一种基于电解的烟气污染物协同去除工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于电解的烟气污染物协同去除工艺，解决了现有烟气治理中存在的工艺复杂，污染物治理效率低、投资及运行成本高等问题。技术方案包括烟气增压后送入浓缩塔内反应，出浓缩塔的烟气送入吸收塔与从塔上部喷淋层喷出的循环吸收液逆向接触反应后由吸收塔顶部排出；浓缩塔塔底部分浓缩液经除铁后送入硫酸铵结晶系统,所述烟气由吸收塔中部的烟气入口进入吸收塔，首先经过塔上部设置的至少一层吸收及电化学反应层，与循环吸收液逆向接触反应，再经过填料层和喷淋层后由烟气出口排出。本发明专利技术工艺简单、反应效率高、运行及投资成本低，系统占地面积小，特别适用于是烟气的二氧化硫、氮氧化物、微细颗粒物、二噁英等多污染物的协同治理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烟气处理工艺，具体的说是一种基于电解的烟气污染物协同去除 工艺，特别适用于是烟气的二氧化硫、氮氧化物、微细颗粒物、二噁英等多污染物的协同治 理。
技术介绍
烟气脱硫脱硝技术种类繁多，且单独的脱硫或脱硝技术的工程应用也越来越完 善。但烟气的多污染物协同控制技术的应用较少。目前除较成熟的吸附法外，进行工程应 用的其他协同控制技术，特别是烟气湿法多污染物协同控制技术还未见报道。湿法烟气同 步脱硫脱硝技术，如湿式氨一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，可同时脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物，受到业界高度重 视。 该技术最大的问题是吸收液中的Fe(II)EDTA在络合N0的过程中自身很容易被烟 气中所携带〇2所氧化，形成对N0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N0,许多研究者进行了再生方面的研究工作，可实现络合剂的再生还原及络合 吸收的N0还原。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，能够实现同步氨法脱硫胶硝工艺，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肩填 料层的再生塔进行再生。 一方面，在再生步骤中采用铁肩法存在以下问题：⑴由于吸收液呈酸性，铁肩易 被腐蚀，导致铁肩消耗量大，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)由于铁肩中的元素铁被氧化腐蚀进入溶液引起吸收液pH值升高，导致 铁肩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)铁肩消耗量较大，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），将会导致循环栗的叶轮磨损 加剧，同时还会导致喷嘴及管路道堵塞。（4)由于铁肩填充在封闭的再生塔内，而铁肩的消 耗是连续，无法实现铁肩的连续补充。 另一方面，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。 并且，该工艺对烟气中的其他污染物去除效果较差。 为了较好解决吸收液的再生及浓缩液的除铁问题，有研究者开展了电化学再生、 除铁的研究。然而，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N0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还原成氨或/和氮气的效果差，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%。 因此现有的电化学反应工艺及电解反应器存在以下主要问题： ⑴现有的电化学反应工艺的电解液进入反应器的区域是由阴极和阳极以及反应 器的外壳围成的区域，出反应器时，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%。 (2)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； ⑶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； ⑷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； (5)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，提供一种工艺简单、运行和投资成本低、 浓缩液除铁效果好、吸收液再生效率高、能对烟气污染物协同去除的基于电解的烟气污染 物协同去除工艺。 本专利技术工艺包括烟气增压后送入浓缩塔与塔内浓缩液逆向接触反应，出浓缩塔的 烟气送入吸收塔与从塔上部喷淋层喷出的循环吸收液逆向接触反应后由吸收塔顶部排出； 浓缩塔塔底部分反应后的浓缩液经电解除铁反应器除铁后送入硫酸铵结晶系统，所述烟 气由吸收塔中部的烟气入口进入吸收塔，首先经过塔上部设置的至少一层吸收及电化学反 应层与循环吸收液逆向接触反应，再经过填料层和喷淋层后由烟气出口排出；所述由吸收 塔上部喷淋层喷出的循环吸收液依次经过塔上部的填料层和至少一层吸收及电化学反应 层与烟气逆向接触反应后进入吸收塔底部，再由循环栗回送到吸收塔上部的喷淋层喷入塔 内作为循环吸收液；所述吸收及电化学反应层包括上下布置的三层电极层，由下至上依次 为阴极层、阳极层和阴极层，烟气由下至上依次穿过阴极层、阳极层和阴极层的同时与循环 吸收液逆向接触边进行气一液吸收反应，边进行电化学反应；所述电极层为导电材料制成 的网状结构，相邻两个电极层间相互绝缘；所述吸收及电化学反应层通过安装在塔壁上的 接线柱与电源相接。 所述循环吸收液向下经烟气入口下方的电解再生层进入吸收塔底部，所述电解再 生层包括上下布置的三层电极层，由上至下依次为阴极层、阳极层和阴极层，循环吸收液由 上至下依次穿过阴极层、阳极层和阴极层进行电化学反应；所述电极层为导电材料制成的 网状结构，相邻两个电极层间相互绝缘；所述电解再生层通过安装在塔壁上的接线柱与电 源相接。 所述吸收及电化学反应层和/或电解再生层中，相邻两电极层的极性相反，相邻 两个电极室之间的间距为1 一l〇mm，最上层和最下层电极层厚度为100 - 150mm，中间层电 极层厚度为150 - 200mm，最上层和最下层两层电极层总厚度不小于中间层电极层的厚度。 所述吸收及电化学反应层中的阴极层和阳极层的电位差为1. 5 - 4. 5V;所述电解 再生层中阴极层和阳极层电位差为1. 5 - 4. 5V。 所述烟气穿过喷淋层后再经塔上部的静电除雾及反应层除尘后由塔顶的烟气出 口排出，所述静电除雾及反应层包括上、下两层电极层，下层为阴极层，上层为阳极层，所述 烟气由下至上依次穿过阴极层和阳极层；所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电解的烟气污染物协同去除工艺，包括烟气增压后送入浓缩塔与塔内浓缩液逆向接触反应，出浓缩塔的烟气送入吸收塔与从塔上部喷淋层喷出的循环吸收液逆向接触反应后由吸收塔顶部排出；浓缩塔塔底部分反应后的浓缩液经电解除铁反应器除铁后送入硫酸铵结晶系统,其特征在于，所述烟气由吸收塔中部的烟气入口进入吸收塔，首先经过塔上部设置的至少一层吸收及电化学反应层与循环吸收液逆向接触反应，再经过填料层和喷淋层后由烟气出口排出；所述由吸收塔上部喷淋层喷出的循环吸收液依次经过塔上部的填料层和至少一层吸收及电化学反应层与烟气逆向接触反应后进入吸收塔底部，再由循环泵回送到吸收塔上部的喷淋层喷入塔内作为循环吸收液；所述吸收及电化学反应层包括上下布置的三层电极层，由下至上依次为阴极层、阳极层和阴极层，烟气由下至上依次穿过阴极层、阳极层和阴极层的同时与循环吸收液逆向接触边进行气－液吸收反应，边进行电化学反应；所述电极层为导电材料制成的网状结构，相邻两个电极层间相互绝缘；所述吸收及电化学反应层通过安装在塔壁上的接线柱与电源相接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴高明，王世杰，韩军，卫书杰，
申请(专利权)人：武汉悟拓科技有限公司，武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42