CN102728215B - 一种在脱硫塔中脱除氮氧化物的组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及净化烟道气中脱除氮氧化物的组合物脱硝剂和方法，具体的说是一种在脱硫塔中与石灰石浆液形成混合物，石灰石浆液在脱硫的同时组合物也脱除氮氧化物的方法，所述的组合物由占0.5～5重量份的脱硝剂与100重量份的石灰石浆水溶液，同时进入脱硫塔內完成脱硫及脱硝过程，所述的脱硝剂由占脱硝剂重量百分比的1.7%-2.3%催化剂，10%-20%氧化剂，78.3%-87.7%离子溶剂组成，所述的脱硝剂pH值为6-8。将所述的组合经过循环水注入口或工艺水注入口注入脱硫塔，与脱硫塔中的烟气逆流接触进行脱氮氧化物，本发明的方法可用于火力发电厂及各种以石油煤炭为燃料的燃烧锅炉(具有脱硫塔装置)，用于脱除烟气中氮氧化物，降低90%排放污染。具有显著的实质性效果。

Description

一种在脱硫塔中脱除氮氧化物的组合物和方法
[技术领域]
本发明涉及净化烟道气的中氮氧化物的组合物和方法，具体的说是一种在脱硫塔中脱除氮氧化物的组合物和方法。
[背景技术]
化石原料燃烧后尾气排放中的氮氧化物，在大气中经光合作用，形成光气污染，光气中的主要成分氮氧化物。环境保护越来越重要与迫切，锅炉燃烧后排放的氮氧化物占总排放量的70%。降低氮氧化物的排放，是改善环境的重要手段，是人类改善生存条件的最大效益。
目前采用的脱硝方法是固体氨选择性催化还原法(SCR)，这种技术要求是在锅炉烟气出口部位，设计一套脱硝***，将200℃原烟气由高温蒸汽换热至400℃左右，喷射氨水溶液使其与烟气中NOx反应，反应后的烟气进入到脱硝塔中与多层固体催化剂五氧化二钒反应，将NOx转化为N2。达到脱除氮氧化物的目的，其技术不足之处是固体催化剂易失活，烟气流对催化剂冲蚀严重，氨泄漏造成二次污染，对烟道后部设备具有腐蚀。脱硝效率受催化剂失活影响，平均脱硝效率68%，设备投资高，运行费用大。长周期运行不能达到环保要求的排放标准。
常规的脱除烟道气的方式有以下几种：
（1）氨选择性催化还原法（SCR）：在380℃~400℃用氨作还原剂，先由氨液与NOX反应，再由固体催化剂五氧化二钒催化还原成单质N2。此方法的催化剂易失活，温度低时会生成为一种粘结液体—硫酸氢氨（NH4HSO4），催化剂冲蚀严重，反应呈线性下降，存在安全隐患，无法长期达标排放。
（2）选择性非催化还原法（SNCR）：该方法不用催化剂，但氨、尿素消耗量大。并对反应温度和停留时间要求很高，难以掌握。
从以上脱硝技术方法看，方法一的技术是否适合中国国情，原因是发达国家的煤用的是洁净煤，而我国是原煤（非洁净煤），催化剂易失活显而宜见，催化剂消耗大、再生技术还在研究中，满足不了排放标准要求。
SCR技术是干法高温脱硝,而本技术为低温湿法脱硝,安全性好，温度范围广的特征。
（3）石灰石浆液添加组合物为低温催化氧化脱硝剂是湿法脱硝，主要将NO转化为NO2和N2，在脱硫塔内吸收，可在温和条件下实现脱硝。
[发明内容]
为了解决现有技术中的上述的问题和缺陷，本发明提供一种脱硝率高、能够不用投资，在现有脱硫塔中加入一种添加剂与现有的脱硫剂石灰石浆液混合，经两种物质共同作用，脱除硫氧化物和氮氧化物方法。
为实现上述目的，设计一种在脱硫塔中脱除氮氧化物的组合物，包括含重量百分比20%的石灰石水溶液、金属催化剂、氧化剂、阳离子溶剂，特征在于所述的组合物由0.5~5重量份的脱硝剂和100重量份的石灰石水溶液组成，所述的脱硝剂由占脱硝剂重量百分比的1.7%~2.3%催化剂，10%~20%氧化剂，78.3%~87.7%离子溶剂组成，所述的脱硝剂pH值为6-8。
所述的催化剂为碱金属、碱土金属过渡金属类催化剂。
所述的氧化剂为锰酸钾或碘酸钾或高锰酸钾中的一种。
所述的阳离子溶剂为紫尿酸盐类溶液。
一种将上述组合物用于脱硫塔的方法，包括脱硫塔，脱硫塔上包括循环水注入口和工艺水主入口，脱硫塔内包括含有氮氧化物、硫化物的烟气，其特征在于将所述的组合物经过循环水注入口或工艺水注入口注入脱硫塔，与脱硫塔中石灰石浆液混合，形成的混合液与烟气逆流接触进行脱除硫氮氧化物，构成脱硫脱硝双重作用。所述的组合物重量：是脱硫塔内石灰石浆液重量的0.5%-5%掺入其中。
一种用上述组合物脱除氮氧化物的方法所述的脱氮氧化物包括以下步骤，
3NO2+H2O→2HNO3+NO
NO2+NO+H2O→2HNO2
2NO2+2HNO2→2HNO3+N2↑
2NO2+2CaSO3→2CaSO4+N2↑
本发明是锅炉燃烧后尾部排放废气中同，组合物与石灰石-石膏湿法脱硫塔共同脱除硫氮氧化物的技术，脱硝剂与石灰石浆液自混合进入脱硫塔，在不増加任何设备的条件下，脱硫塔起双重作用，即脱硫又脱硝，无昂贵脱硝装置投资，即可达到脱除NOx目的。可以有效地脱除氮氧化物有害气体。本发明的方法可用于火力发电厂及各种以石油煤炭为燃料的燃烧锅炉(具有脱硫塔装置)，用于脱除烟气中氮氧化物，降低90%排放污染。具有显著的实质性效果。
[具体实施方式]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本发明进行进一步详细说明。本申请中的生产设备都是本领域的常用设备，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：
本发明的组合物由占总组成0.5~5重量份的脱硝剂和100重量份的石灰石浆液组成，与石灰石浆液形成混合物。在脱硫吸收塔内含石灰石的浆液通过喷淋雾化烟气时分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面的吸收液在与烟气逆流接触时烟气中的SO2被吸收。掺入石灰石浆液内的组合物脱硝剂也同时通过喷淋雾化选择性催化氧化了烟气中的NO（烟气中的NOx有95%为极不溶于液体的NO，须先经催化氧化成NO2溶入液体，再经选择性催化还原生成盐和N2）。而NO2溶于液剂中只有部分被催化氧化还原，另外部分NO2又会被转化为NO，还需再经催化氧化才能不断消除，提高NOx被催化氧化还原生成盐和氮气的脱硝率。为此本发明利用了脱硫吸收塔内的多层喷淋技术。釆用了组合物和石灰石浆液的共同作用，增强了化学物质的加和效应，屏蔽了对抗效应，脱硫/脱硝效率提高。吸收剂的氧化中和反应在吸收塔底部的浆池生成CaSO4（石膏），也能有助中和HNO2反应，可减少组合物脱硝剂的消耗。而脱硝剂中剩余的组合物脱硝剂不会被石膏吸附排出（组合物不与石膏作用），能继续留存脱硫塔内循环浆液中被重复利用，这样会渐渐提升石灰石浆液中组合物脱硝剂成分浓度，可持续渐进脱硝强度，逐步减少掺入新鲜脱硝剂补充用量。
本发明为在脱硫塔中脱除氮氧化物的组合物，包括含重量百分比20%的石灰石水溶液、金属催化剂、氧化剂、阳离子溶剂，特征在于所述的组合物由0.5~5重量份的脱硝剂和100重量份的石灰石水溶液组成，所述的脱硝剂由占脱硝剂重量百分比的1.7%~2.3%催化剂，10%~20%氧化剂，78.3%~87.7%离子溶剂组成，所述的脱硝剂pH值为6-8。
所述的催化剂为碱金属、碱土金属过渡金属类催化剂。
所述的氧化剂为锰酸钾或碘酸钾或高锰酸钾中的一种。
所述的阳离子溶剂为紫尿酸盐类溶液。
将上述组合物用于脱硫塔的方法如下，包括脱硫塔，脱硫塔上包括循环水注入口和工艺水主入口，脱硫塔内包括含有氮氧化物、硫化物的烟气，将所述的组合物经过循环水注入口或工艺水注入口注入脱硫塔，与脱硫塔中石灰石浆液混合，形成的混合液与烟气逆流接触进行脱除硫氮氧化物，构成脱硫脱硝双重作用。所述的组合物重量：是脱硫塔内每100重量份石灰石浆液与0.5-5重量份的脱硝剂掺入其中。
用上述组合物脱除氮氧化物的方法，所述的脱氮氧化物包括以下步骤，
主反应过程：
2NO+O2→2NO2
3NO2+H2O→2HNO3+NO
NO2+NO+H2O→2HNO2
2NO2+2HNO2→2HNO3+N2↑
2NO2+2CaSO3→2CaSO4+N2↑
测试结果见下表：

Claims (3)

1.一种在脱硫塔中脱除氮氧化物的方法，包括脱硫塔，脱硫塔上包括循环水注入口和工艺水注入口，脱硫塔内包括含有氮氧化物、硫化物的烟气；其特征在于将脱除氮氧化物的组合物经过循环水注入口或工艺水注入口注入脱硫塔，与脱硫塔中石灰石浆液混合，形成的混合液与烟气逆流接触，同时进行脱硫脱硝；
所述的组合物由0.5～5重量份的脱硝剂和100重量份的含重量百分比20％的石灰石水溶液组成，所述的脱硝剂由占脱硝剂重量百分比的1.7％～2.3％的碱金属、碱土金属过渡金属类催化剂，10％～20％氧化剂，78.3％～87.7％阳离子溶剂组成，所述的脱硝剂pH值为6-8，
脱氮氧化物包括以下步骤，
3NO2+H2O→2HNO3+NO
NO2+NO+H2O→2HNO2
2NO2+2HNO2→2HNO3+N2↑
2NO2+2CaSO3→2CaSO4+N2↑。
2.如权利要求1所述的在脱硫塔中脱除氮氧化物的方法，其特征在于所述的氧化剂为锰酸钾或碘酸钾或高锰酸钾中的一种。
3.如权利要求1所述的在脱硫塔中脱除氮氧化物的方法，其特征在于所述的阳离子溶剂为紫尿酸盐类溶液。
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