一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于燃煤烟气净化技术领域，并公开了一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法及装置。该方法包括S1烟气通过冷凝器与第一压缩机进行冷凝与加压预处理；S2烟气先通过第二压缩机进行二次增压，随后进入装载吸收剂的吸收塔反应器中，烟气中SO2与NOx可同时被吸收分离，净化后的烟气排出S3将吸收SO2与NOx的富液先释压后完成吸收剂的解析，并送入吸收塔进行重复利用。本发明专利技术还公开了相应的装置。本发明专利技术利用离子液体在特定条件下，实现燃煤烟气中SO2与NOx的一体化有效脱除，整个过程充分利用电厂压缩冷凝的条件和烟气中存在的氧化气氛，具有占地面积小，结构紧凑，经济高效和吸收剂可重复利用等优点。

A Method and Device for Simultaneous Removal of SO2 and NOx by Ionic Liquids

The invention belongs to the technical field of coal-fired flue gas purification, and discloses a method and device for simultaneously removing SO2 and NOx by using ionic liquids. The method includes the condensation and pressure pretreatment of S1 flue gas with the first compressor through the condenser; the secondary pressurization of S2 flue gas through the second compressor, and then into the absorber reactor loaded with absorbent. SO2 and NOx in the flue gas can be absorbed and separated at the same time, and the rich liquid of SO2 and NOx will be absorbed first when the purified flue gas discharges S3. The absorbent is decomposed after pressure release and sent to the absorber for reuse. The invention also discloses a corresponding device. The invention utilizes ionic liquids under specific conditions to achieve the integration and effective removal of SO2 and NOx in coal-fired flue gas. The whole process makes full use of the conditions of compression condensation in power plants and the oxidizing atmosphere in flue gas. It has the advantages of small occupation area, compact structure, high economic efficiency and reusable absorbent.

【技术实现步骤摘要】
一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法及装置
本专利技术属于燃煤烟气净化
，更具体地，涉及一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法及装置。
技术介绍
煤燃烧过程产生的烟气中含有硫氧化物(SOX与NOx)和氮氧化物(NOx)等酸性气体，这些污染物是引起酸雨现象、破坏臭氧层、产生光化学烟雾等环境问题和危害人类健康的主要来源。目前针对燃煤烟气中的SO2和NOx，研究者们一直在不断致力于开发各种高效低排放控制技术，但大多集中于单一污染物控制技术。烟气中对SO2的脱除主要采用比较成熟的湿法烟气脱硫技术，脱除NOx主要采用选择性催化还原技术(SCR)以及低NOx燃烧技术，但是这些技术工艺复杂，成本较高，同时显著地降低了锅炉效率。国内外现有的烟气净化技术中，已经进行工业应用的脱硫脱硝工艺基本上都是各自独立的运行系统，在联合脱硫脱硝方面仅仅是简单地将脱硫装置和脱硝装置串联起来，一体化脱硫脱硝方法较少。利用同一工艺实现多种污染物一体化协同脱除是一种极具竞争潜力的燃煤烟气净化技术，具有占地面积小，结构紧凑，投资少，经济环保等诸多优点。离子液体具有蒸汽压极低、化学与热稳定性好、结构可调，重复利用等优良特性，是一种绿色的烟气净化吸收剂。大量研究表明离子液体对SO2吸收具有良好的选择性以及较高的吸收容量，该研究已有部分中试应用。而相对于SO2的吸收分离，目前利用离子液体对烟气中NOx脱除的相关研究甚少。因此本领域亟待提出一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法，以实现燃煤烟气中SO2与NOx的一体化有效脱除。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法及装置，其目的在于，实现燃煤烟气中SO2与NOx的一体化有效脱除。为了实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法，包括如下步骤：S1对锅炉尾部烟气进行冷凝和加压预处理，在冷凝温度与压力下烟气中部分NOx被O2氧化；S2对步骤S1中烟气进行二次增压处理，随后进入装载吸收剂的吸收塔中，烟气中酸性气体SO2与被氧化的NOx同时被吸收分离，净化后的烟气排出；S3将已吸收SO2与NOx的吸收剂输入解析塔进行释压，在加热条件下完成吸收剂的解析，解析之后的吸收剂可送入吸收塔重复利用，解析之后富集的SO2与NOx气体可作为化工原料加以利用。进一步地，所述的吸收剂为离子液体，该离子液体可选用常规型或功能型离子液体。进一步地，所述离子液体的阴离子为硝酸根阴离子、醋酸根阴离子、硫氰根阴离子、二氮唑阴离子或四氮唑阴离子中的一种或多种。进一步地，所述离子液体的浓度为40wt％～100wt％，优选的，所述离子液体的浓度为70wt％。进一步地，步骤S1中，所述冷凝的温度为30℃～50℃，优选地，所述冷凝的最佳温度为40℃。进一步地，步骤S1中，所述加压预处理的压力为4bar～10bar，优选的，所述加压预处理的压力为7bar。进一步地，步骤S2中，所述二次增压处理的压力为10bar～30bar，优选的，所述二次增压处理的压力为20bar。按照本专利技术的另一个方面，提供一种装置，用于实现所述的利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法，该装置包括吸收塔和解析塔，二者通过热换器实现循环连接；其中，所述吸收塔通过富液泵、热换器与解析塔连通，便于吸收完SO2与NOx的富液从吸收塔流向解析塔；所述解析塔通过贫液泵、热换器与吸收塔连通，便于离子液体从解析塔回流到吸收塔重复利用。进一步地，所述吸收塔与锅炉尾部烟气管道之间设有第一压缩机和第二压缩机，其中，所述第一压缩机用于对锅炉尾部烟气进行加压预处理，所述第二压缩机用于烟气在进入吸收塔之前对其进行二次增压。进一步地，所述吸收塔内部设有搅拌器，所述吸收塔一侧还设有背压阀。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1.本专利技术的方法，利用离子液体在特定条件下，实现燃煤烟气中SO2与NOx的一体化有效脱除。2.本专利技术的方法，整个过程充分利用增压空气与增压富氧燃烧电厂压缩冷凝的条件和烟气中存在的氧化气氛，在冷凝加压预处理和二次增压过程中，烟气在进入吸收塔前，大量NO气体被烟气中O2氧化为NO2，随后烟气中的SO2与被氧化的NO2溶解于离子液体吸收剂中达到协同脱除的效果，并且在释压加热后吸收剂可再生。3.本专利技术的方法，其中SO2与NOx的同时脱除效率分别为98％和93％，具有经济高效和可重复利用等优点。4.本专利技术的方法，离子液体直接参与吸收反应的主反应液，同时吸收燃煤烟气中SO2与NOx，不需要额外添加催化剂。5.本专利技术的方法，利用压缩机将原烟气压缩至10～30bar，增压之后的压力由吸收塔反应器出口的背压阀进行调控，利用压缩烟气中的O2进行NO氧化。6.本专利技术的方法，整个过程充分利用电厂压缩冷凝的条件和烟气中存在的氧化气氛，具有占地面积小，结构紧凑，经济高效和吸收剂可重复利用等优点。附图说明图1为本专利技术实施例一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法涉及的动态高压反应装置示意图；图3为本专利技术实施例离子液体单独脱硝曲线；图4为本专利技术实施例离子液体协同脱硫脱硝NOx出口浓度曲线；图5为本专利技术实施例离子液体协同脱硫脱硝SO2出口浓度曲线。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图2所示为本专利技术实施例一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法涉及的动态高压反应装置示意图。该装置包括吸收塔和解析塔，二者通过热换器实现循环连接，其中，吸收塔通过富液泵、热换器后与解析塔连通，便于吸收完SO2与NOx的富液从吸收塔流向解析塔；同时，解析塔通过贫液泵、热换器后与吸收塔连通，便于离子液体从解析塔回流到吸收塔重复利用。此外，吸收塔与锅炉尾部烟气管道之间设有第一压缩机和第二压缩机，其中，第一压缩机用于对锅炉尾部烟气进行加压预处理，第二压缩机用于烟气在进入吸收塔之前对其进行二次增压。吸收塔内部设有搅拌器，便于对吸收剂(如离子液体)进行搅拌，使烟气中的SO2与NOx充分被吸收。吸收塔一侧设有背压阀，用于将吸收完SO2与NOx的净化烟气排出。解析塔内衬聚四氟乙烯，富液经换热器输送至该解析塔后进行释压，在加热条件下完成吸收剂的解析，解析之后的吸收剂可送入吸收塔进行重复利用，而解析之后富集的SO2与NOx气体可作为化工原料加以后续利用。如图1所示，本专利技术实施例提供一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法，包括如下步骤：(1)第一阶段烟气预处理：锅炉尾部烟气通过冷凝器与第一压缩机进行冷凝与加压预处理，在冷凝温度与压力下烟气中部分NO被O2氧化为NO2；(2)第二阶段同时脱硫脱硝：烟气在进入吸收塔之前通过第二压缩机进行二次增压；随后进入装载吸收剂的吸收塔反应器中，烟气中酸性气体SO2与被氧化的NO2可同时被吸收分离，净化后的烟气排出；(3)第三阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1对锅炉尾部烟气进行冷凝和加压预处理，在冷凝温度与压力下烟气中部分NOx被O2氧化；S2对步骤S1中烟气进行二次增压处理，随后进入装载吸收剂的吸收塔中，烟气中酸性气体SO2与被氧化的NOx同时被吸收分离，净化后的烟气排出；S3将已吸收SO2与NOx的吸收剂输入解析塔进行释压，在加热条件下完成吸收剂的解析，解析之后的吸收剂可送入吸收塔重复利用，解析之后富集的SO2与NOx气体可作为化工原料加以利用。

【技术特征摘要】
1.一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1对锅炉尾部烟气进行冷凝和加压预处理，在冷凝温度与压力下烟气中部分NOx被O2氧化；S2对步骤S1中烟气进行二次增压处理，随后进入装载吸收剂的吸收塔中，烟气中酸性气体SO2与被氧化的NOx同时被吸收分离，净化后的烟气排出；S3将已吸收SO2与NOx的吸收剂输入解析塔进行释压，在加热条件下完成吸收剂的解析，解析之后的吸收剂可送入吸收塔重复利用，解析之后富集的SO2与NOx气体可作为化工原料加以利用。2.根据权利要求1所述的一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法，其特征在于，所述的吸收剂为离子液体，该离子液体可选用常规型或功能型离子液体。3.根据权利要求2所述的一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法，其特征在于，所述离子液体的阴离子为硝酸根阴离子、醋酸根阴离子、硫氰根阴离子、二氮唑阴离子或四氮唑阴离子中的一种或多种。4.根据权利要求2或3所述的一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法，其特征在于，所述离子液体的浓度为40wt％～100wt％，优选的，所述离子液体的浓度为70wt％。5.根据权利要求1所述的一种利用离子液体同时脱除SO2与NOx的方法，其特征在于，步骤S1中，所述冷凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小姗，张立麒，张泽武，李立伟，徐勇庆，鲁博文，罗聪，丁浩然，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42