专利名称:烟道气的脱硝方法和装置的制作方法
本发明介绍一种通过金属配合物水溶液吸收氧化氮使烟道气脱硝的方法，该配合物中的金属选自至少含铁的金属组。本发明还介绍应用本方法的一种装置。
由于人们抱怨氧化氮引起酸的析出和危害林木，所以最近烟道气脱硝的特别重要性逐日增加。在化学工程技术杂志(Journal Chem.Ing.Tech.)1985年57卷、第9期，717～727页中，列举了目前一些最重要的减少烟道气中的氧化氮散发的方法。只当另外采用对净化烟道气来说是最佳的燃烧工艺方法时，才能控制氧化氮在目前需要的高烟囱的烟道气中的最大允许值。
在上述文献所提到的已知方法中，可同时吸收二氧化硫和氧化氮。少量乙二胺四乙酸铁(Ⅱ)可用作NO的配合物形成物。于是，在溶液中有一个通过生成的二价硫离子对NO的还原反应。但是，除了主要反应外，还有许多次级反应，这些次级反应阻碍试剂的反馈，并且需要昂贵的辅助的净化回路设备。
本发明的目的是提供一种烟道气脱硝的无上述缺点的方法和装置。
按照本发明，通过金属配合物水溶液吸收氧化氮使烟道气脱硝的方法可达到这种效果，该配合物中的金属选自至少含铁的金属组，其中该金属组还包括钴和镍，而且把载有氧化氮的金属配合物引入电解槽中，在电解槽的阴极室中氮被还原。
在本发明的一个最佳实施例中，金属配合物是一种铁的螯合物或乙二胺四乙酸铁(Ⅱ)配合物。
本发明也涉及使用本方法的一种装置，而且其特征在于，该装置中设置有一个吸收塔(该吸收塔装有金属配合物的水溶液，同时烟道气由此通过)以及一个电解槽，上述电解槽的阴极室装有来自反应器的溶液而且电解槽本身将它的电介液送到吸收塔。
现参考附图更详细地介绍本发明的情况。
图1表示根据本发明使烟道气脱硝的装置流程图。
图2示出一种装置图，其中首先从烟道气中消除二氧化硫，然后根据本发明的方法除去氧化氮。
本发明的方法是以金属螯合物水溶液吸收氧化氮为基础的。可以被使用的金属为铁、钴或镍，最好是铁。在吸收过程中，形成一种金属(NO)-配合物，这意味着氧化氮被包含在该分子中。在上述的已知方法中也发生氧化氮的吸收。
本发明与已知的方法相反，此配合物在电解槽的阴极室被电解分解。结果，再次产生原先的金属配合物、氧化氮和水。曾经出现在已知方法中的不希望有的副产品实际上不存在于本方法中。用下面的反应式可以描述电解槽阴极室中进行的反应，其中假定金属配合物是一种铁配合物，而配合物形成物是乙二胺四乙酸(EDTA)。
图1中的装置是一种示意图，在该装置中可实施本发明的方法。该装置主要由吸收塔12和电解槽4组成。将待净化的烟道气13从底侧输入吸收塔，而已净化的烟道气14则在塔顶引出，通向烟囱。吸收塔用洗液从塔顶喷淋到塔底，该洗液由一种铁螯合物水溶液组成，尤其是Fe(Ⅱ)EDTA-配合物。在底部离开吸收塔的液体由一种Fe(NO)EDTA-配合物组成。于是该液体输入电解槽4的阴极室，电解槽的阳极室装有例如HBr。通过在阴极15和阳极16之间加一直流电压，使输送到阴极室的配合物分解成氮N2(该氮N2从阴极室逸出)和原先的Fe(EDTA)-配合物，可以将该原先的Fe(EDTA)-配合物反馈到吸收塔12。在阳极室中，溴由HBr产生。
在本发明的系统中，在电解槽的阳极室也有可能进行其他一些反应。正如欧洲专利申请号EP-A0171570文献介绍的那样，如果将本发明方法同从热废气中去除二氧化硫的方法相结合，那末对刚才提到的使HBr分解成溴分子是特别有利的。该文献介绍的装置和本申请说明书中的图1装置结合将产生一种脱除烟道气中的硫和氮的整套装置，如图2所示。
该装置包括预浓缩器1、后浓缩器2、反应器3、电解槽4、洗涤塔5、热交换器6和吸收塔12。部分待净化的烟道气流流过单元设备1。其余部分的气流首先流过热交换器6，这是为了把已净化的废气温度升高到烟囱用的最佳温度，尔后在反应器3的进口处，将它加到第一部分的气流中。于是，全部待净化的烟道气流过单元设备3、5、12和6。该后浓缩器2被供以高温废气，该高温废气直接取自热电站的节热器(在附图中没有表示出)，该高温废气通过本浓缩器后，同部分正进入预浓缩器1的废气混合。
在浓缩器1和2中，HBr从热酸混合物中蒸发并且被夹带在废气中，相反，具有较高沸点的硫酸聚集在浓缩器中。在反应器中，废气同溶解于水的溴接触，于是发生下面的反应
这意味着，获得了上述的酸混合物，为了增强这种接触，将该酸的混合物不断地循环和反复喷入反应器。把一部分酸混合物不断地喷入预浓缩器，另一部分酸的混合物输入电解槽4。用已知方法，通过石墨电极给此电解槽供以直流电，并且在电解槽的阳极室中HBr分解成溴分子。于是，溴同其余的酸混合物一起回到反应器中。
在洗涤塔5中，水以闭路循环方式，不断地从上方喷淋下来，而已净化的废气以对流方向通过该洗涤塔。事实上，通过把部分水从洗涤塔抽到反应器3的方法，使反应器3中由蒸发引起损失的水量和它导致洗涤塔中增加的水量达到平衡。用泵7和11在喷雾所需的压力下，按普通的方法把需要加入的液体输入浓缩器、反应器和洗涤塔中。
离开洗涤塔5的烟道气只含有少量的硫，而含有大量的氧化氮。将这些废气13输入吸收塔12，大量无氧化氮的烟道气14从该吸收塔向热交换器6和烟囱排出。该吸收塔12装有喷淋头，经过它们喷淋铁螯合物的水溶液，特别是乙二胺四乙酸铁〔Fe(EDTA)〕。正如上述图1所说明的那样，在电解槽4的阳极室中，载有氧化氮的铁螯合物再分解成原先的铁螯合物和氮，氮以气态逸出。此外，随电解槽中电流密度的不同，在阴极室中产生程度不等的大量的氢。
因此，本发明的脱硝法和欧洲专利申请号EP-A 0171570文献介绍的去除二氧化硫的方法相结合，将构成一种特别简单和经济的去除烟道气中有害物质的方法，而没有许多次级反应，这些次级反应往往需要设置昂贵的辅助装置。
本发明并不局限于图2详细描述的实施例。因此，可以用一种单独的或和其他方法相结合的方法进行脱硝，从而仅仅改变电解槽4阳极室中发生的过程。除了用乙二胺四乙酸(EDTA)以外，也可用其他的配合物形成物，而且除了铁以外，也可用其他金属实施本发明。特别可以用钴或镍来吸收氧化氮。
权利要求
1.一种通过金属配合物水溶液吸收氧化氮使烟道气脱硝的方法，该金属选自至少含铁的金属组，其中该金属组还包括钴和镍，把载有氧化氮的金属配合物引入电解槽4中，在电解槽的阴极室中，氮被还原。
2.根据权利要求
1的方法，其中该金属配合物是一种铁的螯合物。
3.根据权利要求
1的方法，其中该金属配合物是一种乙二胺四乙酸铁(Ⅱ)的配合物。
4.根据权利要求
1至3中的一个方法，其中将HBr输入电解槽4的阳极室。
5.根据权利要求
1至3中的一个方法所用的一种装置，其中设置有吸收塔12(塔内装有一种金属配合物的水溶液，并且烟道气通过该吸收塔)和电解槽4，阴极室被供以来自反应器的溶液，同时阴极室本身把它的电解液送到吸收塔。
专利摘要
本发明涉及通过金属配合物水溶液，尤其是一种乙二胺四乙酸铁(II)的配合物，吸收氧化氮使烟道气脱硝的方法和装置。
文档编号B01D53/60GK87103118SQ87103118
公开日1987年12月30日 申请日期1987年4月24日
发明者海因里希·W·兰根坎普, 丹尼尔·范维尔泽恩 申请人:欧洲原子能联营导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan