专利名称：一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法
技术领域：
本发明涉及脱硫、脱硝、除尘及资源回收的技术和环境保护领域，特别是一种闭路
循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法。
背景技术：
我国是一个以煤炭为主要能源的国家，电力发展以燃煤为主的格局，短期内不会 改变；煤是一种低品位可燃的有机质化石能源，它的岩相和化学组成常具有明显的差别和 不均一性，其中硫分含量也从O. 1 10%不等，变化范围较大，FGD的任务将异常艰巨和沉 重；目前，特别是以石灰/石灰石法、双碱法等脱硫技术、工艺为主时，势必带来巨大的投资 和运行负担，且存在以下不足 (1)重脱轻用即将烟气中S02脱下来，综合利用方面不理想，副产品质量差、不稳 定，利用价值低；二次污染严重； (2)S02、N0J兑除效率低一般低于95%，且外排烟气中S02、N0x不能满足目前国家 规定的环保排放标准，更无法满足高硫煤脱硫使用； (3)运行成本高占地面积大，运转稳定性差；污染治理工程在取得环境效益的同 时，需要大量的运转资金投入； (4)连续运行不稳定，无法保证低成本，长期在线监测运行，维修量大；
(5)资源严重浪费，不符合国家节能法和循环经济发展。 虽然，这一技术对减轻烟气中的二氧化硫污染起到了一定的作用，但是，每处理一 吨二氧化硫时产生约2. 7吨的脱硫石膏，预计到2010年，我国堆存的脱硫石膏将超过1亿 吨；而且，脱硫石膏质地松散，无法与矿石膏相比，致使脱硫石膏难以利用，所以导致脱硫石 膏被抛弃处理，占用了上百万亩的土地；同时，由于被抛弃的脱硫石膏长久散发着余毒，经 太阳暴晒蒸发出剌鼻的酸味；挥发后的酸性物质又加重了酸雨的危害；雨天堆积的"脱硫 石膏山"随时都会倒塌下来，冲击道路和村舍，并渗入土地、农田，污染地下和地表水，从而 进入我们的食物链，如果不采取积极有效的措施，它释放的有害物质将诱发对人体造成极 大伤害的新病情。 由此可见，现行的脱硫脱硝技术势必造成大量废渣，废气，废水，严重带来新的生 态破坏；对我国这样的发展中国家和世界上绝大多数的国家都存在着"建不起"也"运行不 起"的严重障碍。 当前，随着火电厂烟气脱硫项目的实施和脱硫设施的逐步运行，脱硫副产物越来 越多，对其进行综合利用、节约资源，防止二次污染已成为当前急需研究解决的重要课题； 国家发改委《关于加快火电厂烟气脱硫产业化发展的若干意见》中明确指出"进一步开展烟 气脱硫副产品综合利用，节约能源、减少污染，推动循环经济发展，尽快组织有关科研院所 等部门对脱硫副产物进行深入的研究，实施脱硫副产物必须进行综合利用"；所以，为了减 少污染，降低能耗，节约资源，发展循环经济已势在必行。 S02在环境学者眼中是污染源，是"魔头"是"敌人";但是，在化学者眼中，S(^是可再利用的资源，是"战友"甚至还可以成为"英雄";要实现这个目标，就要发挥化学工程科学 的作用，研究、开发使用投资及运行费用低、副产品价值高、技术先进，性能运行稳定、无二 次污染的新技术、新工艺。
发明内容
本发明的目的是针对以上的不足，而研制一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的 方法，该方法可有效解决克服现有技术的副产品处理困难、有二次污染，运行费用高、产品 单一等问题。该方法之所以能对脱硫副产物的解析还原再生，其目的在于以废治废一举多 得，将燃煤烟气里白白浪费掉的硫资源，以最低的成本来循环回收，提高脱硫副产品的综合 附加值和降低其运行费，使除尘脱硫、脱硝、循环回收硫资源，实现长期高效运行，提高企业 经济效益和社会效益。 本发明是这样实现的一闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法，其中该方法包 括以下步骤 第一步、除尘在锅炉烟气出口处后部的烟道1处装有除尘器32，并在其进气口的 烟道1里顺风安装，由水箱4通过高压泵5、水管3供应的干净水，通过水管3上的阀门调节 流量，水管3上连接有雾化喷嘴2，强力雾化，增加气、固、液三相充分亲和接触，频繁碰撞， 瞬间将燃煤烟气中的灰尘凝聚收集和降温、经除尘器32的下方装的灰斗6，螺旋出灰器7， 回收所需要的粉尘资源； 第二步、脱硫、脱硝是将经过除尘换热净化后的燃煤烟气经烟管9引入能同时脱 硫、脱硝的吸收设备31中，烟管9上装有雾化喷嘴8，引风机19可以装在吸收设备31的进 口，也可以装在吸收设备31的出口，吸收设备31内依次装有分配器27、喷管26、雾化喷嘴 28和脱水器30，并在其烟气入口处，顺风安装由储液罐11，经高压泵供应的以有机酸，有机 酸盐和无机盐，碱为主要成分的混合水溶液，作为脱硫、脱硝吸收液，通过管道25，管道25 的一端接有两层雾化喷嘴28，增加气、固、液三相充分亲和接触，频繁碰撞，同时使其烟气经 分配器27，在其吸收设备31内部均匀分配向上，与由高压水泵供应的脱硫、脱硝吸收液，经 管道25连接的第一层喷嘴28雾化，向下和烟气逆流接触吸收、洗涤净化，同时再与还原再 生器21产生的还原气经喷管26逆流接触吸收、洗涤还原，然后使净化后的烟气经过旋流板 29洗涤净化向上，又一次经管道25连接的第二层喷嘴28雾化，向下和烟气逆流接触吸收、 洗涤净化，脱除燃煤烟气中S02、NOx及灰尘，随后经脱水器30脱水，然后通过烟道18经引风 机19引入烟囱20外排； 第三步、回收硫资源是将其洗涤液经积液板10汇集流入循环沉淀池12，经隔板 13分离沉淀后，将饱和的洗涤液中生成硫的化合物作为资源，通过水泵15，管道，阀门，过 滤器16交替开、关，与还原再生器21中过来的还原再生原料在解析器23中反应循环运行， 一方面使硫资源从过滤器16的外排固液口 24处，分离解析转化或还原再生成的单质硫，或 从过滤器16的外排固液口 17处，分离出其它含硫资源的产品，作为再生原料代储，也可通 过还原喷嘴22加入到还原再生器21中，和还原再生器21中的原料，经微波或高温反应生 成还原再生原料代储，并将同时伴生的硫化盐，氢气，一氧化碳，(CH4、CO、H2)的混合气，硫化 氢，二硫化碳，氧硫化碳(羰基硫)原料，通过管道，分别接入解析器23，吸收设备31中经喷 管26向下和烟气逆流接触吸收、洗涤还原，经积液板10汇集流入循环沉淀池12进行循环，另一方面使分离后的洗涤液，经管道、阀门，过滤器16、精滤器14过滤后，进入储液罐11中
存储，供循环吸收，解析，再生液的闭路循环，周而复始，循环回收硫资源使用。 本发明可以是这样实现的所述的脱除燃煤烟气中S02、 NO,后，用洗涤液解析，分
离，生成的含硫资源为硫酸盐，亚硫酸盐，连多硫酸盐，硫代硫酸盐，亚胺二磺酸三钠、硫
酸，硫磺。
本发明还可以是这样实现的所述的粉尘资源为干粉尘，半干粉尘，湿粉尘。
本发明还可以是这样实现的还原再生器21中的原料分别选择碳，木炭、水蒸气， 烷烃类，生物质热解气，双氧水。
本发明还可以是这样实现的还原再生原料同时伴生的硫化盐，氢气，一氧化碳， (CH4、C0、H2)的混合气，硫化氢，二硫化碳，氧硫化碳(羰基硫)原料分别接入解析器23，吸 收设备31中循环使用。
本发明的有益效果是 1、本发明集除尘脱硫、脱硝、循环回收硫资源与一体化，可扩展性强，满足国家越 来越多的环保要求和排放标准； 2、该方法吸收效率高，重脱除、重利用；使SOyNOj兑除效率大于98%以上，副产品
质量稳定，循环回收副产物品种多、用途广，价值高效益好，可大大降低运行成本； 3、本发明占地少，用水量小、能耗低，除尘、脱硫、脱硝的效率高，无二次污染，是现
有脱硫除尘、资源回收技术和环境保护领域一大创新，具有明显的经济效益和社会效益； 4、本发明能自给自足闭路循环，节约资源，节能降耗，即无废水排放、又无二次污
染，以满足资源回收和环境治理要求。
图1为本发明的设备工艺流程示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。 如图1所示， 一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法，该方法包括以下步骤
第一步、除尘在锅炉烟气出口处后部的烟道1处装有除尘器32，并在其进气口的 烟道1里顺风安装，由水箱4通过高压泵5、水管3供应的干净水，通过水管3上的阀门调节 流量，水管3上连接有雾化喷嘴2，强力雾化，增加气、固、液三相充分亲和接触，频繁碰撞， 瞬间将燃煤烟气中的灰尘凝聚收集和降温、经除尘器32的下方装的灰斗6，灰斗6与螺旋出 灰器7连接，螺旋出灰器7的出口回收所需要的干(或半干、湿)粉尘资源，完全替代现行 的高耗能静电、布袋除尘； 第二步、脱硫、脱硝是将经过除尘换热净化后的燃煤烟气经烟管9引入能同时脱 硫、脱硝的吸收设备31中，引风机19装在吸收设备31的出口 ，吸收设备31内依次装有分配 器27、喷管26、雾化喷嘴28和脱水器30，并在其烟气入口处，顺风安装由储液罐11，经高压 泵供应的以有机酸(或有机酸盐)和无机盐(或碱)为主要成分的混合水溶液，作为脱硫、 脱硝吸收液，通过管道25，管道25的一端接有两层雾化喷嘴28，增加气、固、液三相充分亲 和接触，频繁碰撞，同时使其烟气经分配器27，在其 收设备31内部均匀分配向上，与由高压水泵供应的脱硫、脱硝吸收液，经管道25连接的第一层喷嘴28雾化，向下和烟气逆流接触吸收、洗涤净化，同时再与还原再生器21产生的还原气逆流接触吸收、洗涤还原，然后使净化后的烟气经过旋流板29洗涤净化向上，又一次经管道25连接的第二层喷嘴28雾化，向下和烟气逆流接触吸收、洗涤净化，脱除燃煤烟气中S02、 N0X及灰尘，随后经脱水器30脱水(换热或增温)然后通过烟道18经引风机19引入烟囱20外排； 第三步、回收硫资源是将其洗涤液经积液板10汇集流入循环沉淀池12，吸收设备31的下出口通过管道和循环沉淀池12连接，循环沉淀池12内设置有隔板13，吸收设备31的底部设置有积液板IO，循环沉淀池12的出口通过管道，水泵15，阀门，过滤器16的进口连接，过滤器16的一个出口通过管道和精滤器14连接，精滤器14的出口通过管道和储液罐11连接，洗涤液经积液板10流入循环沉淀池12，经隔板13分离沉淀后，将饱和的洗涤液中生成硫的化合物作为资源，通过水泵15，管道，阀门，过滤器16的交替开、关，与还原再生器21中过来的还原再生原料在解析器23反应循环运行，一方面使硫资源从过滤器16的外排固液口 24处，分离解析转化或还原再生成的单质硫，或从过滤器16的外排固液口 17处，分离出其它含硫资源的产品，作为再生原料代储，也可通过还原喷嘴22加入到还原再生器21中，和还原再生器21中的原料，经微波或高温反应生成还原再生原料，还原再生器21中的原料分别选择碳，木炭、水蒸气，烷烃类，生物质热解气，同时伴生的硫化盐，氢气，一氧化碳，(CH4、C0、H2)的混合气，硫化氢，二硫化碳，氧硫化碳(羰基硫)原料，通过管道分别接入解析器23，吸收设备31中经喷管26向下和烟气逆流接触吸收、洗涤还原，经积液板10汇集流入循环沉淀池12进行循环，另一方面使分离后的洗涤液，经管道、阀门，过滤器16、精滤器14，过滤后，进入储液罐11中存储，供循环吸收，解析，再生液的闭路循环，周而复始，循环回收硫资源使用。 由此可得出，本发明打破传统观念，自主创新，开发了闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法；可有效解决克服现有技术的副产品处理困难、有二次污染，运行费用高、产品单一等问题；根据市场需求，并充分利用对脱硫副产物的解析还原再生，以废治废一举多得，将燃煤烟气里白白浪费掉的硫资源，以最低的成本来循环回收，提高脱硫副产品的综合附加值和降低其运行费，使除尘脱硫、脱硝、循环回收硫资源，实现长期高效运行，自给自足闭路循环，节约资源，节能降耗，即无废水排放、又无二次污染，满足资源回收和环境治理要求，提高企业经济效益和社会效益。
权利要求
一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法，其特征在于该方法包括以下步骤第一步、除尘在锅炉烟气出口处后部的烟道(1)处装有除尘器(32)，并在其进气口的烟道(1)里顺风安装，由水箱(4)通过高压泵(5)、水管(3)供应的干净水，通过水管(3)上的阀门调节流量，水管(3)上连接有雾化喷嘴(2)，强力雾化，增加气、固、液三相充分亲和接触，频繁碰撞，瞬间将燃煤烟气中的灰尘凝聚收集和降温、经除尘器(32)的下方装的灰斗(6)，螺旋出灰器(7)，回收所需要的粉尘资源；第二步、脱硫、脱硝是将经过除尘换热净化后的燃煤烟气经烟管(9)引入能同时脱硫、脱硝的吸收设备(31)中，引风机(19)可以装在吸收设备(31)的进口，也可以装在吸收设备(31)的出口，吸收设备(31)内依次装有分配器(27)、喷管(26)、雾化喷嘴(28)和脱水器(30)，并在其烟气入口处，顺风安装由储液罐(11)，经高压泵供应的以有机酸，有机酸盐和无机盐，碱为主要成分的混合水溶液，作为脱硫、脱硝吸收液，通过管道(25)，管道(25)的一端接有两层雾化喷嘴(28)，增加气、固、液三相充分亲和接触，频繁碰撞，同时使其烟气经分配器(27)，在其吸收设备(31)内部均匀分配向上，与由高压水泵供应的脱硫、脱硝吸收液，经管道(25)连接的第一层喷嘴(28)雾化，向下和烟气逆流接触吸收、洗涤净化，同时再与还原再生器(21)产生的还原气经喷管(26)逆流接触吸收、洗涤还原，然后使净化后的烟气经过旋流板(29)洗涤净化向上，又一次经管道(25)连接的第二层喷嘴(28)雾化，向下和烟气逆流接触吸收、洗涤净化，脱除燃煤烟气中SO2、NOx及灰尘，随后经脱水器(30)脱水，然后通过烟道(18)引入烟囱(20)外排；第三步、回收硫资源是将其洗涤液经积液板(10)汇集流入循环沉淀池(12)，经隔板(13)分离沉淀后，将饱和的洗涤液中生成硫的化合物作为资源，通过水泵(15)，管道，阀门，过滤器(16)交替开、关，与还原再生器(21)中过来的还原再生原料在解析器(23)中反应循环运行，一方面使硫资源从过滤器(16)的外排固液口(24)处，分离解析转化或还原再生成的单质硫，或从过滤器(16)的外排固液口(17)处，分离出其它含硫资源的产品，作为再生原料代储，也可通过还原喷嘴(22)加入到还原再生器(21)中，和还原再生器(21)中的其它原料，经微波或高温反应生成还原再生原料代储，并将同时伴生的硫化盐，氢气，一氧化碳，(CH4、CO、H2)的混合气，硫化氢，二硫化碳，氧硫化碳(羰基硫)原料，通过管道，分别接入解析器(23)，吸收设备(31)中经喷管(26)向下和烟气逆流接触吸收、洗涤还原，经积液板(10)汇集流入循环沉淀池(12)进行循环，另一方面使分离后的洗涤液，经管道、阀门，过滤器(16)、精滤器(14)过滤后，进入储液罐(11)中存储，供循环吸收，解析，再生液的闭路循环，周而复始，循环回收硫资源使用。
2. 根据权利要求1所述的一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法，其特征在于 所述的脱除燃煤烟气中S02、 NO,后，用洗涤液解析，分离，生成的含硫资源为硫酸盐，亚硫 酸盐，连多硫酸盐，硫代硫酸盐，亚胺二磺酸三钠、硫酸，硫磺。
3. 根据权利要求1所述的一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法，其特征在于所述的粉尘资源为干粉尘，半干粉尘，湿粉尘。
4. 根据权利要求1所述的一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法，其特征在于还原再生器(21)中的原料分别选择碳，木炭、水蒸气，烷烃类，生物质热解气，双氧水。
5. 根据权利要求1所述的一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法，其特征在于还原再生原料同时伴生的硫化盐，氢气，一氧化碳，(CH4、CO、H2)的混合气，硫化氢，二硫化碳，氧硫化碳(羰基硫)原料分别接入解析器(23)，吸收设备循环使用。
全文摘要
本发明提供一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法，其中该方法包括以下步骤，第一步、除尘；第二步、脱硫、脱硝；第三步、回收硫资源。该方法可有效解决克服现有技术的副产品处理困难、有二次污染，运行费用高、产品单一等问题。根据市场需求，并充分利用对脱硫副产物的解析还原再生，其目的在于以废治废一举多得，将燃煤烟气里白白浪费掉的硫资源，以最低的成本来循环回收，提高脱硫副产品的综合附加值和降低其运行费，使除尘脱硫、脱硝、循环回收硫资源，实现长期高效运行，自给自足闭路循环，节约资源，节能降耗，既无废水排放、又无二次污染，满足资源回收和环境治理要求，提高企业经济效益和社会效益。
文档编号F23J15/00GK101700463SQ20081018275
公开日2010年5月5日 申请日期2008年12月5日 优先权日2008年12月5日
发明者孙伟杰, 孙海博, 杨桂芬 申请人:孙伟杰