专利名称:一种用亚硫酸盐还原剂增强Fe的制作方法
技术领域：
本发明属于环境保护领域，适用于工业烟气净化体系，特别适用于湿法络合脱硝。
背景技术：
NOx脱除方法主要分为干法、湿法和干湿结合法。干法主要包括选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、吸附法、炽热碳还原法、高能电子活化氧化法等；湿法主要包括水吸收法，氯酸法、黄磷法、过氧化氢法、络合吸收法、液膜法、微生物降解法等；干湿结合法是催化氧化和湿法结合形成的一种脱硝方法。SCR是目前研究较多且应用较广的一种方法，但由于催化剂的成本较高、反应温度较高，致使处理成本较大；微生物法、黄磷法、过氧化氢法等受操作条件、毒性和成本等的限制，在实际应用中有一定的困难。近20年来，鉴于湿法络合脱硝的高吸收效率，美国、日本和欧洲等一直致力于该技术的研究开发。
影响湿法络合脱硝应用的最大问题是吸收液的循环应用。吸收液的循环再生方法主要有生物法、改善吸收剂吸收能力和电解法等三大类，其中以改善吸收剂吸收能力应用得最为广泛。改善吸收剂吸收能力主要分成两类方法采用还原剂还原再生吸收液和加入添加剂改善吸收容量。在还原剂的应用上，波兰Wroclaw大学Suchecki等在“Mechanistic information onthe reversible binding of NO to selected Iron(II)chelates from activationparameters”，《Inorganic Chemistry》，2002，41(9)2565～2573页一文中研究了肼的还原作用；荷兰学者Wubs等在“Kinetics of the Oxidation ofFerrous Chelates of EDTA and HEDTA in Aqueous Solution”《Industrial andEngineering Chemistry Research》，1993，322580～2594页中研究了H2S还原FeIIIEDTA，发现H2S的还原效果很好，但由于H2S有毒，难以在工业上应用。1974年Theis和Singer在“Complexation of iron(II)by organicmatter and its effect on iron(II)oxygenation.”《Environmental Scienceand Technology》，1974，8(6)569～573页研究了有机物聚酚混合物做还原剂的情况；在此基础上，1990年，美国Argonne国家实验室的Mendelsohn在“Enhanced Flue-Gas Denitrification Uing Ferrous EDTA and a PolyphenolicCompound in an Aqueous Scrubber System”《Energy&Fuels》，1991，5244～248页公开了一种用FeIIEDTA做吸收液时，采用单宁酸、焦酚和五倍子酸做第二种添加剂来增强FeIIEDTA的吸收容量，在两个小时内NOx的去除效率一直保持在60-65％，有效地改善了聚酚混合物的还原效果。2005年Suchecki和日本Toyama大学的Kumazawa在“Kinetic Study ofAmbient-Temperature Reduction of FeIIIedta by Na2S2O4”《Industrial andEngineering Chemistry Research》，2005，444249-4253页研究了Na2S2O4还原FeIIIEDTA过程，他们认为pH值在3.5～9之间，Na2S2O4和FeIIIEDTA的浓度比为0.6时，还原效果较好。我国学者钟秦和岳松等在“可再生半胱氨酸亚铁溶液同时脱除SO2和NOx.”《南京理工大学学报》2000，24(5)441～444页中提出了从废毛发中提取胱氨酸，湘潭大学的童志权在“液相络合-铁粉还原法连续脱除烟气中的NOx.”《全国氮氧化物污染控制研讨会论文集》，2003，114～117页中提出用FeIIEDTA络合吸收NO，用铁屑还原再生FeIIIEDTA，但该技术的关键问题是运行成本高，工艺路线复杂，还需进一步研究。
发明内容本发明采用亚硫酸盐来增强FeIIEDTA络合脱硝的效果，工艺路线简单，脱硝效率高。
一种用含亚硫酸盐还原剂增强FeIIEDTA的湿法络合脱硝工艺，待处理的烟气进入吸收反应器，与吸收液充分接触，烟气中的NOx被吸收后净化排放，所述的吸收液为含有FeIIEDTA和亚硫酸盐还原剂的混合液。
所述的吸收液中含有摩尔分数为0.01～0.8mol/L的FeIIEDTA和0.01～0.8mol/L的亚硫酸盐还原剂，作为脱硝的高活性混合吸收液，在吸收反应器(如鼓泡塔、填料塔、喷淋塔、旋流板塔等)中与烟气充分接触，使其与烟气中的NOx反应，生成无害的产物。
所述的亚硫酸盐还原剂可为亚硫酸钠、亚硫酸镁一种或几种亚硫酸盐的混合物。
本发明工艺脱硝的反应原理如下2FeII(EDTA)(NO)+SO32-→2FeII(EDTA)+SO3(NO)2→2FeIII(EDTA)+N2O22-+SO32-SO32-+H2O→HSO3-+OH-4FeII(EDTA)(NO)+4HSO3-→4FeII(EDTA)+2HON(SO3)22-+H2N2O2FeIII(EDTA)+HSO3-→FeII(EDTA)+1/2S2O62-+H+本发明采用亚硫酸盐作为还原剂，提高了FeIIEDTA脱硝效率，只需一套吸收装置即可达到较好的净化效果，结构简单，操作方便，占地小。采用本发明工艺对烟气进行脱硝，能达到60～95％的NOx高去除效率。
图1为本发明工艺的流程图。
具体实施方式按图1所示的烟气湿法络合脱硝工艺，烟气进入吸收反应器，与吸收反应器的吸收液充分接触，烟气中的NOx被吸收后，净化气体从吸收反应器排放。配制含有FeII(EDTA)的吸收液，加入亚硫酸盐等还原剂，贮存于新鲜吸收液贮槽中，现用现配。并对循环的吸收液排放后进行处理。
实施例1烟气中含NO 400～600ppm、SO2100～300ppm、氧气1％，每升吸收液含FeIIEDTA 0.01M、亚硫酸钠0.25M。通入鼓泡吸收装置(停留时间20-30s)，NO去除效率可达85～95％。
实施例2烟气中含NO 600～800ppm、SO2300～500ppm、氧气3％，每升吸收液含FeIIEDTA 0.05M、亚硫酸钠0.1M。通入填料塔吸收装置(停留时间20-30s)，NO去除效率可达75～90％。
实施例3烟气中含NO 800～1000ppm、SO2300～500ppm、氧气7％，每升吸收液含FeIIEDTA 0.1M、亚硫酸钠0.5M。通入喷淋塔吸收装置(停留时间20-40s)，NO去除效率可达65～80％。
实施例4烟气中含NO 400～600ppm、SO2100～300ppm、氧气1％，每升吸收液含FeIIEDTA 0.5M、亚硫酸镁0.08M。通入旋流板塔吸收装置(停留时间20-30s)，NO去除效率可达85～95％。
实施例5烟气中含NO 400～600ppm、SO2100～300ppm、氧气2％，每升吸收液含FeIIEDTA 0.6M、亚硫酸钠∶亚硫酸镁的摩尔数比为1∶1，浓度为0.1M。通入鼓泡吸收装置(停留时间20-30s)，NO去除效率可达85～95％。
实施例6烟气中含NO 800～1000ppm、SO2100～300ppm、氧气4％，每升吸收液含FeIIEDTA 0.8M、亚硫酸镁与亚硫酸钠的摩尔比为2∶1，浓度为0.8M。通入旋流板塔吸收装置(停留时间20-30s)，NO去除效率可达85～95％。
实施例7烟气中含NO 600～800ppm、SO2400～600ppm、氧气7％，每升吸收液含FeIIEDTA 0.3M、亚硫酸钠与亚硫酸镁的摩尔比为3∶1，浓度为0.2M。通入旋流板塔吸收装置(停留时间20-30s)，NO去除效率可达80～90％。
实施例8烟气中含NO 400～600ppm、SO2300～500ppm、氧气5％，每升吸收液含FeIIEDTA 0.1M、亚硫酸钠与亚硫酸镁的摩尔比为1∶2，浓度为0.5M。通入旋流板塔吸收装置(停留时间20-30s)，NO去除效率可达85～95％。
权利要求
1.一种用亚硫酸盐还原剂增强FeIIEDTA的湿法络合脱硝工艺，待处理的烟气进入吸收反应器，与吸收液充分接触，烟气中的NOx被吸收后净化排放，其特征在于所述的吸收液为含有FeIIEDTA和亚硫酸盐还原剂的混合液。
2.根据权利要求
1所述的湿法络合脱硝工艺，其特征在于所述的吸收液中含有摩尔分数为0.01～0.8mol/L的FeIIEDTA和0.01～0.8mol/L的亚硫酸盐还原剂。
3.根据权利要求
1或2所述的湿法络合脱硝工艺，其特征在于所述的还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸镁一种或几种亚硫酸盐的混合物。
4.根据权利要求
1所述的湿法络合脱硝工艺，其特征在于所述的吸收反应器为鼓泡塔、填料塔、喷淋塔或旋流板塔。
专利摘要
本发明公开了一种用亚硫酸盐还原剂增强Fe
文档编号B01D53/78GK1990089SQ200510062297
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月28日
发明者吴忠标, 王莉, 赵伟荣, 程常杰, 官宝红 申请人:浙江大学, 浙江天蓝脱硫除尘有限公司, 吴忠标导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan