一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺制造技术

一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺，采用化学转化法将烟气中的二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮在相应的吸收系统内通过化学反应被吸收剂分别中和或还原脱除，工艺中通过添加一种吸收剂吸收烟气中的某种成分使其变成净化另一种成分的吸收剂，再使二次转化生成的产物变成脱硝还原剂，以此实现碳、硫、硝的协同联脱，解决了化合法脱碳、脱硫、脱硝工艺中生成物产生二次污染的难题，实现了循环经济在烟气治理中的应用。

A CO removal process of carbon, sulfur and nitrate from industrial flue gas

A process of carbon, sulfur and nitric oxide CO removal from industrial flue gas by chemical conversion, in which carbon dioxide, sulfur dioxide and nitric oxide in flue gas are neutralized or reduced by absorbent through chemical reaction in corresponding absorption system. In the process, one absorbent is added to absorb one component of flue gas to make it become an absorbent for purifying another component, and then the secondary conversion is made The product is transformed into denitrification reducing agent, so as to realize the collaborative joint removal of carbon, sulfur and nitrate, solve the problem of secondary pollution of products in the process of chemical decarbonization, desulfurization and denitrification, and realize the application of circular economy in flue gas treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺
本专利技术涉及大气环境治理技术，特别涉及工业烟气中二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物协同联脱的一体化烟气净化技术。
技术介绍
化石原料的燃烧，在加速了工业化发展的同时给大气环境带来了极大压力，工业烟气中排出的二氧化碳在大气中积累过度，给地球形成了保温层，这个保温层阻挡了地面反射向太空的长波辐射，使地球温度逐渐升高，进而引发气候危机；二氧化硫是一种有毒性气体，弥漫在大气中不但对人的呼吸道造成损害，影响人类健康，而且经雨雪溶解降落地面，使地面酸性增强，影响植物的生长；氮氧化物是一种危害性更强的有毒性气体，它不仅仅是对人身体造成危害影响健康，更重要的是他在大气中扩散会形成光化学污染、增大化学需氧量，给人类环境造成更大的危害。近几十年来，人类通过各种手段对二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的排放进行了治理，其中包括减排、限排、捕捉、回收等。对二氧化碳排放的治理主要采用减排、限排的方法，即对排放企业进行强制性的指标控制；对二氧化硫的治理主要采用多种脱硫技术对集中排放源产生的二氧化硫进行化学转化或物理吸附，典型的方法包括干式钙法、半干式钙法、湿式石灰石-石膏法、湿式碱法、湿式氧化镁法及活性炭吸附法等；对氮氧化物的治理主要包括氧化法和还原法，氧化法是采用氧化剂将一氧化氮氧化成二氧化氮，然后再将二氧化氮通过化学转化或吸附法脱除，还原法主要采取SCR催化还原法或SNCR非催化还原法。各种方法在实现对烟气有害物治理的同时，也存在着很多缺陷，主要显现在：1、对二氧化碳的减排和限排，在有效控制污染物排放的同时不同程度上制约了企业产能的发挥，增加了企业成本；2、干式、半干式脱硫技术的使用，在改造锅炉炉型的情形下既不能达到优良的净化效果，又不能简化操作难度，还会降低燃炉的使用寿命；3、湿式脱硫法的使用，在增大运行费用的同时会产生大量的二次污染，即气态脱硫水雾和固态脱硫生成物的污染；4、SCR\SNCR脱硝还原法运行条件要求苛刻，而且运行成本高；5、多种污染物的脱除不能一体化联合运行。因此，开发工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺是烟气治理技术中亟待解决的一项难题。
技术实现思路
本专利技术是对传统技术的一项革新，特别是对工业烟气一体化治理技术的创新。专利技术中采用化学转化法将烟气中的二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮在相应的吸收系统内通过化学反应使气态分子被吸收剂分别中和或还原脱除，依此可达到如下目的：在脱碳系统内通过添加碳酸钠溶液使其吸收烟气中的二氧化碳生成碳酸氢钠，再使碳酸氢钠溶液在脱硫系统内吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钠，然后使亚硫酸钠溶液在脱硝系统内还原烟气中的一氧化氮生成氮气和硫酸钠。该专利技术目的的实现，可使工业烟气净化流程通过添加一种吸收剂吸收烟气中的某种成分使其变成净化另一种成分的吸收剂，再使二次转化生成的产物变成脱硝还原剂，在实现碳、硫、硝协同联脱的同时实现了循环经济在烟气净化中的应用，使工业烟气中多成分的净化在协同处理中完成，简化了工艺流程，降低了运行费用。为此本专利技术提供一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺，该工艺包括：(a)将烟气通过聚风仓布风后鼓入第一层净化系统，在该系统内通过鼓泡法或气雾混合吸收法使烟气与碳酸钠溶液接触使其吸收烟气中的二氧化碳生成碳酸氢钠；(b)经第一层净化后的烟气进入第二层净化系统，在该系统内通过鼓泡法或气雾混合吸收法使烟气与碳酸氢钠溶液接触使其吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钠；(c)经第二层净化后的烟气进入第三层净化系统，在该系统内通过鼓泡法或气雾混合吸收法使烟气与亚硫酸钠溶液接触使烟气中的一氧化氮被还原成硫酸钠和氮气。根据本专利技术的一种实施方式，在步骤(a)中给第一层净化系统的储液层注入浓度在25％-30％的碳酸钠溶液，使液面保持在淹没鼓泡系统套管口的一定位置，使进入鼓泡系统的烟气在鼓风机风压的推送下与碳酸钠溶液接触做鼓泡运动，使碳酸钠吸收烟气中的二氧化碳生成碳酸氢钠，或在步骤(a)中将25％-30％的碳酸钠溶液在第一层净化系统的顶部雾化，使雾液与上升的烟气对流接触，在对流接触中碳酸钠雾滴吸收烟气中的二氧化碳生成碳酸氢钠。根据本专利技术的一种实施方式，将步骤(a)生成的碳酸氢钠溶液注入第二层净化系统，依照步骤(a)的方法在第二层净化系统内运行使烟气中的二氧化硫与碳酸氢钠通过鼓泡或气雾对流接触使碳酸氢钠吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钠。根据本专利技术的一种实施方式，将步骤(b)生成的亚硫酸钠溶液注入第三层净化系统，依照步骤(a)、步骤(b)的方法在第三层净化系统内使烟气中的一氧化氮与亚硫酸钠通过鼓泡或气雾对流接触，使亚硫酸钠还原烟气中的一氧化氮生成硫酸钠和氮气。根据本专利技术的一种实施方式，将步骤(a)得到的碳酸氢钠料浆在小于50℃的环境下沉淀，稠厚出的浓稠浆料经固液分离制成碳酸氢钠成品，小于25％浓度的悬浮液注入第二层净化系统成为脱硫吸收液。根据本专利技术的一种实施方式，将步骤(b)得到的亚硫酸钠料浆在小于50℃的环境下沉淀，稠厚出的浓稠浆料经固液分离制成亚硫酸钠成品，小于25％浓度的悬浮液注入第三层净化系统成为脱硝还原剂。根据本专利技术的一种实施方式，将步骤(c)得到的硫酸钠溶液在小于32℃的环境下冷却结晶制成十水硫酸钠。根据本专利技术的一种实施方式，由于碳酸氢钠吸收二氧化硫在温度高的条件下会生成硫酸钠，所以步骤(b)的运行温度需保持在小于50℃的环境下。根据本专利技术的一种实施方式，本专利技术进一步包括工业烟气通过除尘净化后通入鼓泡式碳硫硝协同联脱装置的第一层、第二层、第三层系统，其净化顺序可以是脱碳、脱硫、脱硝，也可以是脱硝、脱硫、脱碳。根据本专利技术的一种实施方式，本专利技术进一步包括工业烟气通过除尘净化后通入气雾混合式碳硫硝协同联脱装置的第一层、第二层、第三层系统，其净化顺序可以是脱碳、脱硫、脱硝，也可以是脱硝、脱硫、脱碳。根据本专利技术的一种实施方式，本专利技术还包括工业烟气通过除尘净化后通入鼓泡式或气雾混合式碳硫硝联脱装置过程中烟气流向可以是由下而上的升流式，也可以是由上而下的降流式。附图说明附图1：是根据一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺中的鼓泡式碳硫硝协同联脱装置示意图；附图2：是根据一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺中的气雾混合式碳硫硝协同联脱装置示意图；实施本专利技术的方式根据本专利技术的两种实施方式，本专利技术目的的实现是通过下述方式来完成的：一、通过鼓泡式碳硫硝协同联脱装置完成工业烟气中碳、硫、硝的协同联脱。工业烟气通过除尘净化后通入鼓泡式碳硫硝协同联脱装置的第一层系统，在该系统内烟气靠风机压力的推动上行进入反冲式鼓泡吸收段，在第一节鼓泡吸收段内烟气分布至各套管净化器的入风口，在压力的作用下鼓入周圈分布的套管内与碳酸钠溶液接触并鼓入液层内，烟气在鼓泡管内呈反冲式气流，反冲式气流将夹层内的碳酸钠溶液吹沸浮升，烟气呈气泡状在上浮滚动中与碳酸钠溶液紧密接触，烟气中的二氧化碳分子被碳酸钠溶液吸收转化成碳酸氢钠；不断生成的碳酸氢钠溶液被导入第二层吸收系统，烟气重复上述流程与碳酸氢钠溶液接触进行鼓泡运动，在鼓泡运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺，该工艺包括：(a)将烟气通过聚风仓布风后鼓入第一层净化系统，在该系统内通过鼓泡法或气雾混合吸收法使烟气与碳酸钠溶液接触使其吸收烟气中的二氧化碳生成碳酸氢钠；(b)经第一层净化后的烟气进入第二层净化系统，在该系统内通过鼓泡法或气雾混合吸收法使烟气与碳酸氢钠溶液接触使其吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钠；(c)经第二层净化后的烟气进入第三层净化系统，在该系统内通过鼓泡法或气雾混合吸收法使烟气与亚硫酸钠溶液接触使烟气中的一氧化氮被还原成硫酸钠和氮气；(d)将上述流程中转化得到的生成物经固液分离制成成品或将悬浮液重复利用；(e)将上述净化流程根据需要可以倒置；(f)上述净化流程烟气的走向可以是由下而上的升流式，也可以是由上而下的降流式。/n

【技术特征摘要】
1.一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺，该工艺包括：(a)将烟气通过聚风仓布风后鼓入第一层净化系统，在该系统内通过鼓泡法或气雾混合吸收法使烟气与碳酸钠溶液接触使其吸收烟气中的二氧化碳生成碳酸氢钠；(b)经第一层净化后的烟气进入第二层净化系统，在该系统内通过鼓泡法或气雾混合吸收法使烟气与碳酸氢钠溶液接触使其吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钠；(c)经第二层净化后的烟气进入第三层净化系统，在该系统内通过鼓泡法或气雾混合吸收法使烟气与亚硫酸钠溶液接触使烟气中的一氧化氮被还原成硫酸钠和氮气；(d)将上述流程中转化得到的生成物经固液分离制成成品或将悬浮液重复利用；(e)将上述净化流程根据需要可以倒置；(f)上述净化流程烟气的走向可以是由下而上的升流式，也可以是由上而下的降流式。


2.如权利要求1所述的一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺，其中所述的脱碳是在步骤(a)中给第一层净化系统的储液层注入浓度在25％-30％的碳酸钠溶液，使液面保持在淹没鼓泡系统套管口的一定位置，使进入鼓泡系统的烟气在鼓风机风压的推送下与碳酸钠溶液接触做鼓泡运动，使碳酸钠吸收烟气中的二氧化碳生成碳酸氢钠，即Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3。


3.如权利要求1所述的一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺，其中所述的脱硫是将步骤(a)生成的碳酸氢钠溶液依照步骤(a)的方法在第二层净化系统内运行使烟气中的二氧化硫与碳酸氢钠通过鼓泡法紧密接触使碳酸氢钠吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钠，即2NaHCO3+SO2＝Na2SO3+2CO2。


4.如权利要求1所述的一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺，其中所述的脱硝是将步骤(b)生成的亚硫酸钠溶液依照步骤(a)、步骤(b)的方法在第三层净化系统内使烟气中的一氧化氮与亚硫酸钠通过鼓泡法接触使亚硫酸钠还原烟气中的一氧化氮生成硫酸钠和氮气，即2Na2SO3+2NO＝2Na2SO4+N2。


5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔宸瑞，
申请(专利权)人：崔宸瑞，
类型：发明
国别省市：内蒙;15