱。为了保证脱硝效率，需向系统中补充酸，导致脱硝成本进一步增 加。（3)铁肩消耗量较大，大量的元素铁被氧化进入吸收液，由于吸收液的pH值控制在5. 0 以上，吸收液中含有大量的氢氧化铁胶体（悬浮物），将会导致循环栗的叶轮磨损加剧，同 时还会导致喷嘴及管路道堵塞。（4)由于铁肩填充在封闭的再生塔内，而铁肩的消耗是连 续，无法实现铁肩的连续补充。
[0005] Fe (II)EDTA在络合N0的过程中自身很容易被烟气中所携带02所氧化，形成对N0 无吸收活性的Fe (III) EDTA。为了对络合剂进行再生并解析出络合的N0,许多研究者进行 了电解再生的研究工作，可实现络合剂的再生还原及络合吸收的N0还原。
[0006] 采用传统的电化学再生、除铁工艺，存在再生、除铁效率不高的问题，主要是由于 电解液中的Fe (III) EDTA和Fe (II) EDTA之间具有很好的电化学转化的可逆性，电解液在现 有的电解装置中流动时，Fe (III) EDTA和Fe (II) EDTA之间会反复发生电化学转化，影响再 生效率。在传统的电化学反应器中，出反应器的电解液分别从阴极室和阳极室流出，反应物 的转化率低，最高不会超过50%。同时N0还原成氨的反应速率比Fe (III) EDTA和Fe (II) Η)ΤΑ之间转化速率慢，同等条件下，NO还原成氨的效果差，最终导致同步脱硝效率偏低，影 响脱硝效果。
[0007] 所以需开发适用于类似于Fe (III) EDTA和Fe (II) EDTA的反应物与生成物之间电 化学转化具有很好的可逆性，同时适用于类似于N0和氨（或氮气）的反应物与生成物之间 电化学转化可逆性很低的反应体系的电化学反应工艺。
[0008] 传统的电化学反应工艺中所使用电化学反应器按其结构不同，可分为箱式、压滤 式或板框式、特殊结构式三类；按其工作方式不同，可分为间歇式、柱塞流式、连续搅拌箱式 三类。特殊结构的三维电极反应器以及柱塞流式电极反应器为了防止生成物进入相反电极 区域发生可逆反应，一般需要采用特殊结构的隔膜，导致反应器结构复杂、制作成本和运行 成本增加。特别是对于包含某些反应物与生成物之间电化学转化具有很好的可逆性，同时 某些反应物与生成物之间电化学转化可逆性很低的反应体系，采用该类反应器，由于隔膜 的分割，其转化率最高也将低于50%。
[0009] 因此现有的电解反应器存在以下主要问题：
[0010] (1)针对反应物和生成物之间具有很好的电化学反应可逆性的反应体系，现有的电 解装置会导致反应物与生成物之间在电解反应器中反复转化，既影响转化效率，又浪费电 耗；
[0011] ⑵现有的电解装置不能有效利用电解液自身的流动对电极表面的反应物提供快 速更新的较大的湍动力，电化学反应速度较慢，进而降低了反应转化率；
[0012] (3)对于复杂的含有副反应的反应体系，现有电解装置不能及时有效移出引起副反 应的电化学反应产物；
[0013] ⑷现有电解装置结构复杂，占地面积大。
【发明内容】
[0014] 本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种方法简单、投资成本和运行成 本低、转化效率高、除铁效果好、脱硫脱硝效果好的络合吸收同步电解再生的烟气氨法脱硫 脱硝工艺。
[0015] 技术方案包括烟气增压后送入浓缩塔与塔内浓缩液接触反应，出浓缩塔的烟气送 入吸收塔与塔内循环吸收液接触反应，浓缩塔塔底部分反应后的浓缩液经除铁后送入硫酸 铵结晶系统，吸收塔塔底部分反应后的吸收液经再生后回送到吸收塔上部作为循环吸收 液。在所述吸收塔中，所述烟气由吸收塔中部的烟气入口进入吸收塔，首先经过塔上部设置 的至少一层吸收及电化学反应层与循环吸收液逆向接触反应，再经过填料层和喷淋层后由 烟气出口排出；所述由吸收塔上部喷淋层喷出的循环吸收液依次经过塔上部的填料层和至 少一层吸收及电化学反应层与烟气逆向接触反应后进入吸收塔底部，再生后回送到吸收塔 上部的喷淋层喷入塔内作为循环吸收液；所述吸收及电化学反应层包括上下布置的三层电 极层，由下至上依次为阴极层、阳极层和阴极层，烟气由下至上依次穿过阴极层、阳极层和 阴极层的同时与循环吸收液逆向接触边进行气一液吸收反应，边进行电化学反应；所述电 极层为导电材料制成的网状结构，相邻两个电极层间相互绝缘；所述吸收及电化学反应层 通过安装在塔壁上的接线柱与电源相接；
[0016] 所述浓缩塔塔底部分反应后的浓缩液送入第一电解反应器中进行除铁，具体方法 为：所述浓缩液经进口连接短管进入第一电解反应器，所述第一电解反应器设有一个反应 单元，每个反应单元由两个极向相反且相互绝缘的电极室组成，分别为阴极室和阳极室；所 述浓缩液先进入反应单元中的阳极室发生氧化反应，然后再进入阴极室发生还原反应；反 应后的电解液由反应器的出口连接短管排出送入硫酸铵结晶系统。
[0017] 所述吸收塔塔底部分反应后的吸收液送入第二电解反应器中进行再生，具体方法 为：所述吸收液经进口连接短管进入第二电解反应器，所述第二电解反应器至少设有一个 反应单元，每个反应单元由两个极向相反且相互绝缘的电极室组成，分别为阴极室和阳极 室；
[0018] 当所述第二电解反应器中设有一个反应单元时，所述吸收液先进入反应单元中的 阳极室发生氧化反应，然后再进入阴极室发生还原反应；反应后的吸收液由反应器的出口 连接短管排出回送到吸收塔上部作为循环吸收液；
[0019] 当所述第二电解反应器中设有两个反应单元时，所述吸收液先进入第一个反应单 元中的阴极室发生还原反应，再进入阳极室发生氧化反应；然后继续进入第二反应单元中 阳极室发生氧化反应，最后进入阴极室发生还原反应；反应后的吸收液由反应器的出口连 接短管排出回送到吸收塔上部作为循环吸收液。
[0020] 所述第一电解反应器和第二电解反应器的电极室均具有如下结构：所述电极室由 至少一块多孔板电极与对应的筒体围成的区域组成；或者所述电极室由导电材料制成的丝 网状结构与对应的筒体组成。
[0021] 所述电极室由两端的多孔板电极与对应的筒体围成的区域组成，电极室内填充具 有导电性的电极材料，所述浓缩液或吸收液依次穿过电极室两端的多孔板电极由一个电极 室向另一个极性相反的电极室定向流动，所述电解液的液相流动方向垂直于多孔板电极表 面。
[0022] 控制第一电解反应器内反应单元中的阴极室和阳极室的电位差为1. 5 - 4. 5V ;
[0023] 当所述第二电解反应器中仅含有一个反应单元时，控制该反应单元中的阴极室和 阳极室的电位差为1. 5 - 4. 5V ;当所述第二电解反应器中含有两个反应单元时，控制第一 个反应单元中阴极室和阳极室的电位差为2. 5 - 4. 5V ;第二个反应单元中阴极室和阳极室 的电位差为1. 5 - 2. 5V。
[0024] 所述反应器为卧式，每个电极室顶部设有气体缓冲箱，可通过气体缓冲箱向电极 室内通入反应物，或者将电极室内反应产生的反应中间产物移出。
[0025] 所述反应单元内相邻两个电极室端部的多孔板电极平行设置，多孔板电极间具有 间隙，所述间隙的一端经过多孔板电极与电极室内壁面上的进液通道的一端连接，所述进 液通道的另一端连接冲洗液入口管；所述间隙的另一端经过多孔板电极与电极室内壁面上 的排液通道的一端连接，所述排液通道的另一端连接冲洗液出口管；当浓缩液或吸收液中 含有的颗粒物及填充电极材料破碎颗粒聚集在两多孔板电极间的间隙内时，由冲洗液入口 管通入冲洗液，冲洗液经电极室内壁面上的进液通道穿过多孔板电极进入间隙的一端，对 间隙及其两侧的多孔板电极进行冲洗，冲洗液由间隙的另一端穿过多孔板电极进入另一电 极室内壁面上的排液通道，最后由冲洗液出口管排出。
[0026] 所述间隙的宽度为1 一 10mm。
[0027] 定期调换反应单元中相邻两个电极室的极性，并改变