排气处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及把氨注入含硫氧化物的排气，除去硫氧化物的排气处理方法及装置。本发明专利技术的排气处理方法，用氨除去排气中的硫氧化物，其特征在于，把氨注入含有硫氧化物的排气中，使硫氧化物与氨反应，生成含硫酸铵的氨化合物，将生成的氨化合物回收后，使回收后的排气与吸收液接触，除去排气中残存的硫氧化物和／或氨。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含有硫氧化物的排气的处理，特别涉及把氨注入含硫氧化物的排气中，除去硫氧化物的排气处理方法及装置。
技术介绍
随着经济的发展，对能量的需求增高，作为能源，现在仍然依靠煤、石油等的石化燃料。但是，在燃烧石化燃料时产生的有害物质和污染物质，是造成环境污染的原因。为了防止硫氧化物、氮氧化物等的污染物质扩散到大气中污染环境，进行了如发电厂那样的、燃料燃烧设备的排气处理系统的技术开发。但是，已往的排气处理系统中，需要复杂的控制装置，并且需要大规模的污水处理系统，这些问题尚有待于改善。为了解决上述问题，开发出了向锅炉等燃烧设备的排气中注入氨，进行处理的排烟脱硫方法。向锅炉燃烧气体等的含有硫氧化物(SOx)的排气中，注入氨(NH3)的排烟脱硫方法(下面称为氨注入法)中，NH3与SOx反应，生成含硫酸铵(硫铵)的氨化合物粉体。氨注入法反应中的、特别是作为SOx的主成分的二氧化硫(SO2)，与NH3及排气中的氧(O2)和水(H2O)反应，生成反应副生成物、即硫铵〔(NH4)2SO4〕，该化学反应式如下式(1)所示。(1)如上式(1)所示，SOx与NH3反应，生成氨化合物的反应是发热反应，排气温度越低，越容易进行，所以，在氨注入法中，在注入NH3之前，先将排气冷却，或者在NH3的注入前、注入同时、注入后或将水与NH3混合进行水喷雾注入。这时，注入的水在上述(1)式的脱硫反应中被消耗，同时，借助反应热、以及排气在氨注入前所具有的显热而蒸发，所以，只要适当地调节喷雾水量等，就可以把生成的氨化合物作为干燥粉体回收。该粉体的回收通常用电集尘装置进行，回收后的粉体，由于是硫铵等的氨化合物，所以可作为肥料使用。但是，在氨注入法中，通常，SOx除去效率(下面称为脱硫率)、尤其是SO2的除去效率不高。另外，注入的NH3之中、未与SOx反应的剩余的NH3，与处理后的排气一起被放到大气中。为了减低该NH3的泄漏，必须减少氨的注入量，但是这样一来，脱硫率、尤其是SO2的除去效率更降低，另外，由于是未反应的NH3出来，所以泄漏不因氨注入量的减少而降低。另一方面，增加与NH3一起的喷雾水量，降低排气温度，虽然也可以促进脱硫反应，但这时，排气温度在反应器出口附近成为水分饱和温度，不容易将生成的粉末以干燥的状态回收。因此，为了实现高脱硫率，通常，将NH3喷雾注入后，进行数kGy～十数kGy的电子束照射(下面，把在注入NH3的同时进行电子束照射的排烟脱硫方法，称为电子束法)。这样做的目的是，通过电子束照射，从排气中的氧和水蒸气等气体分子中生成O、OH·HO2等的原子团，借助这些原子团，把在上述(1)式中未被除去的剩余SO2，氧化成三氧化硫(SO3)或硫酸(H2SO4)，用下式(2)或(3)，使该(SO3)或(H2SO4)与水(排气中原来含有的水蒸气以及与NH3一起喷雾注入的水)及NH3反应，作为硫铵回收。(2)(3)但是，在重量流量Q(kg/s)的排气中，为了仅用D(kGy)的吸收线量照射电子束，要消耗下式(4)计算的电力P(kW)。P(kW)＝Q(kg/s)×D(kGy)/(η(％)/100) (4) 式中，η是投入的电力与被排气吸收的电子束能量的比例，通常为50～80％。通常，照射电子束的方法中，要减低NH3的泄漏并要求高脱硫率时，所需的吸收线量加大，因此，用式(4)计算的电力消耗量增大。为此，本专利技术者以前提出了一种排烟脱硫方法和排烟脱硫装置，该方法是将排气先冷却到水分饱和温度以上、8℃以下，再喷雾注入氨水，并且，将该氨水形成为平均粒径0.5μm以上、30μm以下的微粒液滴，进行喷雾，这样，不必照射电子束，或者用比较少的吸收线量照射，就可以减低NH3泄漏，得到高脱硫率。但是，上述方法中，为了将NH3的泄漏降低到10ppm左右以下，并得到90％以上的脱硫率，必须要照射5kGy以上的大量吸收线量，或者要把氨水形成为平均粒径5μm以下的微粒液滴。这样，无论是前者还是后者，为了微粒化，必须要有大量的压缩空气，需要相当多的能量。
技术实现思路
概要本专利技术是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种能降低能量成本、降低NH3的泄漏、得到高脱硫率的排气脱硫方法及其装置。为了实现上述目的，本专利技术的排气处理方法，用氨除去排气中的硫氧化物，其特征在于，把氨注入含硫氧化物的排气中，使硫氧化物与氨反应，生成含硫酸铵的氨化合物，把生成的氨化合物回收后，使回收后的排气与吸收液接触，除去排气中所含的剩余硫氧化物和/或氨。这时，上述吸收液，溶解着硫酸离子(SO42-)和/或亚硫酸离子(SO32-)和/或氨离子(NH4-)。本专利技术的排气处理方法中，排气中所含的SOx中的、未与注入的NH3反应、未变换成氨化合物粉体的剩余SOx、和/或注入排气中的NH3中的、未与SOx反应、未变换成氨化合物粉体的剩余NH3，借助排气与溶解上述SO42-和/或(SO32-)和/或(NH4+)的吸收液接触，被该吸收液吸收除去。本专利技术的排气处理方法中，除了气体吸收装置的、上流侧的氨注入法部分的排气处理性能(脱硫率和泄漏氨浓度)与单独氨注入法相同时，可以使含气体吸收装置的排气处理性能，比单独氨注入法提高。即，用气体吸收装置，吸收除去SOx，可提高排气处理装置整体的脱硫率，另外，通过用气体吸收装置吸收除去NH3，可降低排气处理装置整体的泄漏氨浓度。另一方面，气体处理装置整体的排气处理性能，与单独氨注入法相同时，可显著减低氨注入法部分的运转费和设备费。即，用气体吸收装置吸收除去SOx，可降低在氨注入部分要达到的脱硫率。另外，用气体吸收装置吸收除去NH3，可以缓和在氨注入法部分的对泄漏氨浓度的要求。结果，在已往的技术中，通过照射比较大量的电子束才能达到的排气处理性能，在本专利技术中只要照射少量的电子束，或者不照射电子束就可以达到。另外，已往的技术中，如果不将氨水形成为平均粒径微小的液滴喷雾，就不能实现所需的排气处理性能，而本专利技术中，即使将氨水形成比较粗的粒径喷雾，也能达到。这样，可显著减低在氨注入法部分的运转费和设备费。本专利技术的一个实施形态中，上述吸收液，一边使溶解了的亚硫酸离子氧化一边循环使用。即，把NH3注入排气中，使SOx与NH3反应，把回收了该反应生成物后的排气，与吸收液(该吸收液一边使溶解了的SO32-氧化，一边被循环使用)接触，将NH3和SOx同时除去。通常，溶解了NH4+和SO32-的水溶液，与溶解了NH4+和SO32-的水溶液相比，NH4+的相对于SO32-的莫尔比、与NH4+的相对于SO42-的莫尔比相同时，溶解了NH4+和SO32-的水溶液，其pH比较低。例如，当NH4+∶SO32-＝NH4+∶SO42-＝2∶1时，各水溶液的浓度，与总计盐浓度(NH4+和SO32-或SO42-的合计重量浓度)相应，如表1所示。表1 排气中的NH3，在吸收液中的NH4+浓度相同的情况下，吸收液的pH越低，容易溶解到吸收液中，所以，使吸收液中的SO32-氧化成SO42-，可有效地除去回收了反应生成物后的排气中残存的NH3。另一方面，回收了反应生成物后的排气中残存的SOx，其主成分是SO2，在该SO2的吸收中，只要吸收液中的pH不显著降低，吸收液中的SO32-浓度比pH具有更强的影响。即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气处理方法，用氨除去排气中的硫氧化物，其特征在于，把氨注入含有硫氧化物的排气中，使硫氧化物与氨反应，生成含硫酸铵的氨化合物，将生成的氨化合物回收后，使回收后的排气与吸收液接触，除去排气中残存的硫氧化物和／或氨。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井筒政弘，铃木良治，青木慎治，作大介，林和昭，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]