CN100531867C - 混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法，主要步骤为：第一步：将除尘后的烟气降温至100℃～110℃后，再使烟气与掺混了添加剂的尿素/氨水混合溶液进行气液接触，烟气中的SO₂和NO_x被吸收，在与烟气接触并发生反应后的溶液中鼓入压缩空气将亚硫酸铵氧化成硫酸铵；第二步：除去一级吸收后的烟气中夹带的溶液，再使该烟气与掺混了添加剂的尿素溶液进行气液接触，反应完成后排放。实现本方法可以采用双级喷淋式或双级液柱式反应器。这两种反应器是将一级、二级反应器耦合在同一个容器内，以隔板将两级反应器隔开，简化了两级反应器的连接构造，降低了烟气净化设备的高度，降低了烟气净化设备的散热损失。

Description

混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法及其装置

技术领域

本发明属于大气环境保护的技术领域，涉及一种烟气同时脱硫脱硝方法及脱硫脱硝装置，特别是涉及一种利用尿素/氨水/添加剂混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法及其装置。

技术背景

二氧化硫和氮氧化物是大气污染物中影响较大的气态污染物，对人体、环境和生态***有极大危害，随着环保要求的日益严格，NO_X和SO₂排放的问题越来越受到关注。二氧化硫和氮氧化物主要源自于煤、石油等石化燃料的燃烧过程，以及矿石的焙烧、冶炼过程的烟气排放，其中各种燃烧锅炉特别是火电厂锅炉排烟具有浓度低、烟气量大、浮尘多等特点而难以治理。传统技术中，排放烟气中二氧化硫和氮氧化物净化技术通常是将脱硫和脱硝分开进行，这造成了排放烟气净化***的复杂庞大、初始投资大、运行费用高等缺陷，严重制约了排放烟气脱硫脱硝的实际实施。烟气脱硫技术主要以石灰石-石膏湿法、旋转喷雾半干法、炉内喷钙尾部增湿活化、海水脱硫、电子束脱硫、烟气循环流化床脱硫等为主，其中湿式石灰石法是现今世界上应用最为广泛的尾部烟气脱硫技术，其主要问题在于吸收剂(石灰或石灰石)的溶解度小，利用率低，废渣量大；烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术(SCR)、选择性非催化还原技术(SNCR)、电子束法、脉冲电晕法、络合物吸收法和尿素吸收法等，目前运行中较为成熟的烟气脱硝技术主要是SCR技术、SNCR技术以及SNCR/SCR组合技术，但SCR法存在初期投资费用较高，操作温度范围窄，且存在氨泄漏，会生成N₂O，以及催化剂易失活等缺点；而SNCR脱硝效率较低，且氨泄漏多，造成二次污染。近年来世界各国，尤其是工业发达国家都相继开展了同时脱硫脱硝技术的研究开发，并进行了一定的工业应用，国外目前有电子束照射法、脉冲电晕法、活性炭吸附法、NOxSO工艺和Pahlman烟气脱硫脱硝工艺等，但我国目前尚缺乏此类技术或因能耗和成本过高而不适应。中国发明专利(申请号：91105599.1)提出了以氨水、硫铵或其酸性水溶液、尿素及其化合物粉或其水溶液在炉内不同高温度段进行脱硫脱硝。该发明与本发明在脱硫脱硝剂上有某些相同之处，但其使用工艺与本法完全不同，尤其是使用温度区段的不同，其效果也大不相同。中国发明专利(申请号：91105599.1)用于炉内高温段，势必带来高的能量损耗，以及炉内腐蚀等问题。因此，探求一种高效、低成本、低运行费用、无二次污染的烟气净化技术，成为我国环境保护科研工作者关切的问题。

发明内容

本发明旨在于提供一种综合效率高、投资成本低、运行费用小、无二次污染的低温段的混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法及其装置。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法如下

第一步：将除尘后的烟气降温至100℃～110℃后，再使烟气与掺混了添加剂的尿素/氨水混合溶液进行气液接触，混合溶液与烟气的液气比为1.5～4L/m³，氨水在混合溶液中的浓度为2％～10％，尿素在混合溶液中的溶液浓度为2％～6％，混合溶液作为一级吸收溶液且其PH值维持在5～7，温度控制在30℃～60℃，烟气中的SO₂和NO、被吸收，在与烟气接触并发生反应后的溶液中鼓入压缩空气将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，上述添加剂的加入量为尿素/氨水溶液的0.005％～0.025％质量百分比含量；

第二步：除去一级吸收后的烟气中夹带的溶液，再使该烟气与掺混了添加剂的尿素溶液进行气液接触，反应完成后排放，上述尿素溶液与一级吸收后烟气的液气比为5～20L/m³，尿素在含有添加剂的溶液中的质量浓度为4％～13％，含有添加剂的溶液作为二级吸收溶液且其PH值维持在5.5～8，温度控制在30℃～60℃，添加剂的加入量为尿素溶液的0.005％～0.025％质量百分比。

本发明所述用于实施混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法的装置，是由热交换器、一级气体分布器、一级吸收反应器、一级除雾器、二级气体分布器、二级吸收反应器、二级除雾器、二级循环泵、二级集液槽、泵、离心机、一级集液槽、分离液泵、空压机、一级循环泵组成，一级气体分布器设在一级吸收反应器内，二级气体分布器设在二级吸收反应器内，热交换器的烟气出口与一级吸收反应器烟气入口连接，一级吸收反应器的烟气出气口与二级吸收反应器的烟气进气口连接，一级除雾器位于一级吸收反应器的烟气出气口与二级吸收反应器的烟气进气口之间，二级除雾器设在二级吸收反应器烟气出口上，一级集液槽设在一级吸收反应器的下方，一级循环泵设在一级集液槽的循环液排出口与一级吸收反应器的进液口之间且一级循环泵的进口与一级集液槽的循环液排出口连接，一级循环泵的出口与一级吸收反应器的进液口连接，二级集液槽设在二级吸收反应器的下方，二级循环泵设在二级集液槽的循环液排出口与二级吸收反应器的进液口之间且二级循环泵的进口与二级集液槽循环液排出口连接，二级循环泵的出口与二级吸收反应器的进液口连接，一级集液槽的硫酸铵结晶溶液排出口与离心机的进口连接，离心机的出液口与分离液泵进口连接，分离液泵出口与一级集液槽的进口连接，空压机的出口与一级集液槽的进口连接，二级集液槽的浓亚硫酸铵溶液排出口通过泵与一级集液槽的进口连接。

本发明所述用于实施混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法的装置的一种改进方案是由热交换器、整体式一二级反应器、二级除雾器、二级循环泵、泵、离心机、分离液泵、空压机、一级循环泵组成，整体式一二级反应器包括筒体，在筒体内设有隔板且由该隔板与筒体围成的一个空间为一级吸收反应器，由该隔板与筒体围成的另一个空间为二级吸收反应器，在一级吸收反应器上设有一级吸收反应器烟气入口，在一级吸收反应器的下部设有一级气体分布器，在一级吸收反应器的下端连接有一级集液槽，在一级吸收反应器的上部设有一级除雾器，在一级吸收反应器内且位于一级除雾器的下方设有一级喷淋器，且一级喷淋器的喷嘴向下，在二级吸收反应器上设有二级吸收反应器烟气出口，在二级吸收反应器的下端连接有二级集液槽，在二级吸收反应器的上部设有二级气体分布器，在二级吸收反应器内且位于二级气体分布器下方设有二级喷淋器且二级喷淋器的喷嘴向下，一级除雾器与二级气体分布器由通道连通，上述热交换器的烟气出口与一级吸收反应器烟气入口连接，二级除雾器设在二级吸收反应器烟气出口上，一级循环泵设在一级集液槽的循环液排出口与一级喷淋器的进液口之间且一级循环泵的进口与一级集液槽的循环液排出口连接，一级循环泵的出口与一级喷淋器的进液口连接，二级循环泵设在二级集液槽的循环液排出口与二级喷淋器的进液口之间且二级循环泵的进口与二级集液槽循环液排出口连接，二级循环泵的出口与二级喷淋器的进液口连接，二级循环泵的出口与二级吸收反应器的进液口连接，一级集液槽的硫酸铵结晶溶液排出口与离心机的进口连接，离心机的出液口与分离液泵进口连接，分离液泵出口与一级集液槽的进口连接，空压机的出口与一级集液槽的进口连接，二级集液槽的浓亚硫酸铵溶液排出口通过泵与一级集液槽的进口连接。

本发明所述用于实施混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法的装置的另一种方案是由热交换器、整体式一二级反应器、二级除雾器、二级循环泵、泵、离心机、分离液泵、空压机、一级循环泵组成，整体式一二级反应器包括筒体，在筒体内设有隔板且由该隔板与筒体围成的一个空间为一级吸收反应器，由该隔板与筒体围成的另一个空间为二级吸收反应器，在一级吸收反应器上设有一级吸收反应器烟气入口，在一级吸收反应器的下部设有一级气体分布器，在一级吸收反应器的下端连接有一级集液槽，在一级吸收反应器的上部设有一级除雾器，在一级吸收反应器下部且位于一级气体分布器上方设有一级液柱式喷射器，且一级液柱式喷射器的喷嘴向上，在二级吸收反应器上设有二级吸收反应器烟气出口，在二级吸收反应器的下端连接有二级集液槽，在二级吸收反应器的上部设有二级气体分布器，在二级吸收反应器的下部设有二级液柱式喷射器且二级液柱式喷射器的喷嘴向上，一级除雾器与二级气体分布器由通道连通，上述热交换器的烟气出口与一级吸收反应器烟气入口连接，二级除雾器设在二级吸收反应器烟气出口上，一级循环泵设在一级集液槽的循环液排出口与一级液柱式喷射器的进液口之间且一级循环泵的进口与一级集液槽的循环液排出口连接，一级循环泵的出口与一级液柱式喷射器的进液口连接，二级循环泵设在二级集液槽的循环液排出口与二级液柱式喷射器的进液口之间且二级循环泵的进口与二级集液槽循环液排出口连接，二级循环泵的出口与二级液柱式喷射器的进液口连接，二级循环泵的出口与二级吸收反应器(6)的进液口连接，一级集液槽的硫酸铵结晶溶液排出口与离心机的进口连接，离心机的出液口与分离液泵进口连接，分离液泵出口与一级集液槽的进口连接，空压机的出口与一级集液槽的进口连接，二级集液槽的浓亚硫酸铵溶液排出口通过泵与一级集液槽的进口连接。

本发明的工作过程如下：除尘后的烟气经管道进入热交换器降温后，再经管道进入一级反应器主体，在一级反应器主体内烟气先经一级气体分布器均匀进入一级吸收反应器；一级集液槽内循环吸收液经管道由一级循环泵泵入一级吸收反应器内；氨水配液槽中的氨水溶液经管道由氨水泵泵入与空压机相连接的管道，与压缩空气一起送入一级集液槽内，一级集液槽内底部结晶的硫酸铵溶液经管道，再经阀门排入离心机，分离得到98％的硫酸铵晶体，离心机分离后的溶液经管道由分离液泵泵入一级集液槽内；一级净化后的烟气经一级除雾器进入二级反应器主体，烟气先经二级气体分布器再进入二级吸收反应器；二级集液槽内的循环吸收液经管道由二级循环泵泵入二级吸收反应器内；尿素溶液配液槽中的尿素溶液由尿素溶液泵经管道送入与二级循环泵相连接的管道，与循环液一起送入二级吸收反应器内；二级集液槽内循环吸收液达到一定的硫酸铵浓度时，经管道由泵泵入与空压机相连接的管道，与压缩空气一起送入一级集液槽内；二级净化后的烟气再经过二级除雾器，通过管道进入热交换器升温后由管道通入烟囱中。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明是一种湿法尿素/氨水/添加剂溶液烟气同时脱硫脱硝工艺，采用尿素/氨水溶液作为同时脱硫脱硝剂，以三乙醇胺、乙二胺等作为添加剂，在两级反应塔内烟气与吸收液进行气液混合，有效地实现同时脱硫脱硝过程，吸收液再经氧化制得副产品硫酸铵，该工艺克服了常规烟气净化工艺功能单一的缺点，其综合效率高、***简单、投资成本低、运行费用小、无二次污染。

基本过程如下：

含有二氧化硫和氮氧化物的污染烟气(约160℃左右)除尘后首先进入热交换器降温至100℃～110℃后，进入一级反应器主体，烟气经气体分布器进入一级吸收反应器与掺混了三乙醇胺或乙二胺等添加剂(添加剂加入质量百分比为尿素/氨水溶液的0.005％～0.025％)的尿素/氨水混合溶液(一级氨水溶液浓度为2％～10％和尿素溶液浓度为2％～6％)进行气液混合接触，吸收溶液的PH值维持在5～7，温度控制在30℃～60℃，烟气中的SO₂和NO_x被同时吸收；同时向一级反应器主体的集液槽鼓入压缩空气将亚硫酸铵氧化成硫酸铵；一级净化后的烟气经除雾器除去烟气夹带溶液，再进入二级反应器主体内，烟气再经气体分布器进入二级吸收反应器，再次与掺混了三乙醇胺或乙二胺等添加剂(添加剂加入质量百分比为尿素溶液的0.005％～0.025％)的尿素溶液(尿素质量浓度为4～13％)进行气液混合接触，吸收溶液的PH值维持在5.5～8，温度控制在30℃～60℃，烟气中的SO₂和NO_x被再次脱除，少量来自一级吸收反应器的氨在此被完全反应，满足氨的排放指标；二级净化后的烟气再经除雾器除去烟气中的夹带的液体(烟气温度为55℃～70℃)后，经热交换器升温至75℃～90℃排入大气。该方法烟气中的SO₂总脱除效率为90％～99％，NO_x总脱除效率为60％～85％，同时回收了副产品硫酸铵，并无二次污染物产生。

以三乙醇胺、乙二胺等作添加剂，尿素溶液或尿素和氨水溶液同时脱硫脱硝的原理如下：

氨与SO₂和NO_x的反应：

SO₂+2NH₃+H₂O→(NH₄)₂SO₃         (1)

(NH₄)₂SO₃+SO₂+H₂O→2NH₄HSO₃     (2)

NH₄HSO₃+NH₃→(NH₄)₂SO₃          (3)

2(NH₄)₂SO₃+O₂→2(NH₄)₂SO₄       (4)

4(NH₄)₂SO₃+2NO₂→4(NH₄)₂SO₄+N₂  (5)

2(NH₄)₂SO₃+2NO→2(NH₄)₂SO₄+N₂     (6)

2(NH₄)OH+NO+NO₂→2NH₄NO₂+H₂O      (7)

2NH₄NO₂→2N₂+4H₂O                 (8)

由于一般烟气中，氮氧化物的氧化度一般为5％～10％，反应式(5)和(6)脱硝效率很小，且由于NH₄HSO₃的存在不利于(NH₄)₂SO₃对NO_x吸收，同时NH₄HSO₃对反应式(7)有抑制作用。

尿素与SO₂和NO_x的反应：

2NO+O₂→2NO₂                                    (9)

不同组分都可以被吸收至液相，NO除外(NO在水中的亨利常数非常小，常压下，50℃时只有1.25*10^-3mol/L)。反应如下：

由反应(16)可以看出HNO₂的分解会导致NO的生成，而尿素会与HNO₂反应生成N₂和CO₂，抑制反应(16)的发生。反应如下：

CO(NH₂)₂+2HNO₂→2N₂+CO₂+3H₂O                               (17)

吸收剂尿素与烟气发生的反应可由下列化学反应式表示：

NO(g)+NO₂(g)+(NH₂)₂CO(a.q)＝2H₂O(l)+CO₂(g)+2N₂(g)           (18)

SO₂(g)+(NH₂)₂CO(a.q)+2H₂O(l)+0.5O₂(g)＝(NH₄)₂SO₄(a.q)+CO₂(g) (19)

以三乙醇胺、乙二胺等作添加剂，尿素溶液或尿素和氨水溶液作吸收/还原剂，对烟气进行同时脱硫脱硝的过程中，不仅尿素和氨有各自相应的脱硫脱硝作用，而且他们的中间产物也有协同促进作用，同时烟气中的SO₂和NO_x也具有协同作用的功能，这大大加速了反应过程中的化学反应速率，也就极大地提高了烟气净化效率。

三乙醇胺、乙二胺等添加剂在反应过程中主要起催化和缓冲作用。催化作用是指加速反应速率或抑制副反应发生，控制反应方向和过程；缓冲作用是指调节吸收液PH值，使吸收液趋向弱碱性化方向，防止设备的腐蚀。

与传统技术相比，本发明的尿素/氨/添加剂溶液联合脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法具有以下具体优点：

1.适用范围广，该工艺方法和设备可用于各类含SO₂和NO_x的尾气和烟气的脱除，包括生活锅炉、工业锅炉、工业窑炉、电站锅炉、冶金尾气、化工尾气；对高、低浓度的SO₂和NO_x烟气均可有效去除。

2.采用尿素/氨/添加剂溶液联合同时脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法，一级反应器内烟气与氨和尿素混合溶液混合接触，烟气中SO₂和氨水反应生成的中间产物(NH₄)₂SO₃对NO_x具有分解作用(反应(5)和(6))，中间产物(NH4)₂SO₃和尿素一起联合吸收脱除烟气中的NO_x，而尿素也能加速反应(8)的进程和速率，不仅提高了吸收溶液对烟气中SO₂脱除效率，而且大大强化和提高了吸收溶液对烟气中NO_x的脱除能力。同时烟气同时脱硫脱硝过程中，SO₂和NO_x也具有协同促进作用，有利于烟气的净化。该方法综合效率高，SO₂总脱除效率为90％～99％，NO_x总脱除效率为60％～85％，其综合性能可与目前流行的湿式石灰石法脱硫和SCR法脱硝组合相媲美，同时回收了副产品硫酸铵。

3.本尿素/氨/添加剂溶液联合同时脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法，采用烟气同时脱硫脱硝在低温段进行，使得***整体热利用效率提高，降低了能耗。

4.本尿素/氨/添加剂溶液联合脱除同时烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法，采用廉价的三乙醇胺、乙二胺等添加剂，不但降低了***运行成本，而且具有催化和缓冲作用，加速了吸收溶液对SO₂和NO_x的反应速率，并使吸收液趋向弱碱性化方向，防止了***设备的腐蚀。

5.本尿素/氨/添加剂溶液低温联合同时脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法，将脱硫和脱硝***有机地组合在一起，本烟气同时脱硫脱硝***与目前流行的湿式石灰石法脱硫和SCR法脱硝组合相比得到了大大简化，节约了初始投资成本和运行成本。

6.采用尿素/氨/添加剂溶液低温联合同时脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法，其生成物在水中溶解度高，不易结垢，运行安全，维护方便，易于控制；同时由于本方法避免了结垢问题，反应器入口段可采用合适的气体分布器，这大大改善了烟气在反应器内的均匀性，提高了***烟气净化效率。

7.本尿素/氨/添加剂溶液低温联合同时脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法，采用两级反应器处理过程，在一级反应器内烟气与氨和尿素混合溶液混合接触，烟气中大部分SO₂和NO_x被联合吸收脱除，烟气经一级除雾器除去烟气中大部分的液滴，少量夹带的氨随烟气一起进入二级反应器；在二级反应器内烟气仅与尿素溶液进行混合接触，烟气从一级反应器夹带的少量氨在此再次与烟气中SO₂反应，氨基本被消耗尽，而两级处理过程使得反应温度更易于控制，有效地解决氨法脱硫引起的气溶胶和氨排放等问题。

8.本尿素/氨/添加剂溶液低温联合同时脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法，由于采用两级处理过程，可以对高、低不同浓度的SO₂和NO_x烟气采用不同比例的氨和尿素混合溶液，便于运行中调节与控制，使得烟气同时脱硫脱硝效率和运行成本达到最佳经济效果。

9.采用尿素/氨/添加剂溶液低温联合同时脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法实现了无二次污染排放，有利于环保。

10.采用两级反应器一体化设计技术，将一级、二级反应器耦合在同一个容器内，以隔板将两级反应器隔开，使得一级反应器的出口和二级反应器进口成为内部通道，烟气流动方向变为先向上再向下的流动方式，这不仅大大简化了两级反应器的连接构造，降低了烟气净化设备的高度，节省初投资成本，减少了设备空间，而且降低了烟气净化设备的散热损失，减少了后续升温的压力，节约了能源；此外，还实现了烟道气低进低出的结构布置，降低了后续烟气管道的高度，节约了成本，并有利于设备的安装与维护。

附图说明

图1是本发明的尿素/氨水/添加剂溶液联合同时脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的***流程图，其中有热交换器1、一级气体分布器2、一级吸收反应器3、一级除雾器4、二级气体分布器5、二级吸收反应器6、二级除雾器7、尿素溶液泵8、尿素溶液配液罐9、二级循环泵10、二级集液槽11、泵12、离心机13、阀门14、一级集液槽15、分离液泵16、空压机17、一级循环泵18、氨水泵19、氨水配液罐20。

图2是本发明一级、二级喷淋式吸收反应器实施例的结构示意图，其中有一级吸收反应器烟气入口21、一级气体分布器2、一级喷淋器22、一级除雾器4、一级和二级反应器隔板23、二级气体分布器5、二级喷淋器24、二级除雾器7、二级吸收反应器烟气出口25、反应器筒体28。

图3是本发明一级、二级液柱式吸收反应器实施例的结构示意图，其中有一级吸收反应器烟气入口21、一级气体分布器2、一级液柱喷射器26、一级除雾器4、一级和二级反应器隔板23、二级气体分布器5、二级液柱喷射器27、二级除雾器7、二级吸收反应器烟气出口25、反应器筒体28。

具体实施方式

实施例1：

参照图1来详细说明本发明的尿素/氨/添加剂溶液联合脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物方法的实施例。

含有二氧化硫600mg/Nm³～6000mg/Nm³和氮氧化物400mg/Nm³～3000mg/Nm³的烟气约160℃除尘后，经管道进入热交换器1降温至100～110℃后，进入一级反应器主体；烟气先经一级气体分布器2均匀进入一级吸收反应器3与掺混了三乙醇胺或乙二胺等添加剂添加剂加入质量百分比为尿素/氨水溶液的0.005％～0.025％的尿素/氨水混合溶液一级氨水溶液浓度为2％～10％和尿素溶液浓度为2％～6％进行气液混合接触，大部分的SO₂在此被吸收脱除，部分NO_x被吸收除去；一级吸收反应器3可以是喷淋塔、填料塔或液柱塔；一级反应器主体的循环吸收剂溶液PH值维持在5～7，温度控制在30℃～60℃，液气比为1.5～4L/m³，烟气空塔速度控制在2.5～4m/s；氨水配液槽20中的氨水溶液由氨水泵19泵入一级集液槽15内；一级集液槽15内的循环吸收液由一级循环泵18打入一级吸收反应器3内，进行循环利用；空压机17向一级集液槽15鼓入压缩空气将反应生成的亚硫酸铵氧化成硫酸铵，一级集液槽15内结晶的硫酸铵沉积于底部，达到一定浓度后，经阀们14排入离心机13进行固液分离，得到98％的硫酸铵晶体，分离后的溶液经泵16泵入一级集液槽15内；经一级净化后的烟气再经一级除雾器4除去烟气中夹带溶液(防止氨大量带入二级吸收反应器主体)，来自一级反应器主体的烟气经二级气体分布器5使烟气均匀进入二级吸收反应器6内，再次与掺混了三乙醇胺或乙二胺等添加剂(添加剂加入质量百分比为尿素溶液的0.005％～0.025％)的尿素溶液(尿素质量浓度为4～13％)进行气液混合接触，烟气中的SO₂和NO_x被再次吸收脱除，来自一级反应器主体的烟气夹带的少量氨在此也被充分利用完，完全满足氨的排放指标；二级吸收反应器6可以是喷淋塔、填料塔或液柱塔；此时循环吸收剂溶液PH值维持在5.5～8，温度控制在30℃～60℃，液气比为5～20L/m³，烟气空塔速度控制在2.5～4m/s；二级集液槽11内循环吸收液由二级循环泵10打入二级吸收反应器6内，进行循环利用；尿素溶液配液槽9中的尿素溶液由尿素溶液泵8泵入二级吸收反应器6内；二级集液槽11内循环吸收液达到一定的硫酸铵浓度时，由泵12泵入一级集液槽15内；二级净化后的烟气再经二级除雾器7除去烟气中的夹带液体(烟气温度为55℃～70℃)后经热交换器1升温至75℃～90℃排入烟囱。经两级吸收脱除后SO₂总脱除效率为90％～99％，NO_x总脱除效率为60％～85％，同时回收了副产品硫酸铵，整个***实现循环利用，无二次污染物产生。

实施例2：本发明公开的混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法如下：

第一步：将除尘后的烟气降温至100℃～110℃后，再使烟气与掺混了添加剂的尿素/氨水混合溶液进行气液接触，混合溶液与烟气的液气比为1.5～4L/m³，氨水在混合溶液中的浓度为2％～10％，尿素在混合溶液中的溶液浓度为2％～6％，混合溶液作为一级吸收溶液且其PH值维持在5～7，温度控制在30℃～60℃，烟气中的SO₂和NO_x被吸收，在与烟气接触并发生反应后的溶液中鼓入压缩空气将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，上述添加剂的加入量为尿素/氨水溶液的0.005％～0.025％质量百分比含量；

第二步：除去一级吸收后的烟气中夹带的溶液，再使该烟气与掺混了添加剂的尿素溶液进行气液接触，反应完成后排放，上述尿素溶液与一级吸收后烟气的液气比为5～20L/m³，尿素在含有添加剂的溶液中的质量浓度为4％～13％，含有添加剂的溶液作为二级吸收溶液且其PH值维持在5.5～8，温度控制在30℃～60℃，添加剂的加入量为尿素溶液的0.005％～0.025％质量百分比。

上述的混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法其中添加剂为三乙醇胺、乙二胺、磷酸胺中的一种或一种以上的混合物。

上述的混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法中经二级吸收后的烟气，经除雾器除去烟气中夹带的液体后排放。

实施例3：一种用于实施所述混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法的装置是由热交换器1、一级气体分布器2、一级吸收反应器3、一级除雾器4、二级气体分布器5、二级吸收反应器6、二级除雾器7、二级循环泵10、二级集液槽11、泵12、离心机13、一级集液槽15、分离液泵16、空压机17、一级循环泵18组成，一级气体分布器2设在一级吸收反应器3内，二级气体分布器5设在二级吸收反应器6内，热交换器1的烟气出口与一级吸收反应器烟气入口21连接，一级吸收反应器3的烟气出气口与二级吸收反应器6的烟气进气口连接，一级除雾器4位于一级吸收反应器3的烟气出气口与二级吸收反应器6的烟气进气口之间，二级除雾器7设在二级吸收反应器烟气出口25上，一级集液槽15设在一级吸收反应器3的下方，一级循环泵18设在一级集液槽15的循环液排出口与一级吸收反应器3的进液口之间且一级循环泵18的进口与一级集液槽15的循环液排出口连接，一级循环泵18的出口与一级吸收反应器3的进液口连接，二级集液槽11设在二级吸收反应器6的下方，二级循环泵10设在二级集液槽11的循环液排出口与二级吸收反应器6的进液口之间且二级循环泵10的进口与二级集液槽11循环液排出口连接，二级循环泵10的出口与二级吸收反应器6的进液口连接，一级集液槽15的硫酸铵结晶溶液排出口与离心机13的进口连接，离心机13的出液口与分离液泵16进口连接，分离液泵16出口与一级集液槽15的进口连接，空压机17的出口与一级集液槽15的进口连接，二级集液槽11的浓亚硫酸铵溶液排出口通过泵12与一级集液槽15的进口连接。

所述的装置在一级集液槽15的进口上连接有氨水泵19且一级集液槽15的进口与氨水泵19的出口连接，在氨水泵19上连接有氨水配液罐20且氨水泵19的进口与氨水配液罐20的出口连接。

上述的装置在一级集液槽15的进口上连接有尿素溶液泵8且一级集液槽15的进口与尿素溶液泵8的出口连接，在尿素溶液泵8上连接有尿素溶液配液罐9且尿素溶液泵8的进口与尿素溶液配液罐9的出口连接。

所述的装置在一级集液槽15的硫酸铵结晶溶液排出口与离心机13的进口之间设有阀门14。

所述的装置在二级吸收反应器烟气出口25与热交换器1的净化后低温烟气进口连接。

实施例4：

参照图2，一种用于实施所述混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法的装置是由热交换器1、整体式一二级反应器、二级除雾器7、二级循环泵10、泵12、离心机13、分离液泵16、空压机17、一级循环泵18组成，整体式一二级反应器包括筒体28，在筒体28内设有隔板23且由该隔板23与筒体28围成的一个空间为一级吸收反应器3，由该隔板23与筒体28围成的另一个空间为二级吸收反应器6，在一级吸收反应器3上设有一级吸收反应器烟气入口21，在一级吸收反应器3的下部设有一级气体分布器2，在一级吸收反应器3的下端连接有一级集液槽15，在一级吸收反应器3的上部设有一级除雾器4，在一级吸收反应器3内且位于一级除雾器4的下方设有一级喷淋器22，且一级喷淋器22的喷嘴向下，在二级吸收反应器6上设有二级吸收反应器烟气出口25，在二级吸收反应器6的下端连接有二级集液槽11，在二级吸收反应器6的上部设有二级气体分布器5，在二级吸收反应器6内且位于二级气体分布器5下方设有二级喷淋器24且二级喷淋器24的喷嘴向下，一级除雾器4与二级气体分布器5由通道连通，上述热交换器1的烟气出口与一级吸收反应器烟气入口21连接，二级除雾器7设在二级吸收反应器烟气出口25上，一级循环泵18设在一级集液槽15的循环液排出口与一级喷淋器22的进液口之间且一级循环泵18的进口与一级集液槽15的循环液排出口连接，一级循环泵18的出口与一级喷淋器22的进液口连接，二级循环泵10设在二级集液槽11的循环液排出口与二级喷淋器24的进液口之间且二级循环泵10的进口与二级集液槽11循环液排出口连接，二级循环泵10的出口与二级喷淋器24的进液口连接，二级循环泵10的出口与二级吸收反应器6的进液口连接，一级集液槽15的硫酸铵结晶溶液排出口与离心机13的进口连接，离心机13的出液口与分离液泵16进口连接，分离液泵16出口与一级集液槽15的进口连接，空压机17的出口与一级集液槽15的进口连接，二级集液槽11的浓亚硫酸铵溶液排出口通过泵12与一级集液槽15的进口连接。。

实施例5：

参照图3，一种用于所述混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法的装置，是由热交换器1、整体式一二级反应器、二级除雾器7、二级循环泵10、泵12、离心机13、分离液泵16、空压机17、一级循环泵18组成，整体式一二级反应器包括筒体28，在筒体28内设有隔板23且由该隔板23与筒体28围成的一个空间为一级吸收反应器3，由该隔板23与筒体28围成的另一个空间为二级吸收反应器6，在一级吸收反应器3上设有一级吸收反应器烟气入口21，在一级吸收反应器3的下部设有一级气体分布器2，在一级吸收反应器3的下端连接有一级集液槽15，在一级吸收反应器3的上部设有一级除雾器4，在一级吸收反应器3下部且位于一级气体分布器2上方设有一级液柱式喷射器26，且一级液柱式喷射器26的喷嘴向上，在二级吸收反应器6上设有二级吸收反应器烟气出口25，在二级吸收反应器6的下端连接有二级集液槽11，在二级吸收反应器6的上部设有二级气体分布器5，在二级吸收反应器6的下部设有二级液柱式喷射器27且二级液柱式喷射器27的喷嘴向上，一级除雾器4与二级气体分布器5由通道连通，上述热交换器1的烟气出口与一级吸收反应器烟气入口21连接，二级除雾器7设在二级吸收反应器烟气出口25上，一级循环泵18设在一级集液槽15的循环液排出口与一级液柱式喷射器26的进液口之间且一级循环泵18的进口与一级集液槽15的循环液排出口连接，一级循环泵18的出口与一级液柱式喷射器26的进液口连接，二级循环泵10设在二级集液槽11的循环液排出口与二级液柱式喷射器27的进液口之间且二级循环泵10的进口与二级集液槽11循环液排出口连接，二级循环泵10的出口与二级液柱式喷射器27的进液口连接，二级循环泵10的出口与二级吸收反应器6的进液口连接，一级集液槽15的硫酸铵结晶溶液排出口与离心机13的进口连接，离心机13的出液口与分离液泵16进口连接，分离液泵16出口与一级集液槽15的进口连接，空压机17的出口与一级集液槽15的进口连接，二级集液槽11的浓亚硫酸铵溶液排出口通过泵12与一级集液槽15的进口连接。

Claims (9)

1、一种混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法，其特征在于：

第一步：将除尘后的烟气降温至100℃～110℃后，再使烟气与掺混了添加剂的尿素/氨水混合溶液进行气液接触，混合溶液与烟气的液气比为1.5～4L/m³，氨水在混合溶液中的浓度为2％～10％，尿素在混合溶液中的溶液浓度为2％～6％，混合溶液作为一级吸收溶液且其PH值维持在5～7，温度控制在30℃～60℃，烟气中的SO₂和NO_x被吸收，在与烟气接触并发生反应后的溶液中鼓入压缩空气将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，上述添加剂的加入量为尿素/氨水溶液的0.005％～0.025％质量百分比含量；

第二步：除去一级吸收后的烟气中夹带的溶液，再使该烟气与掺混了添加剂的尿素溶液进行气液接触，反应完成后排放，上述尿素溶液与一级吸收后烟气的液气比为5～20L/m³，尿素在含有添加剂的溶液中的质量浓度为4％～13％，含有添加剂的溶液作为二级吸收溶液且其PH值维持在5.5～8，温度控制在30℃～60℃，添加剂的加入量为尿素溶液的0.005％～0.025％质量百分比，

所述的添加剂为三乙醇胺、乙二胺、磷酸胺中的一种或一种以上的混合物。

2、根据权利要求1所述的混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法，其特征在于经二级吸收后的烟气，经除雾器除去烟气中夹带的液体后排放。

3、一种用于实施权利要求1所述混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法的装置，其特征在于由热交换器(1)、一级气体分布器(2)、一级吸收反应器(3)、一级除雾器(4)、二级气体分布器(5)、二级吸收反应器(6)、二级除雾器(7)、二级循环泵(10)、二级集液槽(11)、泵(12)、离心机(13)、一级集液槽(15)、分离液泵(16)、空压机(17)、一级循环泵(18)组成，一级气体分布器(2)设在一级吸收反应器(3)内，二级气体分布器(5)设在二级吸收反应器(6)内，热交换器(1)的烟气出口与一级吸收反应器烟气入口(21)连接，一级吸收反应器(3)的烟气出气口与二级吸收反应器(6)的烟气进气口连接，一级除雾器(4)位于一级吸收反应器(3)的烟气出气口与二级吸收反应器(6)的烟气进气口之间，二级除雾器(7)设在二级吸收反应器烟气出口(25)上，一级集液槽(15)设在一级吸收反应器(3)的下方，一级循环泵(18)设在一级集液槽(15)的循环液排出口与一级吸收反应器(3)的进液口之间且一级循环泵(18)的进口与一级集液槽(15)的循环液排出口连接，一级循环泵(18)的出口与一级吸收反应器(3)的进液口连接，二级集液槽(11)设在二级吸收反应器(6)的下方，二级循环泵(10)设在二级集液槽(11)的循环液排出口与二级吸收反应器(6)的进液口之间且二级循环泵(10)的进口与二级集液槽(11)循环液排出口连接，二级循环泵(10)的出口与二级吸收反应器(6)的进液口连接，一级集液槽(15)的硫酸铵结晶溶液排出口与离心机(13)的进口连接，离心机(13)的出液口与分离液泵(16)进口连接，分离液泵(16)出口与一级集液槽(15)的进口连接，空压机(17)的出口与一级集液槽(15)的进口连接，二级集液槽(11)的浓亚硫酸铵溶液排出口通过泵(12)与一级集液槽(15)的进口连接。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于在一级集液槽(15)的进口上连接有氨水泵(19)且一级集液槽(15)的进口与氨水泵(19)的出口连接，在氨水泵(19)上连接有氨水配液罐(20)且氨水泵(19)的进口与氨水配液罐(20)的出口连接。

5、根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于在一级集液槽(15)的进口上连接有尿素溶液泵(8)且一级集液槽(15)的进口与尿素溶液泵(8)的出口连接，在尿素溶液泵(8)上连接有尿素溶液配液罐(9)且尿素溶液泵(8)的进口与尿素溶液配液罐(9)的出口连接。

6、根据权利要求3所述的装置，其特征在于在一级集液槽(15)的硫酸铵结晶溶液排出口与离心机(13)的进口之间设有阀门(14)。

7、根据权利要求3所述的装置，其特征在于二级吸收反应器烟气出口(25)与热交换器(1)的净化后低温烟气进口连接。

8、一种用于实施权利要求1所述混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法的装置，其特征在于由热交换器(1)、整体式一二级反应器、二级除雾器(7)、二级循环泵(10)、泵(12)、离心机(13)、分离液泵(16)、空压机(17)、一级循环泵(18)组成，整体式一二级反应器包括筒体(28)，在筒体(28)内设有隔板(23)且由该隔板(23)与筒体(28)围成的一个空间为一级吸收反应器(3)，由该隔板(23)与筒体(28)围成的另一个空间为二级吸收反应器(6)，在一级吸收反应器(3)上设有一级吸收反应器烟气入口(21)，在一级吸收反应器(3)的下部设有一级气体分布器(2)，在一级吸收反应器(3)的下端连接有一级集液槽(15)，在一级吸收反应器(3)的上部设有一级除雾器(4)，在一级吸收反应器(3)内且位于一级除雾器(4)的下方设有一级喷淋器(22)，且一级喷淋器(22)的喷嘴向下，在二级吸收反应器(6)上设有二级吸收反应器烟气出口(25)，在二级吸收反应器(6)的下端连接有二级集液槽(11)，在二级吸收反应器(6)的上部设有二级气体分布器(5)，在二级吸收反应器(6)内且位于二级气体分布器(5)下方设有二级喷淋器(24)且二级喷淋器(24)的喷嘴向下，一级除雾器(4)与二级气体分布器(5)由通道连通，上述热交换器(1)的烟气出口与一级吸收反应器烟气入口(21)连接，二级除雾器(7)设在二级吸收反应器烟气出口(25)上，一级循环泵(18)设在一级集液槽(15)的循环液排出口与一级喷淋器(22)的进液口之间且一级循环泵(18)的进口与一级集液槽(15)的循环液排出口连接，一级循环泵(18)的出口与一级喷淋器(22)的进液口连接，二级循环泵(10)设在二级集液槽(11)的循环液排出口与二级喷淋器(24)的进液口之间且二级循环泵(10)的进口与二级集液槽(11)循环液排出口连接，二级循环泵(10)的出口与二级喷淋器(24)的进液口连接，二级循环泵(10)的出口与二级吸收反应器(6)的进液口连接，一级集液槽(15)的硫酸铵结晶溶液排出口与离心机(13)的进口连接，离心机(13)的出液口与分离液泵(16)进口连接，分离液泵(16)出口与一级集液槽(15)的进口连接，空压机(17)的出口与一级集液槽(15)的进口连接，二级集液槽(11)的浓亚硫酸铵溶液排出口通过泵(12)与一级集液槽(15)的进口连接。

9、一种用于实施权利要求1所述混合溶液联合脱除二氧化硫和氮氧化物方法的装置，其特征在于由热交换器(1)、整体式一二级反应器、二级除雾器(7)、二级循环泵(10)、泵(12)、离心机(13)、分离液泵(16)、空压机(17)、一级循环泵(18)组成，整体式一二级反应器包括筒体(28)，在筒体(28)内设有隔板(23)且由该隔板(23)与筒体(28)围成的一个空间为一级吸收反应器(3)，由该隔板(23)与筒体(28)围成的另一个空间为二级吸收反应器(6)，在一级吸收反应器(3)上设有一级吸收反应器烟气入口(21)，在一级吸收反应器(3)的下部设有一级气体分布器(2)，在一级吸收反应器(3)的下端连接有一级集液槽(15)，在一级吸收反应器(3)的上部设有一级除雾器(4)，在一级吸收反应器(3)下部且位于一级气体分布器(2)上方设有一级液柱式喷射器(26)，且一级液柱式喷射器(26)的喷嘴向上，在二级吸收反应器(6)上设有二级吸收反应器烟气出口(25)，在二级吸收反应器(6)的下端连接有二级集液槽(11)，在二级吸收反应器(6)的上部设有二级气体分布器(5)，在二级吸收反应器(6)的下部设有二级液柱式喷射器(27)且二级液柱式喷射器(27)的喷嘴向上，一级除雾器(4)与二级气体分布器(5)由通道连通，上述热交换器(1)的烟气出口与一级吸收反应器烟气入口(21)连接，二级除雾器(7)设在二级吸收反应器烟气出口(25)上，一级循环泵(18)设在一级集液槽(15)的循环液排出口与一级液柱式喷射器(26)的进液口之间且一级循环泵(18)的进口与一级集液槽(15)的循环液排出口连接，一级循环泵(18)的出口与一级液柱式喷射器(26)的进液口连接，二级循环泵(10)设在二级集液槽(11)的循环液排出口与二级液柱式喷射器(27)的进液口之间且二级循环泵(10)的进口与二级集液槽(11)循环液排出口连接，二级循环泵(10)的出口与二级液柱式喷射器(27)的进液口连接，二级循环泵(10)的出口与二级吸收反应器(6)的进液口连接，一级集液槽(15)的硫酸铵结晶溶液排出口与离心机(13)的进口连接，离心机(13)的出液口与分离液泵(16)进口连接，分离液泵(16)出口与一级集液槽(15)的进口连接，空压机(17)的出口与一级集液槽(15)的进口连接，二级集液槽(11)的浓亚硫酸铵溶液排出口通过泵(12)与一级集液槽(15)的进口连接。

Images