一种基于电解再生除铁的烟气氨法同步脱硫脱硝工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于电解再生除铁的烟气氨法同步脱硫脱硝工艺，解决了现有脱硫脱硝工艺中吸收液再生效率不高的问题。技术方案包括烟气增压后送入浓缩塔与塔内浓缩液接触反应，出浓缩塔的烟气送入吸收塔与从塔内循环吸收液接触反应，浓缩塔塔底部分反应后的浓缩液经第一电解反应器除铁后送入硫酸铵结晶系统，吸收塔塔底部分反应后的吸收液经再生后回送到吸收塔上部作为循环吸收液，所述浓缩液先进入第一电解反应器反应单元中的阳极室发生氧化反应，然后再进入阴极室发生还原反应；反应后的电解液由反应器的出口连接短管排出送入硫酸铵结晶系统。本发明专利技术方法简单、投资成本和运行成本低、转化效率高、除铁效果好、脱硫脱硝效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种节能环保领域的烟气脱硫脱硝工艺，具体的说是一种基于电解再生除铁的烟气氨法同步脱硫脱硝工艺。
技术介绍
湿法烟气同步脱硫脱硝技术，特别是湿式氨－络合法同步脱硫脱硝因其脱硫效率高、投资低、耗水少、副产品可以有效利用、无二次污染等优点而受到业界高度重视。Fe(II)EDTA对NO具有较好的络合效果，脱硝效率高，如公开号为104226095A，专利技术名称为“基于烟气湿式氨法脱硫的同步脱硝工艺”的专利申请，能够实现氨法同步脱硫胶硝。在该技术方案中，浓缩塔底引出的浓缩液送入除铁反应池，通过调节pH值沉淀除铁，吸收塔底引出的吸收液送入填充有铁屑填料层的再生塔进行再生。在除铁步骤中，需加入碱调节pH值，从而使浓缩液中带入大量的碱金属离子进入吸收液中，增加生产成本的同时，也不利于后续硫铵结晶，影响脱硫产品品质。在再生步骤中采用铁屑法存在以下问题：(1)由于吸收液呈酸性，铁屑易被腐蚀，导致铁屑消耗量大，吸收液中铁离子浓度过高，既增加了除铁成本，还影响脱硫脱硝副产品品质；(2)由于铁屑中的元素铁被氧化腐蚀进入溶液导致吸收液pH值升高，导致铁屑对络合剂的再生还原能力减弱。为了保证脱硝效率，需向系统中补充酸，导致脱硝成本进一步增加。(3)铁屑消耗量较大，大量的元素铁被氧化进入吸收液，由于吸收液的pH值控制在5.0以上，吸收液中含有大量的氢氧化铁胶体(悬浮物)，将会导致循环泵的叶轮磨损加剧，同时还会导致喷嘴及管路道堵塞。(4)由于铁屑填充在封闭的再生塔内，而铁屑的消耗是连续，无法实现铁屑的连续补充。Fe(II)EDTA在络合NO的过程中自身很容易被烟气中所携带O2所氧化，形成对NO无吸收活性的Fe(Ⅲ)EDTA。为了对络合剂进行再生并解析出络合的NO，许多研究者进行了电解再生的研究工作，可实现络合剂的再生还原及络合吸收的NO还原。采用传统的电化学再生、除铁工艺，存在再生、除铁效率不高的问题，主要是由于电解液中的Fe(III)EDTA和Fe(II)EDTA之间具有很好的电化学转化的可逆性，电解液在现有的电解装置中流动时，Fe(III)EDTA和Fe(II)EDTA之间会反复发生电化学转化，影响再生效率。在传统的电化学反应器中，出反应器的电解液分别从阴极室和阳极室流出，反应物的转化率低，最高不会超过50％。同时NO还原成氨的反应速率比Fe(III)EDTA和Fe(II)EDTA之间转化速率慢，同等条件下，NO还原成氨的效果差，最终导致同步脱硝效率偏低，影响脱硝效果。所以需开发适用于类似于Fe(III)EDTA和Fe(II)EDTA的反应物与生成物之间电化学转化具有很好的可逆性，同时适用于类似于NO和氨(或氮气)的反应物与生成物之间电化学转化可逆性很低的反应体系的电化学反应工艺。传统的电化学反应工艺中所使用电化学反应器按其结构不同，可分为箱式、压滤式或板框式、特殊结构式三类；按其工作方式不同，可分为间歇式、柱塞流式、连续搅拌箱式三类。特殊结构的三维电极反应器以及柱塞流式电极反应器为了防止生成物进入相反电极区域发生可逆反应，一般需要采用特殊结构的隔膜，导致反应器结构复杂、制作成本和运行成本增加。特别是对于包含某些反应物与生成物之间电化学转化具有很好的可逆性，同时某些反应物与生成物之间电化学转化可逆性很低的反应体系，采用该类反应器，由于隔膜的分割，其转化率最高也将低于50％。因此现有的电解反应器存在以下主要问题：⑴针对反应物和生成物之间具有很好的电化学反应可逆性的反应体系，现有的电解装置会导致反应物与生成物之间在电解反应器中反复转化，既影响转化效率，又浪费电耗；⑵现有的电解装置不能有效利用电解液自身的流动对电极表面的反应物提供快速更新的较大的湍动力，电化学反应速度较慢，进而降低了反应转化率；⑶对于复杂的含有副反应的反应体系，现有电解装置不能及时有效移出引起副反应的电化学反应产物；⑷现有电解装置结构复杂，占地面积大。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种方法简单、投资成本和运行成本低、转化效率高、除铁效果好、脱硫脱硝效果好的基于电解再生除铁的烟气氨法同步脱硫脱硝工艺。技术方案包括烟气增压后送入浓缩塔与塔内浓缩液接触反应，出浓缩塔的烟气送入吸收塔与塔内循环吸收液接触反应，浓缩塔塔底部分反应后的浓缩液经除铁后送入硫酸铵结晶系统，吸收塔塔底部分反应后的吸收液经再生后回送到吸收塔上部作为循环吸收液，所述浓缩塔塔底部分反应后的浓缩液送入第一电解反应器中进行除铁，具体方法为：所述浓缩液经进口连接短管进入第一电解反应器，所述第一电解反应器设有一个反应单元，每个反应单元由两个极向相反且相互绝缘的电极室组成，分别为阴极室和阳极室；所述浓缩液先进入反应单元中的阳极室发生氧化反应，然后再进入阴极室发生还原反应；反应后的电解液由反应器的出口连接短管排出送入硫酸铵结晶系统。所述吸收塔塔底部分反应后的吸收液送入第二电解反应器中进行再生，具体方法为：所述吸收液经进口连接短管进入第二电解反应器，所述第二电解反应器至少设有一个反应单元，每个反应单元由两个极向相反且相互绝缘的电极室组成，分别为阴极室和阳极室；当所述第二电解反应器中设有一个反应单元时，所述吸收液先进入反应单元中的阳极室发生氧化反应，然后再进入阴极室发生还原反应；反应后的电解液由第二电解反应器的出口连接短管排出回送到吸收塔上部作为循环吸收液；当所述第二电解反应器中设有两个反应单元时，所述吸收液先进入第一个反应单元中的阴极室发生还原反应，再进入阳极室发生氧化反应；然后继续进入第二反应单元中阳极室发生氧化反应，最后进入阴极室发生还原反应；反应后的吸收液由第二电解反应器的出口连接短管排出回送到吸收塔上部作为循环吸收液。所述第一电解反应器和第二电解反应器的电极室均具有如下结构：所述电极室由至少一块多孔板电极与对应的筒体围成的区域组成；或者所述电极室由导电材料制成的丝网状结构组成。所述电极室由两端的多孔板电极与对应的筒体围成的区域组成，电极室内填充具有导电性的电极材料，所述浓缩液或吸收液依次穿过电极室两端的多孔板电极由一个电极室向另一个电极室定向流动，所述浓缩液或吸收液的液相流动方向垂直于多孔板电极表面。控制第一电解反应器内反应单元中的阴极室和阳极室的电位差为1.5－4.5V；当所述第二反应器中仅含有一个反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电解再生除铁的烟气氨法同步脱硫脱硝工艺，包括烟气增压后送入浓缩塔与塔内浓缩液接触反应，出浓缩塔的烟气送入吸收塔与塔内循环吸收液接触反应，浓缩塔塔底部分反应后的浓缩液经除铁后送入硫酸铵结晶系统，吸收塔塔底部分反应后的吸收液经再生后回送到吸收塔上部作为循环吸收液，其特征在于，所述浓缩塔塔底部分反应后的浓缩液送入第一电解反应器中进行除铁，具体方法为：所述浓缩液经进口连接短管进入第一电解反应器，所述第一电解反应器设有一个反应单元，每个反应单元由两个极向相反且相互绝缘的电极室组成，分别为阴极室和阳极室；所述浓缩液先进入反应单元中的阳极室发生氧化反应，然后再进入阴极室发生还原反应；反应后的电解液由反应器的出口连接短管排出送入硫酸铵结晶系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于电解再生除铁的烟气氨法同步脱硫脱硝工艺，包括
烟气增压后送入浓缩塔与塔内浓缩液接触反应，出浓缩塔的烟气送入
吸收塔与塔内循环吸收液接触反应，浓缩塔塔底部分反应后的浓缩液
经除铁后送入硫酸铵结晶系统，吸收塔塔底部分反应后的吸收液经再
生后回送到吸收塔上部作为循环吸收液，其特征在于，所述浓缩塔塔
底部分反应后的浓缩液送入第一电解反应器中进行除铁，具体方法
为：所述浓缩液经进口连接短管进入第一电解反应器，所述第一电解
反应器设有一个反应单元，每个反应单元由两个极向相反且相互绝缘
的电极室组成，分别为阴极室和阳极室；所述浓缩液先进入反应单元
中的阳极室发生氧化反应，然后再进入阴极室发生还原反应；反应后
的电解液由反应器的出口连接短管排出送入硫酸铵结晶系统。
2.如权利要求1所述的基于电解再生除铁的烟气氨法同步脱硫
脱硝工艺，其特征在于，所述吸收塔塔底部分反应后的吸收液送入第
二电解反应器中进行再生，具体方法为：所述吸收液经进口连接短管
进入第二电解反应器，所述第二电解反应器至少设有一个反应单元，
每个反应单元由两个极向相反且相互绝缘的电极室组成，分别为阴极
室和阳极室；
当所述第二电解反应器中设有一个反应单元时，所述吸收液先进
入反应单元中的阳极室发生氧化反应，然后再进入阴极室发生还原反
应；反应后的电解液由第二电解反应器的出口连接短管排出回送到吸
收塔上部作为循环吸收液；
当所述第二电解反应器中设有两个反应单元时，所述吸收液先进
入第一个反应单元中的阴极室发生还原反应，再进入阳极室发生氧化
反应；然后继续进入第二反应单元中阳极室发生氧化反应，最后进入
阴极室发生还原反应；反应后的吸收液由第二电解反应器的出口连接
短管排出回送到吸收塔上部作为循环吸收液。
3.如权利要求1或2所述的基于电解再生除铁的烟气氨法同步
脱硫脱硝工艺，其特征在于，所述第一电解反应器和第二电解反应器
的电极室均具有如下结构：所述电极室由至少一块多孔板电极与对应
的筒体围成的区域组成；或者所述电极室由导电材料制成的丝网状结
构及对应的筒体组成。
4.如权利要求3所述的基于电解再生除铁的烟气氨法同步脱硫
脱硝工艺，其特征在于，所述电极室由两端的多孔板电极与对应的筒
体围成的区域组成，电极室内填充具有导电性的电极材料，所述浓缩
液或吸收液依次穿过电极室两端的多孔板电极由一个电极室向另一
个电极室定向流动，所述电解液的液相流动方向垂直于多孔板电极表
面。
5.如权利要求2所述的基于电解再生除铁的烟气氨法同步脱硫
脱硝工艺，其特征在于，控制第一电解反应器内反应单元中的阴极室
和阳极室的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴高明，康凌晨，卢丽君，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42