一种利用磷矿浆和泥磷脱除燃煤锅炉烟气中SO2和NOX方法技术

本发明专利技术公开了一种利用磷矿浆和泥磷脱除燃煤锅炉烟气中SO2和NOX方法，燃煤锅炉烟气首先进入装有氧化液氧化塔，使锅炉烟气与氧化液充分接触反应，NO部分氧化为NO2，然后烟气进入吸收塔，利用NO2、SO2在水中的溶解性和磷矿浆过渡金属离子的催化氧化作用，吸收烟气中所含的氮氧化物和硫化物，使烟气中的氮氧化物、二氧化硫、尘含量远远低于国家排放标准；本发明专利技术利用磷化工企业的原料，耦合磷化工与燃煤锅炉生产，无需新增原料，吸收SO2所形成的硫酸直接用于分解磷矿制造磷酸，氮氧化物形成的硝酸进入氮磷复合肥系统；本发明专利技术资源利用率高、投资少，副产物全部回收利用，没有二次污染物产生，具有明显的社会与经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属工业废气处理领域，涉及一种利用磷矿浆和泥磷脱除燃煤锅炉烟气中SO2和NOX方法。
技术介绍
我国煤炭产量约占全世界总产量的49%，是全世界最大的煤炭生产国和消费国，而在我国所使用的煤炭中，有80%的煤炭直接用于燃烧，产生大量的SO2、NOx等气体，这些气体的排放造成温室效应、酸雨、雾霾等一系列空气污染问题，对人类和生物的生存环境造成严重影响。有效控制和削减燃煤过程中产生的SO2和NOx，是我国面临的严峻挑战。燃煤锅炉烟气脱硫脱硝一直是国内外的研究热点，目前已开发出多种方法。湿法石灰石-石膏脱硫是目前应用最广泛的脱硫技术，但此技术需要消耗大量石灰石，石灰石开采过程中消耗了矿产资源，对生态环境造成破坏；副产物石膏利用率较低，易造成二次污染；脱硫过程中排放出CO2，增加了温室气体的排放。使用催化剂或还原剂催化还原NO是目前研究最深入且应用最广泛的脱硝技术，SCR法和SNCR法就属于此类，这种方法工艺简单、脱硝效率高，可达90％以上，但还原剂NH3的腐烛性强，对管道和设备材质的要求高；易泄漏造成二次污染；另外，催化剂使用寿命不够长，抗硫抗水性能不高，能耗高，投资大；NOx没有得到有效回收利用。直接吸收法对NO/NO2的比例有一定要求；吸附法则受吸附容量的限制，液相络合吸收法络合速率较慢；微生物法还存在诸多问题需要处理；等离子体活化法耗资大使其应用存在障碍，且副产物多，较难控制，可能存在二次污染问题。这些技术目前都未能在工业上大范围使用。近年来，脱硫脱硝一体化技术受到了各方的重视，期望能找到一种空间利用率高、运行管理成本低、脱除效率高、能回收副产物提高经济性的脱硫脱硝方法。中国专利CN104437059公开了一种烟气脱硫脱硝剂及其脱硫脱硝方法。该方法制备出一种成分较为复杂的脱硫脱硝剂，主要的思想还原NO和净化SO2。但对于烟道气这种复杂的气氛中要分离SO2其实也是较难实现的；另外，该方法中吸收剂用量大，废液处理也是一大难题。另外，专利CN1192814C、CN100340325C、CN101708419B、CN101352647B等分别公开了用不同的吸收剂同时脱硫脱硝的方法，但这些方法主要的一个共同的缺点就是添加剂的使用种类多，用量大，从而产生的废液量大，经济效益不明显，且后续较难处理。本专利技术利用单质磷对NO的氧化性能以及磷矿浆过渡金属离子对H2SO3的催化氧化性能，将NO和SO2转化为HNO3和H2SO4，HNO3和H2SO4随即与磷矿反应，推动烟气中的NO、SO2不断转化为HNO3和H2SO4；不仅使烟气中的氮氧化物、二氧化硫、尘含量远远低于国家排放标准，而且充分运用了氮、硫元素，吸收SO2所形成的硫酸直接用于分解磷矿制造磷酸，氮氧化物以硝酸根的形式进入氮磷复合肥系统，资源利用率高、投资少，副产物全部回收利用，没有二次污染物产生，具有明显的社会与经济效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术上存在的分段脱硫脱硝，经济上存在氮硫不能获得有效利用的问题，提出了一种利用磷矿浆和泥磷脱除燃煤锅炉烟气中SO2和NOX方法，使得在一个装置里同时高效地脱除SO2和NOx。本专利技术是通过下述技术方案实现的：（1）来自燃煤锅炉的烟气通过引风机进入装有氧化液的氧化塔，烟气与氧化液充分接触反应，通过氧化液的氧化作用，将难溶于水的NO氧化为易溶于水的NO2；（2）氧化后的烟气进入吸收塔，利用NO2、SO2在水中的溶解性和磷矿浆过渡金属离子的催化氧化作用，用磷矿浆吸收烟气中的NO、NO2、SO2；（3）经过吸收塔吸收后的烟气，进入除沫器除去气体夹带的液沫后排空。所述氧化塔中氧化液是含有泥磷的水浊液或含有泥磷、磷矿浆的混合矿浆，水浊液或混合矿浆中单质磷含量控制在5~30g/L，温度为50~80℃。所述吸收液中磷矿浆固含量控制在10%~55%（质量百分比），pH≥4.5。所述氧化塔、吸收塔，可以是动力波装置，也可以是含有多层喷头的空塔。吸收塔，可以是一级、二级、或者三级，其吸收级数取决于燃煤锅炉出口SO2以及排烟的SO2含量。本专利技术采用的磷矿浆是磷化工生产过程中的必备的生产工序，其来源于磷矿加工及其选矿生产过程，无需单独加工，节省了脱硫脱硝吸收剂的制备工序。本专利技术采用的泥磷是黄磷生产过程中所产生的副产物，大约含有50%～70%的黄磷（干基），以往的工艺需要采用高温蒸馏，使之气化后再冷凝回收，能耗高、污染大、操作环境差，通过利用泥磷作为NO的氧化剂，有效利用了黄磷生产的副产物，既解决了黄磷生产存在的问题，也有效促进了NO的转化。本专利技术提供了一种联合脱硫脱硝的方法，不仅使烟气中的氮氧化物、二氧化硫、尘含量远远低于国家排放标准，而且充分运用了氮、硫元素，吸收SO2所形成的硫酸直接用于分解磷矿制造磷酸，氮氧化物以硝酸根的形式进入氮磷复合肥系统，资源利用率高、投资少，副产物全部回收利用，没有二次污染物产生，具有明显的环境、社会与经济效益；同时，本专利技术是一种湿法技术，固体物质随着磷酸的副产品磷石膏排出，因此，可以取消燃煤锅炉的电除尘系统，通过高效除沫装置，其尘浓度≤5mg/m3。本专利技术优点在于：1、高效，利用泥磷中的磷以及磷矿中的过渡金属的催化氧化作用，提高了NOX和SO2的吸收率；2、流程短，利用磷化工生产特点，在其中加入了一个氧化与吸收过程，其原料、产品均与原工艺过程实现无缝连接，无需专设电除尘器；3、低耗，无需外购原料，其消耗仅仅为气体与液体循环、输送所消耗的动力；4、无二次污染物排放，NOX成为硝酸，最终进入肥料系统；SO2成为硫酸，用于分解磷矿；与石灰石-石膏法相比，没有CO2的排放；5、经济效益好，与其他技术相比，本专利技术有效回收了氮、硫元素并转化为生产过程中所必需的原料与产品，不仅可以承担环保装置的运行费用，还可以回收环保装置投资。附图说明图1是本专利技术利用磷矿浆和泥磷脱除燃煤锅炉烟气中SO2和NOX方法的工艺流程示意图；图中：1-氧化塔；2-一级吸收塔；3-二级吸收塔；4-除沫器；5-一级循环槽；6-二级循环槽；7-三级循环槽。具体实施方式下面通过附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不局限于所述内容，实施例中方法或装置如无特殊说明均为常规技术。实施例1如图1所示，来自燃煤锅炉的含有SO22000mg/m3、NOx200mg/m3的烟气，自上而下进入动力波氧化塔1，与温度50℃氧化液（含有泥磷的水浊液，来自黄磷车间的泥磷经过一级循环槽5后通入氧化塔中）逆流接触，控制氧化液中单质磷含量5g/L，气速35m/s，液气比7L/m3，在氧化塔内，大部分NO氧化为易溶于水的NO2，随后进入带有3层喷头的一级吸收塔2（空塔），在一级吸收塔2内，烟气自下而上与磷矿浆逆流接触（磷矿浆来自磷化工厂区磨矿车间经过三级循环槽7进入一级吸收塔2，磷矿浆固含量控制在20%，pH=5），吸收塔吸收后的烟气经除沫器4（旋流板除沫器和高效除沫器）除沫后放空；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用磷矿浆和泥磷脱除燃煤锅炉烟气中SO2和NOX方法，其特征在于：（1）来自燃煤锅炉的烟气通过引风机进入装有氧化液的氧化塔，烟气与氧化液充分接触反应；（2）氧化后的烟气进入吸收塔，用磷矿浆吸收烟气中的NO、NO2、SO2；（3）经过吸收塔吸收后的烟气，进入除沫器除去气体夹带的液沫后排空。

【技术特征摘要】
1.一种利用磷矿浆和泥磷脱除燃煤锅炉烟气中SO2和NOX方法，其特征在于：
（1）来自燃煤锅炉的烟气通过引风机进入装有氧化液的氧化塔，烟气与氧化液充分接触反应；
（2）氧化后的烟气进入吸收塔，用磷矿浆吸收烟气中的NO、NO2、SO2；
（3）经过吸收塔吸收后的烟气，进入除沫器除去气体夹带的液沫后排空。
2.根据权利要求1所述利用磷矿浆和泥磷脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅毅，杨加强，王驰，罗蜀峰，王力刚，李凯，李国斌，张冬冬，宁平，黄迪，徐金泉，
申请(专利权)人：昆明理工大学，中化云龙有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53