烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法及专用设备技术

本发明专利技术涉及烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法及专用设备。所述方法利用一种酸性气体捕捉剂，在同一套吸收装置中对原烟气中的SO2或/和高价氮氧化物NOx进行捕获，最终生成副产物硫酸铵或/和硝酸铵；同时，原烟气中的重金属被吸附在酸性气体捕捉剂里。本发明专利技术所述方法的专用设备，包括吸收塔，塔体外连接有原烟气进入与净烟气排出管道、酸性气体捕捉剂及脱除吸收剂的供应系统、除雾水进入管道、吸收液循环系统、浆液排出及分离处理系统，原烟气进入管道上设置有增压系统和强制氧化系统。本发明专利技术在一套装置中实现烟气脱硫脱硝脱重金属集成净化功能，其副产物为化肥成分硫酸铵及硝酸铵，不产生废水、废渣，具有系统简单、成本低、回收率高等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于烟气净化
，具体涉及烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法及专用设备。
技术介绍
燃煤、燃油、燃气火力发电厂、冶金、化工、固废垃圾处理等各行业排放的烟气或工业尾气中含有二氧化硫(SO2)、氮氧化物(主要包括NO和NO2)和重金属(Hg、Ag)等污染物，成为大气和土壤的主要污染源。目前，烟气或工业尾气污染治理技术较多，其中比较成熟、具有代表性的治理烟气SO2的脱硫技术有石灰石-石膏法、氨法、双碱法等，治理烟气NOx污染物的脱硝技术有SCR(selective catalytic reduction，选择性催化还原法)、 SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction，非选择性催化还原法)、低氮燃烧法等。目前最为常见的脱硫、脱硝工艺配置为发电锅炉省煤器后空气预热器前烟气高温段设SCR脱硝装置，在除尘后加装脱硫装置。其缺点是一次性投资大、占地面积大、系统阻力大、电耗高，没有脱汞功能。对于烟气或工业尾气的中的重金属目前尚无成熟的脱除。 总之，就目前实际情况，无论采用何种技术，对SA和NOx的脱除都是在两个功能不同的装置中实现的，不具备同一套装置集成高效脱除的功能，更无在同一套装置中对二氧化硫、氮氧化物及重金属进行同时脱除的技术。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术的不足，提供一种烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法及专用设备，实现在同一套装置中对二氧化硫、氮氧化物及重金属进行集成高效脱除。本专利技术采用如下技术方案本专利技术提供的烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法，其特征在于利用一种酸性气体捕捉剂，在同一套吸收装置中对原烟气中的SO2或/和高价氮氧化物(Nox)进行捕获，生成稳定络合物；所述络合物再与一种脱除吸收剂进行反应，置换出所述酸性气体捕捉剂，并生成中间副产物亚硫酸铵或/和亚硝酸铵的盐溶液；所述中间副产物被进一步氧化为副产物硫酸铵或/和硝酸铵；所述原烟气在进入所述吸收装置之前，被强氧化剂将原烟气中的 NO氧化成所述高价氮氧化物(NOx)；在所述同一套吸收装置中，重金属被吸附在所述酸性气体捕捉剂里。本专利技术所述NOx为二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)或/和五氧化二氮 (N2O5)等。所述酸性气体捕捉剂是一种含有脱芳烃、亚砜、醇羟基、胺基、醇胺、饱和烃和异构烷烃的混合物。该混合物比重小于水、不易挥发、难溶于水、能与烟气中的或NOx生成稳定的络合物、能吸附烟气中的重金属。所述脱除吸收剂为氨水，所述氨水由液氨、氨气或尿素制备而成。只要能够满足系统维持水平衡，对氨水的浓度没有特殊要求。所述强氧化剂为臭氧(O3)或双氧水(H2O2)。所述臭氧为纯氧气或空气经过臭氧发生器电离制得。纯氧气可经过空气分离机制得。所述原烟气在被所述强氧化剂氧化之前，经锅炉引风机或/和增压风机增压。所述中间副产物亚硫酸铵或/和亚硝酸铵被氧化为所述副产物硫酸铵或/和硝酸铵利用的氧化剂为的原烟气中的氧气或/和臭氧，或者为通过氧化空气管道进入所述吸收装置的氧气或/和臭氧。当原烟气中的氧含量足以把亚硫酸铵或/和亚硝酸铵氧化为硫酸铵或/和硝酸铵时，无需通过氧化空气管道加入氧气或/和臭氧。所述酸性气体捕捉剂、所述脱除吸收剂在所述吸收装置内混合为吸收液，所述吸收液通过循环泵输送到所述吸收塔中部的喷淋层，所述原烟气进入所述吸收装置后向上经过所述喷淋层，原烟气中的S02、NOx或/和重金属被所述吸收液捕获。所述吸收液还溶解有所述副产物硫酸铵或/和硝酸铵，形成浆液；当所述浆液中的硫酸铵或/和硝酸铵达到一定浓度时，所述浆液由浆液排出装置排出，通过粉尘分离器将粉尘分离出去，得到含有硫酸铵或/和硝酸铵和酸性气体捕捉剂的盐液；所述盐液经双效分离器分离出所述酸性气体捕捉剂；分离出的酸性气体捕捉剂重新进入所述循环泵，分离后的盐液经蒸发结晶系统处理得到成品硫酸铵或/和硝酸铵晶体。重金属在酸性气体捕捉剂中积累到一定浓度后，用化学清洗剂进行脱附，脱附出的重金属集中进行无害化处理。经所述吸收液脱除了 S02、N0x或/和重金属的净烟气被设置在所述吸收装置上部的除雾器和冲洗水层除去雾滴后排出。实现本专利技术所述烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法的专用设备，包括用于脱硫脱销脱重金属反应的吸收塔、与吸收塔下部通过进口管道相连的用于提供脱除吸收剂的供氨泵、与吸收塔下部通过进口管道相连的用于提供酸性气体捕捉剂的酸性气体捕捉剂泵、与吸收塔中部相连的原烟道、与原烟道相连的臭氧管道、与吸收塔下部通过排出管道相连的浆液排出泵、与吸收塔上部相连的用于排出净烟气的净烟道、设置于吸收塔内中部区域的喷淋层、连接吸收塔内吸收液区域与喷淋层的外置的循环管道及设置于循环管道上的循环泵、设置于吸收塔内上部区域的除雾器和冲洗水层、与冲洗水层相连的用于提供除雾用水的冲洗水管道。其中，喷淋层可设置为多层。在臭氧管道上按离原烟道由远到近的顺序依次设置有空气管道、空分装置、臭氧发生器。供氨泵通过管道与氨水储罐相连。酸性气体捕捉剂泵通过管道与酸性气体捕捉剂储罐相连。在浆液排出泵之后的排出管道上，设置有粉尘分离器、双效分离器、多效蒸发系统、化肥干燥系统、化肥管道出口 ；粉尘分离器的上部连接有酸性气体捕捉剂管道，酸性气体捕捉剂管道的出口端与循环泵的循环管道相连。净烟道与烟囱相连。在臭氧管道之前的原烟道上设置有增压风机。在吸收塔下部还连接有用于提供氧气或臭氧的氧化空气系统，该系统由空气管道及其上设置的氧化风机组成。当烟气中的氧含量足以把亚硫酸铵/亚硝酸铵氧化为硫酸铵 /硝酸铵时，可以不设这一路氧化空气系统。在增压风机之前的原烟道上连接有旁路烟道，旁路烟道的出口端与净烟道相连。本专利技术的优点及有益效果如下(1)在一套装置中实现烟气脱硫脱硝脱重金属集成净化功能，而其系统阻力仅与现有的石灰石-石膏法相当；相对SCR脱硝加湿法脱硫联合布置降低了约30% ；占地也仅与石灰石-石膏法装置相当；(2)副产物为硫酸铵及硝酸铵，不产生废水、废渣；(3)酸性气体捕捉剂在使用之后可分离出来，通过循环泵返回塔内循环使用；(4)净烟气中氮氧化物含量降低到50mg以下，二氧化硫含量降低到50mg以下。总之，本专利技术具有系统简单、易于实现、成本低、回收率高等特点。附图说明图1为本专利技术的工艺流程中1-原烟道，2-增压风机，3-吸收塔，4-除雾器，5-净烟道，6_烟囱，7_旁路烟道，8-冲洗水管道，9-空气管道，10-空分装置，11-臭氧发生器，12-臭氧管道，13-空气管道，14-氧化风机，15-氨水储罐，16-供氨泵，17-酸性气体捕捉剂储罐，18-酸性气体捕捉剂泵，19-浆液排出泵，20-粉尘分离器，21-双效分离器，22-多效蒸发系统，23-化肥干燥系统，24-化肥管道出口，25-酸性气体捕捉剂管道，26-循环泵，27-喷淋层，28-冲洗水层。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术所述方法及专用设备做一详述，但不作为对本专利技术的限制。图1为本专利技术的专用设备的结构示意图，利用图1所示设备进行烟气脱硫脱硝脱重金属的一体化方法如下原烟气经增压风机2增压，进入原烟道1，在进入吸收塔3之前， 从臭氧管道12向原烟道1加入一定量的臭氧，将原烟气中的一氧化氮氧化为二氧化氮等高价氮氧化物(NOx)，之后原烟气从原烟道1进口进入吸收塔3。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法，其特征在于：利用一种酸性气体捕捉剂，在同一套吸收装置中对原烟气中的ＳＯ２或／和ＮＯｘ进行捕获，生成稳定络合物；所述络合物再与一种脱除吸收剂进行反应，置换出所述酸性气体捕捉剂，并生成中间副产物亚硫酸铵或／和亚硝酸铵的盐溶液；所述酸性气体捕捉剂被循环利用；所述中间副产物被进一步氧化为副产物硫酸铵或／和硝酸铵；所述原烟气在进入所述吸收装置前被强氧化剂将原烟气中的ＮＯ氧化成所述ＮＯｘ；在所述同一套吸收装置中，重金属被吸附在所述酸性气体捕捉剂里。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史绍荣，杜文丹，王艳波，
申请(专利权)人：王晓晔，
类型：发明
国别省市：11