CN106731828A - 一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法 - Google Patents

一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法，脱除步骤如下：将脱硫脱硝溶液按0.5％‑5％的比例兑工艺水注入脱硫脱硝塔，将含硫含硝烟气通入脱硫脱硝塔内，所述含硫含硝烟气在脱硫脱硝塔内经循泵循环喷淋与脱硫脱硝溶液反应，达到脱除目的；所述脱硫脱硝溶液组分及重量百分比为钼酸盐类无机化合物2.3％‑2.5％，氧化椰油酰胺基丙基胺类有机化合物8％‑10％，氟碳活性类离子溶剂87.5％，PH值为中性6‑8。本发明的技术方案具有节约大量资金、有效地脱除硫、氮氧化物有害气体，达到超洁净排放脱除效果。

Description

一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法
[技术领域]
本发明属于大气污染防治技术领域，涉及一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法，是窑炉燃烧后尾部排放废气中设置硫氧化物、氮氧化物联合脱除的技术，即脱硫又脱硝，工艺流程短、效果佳。
[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PM2.5的主要来源，PM2.5是氮氧化物形成的首要污染物。环境保护越来越重要与迫切，工业窑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。
目前普遍采用的脱硝方法是固体(SCR)氨选择性催化还原法和SNCR炉内喷氨法，设备投资高，氨逃逸造成二次污染。长周期运行不能达到环保要求的超洁净排放标准。
依据现阶段SCR工艺要求烟气温度在320～410℃，烟气温度温度过高时催化剂会加速老化，而温度低于300℃时，则会产生副反应。对烟气温度的苛刻要求制约了SCR工艺在其他行业的应用，特别是污染大户钢铁烧结球团烟气脱硝及各种工业窑炉，由于烟气温度较低，一般只有120～140℃，如采用SCR工艺需将烟气加热至280℃以上，增加能耗、运行成本增加。目前各国都在研究低温脱硝催化剂，但是进展不大，尚无低温催化剂的工业化应用。
目前国家新的超洁净排放标准已开始执行，但因技术原因的限制，某些行业的脱硝未强制执行，仅预留了脱硝装置的位置。从目前的技术水平和已装配的脱硫脱硝设施来看，我国今后在相当长一段时间里，同时脱硫脱硝联合脱除技术仍以典型的Wet-FGD+SCR组合技术为主，存在着工艺占地面积大，设备流程长和工艺复杂、相互制约、基建费用及运行成本较高的问题。
[发明内容]
本发明的目的在于针对SCR要求温度400℃左右和SNCR的氨逃逸污染环境问题，提供一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法，使硫、硝有害物最大限度消除，确保烟气超洁净达标排放。
为实现上述目的，设计一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法，其特征在于，脱除步骤如下：将脱硫脱硝溶液按0.5％-5％的比例兑工艺水注入脱硫脱硝塔，将含硫含硝烟气通入脱硫脱硝塔内，所述含硫含硝烟气在脱硫脱硝塔内经循泵循环喷淋到助催化剂床层与硫、硝反应，达到脱除目的；所述脱硫脱硝溶液组分及重量百分比为钼酸盐类无机化合物2.3％-2.5％，氧化椰油酰胺基丙基胺类有机化合物8％-10％，氟碳活性类离子溶剂87.5％，PH值为中性6-8。
所述脱硫脱硝溶液组分为钼酸盐类金属助催化物、钛酸盐等比例不同物质，氧化椰油酰胺基丙基胺类有机还原化合物、氟碳酸盐等比例不同物质，及氟碳活性类无机离子溶剂与有机铵离子溶剂等经高温蒸馏、减压蒸馏及老化工艺制备。
脱硫脱硝后上清液返回脱硫脱硝塔循环使用，较重脱硫液在氧化槽中反应生成硫酸盐化合物，硝反应生成N2，而溶液脱硫和脱硝互不影响各自的效率。
烟气中的硫氧化物、氮氧化物逆流接触反应，生成二氧化氮，然后同亚硫酸钙或任一硫酸盐氧化反应，生成相应的硫酸盐和N2，脱除过程中所涉及的化学主反应式：
NO+X1(催化剂)+O2→NO2+X2(催化剂)
3NO2+H2O→2HNO2+NO
NO+NO2→2NO2
NO2+CaSO3→CaSO4+N2↑。
脱除过程中所用的脱除去设备，由工业窑炉、烟气余热锅炉、低低温烟气换热器、低温脱硫脱销塔、湿电除尘除雾、粉尘收集器、烟囱、烟气引风机等设备组成。烟气经过工业窑炉，由集合烟道及引风机通入烟气余热锅炉，所述烟气余热锅炉的出口端与低低温烟气换热器相连，低低温烟气出口端依次连接低温脱销塔等。
利用工业窑炉企业现有脱硫塔装置前烟道内改造600℃-800℃烟气余热产生中压蒸汽节能利用、烟气余热160℃-200℃改造低低温换热器换热节能利用、50℃-60℃烟温进脱硫塔为增湿降温器节约水、40℃-50℃烟温进入脱硫脱硝联合脱除塔、最终设置湿电除尘除雾，即可完成脱硫、脱硝、除尘除雾任务，确保烟气排放口烟温低至30℃-35℃，使烟气含水量降低节约水耗，真正实现低温条件下的脱硫脱硝除尘联合脱除并达标排放。
本发明的技术方案具有节约大量资金、有效地脱除氮氧化物有害气体，有效达到脱除效果。
主要污染物指标:测试前烟气参数：烟囱出口:SO2浓度6000mg/Nm3、NOx浓度800mg/Nm3。
经装置处理后污染物指标:处理后达标参数:烟气出口:SO2浓度21mg/Nm3、NOx浓度50mg/Nm3，脱硫脱硝效率:脱除SO2效率：99.6-99.7％，脱除NOx效率：98.4-98.5％通过对脱硫脱硝联合脱除溶液的试验，该方法效果显著。
[附图说明]
图1为本发明的工艺流程图
图中标记说明
1工业窑炉、2烟气余热锅炉、3低低温烟气换热器、4低温脱硫脱硝塔、5湿电除尘除雾、6粉尘收集器、7烟囱、8烟气引风机。
[具体实施方式]
现结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步阐述，相信对本领域技术人员来说是清楚的。
本发明的技术方案主要从以下几个方面进行了研究：
(1)低温脱硫脱硝液态物理及化学特性，研究低温液态脱硫脱硝技术原理机理；
(2)低温液态脱硫脱硝反应过程技术研究分析；
(3)低温液态脱硫脱硝循环再生使用工艺技术研究：对脱硫脱硝液态的再生技术及再生复活工艺进行探讨；
并经历了以下几个阶段才获得了技术方案：
(1)低温脱硫脱硝装置的研制
(2)低温脱硫脱硝装置再生循环利用技术设计
(3)低温脱硫脱硝装置技术初步设计理念
(4)低温脱硫脱硝装置工程设计
(5)小试中试及放大工业应用
(6)最佳再生循环利用工艺条件
(7)工程示范应用
本发明涉及一种化学合成溶液在脱硫脱硝联合脱除的方法，其应用技术为大气污染防治技术领域。在装置内化学合成液与硫氧化物及氮氧化物产生反应后的含硫溶液返回循环池生成相应的盐和N2，将硫生成钙或任一的盐的技术手段。具体是在窑炉烟道引风机后操作，避免设备腐蚀。脱硫脱硝联合脱除塔出口，反应后硫氧化物在循环池生成硫酸钙或任一的盐利用，氮氧化物被反应为N2，硫氧化物被强制氧化为CaSO4或相应的盐。洁净的烟气排入大气而达到联合脱除的目的。该方法适用于各种以燃烧煤炭、天然气、石油等的各种工业窑炉，降低硫、氮氧化物排放90％以上。
如图1所示，脱除过程中所用的脱除去设备，由工业窑炉、烟气余热锅炉、低低温烟气换热器、低温脱硫脱硝塔、湿电除尘除雾设备组成，烟气经过工业窑炉，经由集合烟道及引风机通入烟气余热锅炉，所述烟气余热锅炉的出口端与低低温烟气换热器相连，低低温烟气换热器出口端依次连接低温脱硫脱硝塔。
也可利用工业窑炉企业现有脱硫塔装置前烟道内改造，依次由600℃-800℃烟气余热中压蒸汽节能利用装置、烟气余热160℃-200℃改造低低温换热器换热节能利用装置、50℃-60℃烟温进脱硫塔为增湿降温器节约水装置、40℃-50℃烟温进入脱硫脱硝联合脱除塔、湿电除尘除雾即可完成脱硫脱硝任务，确保烟气排放口烟温低至30℃-35℃，使烟气含水量降低节约水耗，真正实现低温条件下的脱硫脱硝联合脱除并达标排放。
通过对脱硫脱硝联合脱除溶液的试验，所得试验结果如表1所示，该方法效果显著：

Claims (7)

1.一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法，其特征在于，脱除步骤如下：将脱硫脱硝溶液按0.5％-5％的比例兑工艺水注入脱硫脱硝塔，将含硫含硝烟气通入脱硫脱硝塔内，所述含硫含硝烟气在脱硫脱硝塔内经循泵循环喷淋与脱硫脱硝溶液反应，达到脱除目的；所述脱硫脱硝溶液组分及重量百分比为钼酸盐类无机化合物2.3％-2.5％，氧化椰油酰胺基丙基胺类有机化合物8％-10％，氟碳活性类离子溶剂87.5％，PH值为中性6-8。
2.如权利要求1所述的一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法，其特征在于，所述脱硫脱硝溶液组分为钼酸盐类金属助催化物、钛酸盐及磺酸盐等比例不同物质构成、氧化椰油酰胺基丙基胺类有机还原氧化物、氟酸盐等物质组成，氟碳活性类无机离子溶剂与有机铵盐离子溶剂等经高温蒸馏、减压蒸馏及老化工艺制备。
3.如权利要求1所述的一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法，其特征在于，脱硫脱硝后上清液返回脱硫脱硝塔循环使用，脱硫液在氧化槽中反应生成硫酸盐化合物，硝反应生成N2，而脱硫的溶液和脱硝液互不影响各自的效率。
4.如权利要求1所述的一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法，其特征在于，烟气中的硫氧化物、氮氧化物逆流接触反应，生成二氧化氮，然后同亚硫酸钙或任一硫酸盐氧化反应，生成相应的硫酸盐和N2，脱除过程中所涉及的化学主反应式：
NO+X1(催化剂)+O2→NO2+X2(催化剂)
3NO2+H2O→2HNO2+NO
NO+NO2→2NO2
NO2+CaSO3→CaSO4+N2↑。
5.如权利要求1所述的一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法，其特征在于，经装置处理后污染物指标:
处理后达标参数：烟气出口:SO2浓度15-35mg/Nm3、NOx浓度25-50mg/Nm3
脱硫脱硝效率：脱除SO2效率为99.4-99.7％，脱除NOx效率为89-93.7％。
6.如权利要求1所述的一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法，其特征在于，脱除过程中所用的脱除设备组成由:工业窑炉、烟气余热锅炉、低低温烟气换热器、低温脱硫脱硝塔、湿电除尘除雾、粉尘收集器、烟囱、烟气引风机，烟气经工业窑炉，经由集合烟道及引风机通入烟气余热锅炉，所述烟气余热锅炉的出口端与低低温烟气换热器相连，低低温烟气换热器的出口端依次连接低温脱硫脱硝塔和湿电除尘。
7.如权利要求6所述的一种用于工业窑炉脱硫脱硝联合脱除的方法，其特征在于，利用工业窑炉企业现有脱硫塔装置前烟道内改造，依次由600℃-800℃烟气余热中压蒸汽节能利用装置、烟气余热160℃-200℃改造低低温换热器换热节能利用装置、50℃-60℃烟温进脱硫脱硝塔为增湿降温器节约水装置、40℃-50℃烟温进入脱硫脱硝联合脱除塔、湿电除尘除雾即可完成脱硫脱硝任务，确保烟气排放口烟温低至30℃-35℃，使烟气含水量降低节约水耗，真正实现低温条件下的脱硫脱硝联合脱除并达标排放。
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