一种高硫烟气湿法脱硝的方法技术

技术编号:31800534 阅读:17 留言:0更新日期:2022-01-08 11:01
本发明专利技术公开了一种高硫烟气湿法脱硝的方法,包括以下步骤:1)净化;2)转化+吸收;3)气体排放;4)产酸的处理。本发明专利技术采用净化稀酸水溶液吸收部分氮氧化物以及浓硫酸、三氧化硫与氮氧化物反应生成亚硝基硫酸的特点进行高硫烟气自行脱硝。并聚焦浓硫酸中亚硝基硫酸及硫酸亚硝基铁的深度处理,通过药剂将亚硝基硫酸与硫酸亚硝基铁还原成氮气、水和硫酸或硫酸亚铁,达到硫酸湿法脱硝且无不良副产物的最终目的,形成一个完整的闭环工艺。本发明专利技术的脱硝系统还增加了亚硝基硫酸或硫酸亚硝基铁的还原、净化等深度处理过程。不仅将NOHSO4、Fe(NO)SO4全部还原,还彻底消除了少量还原药剂过剩的不良影响,切实做到不降低硫酸的生产品质。切实做到不降低硫酸的生产品质。切实做到不降低硫酸的生产品质。

【技术实现步骤摘要】
一种高硫烟气湿法脱硝的方法


[0001]本专利技术属于环保脱硝
,具体涉及一种高硫烟气湿法脱硝的方法。

技术介绍

[0002]在冶炼过程中由于氮气和燃料煤的存在,就无法避免会产生氮氧化物。采用富氧熔炼,助燃气中依然存在氮气,只不过其含量由空气中的78%降低至30%,甚至更少,但是富氧熔炼明显提高了燃烧温度(1500℃以上),这是热力型氮氧化物产生的主要原因。当熔炼过程以煤作为燃料,煤中的有机氮则几乎全部转化为燃料型氮氧化物。两种形态的氮氧化物浓度累计有数百mg/Nm3,甚至上千mg/Nm3。由于有色冶炼中硫燃烧会产生大量二氧化硫和部分三氧化硫,硫的存在使烟气中氮氧化物的处理变得特别困难。
[0003]采用SNCR工艺,往冶金炉的脱硝温度区间喷氨还原氮氧化物有两大问题:1、富氧燃烧导致烟气中氧含量较高,喷氨还原氮氧化物的同时,氧也会与氨反应,致使氨的实际消耗量比仅还原氮氧化物的氨需求量大得多,运行成本大大增加;2、喷入系统的过量氨在低温区会与三氧化硫结合形成NH4HSO4,它吸水性很强,形成的酸性液体对布袋与电收尘等碳钢设备腐蚀严重,在停炉降温过程中其腐蚀余热锅炉等冶炼设备的几率也会大大增加。因此,含硫烟气采用SNCR脱硝工艺存在明显缺陷,副作用大,实际效果较差。
[0004]如果在有色冶炼余热锅炉出口的中温区域采用传统的SCR脱硝工艺处理高硫烟气。由于过量的还原剂氨与三氧化硫结合生成的硫铵容易附着在催化剂表面,导致催化剂失效,氨无法再还原氮氧化物,过量的氨又进一步被消耗生成硫铵,如此恶性循环,造成在前端高温区采用SCR工艺的脱硝效果甚微。
[0005]如果在脱硫后采用SCR工艺,由于脱硫后烟气温度低,要升温至300℃左右进行SCR脱硝,即使采用换热器对进出反应器前后的烟气升温和降温,由于换热器固有传热温差的存在,烟气仍要升高40

50℃,随着烟气量的增加,这部分热量消耗都不低,即使一个10万Nm3/h的烟气要升高40℃,也需要1400kw左右的热能。对于并无自产焦炉煤气来源的有色冶炼工厂,需要额外的电或燃气来补充这部分的热能不足,是造成升温SCR工艺能耗过高的主要因素,同时限制了该工艺在有色行业中推广。
[0006]因此,面对高硫含氮氧化物烟气,需要有一种新的不受硫浓度影响的工艺进行烟气脱硝处理。

技术实现思路

[0007]针对传统烟气脱硝受硫影响的缺陷,本专利技术的目的是提供一种高硫烟气湿法脱硝的方法,该方法增加了亚硝基硫酸或硫酸亚硝基铁的还原、净化等深度处理过程,不仅将NOHSO4、Fe(NO)SO4全部还原,还彻底消除了少量还原药剂过剩的不良影响,切实做到不降低硫酸的生产品质,实现高效脱硝。
[0008]本专利技术这种高硫烟气湿法脱硝的方法,包括以下步骤:
[0009]1)净化:含有氮氧化物的高硫烟气鼓入硫酸净化系统,通过净化稀酸对烟气进行
洗涤,除掉烟气中部分NO2并形成NO,再接着形成硝酸盐进入废酸中,净化后的湿烟气进入硫酸干吸系统;
[0010]2)转化+吸收:步骤1)中净化后的湿烟气进入硫酸干吸系统中的干燥塔中进行干燥后,进入硫酸转化系统,在硫酸转化系统和硫酸干吸系统的98%酸吸收塔和发烟酸吸收塔中进行两转两吸过程,第二次吸收后的烟气进入脱硫系统,产酸进入产酸中间槽;干燥塔、98%酸吸收塔和发烟酸吸收塔中浓硫酸与常规工艺一致,是循环流动的;在干燥塔在进行干燥以及在98%酸吸收塔和发烟酸吸收塔吸收SO3时,需要通过给料器向其中加入还原剂,将硝态氮还原成N2;
[0011]3)气体排放:第二次吸收后的烟气进入脱硫系统脱硫后,通过烟囱外排;
[0012]4)产酸的处理:产酸进入产酸中间槽后,向产酸中间槽中加入双氧水进行反应,然后排出成品酸。
[0013]所述步骤1)中,净化稀酸对烟气进行洗涤采用动





两级电除雾流程,净化过程中烟气中的NO2大部分被净化稀酸吸收,产生的NO回原烟气,硝酸根进入废酸中。
[0014]所述步骤1)中,废酸中的硝酸根需要进行浓度监测,根据硝酸根浓度加入硫酸肼或硫酸羟胺,将硝酸根还原成N2,提前处理污酸中的硝态氮。
[0015]所述步骤2)中,两转两吸的具体流程为:干燥塔出来的烟气进入硫酸转化系统,进行第一次转化,转化后的烟气进入干吸系统中98%酸吸收塔进行第一次吸收,第一次吸收后的烟气进入到硫酸转化系统进行第二次转化,第二次转化的烟气进入发烟酸吸收塔进行第二次吸收,控制循环酸的浓度为98.6%;还原剂为硫酸肼、硫酸羟胺中的一种或组合。
[0016]所述步骤2)中,在干燥塔的循环酸管、98%酸吸收塔的酸槽以及发烟酸吸收塔的酸槽设置氧氮分析仪和色度分析仪,实时在线检测氮元素浓度和循环酸的颜色;当浓硫酸红色褪至接近无色,且硫酸中含氮量减小至零时,连锁控制给料器停止投加还原剂。
[0017]所述步骤4)中,产酸中间槽为卧式槽,槽体顶部设取样口进行连续取样,还开设有产酸进样口和双氧水进样口,并设置颗粒物分析仪;双氧水浓度≥27.5wt%,双氧水加入量以取样酸中无悬浮还原剂颗粒物时为反应终点,当过量还原剂被双氧水彻底氧化后,硫酸实现完全解毒。
[0018]当采用硫酸肼进行烟气处理时,在产酸中间槽,槽内设置有耐腐蚀隔板,将槽隔开成两个隔室前部隔室和后部隔室,耐腐蚀隔板底部有开设有多排孔,隔离上层硫酸,可使底层硫酸从前部隔室去到后部隔室;前部隔室较大,前隔室顶部设取样口进行连续取样,还开设有产酸进样口和双氧水进样口,并设置颗粒物分析仪;其中:耐腐蚀隔板为聚四氟乙烯或高硅不锈钢隔板。
[0019]当采用硫酸羟胺进行烟气处理时,产酸中间槽无需设置耐腐蚀隔板,产酸中间槽内设置一台产酸泵循环打酸,同时设混酸器将双氧水与循环酸混合均匀。
[0020]本专利技术的原理:
[0021]1)含有氮氧化物的含硫烟气进入硫酸净化工序,通过净化稀酸洗涤过程可去除烟气中部分NO2并形成NO,形成硝酸盐进入废酸中。但是仍有部分硝酸雾未被净化洗涤液吸收,随着烟气进入后续干燥塔,被干燥塔中浓硫酸捕集,直接进入循环酸系统,可发生硝酸腐蚀氧化铁钝化膜反应,生成红色的Fe(NO3)3化合物的情况。通过因而向酸液中添加硫酸联胺(N2H4·
H2SO4)或硫酸羟胺(H6N2O2·
H2SO4),发生了以下反应:N2H4·
H2SO4+Fe(NO3)3→
N2↑
+
FeSO4↓
+H2O和H6N2O2·
H2SO4+Fe(NO3)3→
N2↑
+FeSO4↓
+H2O。因此,硝酸根还原成亚硝酸根,最终被还原成零价氮气,离开液体进入烟气。同时把3价铁还原为2价铁,生成硫酸亚铁白色沉淀。
[0022]2)去除部分氮氧化物的干净湿烟气进入干吸系统干燥脱水,再进制酸转化系统转化SO2成SO3,由于NO易与O2反应,转化工段会有部分NO与O2反应本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高硫烟气湿法脱硝的方法,包括以下步骤:1)净化:含有氮氧化物的高硫烟气鼓入硫酸净化系统,通过净化稀酸对烟气进行洗涤,除掉烟气中部分NO2并形成NO,再接着形成硝酸盐进入废酸中,净化后的湿烟气进入硫酸干吸系统;2)转化+吸收:步骤1)中净化后的湿烟气进入硫酸干吸系统中的干燥塔中进行干燥后,进入硫酸转化系统,在硫酸转化系统和硫酸干吸系统的98%酸吸收塔和发烟酸吸收塔中进行两转两吸过程,第二次吸收后的烟气进入脱硫系统,产酸进入产酸中间槽;干燥塔、98%酸吸收塔和发烟酸吸收塔中浓硫酸与常规工艺一致,是循环流动的;在干燥塔在进行干燥以及在98%酸吸收塔和发烟酸吸收塔吸收SO3时,需要通过给料器向其中加入还原剂,将硝态氮还原成N2;3)气体排放:第二次吸收后的烟气进入脱硫系统脱硫后,通过烟囱外排;4)产酸的处理:产酸进入产酸中间槽后,向产酸中间槽中加入双氧水进行反应,然后排出成品酸。2.根据权利要求1所述的高硫烟气湿法脱硝的方法,其特征在于,所述步骤1)中,净化稀酸对烟气进行洗涤采用动





两级电除雾流程,净化过程中烟气中的NO2大部分被净化稀酸吸收,产生的NO回原烟气,硝酸根进入废酸中。3.根据权利要求1所述的高硫烟气湿法脱硝的方法,其特征在于,所述步骤1)中,废酸中的硝酸根需要进行浓度监测,根据硝酸根浓度加入硫酸肼或硫酸羟胺,将硝酸根还原成N2,提前处理污酸中的硝态氮。4.根据权利要求1所述的高硫烟气湿法脱硝的方法,其特征在于,所述步骤2)中,两转两吸的具体流程为:干燥塔出来的烟气进入硫酸转化系统,进行第一次转化,转化...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱智颖杨晓武袁爱武蔡旺吴桂荣
申请(专利权)人:长沙有色冶金设计研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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