方法
【技术领域】
[0001]本发明属工业废气处理领域，涉及一种利用磷矿浆和泥磷脱除燃煤锅炉烟气中S02和NOx方法。
【背景技术】
[0002]我国煤炭产量约占全世界总产量的49%，是全世界最大的煤炭生产国和消费国，而在我国所使用的煤炭中，有80%的煤炭直接用于燃烧，产生大量的S02、N0x等气体，这些气体的排放造成温室效应、酸雨、雾霾等一系列空气污染问题，对人类和生物的生存环境造成严重影响。有效控制和削减燃煤过程中产生的SOdPNOx，是我国面临的严峻挑战。
[0003]燃煤锅炉烟气脱硫脱硝一直是国内外的研究热点，目前已开发出多种方法。湿法石灰石-石膏脱硫是目前应用最广泛的脱硫技术，但此技术需要消耗大量石灰石，石灰石开采过程中消耗了矿产资源，对生态环境造成破坏；副产物石膏利用率较低，易造成二次污染;脱硫过程中排放出C02，增加了温室气体的排放。使用催化剂或还原剂催化还原NO是目前研究最深入且应用最广泛的脱硝技术，SCR法和SNCR法就属于此类，这种方法工艺简单、脱硝效率高，可达90%以上，但还原剂NH3的腐烛性强，对管道和设备材质的要求高；易泄漏造成二次污染；另外，催化剂使用寿命不够长，抗硫抗水性能不高，能耗高，投资大；
有得到有效回收利用。直接吸收法对N0/N02的比例有一定要求;吸附法则受吸附容量的限制，液相络合吸收法络合速率较慢;微生物法还存在诸多问题需要处理;等离子体活化法耗资大使其应用存在障碍，且副产物多，较难控制，可能存在二次污染问题。这些技术目前都未能在工业上大范围使用。
[0004]近年来，脱硫脱硝一体化技术受到了各方的重视，期望能找到一种空间利用率高、运行管理成本低、脱除效率尚、能回收副广物提尚经济性的脱硫脱硝方法。中国专利CN104437059公开了一种烟气脱硫脱硝剂及其脱硫脱硝方法。该方法制备出一种成分较为复杂的脱硫脱硝剂，主要的思想还原NO和净化S02。但对于烟道气这种复杂的气氛中要分离SO2其实也是较难实现的；另外，该方法中吸收剂用量大，废液处理也是一大难题。另外，专利CN1192814C、CN 100340325C、CN 101708419B、CN101352647B等分别公开了用不同的吸收剂同时脱硫脱硝的方法，但这些方法主要的一个共同的缺点就是添加剂的使用种类多，用量大，从而产生的废液量大，经济效益不明显，且后续较难处理。
[0005]本发明利用单质磷对NO的氧化性能以及磷矿浆过渡金属离子对H2SO3的催化氧化性能，将NO和SO2转化为HNO3和H2SO4，HNO3和H2SO4随即与磷矿反应，推动烟气中的NO、SO2不断转化为HNO3和H2SO4;不仅使烟气中的氮氧化物、二氧化硫、尘含量远远低于国家排放标准，而且充分运用了氮、硫元素，吸收SO2所形成的硫酸直接用于分解磷矿制造磷酸，氮氧化物以硝酸根的形式进入氮磷复合肥系统，资源利用率高、投资少，副产物全部回收利用，没有二次污染物产生，具有明显的社会与经济效益。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术上存在的分段脱硫脱硝，经济上存在氮硫不能获得有效利用的问题，提出了一种利用磷矿浆和泥磷脱除燃煤锅炉烟气中SO2和NOx方法，使得在一个装置里同时高效地脱除S0#PN0x。
[0007]本发明是通过下述技术方案实现的:
(1)来自燃煤锅炉的烟气通过引风机进入装有氧化液的氧化塔，烟气与氧化液充分接触反应，通过氧化液的氧化作用，将难溶于水的NO氧化为易溶于水的NO2 ；
(2)氧化后的烟气进入吸收塔，利用N02、S02在水中的溶解性和磷矿浆过渡金属离子的催化氧化作用，用磷矿浆吸收烟气中的N0、N02、S02;
(3)经过吸收塔吸收后的烟气，进入除沫器除去气体夹带的液沫后排空。
[0008]所述氧化塔中氧化液是含有泥磷的水浊液或含有泥磷、磷矿浆的混合矿浆，水浊液或混合矿浆中单质磷含量控制在5?30 g/L，温度为50?80°C。
[0009]所述吸收液中磷矿浆固含量控制在10%?55%(质量百分比)，pH2 4.5。
[0010]所述氧化塔、吸收塔，可以是动力波装置，也可以是含有多层喷头的空塔。
[0011]吸收塔，可以是一级、二级、或者三级，其吸收级数取决于燃煤锅炉出口SO2以及排烟的S02含量。
[0012]本发明采用的磷矿浆是磷化工生产过程中的必备的生产工序，其来源于磷矿加工及其选矿生产过程，无需单独加工，节省了脱硫脱硝吸收剂的制备工序。
[0013]本发明采用的泥磷是黄磷生产过程中所产生的副产物，大约含有50%?70%的黄磷(干基)，以往的工艺需要采用高温蒸馏，使之气化后再冷凝回收，能耗高、污染大、操作环境差，通过利用泥磷作为NO的氧化剂，有效利用了黄磷生产的副产物，既解决了黄磷生产存在的问题，也有效促进了 NO的转化。
[0014]本发明提供了一种联合脱硫脱硝的方法，不仅使烟气中的氮氧化物、二氧化硫、尘含量远远低于国家排放标准，而且充分运用了氮、硫元素，吸收SO2所形成的硫酸直接用于分解磷矿制造磷酸，氮氧化物以硝酸根的形式进入氮磷复合肥系统，资源利用率高、投资少，副产物全部回收利用，没有二次污染物产生，具有明显的环境、社会与经济效益；同时，本发明是一种湿法技术，固体物质随着磷酸的副产品磷石膏排出，因此，可以取消燃煤锅炉的电除尘系统，通过高效除沫装置，其尘浓度< 5mg/m30
[0015]本发明优点在于:
1、高效，利用泥磷中的磷以及磷矿中的过渡金属的催化氧化作用，提高了NOx和SO2的吸收率；
2、流程短，利用磷化工生产特点，在其中加入了一个氧化与吸收过程，其原料、产品均与原工艺过程实现无缝连接，无需专设电除尘器；
3、低耗，无需外购原料，其消耗仅仅为气体与液体循环、输送所消耗的动力；
4、无二次污染物排放，NOx成为硝酸，最终进入肥料系统;SO2成为硫酸，用于分解磷矿；与石灰石-石膏法相比，没有CO2的排放；
5、经济效益好，与其他技术相比，本发明有效回收了氮、硫元素并转化为生产过程中所必需的原料与产品，不仅可以承担环保装置的运行费用，还可以回收环保装置投资。
【附图说明】
[0016]图1是本发明利用磷矿浆和泥磷脱除燃煤锅炉烟气中SO2和NOx方法的工艺流程示意图；
图中:1-氧化塔;2-—级吸收塔;3-二级吸收塔;4-除沫器;5-—级循环槽;6-二级循环槽;7-三级循环槽。
【具体实施方式】
[0017]下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不局限于所述内容，实施例中方法或装置如无特殊说明均为常规技术。
[0018]实施例1
如图1所示，来自燃煤锅炉的含有SO2 2000mg/m3、N0x200mg/m3的烟气，自上而下进入动力波氧化塔I，与温度50°C氧化液(含有泥磷的水浊液，来自黄磷车间的泥磷经过一级循环槽5后通入氧化塔中)逆流接触，控制氧化液中单质磷含量5g/L，气速35m/s，液气比7L/m3，在氧化塔内，大部分NO氧化为易溶于水的N02，随后进入带有