CN101700463A - 一种闭路循环脱硫脱硝及回收硫资源的方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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0.1～10％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SO₂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)SO₂、NO_X脱除效率低：一般低于95％，且外排烟气中SO₂、NO_X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，经太阳暴晒蒸发出刺鼻的酸味；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***《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。

SO₂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，SO₂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SO₂、NO_x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SO₂、NO_x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、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SO₂、NO_X脱除效率大于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。

附图说明：

图1为本发明的设备工艺流程示意图。

具体实施方式：

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、NO_x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10，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、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。

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。

Claims (5)

1.一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、NO_x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SO₂、NO_x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。

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