一种锅炉烟气氮氧化物脱除的方法技术

本发明专利技术公开了一种锅炉烟气氮氧化物脱除的方法。首先将烟气通入FeⅡEDTA溶液中，络合吸收NO得到亚铁亚酰络合物FeⅡ(NO)EDTA，再将FeⅡ(NO)EDTA引入再生装置，用金属铁还原FeⅡ(NO)EDTA再生FeⅡEDTA，同时NO转化为高浓度的NH3。本发明专利技术以液相络合吸收剂脱除烟气中的NO，有效解决了NO难以进入液相的技术困难；吸收和再生分开进行，提高了NH3浓度，可解决NH3吸收装置过于庞大的问题；产生的NH3可生成铵盐作为工业原料，也可作为还原剂进入其他锅炉烟气SNCR脱硝反应器内，铁形成的氧化铁水合沉淀物，可作为铁红颜料等化工产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烟气净化的方法，尤其涉及。
技术介绍
工业废气中主要含有N0和N02，且N0的浓度通常都远远高于N02，特别是在燃烧烟 气的NOx中，N0占95%左右，N0 2占的比例较少。同时N0气一液传质阻力大，水中溶解度较 低，其处理过程十分困难。我国目前NOx的排放量正在以高达10%的速度逐年增长，预计到 2020年将达（2660?2970) X 104t，因此开展对大气中N0x的污染控制研究已迫在眉睫。 目前，N0x污染控制方法主要有三种：燃料脱氮技术、低N0x燃烧技术和烟气脱硝 技术。但是由于多方面的原因，燃料脱氮技术和第NOx燃烧技术尚未达到全面实用阶段，烟 气脱硝仍然是NOx污染控制最主要的方法。 烟气脱硝技术使用最广泛的分为两类：选择性催化还原法（SCR)和选择性非催化 还原法（SNCR)，它们的反应机理都是以氨气为还原剂将烟气中NOx还原成无害的氮气和 水，两者的主要差别在于SCR使用催化剂，反应温度较低，SNCR不使用催化剂反应温度较 高。但是这两种方法都存在着一定的缺陷，SCR法对设计要求较高，制造和运行成本较高。在 脱硝过程中，由于烟气中含有S0 2、水雾和尘粒等，会造成催化剂中毒等不利于催化反应 的现象。SNCR法氨耗量高，氨逃逸量较大，混合均匀的难度大，所以其脱硝率只能达到50? 60%。同时这两种方法是用的尿素或氨气不完全反应后排空很容易造成二次污染。 近年来，采用液相络合吸收脱除烟气中氮氧化物的湿法脱硝技术研究广泛开展。 该方法利用液相络合剂直接与烟气中难溶于水的N0反应，使N0进入液相，从而达到烟气脱 硝的目的。根据国内外众多学者就对液相络合吸收法的研究，Fe 11EDTA溶液对N0的吸收有 非常好的效果。但是到目前为止，液相络合法却仍然难以实现工业化，其主要原因是脱硝过 程中需要的Fe 11EDTA消耗量较大，并且价格较高，会增加工艺运行成本，同时Fe 11EDTA在反 应过程中容易被氧化为不能络合N0的FemEDTA，从而会降低工艺的脱硝效率。后来有学者 提出用生物催化还原法来再生Fe 11 EDTA，但是该法实施过程复杂，投入实际应用还有很多 问题需要解决。马乐凡提出用亚铁螯合剂络合吸收N0,然后通过铁粉与生成的亚铁亚硝酰 络合物反应还原再生Fe 11 EDTA，其工艺采用一体化架构，络合吸收与还原再生在同一个反 应器内。该工艺的缺陷在于反应生成的NH3浓度较低，而所需要NH 3吸收装置的容量必须与 N0络合装置等同，这样所需的设备投入会大大增加，同时会增加整个工艺流程运行的难度。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供。 本专利技术解决上述技术问题的技术方案为： -种锅炉烟气氮氧化物脱除的方法，包括如下步骤： (1)在吸收器内，以Fe 11 EDTA溶液作为吸收液，通过络合吸收反应，吸收烟气中极 难溶于水的N0,反应后生成的亚铁亚酰络合物引入还原再生装置； (2)在还原再生装置内，金属铁与亚铁亚硝酰络合物发生还原反应，将络合物中的 N0还原为高浓度的NH3，同时再生出Fe 11 EDTA循环用于吸收N0。 上述的锅炉烟气氮氧化物脱除的方法，所述的络合吸收反应温度为293K?323K， pH 为 5. 0 ?6. 5, Fe 11 EDTA 溶液的浓度为 15 ?40mmol/L。 上述的锅炉烟气氮氧化物脱除的方法，所述的还原反应温度为293K?323K，所述 的亚铁亚硝酰络合物喷淋到金属铁上，喷淋密度0. 2?1. OmV (m2 · h)。 上述的锅炉烟气氮氧化物脱除的方法，所述的吸收器为筛板塔、旋流板塔、喷淋塔 或鼓泡塔。 上述的锅炉烟气氮氧化物脱除的方法，所述的还原再生装置为铁屑填料床或铁粉 搅拌釜。 上述的锅炉烟气氮氧化物脱除的方法，所述的金属铁为铁粉或铁屑。 具体反应过程如下： 烟气通入吸收液中，Fe 11 EDTA络合吸收烟气中的N0 : Fe 11 EDTA+N0 - Fe 11 (NO) EDTA 铁粉与亚铁亚硝酰络合物反应，使NO还原为NH3，同时实现Fe 11 EDTA还原再生： 2Fe 11 (NO) EDTA+Fe+8H+ - 2Fe 11 EDTA+Fe (OH) 2+2NH3 见13在酸液中能够生成铵盐： NH3+H+ - NH4+ 当烟气中存在氧气时，能够将Fe 11 EDTA氧化为Fe111 EDTA而失去络合作用，铁粉的 存在则能够解决这个问题： Fe 11 EDTA+02 - Fe111 EDTA Fe+Fe3+ - Fe2+ 反应后的铁粉在溶液中的会形成Fe (OH) 2水合物，在一定条件下能够生成Fe203作 为铁红原料： Fe (0H) 2 - Fe203+H20。 本专利技术的有益效果在于： (1)本专利技术采用液相络合法，以液相络合吸收剂脱除烟气中的N0,有效解决了 N0 难以进入液相的技术困难。 (2)本专利技术的络合吸收反应和还原再生反应在不同装置内分开进行，络合吸收反 应生成的亚铁亚硝酰络合物单独引入还原再生装置，能够解决NH 3吸收装置过于庞大的问 题。 (3)本专利技术所用络合吸收剂可以循环再生利用，反应后的产物能够综合再次利用， 不会产生二次污染，工艺操作简单，脱硝效率高，易于工业化。 (4)本专利技术的过程产物有较好的利用价值，产生的NH3通入酸液中可以生成铵盐作 为工业原料，也可以作为还原剂进入SNCR脱硝反应器内，反应消耗的铁在溶液中会形成氧 化铁的水合沉淀物，可作为铁红颜料等其他化工产品。 【附图说明】 图1为本专利技术的流程框图。 图2为本专利技术的实验装置与流程示意图：1、进气口，2、吸收塔，3、吸收循环槽，4、 再生反应器，5、脱水器，6、出气口。 【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术并不限于此。 实施例1 Fe 11 EDTA络合吸收模拟烟气中N0 :以直径100mm、高1200mm的筛板吸收塔作为吸 收器，内置2层筛板，开孔率17 %。模拟N0废气流量20m3/h，含N0500 X 10_6,吸收液Fe11EDTA 浓度为25mmol · L-1，循环量为80L/h，反应温度323K，络合液起始pH为5. 5, NO脱除率为 97%。再生装置以直径200mm、高400mm的铁屑填料床反应器，喷淋密度0. 2m3Am2 ·1ι)，313Κ 时再生出的5 %的氨气用硫酸吸收得到硫酸铵，再生出的Fe11 EDTA溶液循环用于吸收，脱硝 效率仍在97 %左右。 实施例2 Fe 11 EDTA络合吸收模拟烟气中N0 :以直径100mm、高1200mm的筛板吸收塔作为吸 收器，内置2层筛板，开孔率17 %。模拟N0废气流量20m3/h，含N0400 X 10_6,吸收液Fe11EDTA 浓度为25mmol · L-1，循环量为80L/h，反应温度323K，络合液起始pH为5. 5, NO脱除率为 98 %。再生装置以直径200mm、高400mm的铁屑填料床反应器，喷淋密度0· 4m3Am2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锅炉烟气氮氧化物脱除的方法，包括如下步骤：(1)在吸收器内，以FeⅡEDTA溶液作为吸收液，通过络合吸收反应，吸收烟气中极难溶于水的NO，反应后生成的亚铁亚酰络合物引入还原再生装置；(2)在还原再生装置内，金属铁与亚铁亚硝酰络合物发生还原反应，将络合物中的NO还原为高浓度的NH3，同时再生出FeⅡEDTA循环用于吸收NO。

【技术特征摘要】
1. 一种锅炉烟气氮氧化物脱除的方法，包括如下步骤： (1) 在吸收器内，以Fe 11 EDTA溶液作为吸收液，通过络合吸收反应，吸收烟气中极难溶 于水的N0,反应后生成的亚铁亚酰络合物引入还原再生装置； (2) 在还原再生装置内，金属铁与亚铁亚硝酰络合物发生还原反应，将络合物中的NO 还原为高浓度的NH3，同时再生出Fe 11 EDTA循环用于吸收NO。2. 根据权利要求1所述的锅炉烟气氮氧化物脱除的方法，所述的络合吸收反应温度为 293K ?323K，pH 为 5. 0 ?6. 5, Fe 11 EDTA 溶液的浓度为 15 ?40...

【专利技术属性】
技术研发人员：易亮，张俊丰，杨超，杨柳春，黄妍，宁辉龙，黄玉林，
申请(专利权)人：湖南平安环保有限责任公司，湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43