CN111603915B - 一种烟气净化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种烟气净化工艺，涉及环境保护技术领域，包括如下步骤：S2：将烟气输送至净化塔，利用净化剂对所述烟气进行处理，得到净化液和净化后烟气；所述净化液为酸溶液；将所述净化液经过离子交换树脂柱，通过所述离子交换树脂柱吸附所述净化液中的阴离子，得到再生净化剂，回用，离子交换树脂再生重复使用，并形成副产物。本发明提供的烟气净化工艺，通过净化剂对烟气进行处理得到酸溶液，进一步通过离子交换树脂柱来对酸溶液中的酸进行吸附，使得酸溶液中的水得以回收再利用，过程简单易操作，且烟气净化剂中无需加入碱液，不仅有利于降低成本，还能够避免脱硫/脱硝过程中产生二次污染，且不产生废渣废水。

Description

一种烟气净化工艺
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，具体而言，涉及一种烟气净化工艺。
背景技术
大气污染物排放是造成空气污染和雾霾的主要原因之一，对生态环境破坏严重，对人体健康极为不利。大气污染物中，烟尘、SO2、NOX的影响最大，是大气环境治理的重点。大气污染物最主要的来源是工业生产，如，我们日常看到的火电、钢铁、冶金、建材、化工等企业烟囱排放的高温燃烧烟气，都需要进行脱硫脱硝除尘处理，达到国家和地方的排放标准。
目前，国内国际上烟气污染物治理技术种类较多，应用领域各有所长，处理效果各异。我国经过了十多年的大规模环保治理，大气污染排放逐年下降，但是，国内的空气污染仍然很严重，雾霾更是频频发生，也说明，大气污染治理任重道远。目前的各种烟气污染治理技术使用的脱硫剂或脱硝剂均需要加入碱性溶液，脱硫液或脱硝液中产生盐类物质，会产生盐逃逸，形成盐气溶胶，造成对环境的二次污染，并且产物处理繁琐，甚至无法处置。
发明内容
本发明解决的技术问题是目前的烟气污染治理技术中碱性溶液的加入而引起二次污染。
为解决上述问题，本发明提供一种烟气净化工艺，包括如下步骤：
S2：将烟气输送至净化塔，利用净化剂对所述烟气进行处理，得到净化液和净化后烟气；所述净化液为酸溶液；
将所述净化液经过离子交换树脂柱，通过所述离子交换树脂柱吸附所述净化液中的阴离子，得到再生净化剂，回用，离子交换树脂再生重复使用，并形成副产物。
可选地，步骤S2包括：
S21：精脱硫工序，将所述烟气输送至精脱硫塔，利用第二脱硫剂对所述烟气进行处理，得到包括亚硫酸的精脱硫液和精脱硫后烟气；所述精脱硫后烟气的温度不高于60℃；
将所述精脱硫液经过第一离子交换树脂柱，通过所述第一离子交换树脂柱吸附所述亚硫酸，得到再生第二脱硫剂，回用；通过碱液对所述第一离子交换树脂柱进行再生，得到第二回收副产物；
所述第二脱硫剂选自水、酸性水或盐水中的一种。
可选地，步骤S2还包括：
S22：脱硝工序，将烟气输送至精脱硝塔，利用包括氧化剂和脱硝剂的脱硝净化剂对烟气进行处理，得到包括硝酸的脱硝液和脱硝后烟气；
将所述脱硝液经过第二离子交换树脂柱，通过所述第二离子交换树脂柱吸附所述硝酸，得到再生脱硝剂，回用；通过碱液对所述第二离子交换树脂柱进行再生，得到第三回收副产物。
可选地，步骤S2依次包括如下步骤：
S21：精脱硫工序，将所述烟气输送至精脱硫塔，利用第二脱硫剂对所述烟气进行处理，得到包括亚硫酸的精脱硫液和精脱硫后烟气；所述精脱硫后烟气的温度不高于60℃；
将所述精脱硫液经过第一离子交换树脂柱，通过所述第一离子交换树脂柱吸附所述亚硫酸，得到再生第二脱硫剂，回用；通过碱液对所述第一离子交换树脂柱进行再生，得到第二回收副产物；
所述第二脱硫剂选自水、酸性水或盐水中的一种；
S22：脱硝工序，将所述精脱硫后烟气输送至精脱硝塔，利用包括氧化剂和脱硝剂的脱硝净化剂对所述精脱硫后烟气进行处理，得到包括硝酸的脱硝液和脱硝后烟气；
将所述脱硝液经过第二离子交换树脂柱，通过所述第二离子交换树脂柱吸附所述硝酸，得到再生脱硝剂，回用；通过碱液对所述第二离子交换树脂柱进行再生，得到第三回收副产物。
可选地，所述氧化剂选自氯酸、亚氯酸、二氧化氯中的至少一种；所述脱硝剂选自水、酸性水或盐水中的一种。
可选地，所述碱液选自含钠碱液、含钾碱液、含钙碱液、氨气、氨水和碳酸氢铵中的至少一种。
可选地，在步骤S2之前，还包括：
S1：粗脱硫工序，将待处理烟气输送至粗脱硫塔，利用第一脱硫剂对所述待处理烟气进行处理，得到粗脱硫液和粗脱硫后烟气；
向所述粗脱硫液中加入第一脱硫剂再生剂进行置换反应，将含硫基团置换出回收，并得到再生第一脱硫剂，回用。
可选地，步骤S1中向所述粗脱硫液中加入第一脱硫剂再生剂进行置换反应包括：
S11：向所述粗脱硫液中加入第一脱硫剂再生剂，得到第一脱硫固液混合物；
S12：对所述第一脱硫固液混合物进行固液分离，得到回用固体和待处理含硫基团溶液；
S13：向所述待处理含硫基团溶液中加入析晶剂，使所述待处理含硫基团溶液结晶，得到第二固液混合物；
S14：对所述第二固液混合物进行固液分离，将分离的固体烘干，得到含硫基团第一回收副产物；
S15：将步骤S14中分离的液体与所述回用固体混合，得到所述再生第一脱硫剂。
可选地，所述第一脱硫剂选自氧化锌、氢氧化锌和碳酸锌中的至少一种；所述第一脱硫剂再生剂选自含钠碱液、含钾碱液、含钙碱液、氨气、氨水和碳酸氢铵中的至少一种。
可选地，在步骤S2之后，还包括：
S3：清水洗涤工序，将所述脱硝后烟气输送至清水洗涤塔，利用清水对所述脱硝后烟气进行清洗，得到清洁烟气。
与现有技术相比，本发明提供的烟气净化工艺具有如下优势：
本发明提供的烟气净化工艺，通过净化剂对烟气进行处理得到酸溶液，进一步通过离子交换树脂柱来对酸溶液中的酸进行吸附，使得酸溶液中的水得以回收再利用，过程简单易操作，且烟气净化剂中无需加入碱液，不仅有利于降低成本，还能够避免脱硫/脱硝过程中产生二次污染，且不产生废渣废水。
附图说明
图1为本发明所述的烟气脱硫脱硝工艺的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本发明的具体实施例做详细的说明。
为解决目前烟气治理技术中对净化剂进行再生时过程繁琐的问题，本发明提供一种烟气净化工艺，该烟气净化工艺包括如下步骤：
S2：将烟气输送至净化塔，利用净化剂对烟气进行处理，得到净化液和净化后烟气；其中净化液为酸溶液；
将净化液经过离子交换树脂柱，通过离子交换树脂柱吸附净化液中的阴离子，得到再生净化剂，回用，离子交换树脂再生重复使用，并形成副产物。
其中本申请中的净化塔可以是喷淋塔、填料塔、泡罩塔中的任意一种；本申请中的净化剂可以是脱硫净化剂，也可以是脱硝净化剂。
将烟气输送至净化塔中后，净化剂对烟气进行喷淋，使烟气与净化剂充分进行气液接触；在气液接触过程中，净化剂与烟气中的相应组分反应，如，若该净化剂为脱硫净化剂，则脱硫净化剂与烟气中的二氧化硫进行反应，生成含硫基团的阴离子，如亚硫酸；相反，若该净化剂为脱硝净化剂，则该脱硝净化剂与烟气中的氮氧化物进行反应，生成硝酸；生成的亚硫酸或硝酸子转移至净化液中；该净化液为含亚硫酸或含硝酸的酸溶液。
将得到的净化液通过离子交换树脂柱，通过离子交换树脂柱对净化液中的硫酸或硝酸进行吸附，使得净化液中的水得以分离出来，进一步将得到的水回收再利用即可。
本发明提供的烟气净化工艺，通过净化剂对烟气进行处理得到酸溶液，进一步通过离子交换树脂柱来对酸溶液中的酸进行吸附，使得酸溶液中的水得以回收再利用，过程简单易操作，且烟气净化剂中无需加入碱液，烟气净化过程中不会产生盐，从而不会产生盐逃逸现象，不仅有利于降低成本，还能够避免脱硫/脱硝过程中产生二次污染，且不产生废渣废水。
具体的，当净化剂为脱硫净化剂时，步骤S2包括：
S21：精脱硫工序，将烟气输送至精脱硫塔，利用第二脱硫剂对烟气进行处理，得到包括亚硫酸的精脱硫液和精脱硫后烟气；精脱硫后烟气的温度不高于60℃，优选40℃以下；
将精脱硫液经过第一离子交换树脂柱，通过第一离子交换树脂柱吸附亚硫酸，得到再生第二脱硫剂，回用。
本步骤得到的精脱硫后烟气为40℃以下，二氧化硫含量接近零的烟气；在精脱硫塔中，烟气与第二脱硫剂充分接触，第二脱硫剂与烟气中的二氧化硫发生反应，达到去除二氧化硫的目的；同时，通过循环喷淋或者其他气液两相反应方式，对烟气进行降温。
精脱硫工序中，利用第二脱硫剂对烟气进行循环喷淋包括：
S211：利用第二脱硫剂对粗脱硫后烟气进行处理，得到包括亚硫酸的精脱硫液和精脱硫后烟气；精脱硫后烟气的温度不高于60℃，优选40℃以下；
S212：将精脱硫液经过第一离子交换树脂柱，通过第一离子交换树脂柱吸附亚硫酸，得到再生第二脱硫剂；
S213：利用再生第二脱硫剂对烟气进行处理。
精脱硫工序中，利用第二脱硫剂通过大流量喷淋烟气，或其他气液两相接触的方式，将烟气直接冷却至40℃左右，使烟气中的水冷却相变，同时烟气中的二氧化硫与第二脱硫剂进行反应，对剩余的二氧化硫进行脱除。其中烟气中冷却相变下来的水经过相关处理后，可以直接作为冷却水补充到其他生产环节。
第二脱硫剂与烟气中的二氧化硫反应，得到精脱硫液，精脱硫液中包括第二脱硫剂与烟气中二氧化硫反应生成的亚硫酸；为将转移至精脱硫液中的亚硫酸从***中取出，并使第二脱硫剂进行再生，将精脱硫液通过第一离子交换树脂柱，通过离子交换作用，使精脱硫液中的亚硫酸吸附在第一离子交换树脂柱中的离子交换树脂上，得到再生第二脱硫剂，将该再生第二脱硫剂再次对粗脱硫后烟气通过喷淋或其他气液两相接触的方式进行处理，使第二脱硫剂得到重复利用。
其中第一离子交换树脂柱中填充有能够对亚硫酸进行吸附的离子交换树脂；本申请优选该离子交换树脂为氨基离子交换树脂。
为将精脱硫工序中脱除的硫进行回收，并使第一离子交换树脂柱得到再生，本申请中通过第一离子交换树脂柱去除亚硫酸还包括，通过碱液对第一离子交换树脂柱进行再生，得到第二回收副产物。
本申请中的第二脱硫剂包括水、酸水和盐水中的一种；通过第二脱硫剂脱除硫的工艺原理如下式所示：
SO2+H2O→H2SO3 H2SO3+R-NH2 +→(R-NH2 +)2SO3 2-
(R-NH2 +)2SO3 2-+QOH→QHSO3+Q2HSO3+R-NH2 +
其中Q为阳离子，钠、铵、锌、钙、镁等其中的一种，R-NH2 +为离子交换树脂；R仅为示意。
当第一离子交换树脂柱吸附的亚硫酸达到饱和后，用碱液对第一离子交换树脂柱进行再生，该碱液选自含钠碱液、含钾碱液、含钙碱液、氨气、氨水和碳酸氢铵中的至少一种；通过碱液将亚硫酸转化为亚硫酸盐从第一离子交换树脂中取出，即第二回收副产物包括亚硫酸盐；同时，第一离子交换树脂柱又恢复吸附亚硫酸的能力。
具体的，本申请优选用于对第一离子交换树脂柱进行再生的碱液为氨水，从而使得得到的第二回收副产物为亚硫酸氢铵；该亚硫酸氢铵为工业用亚硫酸氢铵，黄褐色溶液，可直接外售，或者进一步加工成其他硫系列产品；该精脱硫工序脱除量占二氧化硫总量的70％，完成对烟气中硫的完全脱除。
综上，本申请提供的精脱硫工序，通过水、离子交换树脂和氨水的组合来进行脱硫，其中水直接对烟气进行处理(优选气液两相强化反应方式)后变成稀亚硫酸溶液，该溶液经过离子交换树脂后脱除亚硫酸，恢复水的中性状态(因从烟气冷却到40℃以下，烟气的气态水相变成液态水，所以可以将多余的中性干净水用于其他生产环节)。离子交换树脂吸附饱和后，则用高浓度氨水或氨混合液将吸附的亚硫酸根置换下来，成为亚硫酸氢铵和亚硫酸铵混合溶液(达到一定浓度后直接外售)。
烟气经精脱硫工序后，将烟气中的硫进行脱除，并使得烟气中的硫以硫酸铵和亚硫酸铵的形式被回收利用，在对烟气进行除硫的同时，还能够变废为宝，填补部分环保治理费用，减少企业负担。
为进一步提高对烟气的净化效果，本申请中步骤S2还包括：
S22：脱硝工序，将精脱硫后烟气输送至精脱硝塔，利用包括氧化剂和脱硝剂的脱硝净化剂对精脱硫后烟气进行处理，得到包括硝酸的脱硝液和脱硝后烟气；
将脱硝液经过第二离子交换树脂柱，通过第二离子交换树脂柱吸附硝酸，得到再生脱硝剂，回用。
具体的，步骤S22包括：
S221：利用脱硝净化剂对精脱硫后烟气进行处理，得到包括硝酸的脱硝液和脱硝后烟气；
S222：将脱硝液经过第二离子交换树脂柱，通过第二离子交换树脂柱吸附硝酸，得到再生脱硝剂；
S223：将再生脱硝剂对精脱硫后烟气进行处理。
脱硝净化剂对精脱硫后烟气通过喷淋或者其他气液两相反应方式进行处理；处理过程中，脱硝净化剂与精脱硫后烟气充分接触，在氧化剂作用下，精脱硫后烟气中的氮氧化物转化为硝酸并转移到液相中，得到的液相为包括硝酸的脱硝液。
为将脱硝液中的硝酸从***中取出，并使脱硝剂得以再生，将脱硝液通过第二离子交换树脂柱，通过离子交换作用，使脱硝液中的硝酸吸附在第二离子交换树脂柱中的离子交换树脂上，得到再生脱硝剂，将该再生脱硝剂再次对精脱硫后烟气通过喷淋或者其他气液两相反应方式进行处理，使脱硝剂得到重复利用，从而避免在生产过程中对脱硝剂进行补充。
需要说明的是，脱硝过程中，由于氧化剂被消耗，随着对烟气处理的进行，需要向***中补充氧化剂。
其中第二离子交换树脂柱中填充有能够对硝酸进行吸附的离子交换树脂；本申请优选该离子交换树脂为氨基离子交换树脂。
为将脱硝工序中产生的硝酸进行回收，并使第二离子交换树脂柱得到再生，本申请中通过第二离子交换树脂柱去除硝酸还包括，通过碱液对第二离子交换树脂柱进行再生，得到第三回收副产物。
本申请脱硝过程中通过氧化剂将烟气中的氮氧化物高效氧化为硝酸；具体的，本申请中的氧化剂选自氯酸、亚氯酸、二氧化氯、羟基自由基、等离子、高能电子束、负氧离子等；脱硝剂选自水、酸性水或盐水中的一种；通过脱硝净化剂脱除氮氧化物的工艺原理如下式所示：
NOx+A+H2O→HNO3 HNO3++NH2-R→R-NH2 + NO3 -
R-NH2 + NO3 -+QOH→QNO3+R-NH2 +
其中R-NH2 +为离子交换树脂，Q为阳离子，钠、铵、锌、钙、镁等其中的一种，Q、Y均为示意；A为氧化剂，自氯酸、亚氯酸、二氧化氯中、羟基自由基、等离子、高能电子束、负氧离子等。
当第二离子交换树脂柱吸附的硝酸达到饱和后，用碱液对第二离子交换树脂柱进行再生，该碱液选自含钠碱液、含钾碱液、含钙碱液、氨气、氨水和碳酸氢铵中的至少一种；通过碱液将硝酸转化为硝酸盐溶液，将该硝酸盐溶液浓缩到一定浓度后结晶再固液分离、烘干、包装，即可得到固体硝酸盐，使烟气中的氮氧化物最终以固体形式从***中取出，即第三回收副产物包括硝酸盐；该固体硝酸盐以硝酸钠为主，也可以是其他硝酸盐；得到的固体硝酸盐可以直接外售，以提高经济效益；同时，第二离子交换树脂柱又恢复吸附硝酸根离子的能力。
需要说明的是，本申请提供的技术方案，步骤S21、步骤S22均可单独使用，也可将二者联合使用。
为进一步提高净化效果，本申请提供的烟气净化工艺，在步骤S2之前，还包括：
S1：粗脱硫工序，将待处理烟气输送至粗脱硫塔，利用第一脱硫剂对待处理烟气进行处理，得到粗脱硫液和粗脱硫后烟气；
向粗脱硫液中加入第一脱硫剂再生剂进行置换反应，将含硫基团置换出回收，并得到再生第一脱硫剂，回用。
其中粗脱硫后烟气的温度低于65℃，经粗脱硫工序后，待处理烟气中的重金属等不溶物均进入得到的粗脱硫液中；本申请中的粗脱硫塔可以是喷淋塔、填料塔、泡罩塔等任意形式中的一种；将待处理烟气输送至粗脱硫塔中后，第一脱硫剂对待处理烟气进行喷淋，使待处理烟气与第一脱硫剂充分进行气液接触；在气液接触过程中第一脱硫剂与待处理烟气中的二氧化硫进行反应，得到粗脱硫液和粗脱硫后烟气，该粗脱硫液中包括第一脱硫剂与二氧化硫反应后的产物，该产物中有含硫基团。
为对第一脱硫剂进行循环利用，进一步向粗脱硫液中加入第一脱硫剂再生剂，该第一脱硫剂再生剂与粗脱硫液中第一脱硫剂与二氧化硫反应后的产物进行置换反应，将产物中的含硫基团置换出来进行回收，同时得到第一脱硫剂，为便于区别，本申请将再次生成的第一脱硫剂记为再生第一脱硫剂。
具体的，本申请步骤S1中向粗脱硫液中加入第一脱硫剂再生剂，得到再生第一脱硫剂包括：
S11：向粗脱硫液中加入第一脱硫剂再生剂，得到第一固液脱硫混合物；
S12：对第一固液脱硫混合物进行固液分离，得到回用固体和待处理含硫基团溶液；
S13：向待处理含硫基团溶液中加入析晶剂，使待处理含硫基团溶液结晶，得到第二固液混合物；
S14：对第二固液混合物进行固液分离，将分离的固体烘干，得到含硫基团第一回收副产物；
S15：将步骤S14中分离的液体与回用固体混合，得到再生第一脱硫剂。
在加入第一脱硫剂再生剂之前，首先对粗脱硫液进行精密过滤并除去杂质，然后再加入第一脱硫剂再生剂进行再生；向粗脱硫液中加入第一脱硫剂再生剂进行置换反应后，得到固体沉淀，其中该固体沉淀即为再生第一脱硫剂；对反应后的反应液进行固液分离，将得到的固体，即再生第一脱硫剂回用，得到的液体为夹杂少量氯化物的硫酸盐；本申请优选以氨水作为第一脱硫剂再生剂，则再生后得到的产物为含少量氯化铵的硫酸铵溶液，再经相关处理成固体后可作为肥料进行销售。
利用再生第一脱硫剂对待处理烟气进行循环喷淋，一方面使待处理烟气与第一脱硫剂进行充分接触，以除去重金属等不溶物，同时提高对待处理烟气中硫的脱出率；另一方面通过循环喷淋对待处理烟气进行冷却降温；本步骤中待处理烟气降低的具体温度值以不产生过多相变为准，本申请优选控制烟气温度降低至65℃以下。
本发明提供的烟气净化工艺，通过对第一脱硫剂的再生循环利用，使得第一脱硫剂在生产过程中基本不被消耗，从而无需在生产过程中对第一脱硫剂进行补充，将环保治理与循环经济相结合，降低成本，同时避免因第一脱硫剂排放而造成二次污染。
其中第一脱硫剂可以选自钠、氨、锌、钙、镁等脱硫剂中的一种，本申请优选第一脱硫剂选自氧化锌、氢氧化锌和碳酸锌中的至少一种；本申请优选第一脱硫剂以浆液的形式加入***，具体的，氧化锌浆液、氢氧化锌浆液以及碳酸锌浆液的配制方法为，分别将氧化锌粉末、氢氧化锌粉末以及碳酸锌粉末在配液罐中与水混合。
利用第一脱硫剂对待处理烟气进行喷淋过程中，第一脱硫剂中的氧化锌、氢氧化锌或碳酸锌与待处理烟气中的二氧化硫发生反应，生成含硫基团的锌盐，其中含硫基团的锌盐包括硫酸锌、亚硫酸锌、硫酸氢锌和亚硫酸氢锌，即粗脱硫液包括含硫基团的锌盐，完成对待处理烟气中部分二氧化硫的脱除。
为对第一脱硫剂进行回收，向粗脱硫液中加入第一脱硫剂再生剂；并且，为提高回收的第一脱硫剂的洁净度，在加入第一脱硫剂再生剂之前，还可以先对粗脱硫液进行过滤除杂质，将过滤得到的灰渣除去。
第一脱硫剂再生剂的成分根据第一脱硫剂而定；该第一脱硫剂再生剂可以为碱，当粗脱硫液中硫酸锌的浓度达到一定数值后，用碱将硫酸锌、亚硫酸锌置换成碳酸锌或者氢氧化锌沉淀；其中此处的碱可以是钠、钾、钙、镁、氨等，本申请优选第一脱硫剂再生剂选自氨气、氨水和碳酸氢铵中的至少一种。
将氨气、氨水和碳酸氢铵中的至少一种加入粗脱硫液后，粗脱硫液中的锌离子转化为碳酸锌或氢氧化锌沉淀，硫酸根、亚硫酸根离子转化为硫酸铵溶液，即第一固液混合物包括碳酸锌或氧化锌沉淀、硫酸铵溶液；对第一固液混合物进行固液分离，得到回用固体即包括碳酸锌和氢氧化锌，得到的待处理液体即为硫酸铵溶液。此过程中，粗脱硫液中的锌离子基本全部以沉淀方式转移至回用固体中。
进一步向待处理液体中加入析晶剂，在该析晶剂作用下，待处理液体中的硫酸铵以晶体形式析出，得到固液混合物，为便于分辨，记为第二固液混合物；对第二固液混合物进行固液分离，分离的固体即为固体硫酸铵，将该分离的固体进行烘干，即可得到第一回收副产物，即第一回收副产物为硫酸铵。
其中析晶剂可以为现有技术中任意能够使硫酸铵析出的物质；本申请优选析晶剂为甲醇。
将对第二固液混合物进行固液分离得到的液体与步骤S12中得到的回用固体混合，由于回用固体包括碳酸锌和氢氧化锌，将液体与回用固体混合即可得到碳酸锌浆液和氢氧化锌浆液，即得到再生第一脱硫剂浆液，完成第一脱硫剂的再生与循环利用。由于通过第一脱硫剂引入的锌离子基本全部以沉淀方式存在于回用固体中，因此，将液体与回用固体混合后，理论上锌离子全部转移至再生第一脱硫剂浆液中，使得锌离子在整个处理过程中基本不被损耗，全部被回收利用，从而在对烟气处理过程中无需补充添加第一脱硫剂。
该粗脱硫工序，加入氧化锌浆液、氢氧化锌浆液或碳酸锌浆液作为第一脱硫剂来进行脱硫，并通过加入氨气、氨水或碳酸氢铵作为再生剂来使第一脱硫剂再生，经过多次反应、置换，使第一脱硫剂能够在***中无限循环使用，由于第一脱硫剂理论上并无损耗，因此生产过程中无需向***中补充第一脱硫剂，不仅节约了成本，还减少了向外界环境的排污量，避免造成二次污染；而烟气中的硫以硫酸盐的形式排出***，被进一步作为副产品回收利用，减小污染的同时，还提高了经济效益。
本申请提供的粗脱硫工序，形式上以氧化锌、氢氧化锌或碳酸锌来进行脱硫，而实质上，氧化锌、氢氧化锌或碳酸锌仅作为中间媒介，并不被消耗，最终烟气中的硫以硫酸铵的形式排出，因此，该粗脱硫工序实质上为铵脱硫。
经粗脱硫工序处理后，对待处理烟气中约30％的硫进行了脱除；为脱除剩余硫，将经粗脱硫处理后得到的粗脱硫后烟气输送至精脱硫工序进行进一步处理。
通过粗脱硫工序与精脱硫工序两次脱硫过程，将烟气中的硫几乎全部脱除，得到的精脱硫后烟气中基本不含有硫，再将不含硫的精脱硫后烟气经精脱硝工序进一步进行脱硝，以免烟气中因存在硫而对脱硝过程产生影响。
进一步的，为提高净化效果，本申请提供的烟气净化工艺在脱硝工序后，还可包括：
S3：清水洗涤工序，将脱硝后烟气输送至清水洗涤塔，利用清水对脱硝后烟气进行清洗，得到清洁烟气。
为保证治理效果，可以将脱硝后烟气经除雾装置除雾后，再进入清水洗涤工序，将脱硝后烟气与清水充分接触，深度除去脱硝后烟气中的亲水性杂质；在清水洗涤工序中，为保证洗涤效果，对脱硝后烟气洗涤一定时间后，需要对洗涤水进行更换，以保持清水的洁净度；为避免造成水资源浪费，置换出去的水可以输送至粗脱硫工序继续使用。
经清水洗涤后，得到的清洁烟气的湿度能够达到5％以下，可以直接排放，通常情况下，用本申请提供的烟气脱硫脱硝工艺处理后排放的烟气无白烟拖尾情况。
本发明提供的烟气脱硫脱硝工艺，通过粗脱硫工序、精脱硫工序、精脱硝工序以及清水洗涤工序的联合作用，同时对烟气中的多种污染物协同处理，脱除烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物，且最大限度避免二次污染，没有废水排放，不增加新的废渣，排放的烟气没有氨和盐的逃逸，减少水夹带，能低成本实现气、水、渣的全方位趋零排放。
经粗脱硫工序、精脱硫工序以及粗脱硝工序后，将烟气中的大部分硫、氮氧化物进行了脱除，再将精脱硝工序后得到的脱硝后烟气经清水洗涤工序深度除去烟气中的亲水性杂质，即可得到直接排放的清洁烟气。
进一步的，为达到一年四季烟气的无感排放效果，还可以在对清洁烟气排放之前，对清洁烟气进行降湿处理后排放。
具体的，对清洁烟气进行降湿处理包括两种情况，一种是在外界环境温度较高时，通过喷淋降温，将烟气温度降低至15℃～20℃排放；为充分利用能源，可通过采用热泵制热的副产冷水等对烟气进行喷淋；另一种是在外界环境温度较低的情况下，通过烟气再热装置将烟气升温15℃左右排放。
为便于理解，参见图1所示，对本发明提供的烟气脱硫脱硝工艺进行***描述。
待处理烟气首先进入粗脱硫塔，同时通过泵将冷却脱硫池中的第一脱硫剂输送至粗脱硫塔中；本文以第一脱硫剂为氧化锌浆液为例进行说明；氧化锌与除尘后烟气充分接触，对待处理烟气进行冷却脱硫，即粗脱硫；冷却脱硫过程中第一脱硫剂氧化锌与待处理烟气中的二氧化硫反应，生成含硫基团的锌盐，该含硫基团的锌盐包括硫酸锌、亚硫酸锌、硫酸氢锌和亚硫酸氢锌，生成的含硫基团的锌盐所在的液相记为粗脱硫液；将粗脱硫液输送至冷却脱硫池；对冷却脱硫池中的粗脱硫液进行过滤除杂质，将滤液输送至搅拌池中，并在搅拌池中加入第一脱硫剂再生剂，本文优选第一脱硫剂再生剂选自氨气、氨水和碳酸氢铵中的至少一种；第一脱硫剂再生剂与滤液中的含硫基团的锌盐反应，锌离子转化为碳酸锌或氢氧化锌沉淀，硫酸根、亚硫酸根、硫酸氢根、亚硫酸氢根离子转化为硫酸铵溶液，即第一固液混合物包括碳酸锌或氧化锌沉淀、硫酸铵溶液；对第一固液混合物进行固液分离，得到回用固体即包括碳酸锌和氢氧化锌，得到的待处理液体即为硫酸铵溶液；向固液分离后得到的液体，即待处理液体中加入析晶剂，待处理液体结晶，得到第二固液混合物，对第二固液混合物进行固液分离，得到的固体即为硫酸铵，对硫酸铵进行烘干，作为第一回收副产物进行回收利用；将固液分离得到的液体通过泵输送至回用固体处，与回用固体混合，配制再生第一脱硫剂，将再生第一脱硫剂输送至冷却脱硫池，再经泵将再生第一脱硫剂输送至粗脱硫塔对待处理烟气进行循环喷淋，得到粗脱硫后烟气，完成粗脱硫工序。
将粗脱硫后烟气经过降温吸水饱和后，通过除雾装置除雾，输送至精脱硫塔；将第二脱硫剂加入至脱硫池；本文优选第二脱硫剂为水；通过泵将脱硫池中的水输送至精脱硫塔，对精馏塔中的粗脱硫后烟气，进行精脱硫；经精脱硫后，粗脱硫后烟气中的二氧化硫转化为亚硫酸，并转移至液相的精脱硫液中；将精脱硫液通过第一离子交换树脂柱，通过离子交换作用，使精脱硫液中的亚硫酸吸附在第一离子交换树脂柱中的离子交换树脂上，得到再生第二脱硫剂，将该再生第二脱硫剂经冷却塔冷却后，输送至脱硫池，对粗脱硫后烟气进行循环喷淋或者其他气液两相反应方式，使第二脱硫剂得到重复利用，得到精脱硫后烟气，完成精脱硫工序。
当第一离子交换树脂柱吸附的亚硫酸达到饱和后，用碱液对第一离子交换树脂柱进行再生，通过碱液将亚硫酸转化为亚硫酸盐从***中取出，即第二回收副产物包括亚硫酸盐；同时，第一离子交换树脂柱又恢复吸附亚硫酸的能力。
将精脱硫后烟气输送至精脱硝塔，将脱硝净化剂加入至脱硝池；本文优选脱硝净化剂包括氧化剂和脱硝剂，氧化剂选自氯酸、亚氯酸、二氧化氯中的至少一种；脱硝剂选自水、酸性水或盐水中的一种；通过泵将脱硝池中的脱硝净化剂输送至脱硝塔，对脱硝塔中的精脱硫后烟气，进行精脱硝；经精脱硝后，精脱硫后烟气中的氮氧化物转化为硝酸，并转移至液相的脱硝液中；将脱硝液通过第二离子交换树脂柱，通过离子交换作用，使脱硝液中的硝酸吸附在第二离子交换树脂柱中的离子交换树脂上，得到再生脱硝剂，将该再生脱硝剂输送至脱硝池，并在脱硝池中补充氧化剂，对精脱硫后烟气进行循环喷淋或者其他气液两相反应方式，使脱硝剂得到重复利用，得到脱硝后烟气，完成脱硝工序。
当第二离子交换树脂柱吸附的硝酸达到饱和后，用碱液对第二离子交换树脂柱进行再生，通过碱液将硝酸转化为硝酸盐从***中取出，即第三回收副产物包括硝酸盐；同时，第二离子交换树脂柱又恢复吸附硝酸的能力。
将脱硝后烟气输送至清水洗涤塔，通过泵将定期更换清水的清水洗涤池，清水洗涤池中的清水输送至洗涤塔，通过清水对脱硝后烟气进行循环清水洗涤，即可得到清洁烟气；若需要对清洁烟气降低湿度后再排放，可另行选配相应的除湿设备，否则直接将该清洁烟气进行排放即可。
实施例一
某玻璃企业的烟气量为12×104Nm3/h，烟气温度160℃，SO2初始浓度1200mg/Nm3，经过如下处理：
精脱硫，脱硫剂为水，通过水与氨离子树脂交换柱和氨的组合，处理后SO2浓度约为0，烟气温度下降到40℃；副产亚硫酸氢铵溶液，可进一步生产相关的系列硫酸盐产品。
实施例二
某玻璃企业的烟气量为12×104Nm3/h，烟气温度160℃，NOX初始浓度2000mg/Nm3，经过如下处理：
脱硝，脱硝净化剂中的氧化剂为氯酸，脱硝剂为水，通过氧化剂、水与离子树脂交换柱，氨的组合，处理后NOX浓度在100mg/Nm3左右；副产硝酸铵为主的混合溶液，可以作化肥使用。
实施例三
某玻璃企业的烟气量为12×104Nm3/h，烟气温度160℃，SO2初始浓度1200mg/Nm3，NOX初始浓度为2000mg/Nm3左右，经过如下处理：
精脱硫，脱硫剂为水，通过水与氨离子树脂交换柱和氨的组合，处理后SO2浓度约为0，烟气温度下降到40℃；副产亚硫酸氢铵溶液，可进一步生产相关的系列硫酸盐产品。
脱硝，脱硝净化剂中的氧化剂为氯酸，脱硝剂为水，通过氧化剂、水与离子树脂交换柱，氨的组合，处理后NOX浓度在100mg/Nm3左右；副产硝酸铵为主的混合溶液，可以与粗脱硫的硫酸铵复配后作化肥使用。
实施例四
某玻璃企业的烟气量为12×104Nm3/h，烟气温度160℃，SO2初始浓度1200mg/Nm3，NOX初始浓度为2000mg/Nm3左右，经过如下处理：
(1)粗脱硫，脱硫剂为氧化锌或者氢氧化锌，处理后SO2浓度在800mg/Nm3左右，烟气温度下降到60-63℃；副产亚硫酸锌、亚硫酸氢锌、硫酸锌、硫酸氢锌，用氨水置换后生成氢氧化锌沉淀，分离后回***作回用第一脱硫剂使用，液相用于生产硫酸铵。
(2)精脱硫，脱硫剂为水，通过水与氨离子树脂交换柱和氨的组合，处理后SO2浓度基本检测为零，烟气温度下降到40℃；副产亚硫酸氢铵溶液，可进一步生产相关的系列硫酸盐产品。
(3)脱硝，脱硝净化剂中氧化剂为亚氯酸，脱硝剂为水，通过氧化剂、水与离子树脂交换柱，氨的组合，处理后NOX浓度在50mg/Nm3左右；副产硝酸铵为主的混合溶液，可以与粗脱硫的硫酸铵复配后作化肥使用。
(4)清水洗涤，经过清水洗涤后的烟气直接排放。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种烟气净化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S2：将烟气输送至净化塔，利用净化剂对所述烟气进行处理，得到净化液和净化后烟气；所述净化液为酸溶液；
将所述净化液经过离子交换树脂柱，通过所述离子交换树脂柱吸附所述净化液中的阴离子，得到再生净化剂，回用，离子交换树脂再生重复使用，并形成副产物；
在步骤S2之前，还包括：
S1：粗脱硫工序，将待处理烟气输送至粗脱硫塔，利用第一脱硫剂对所述待处理烟气进行处理，得到粗脱硫液和粗脱硫后烟气；
向所述粗脱硫液中加入第一脱硫剂再生剂进行置换反应，将含硫基团置换出回收，并得到再生第一脱硫剂，回用。
2.如权利要求1所述的烟气净化工艺，其特征在于，步骤S2包括：
S21：精脱硫工序，将所述烟气输送至精脱硫塔，利用第二脱硫剂对所述烟气进行处理，得到包括亚硫酸的精脱硫液和精脱硫后烟气；所述精脱硫后烟气的温度不高于60℃；
将所述精脱硫液经过第一离子交换树脂柱，通过所述第一离子交换树脂柱吸附所述亚硫酸，得到再生第二脱硫剂，回用；通过碱液对所述第一离子交换树脂柱进行再生，得到第二回收副产物；
所述第二脱硫剂选自水、酸性水或盐水中的一种。
3.如权利要求1所述的烟气净化工艺，其特征在于，步骤S2还包括：
S22：脱硝工序，将烟气输送至精脱硝塔，利用包括氧化剂和脱硝剂的脱硝净化剂对烟气进行处理，得到包括硝酸的脱硝液和脱硝后烟气；
将所述脱硝液经过第二离子交换树脂柱，通过所述第二离子交换树脂柱吸附所述硝酸，得到再生脱硝剂，回用；通过碱液对所述第二离子交换树脂柱进行再生，得到第三回收副产物。
4.如权利要求1所述的烟气净化工艺，其特征在于，步骤S2依次包括如下步骤：
S21：精脱硫工序，将所述烟气输送至精脱硫塔，利用第二脱硫剂对所述烟气进行处理，得到包括亚硫酸的精脱硫液和精脱硫后烟气；所述精脱硫后烟气的温度不高于60℃；
将所述精脱硫液经过第一离子交换树脂柱，通过所述第一离子交换树脂柱吸附所述亚硫酸，得到再生第二脱硫剂，回用；通过碱液对所述第一离子交换树脂柱进行再生，得到第二回收副产物；
所述第二脱硫剂选自水、酸性水或盐水中的一种；
S22：脱硝工序，将所述精脱硫后烟气输送至精脱硝塔，利用包括氧化剂和脱硝剂的脱硝净化剂对所述精脱硫后烟气进行处理，得到包括硝酸的脱硝液和脱硝后烟气；
将所述脱硝液经过第二离子交换树脂柱，通过所述第二离子交换树脂柱吸附所述硝酸，得到再生脱硝剂，回用；通过碱液对所述第二离子交换树脂柱进行再生，得到第三回收副产物。
5.如权利要求3或4所述的烟气净化工艺，其特征在于，所述氧化剂选自氯酸、亚氯酸、二氧化氯中的至少一种；所述脱硝剂选自水、酸性水或盐水中的一种。
6.如权利要求2或3或4所述的烟气净化工艺，其特征在于，所述碱液选自含钠碱液、含钾碱液、含钙碱液、氨气、氨水和碳酸氢铵中的至少一种。
7.如权利要求1所述的烟气净化工艺，其特征在于，步骤S1中向所述粗脱硫液中加入第一脱硫剂再生剂进行置换反应包括：
S11：向所述粗脱硫液中加入第一脱硫剂再生剂，得到第一脱硫固液混合物；
S12：对所述第一脱硫固液混合物进行固液分离，得到回用固体和待处理含硫基团溶液；
S13：向所述待处理含硫基团溶液中加入析晶剂，使所述待处理含硫基团溶液结晶，得到第二固液混合物；
S14：对所述第二固液混合物进行固液分离，将分离的固体烘干，得到含硫基团第一回收副产物；
S15：将步骤S14中分离的液体与所述回用固体混合，得到所述再生第一脱硫剂。
8.如权利要求7所述的烟气净化工艺，其特征在于，所述第一脱硫剂选自氧化锌、氢氧化锌和碳酸锌中的至少一种；所述第一脱硫剂再生剂选自含钠碱液、含钾碱液、含钙碱液、氨气、氨水和碳酸氢铵中的至少一种。
9.如权利要求3或4所述的烟气净化工艺，其特征在于，在步骤S2之后，还包括：
S3：清水洗涤工序，将所述脱硝后烟气输送至清水洗涤塔，利用清水对所述脱硝后烟气进行清洗，得到清洁烟气。
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