一种同时脱硫脱硝的湿式氨法烟气洁净工艺及其系统。该工艺先使烟气中的一氧化氮进行氧化反应生成二氧化氮，然后使烟气中的二氧化硫和二氧化氮分别与氨水进行反应生成亚硫酸铵、硝酸铵和亚硝酸铵，再使其中的亚硫酸铵和亚硝酸铵发生氧化反应生成副产品硫酸铵和硝酸铵，同时对脱硫脱硝后的烟气进行除雾，最终获得洁净烟气。其系统包括依次连接的预除尘装置、双氧水或臭氧喷射装置和脱硫脱硝塔，脱硫脱硝塔底部连有氨水补给装置和空气给进装置，中部设有可循环喷射的氨水喷淋层，上部设有除雾器。其工艺简单、系统简化、投资及运行成本低廉，不仅脱硫脱硝效率高，而且脱硫脱硝吸收剂的利用率高，脱硫脱硝副产品为可资源化利用的硫酸氨和硝酸氨化肥。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对燃煤电站所排放烟气的净化处理技术，具体地指一种同时脱硫脱硝的湿式氨法烟气洁净工艺及其系统。
技术介绍
我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，煤炭占我国一次能源生产和消耗的比例一直在70％以上，燃煤废气如二氧化硫SO2、氮氧化物NOx的排放已形成了巨大的环境污染，从根本上治理SO2和NOx排放所造成的污染势在必行。目前，用于燃煤电站的烟气脱硫、烟气脱硝和烟气除尘等工艺和设备绝大多数还是单独开发的，形成各自的技术体系和工艺流程。为了达到环保排放要求，即除去烟气中的SO2、NOx和粉尘，燃煤电厂至少需要两套以上独立的脱硫和脱硝系统。对于烟气脱硝技术而言，传统的方法主要有选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)，SCR法虽然可以实现很高的脱硝效率，满足严格的烟气排放标准，但其工艺和设备系统复杂，且需要特殊的催化剂，整个系统投资与运行成本偏高。SNCR法虽然工艺和设备系统简单，投资和运行成本较低，但其脱硝效率不高，有时很难达到国家排放标准的要求。对于烟气脱硫技术而言，传统的方法主要有石灰石-石膏法、海水脱硫法、循环流化床干式烟气脱硫法和湿式氨法烟气脱硫法等等。石灰石-石膏法和海水脱硫法存在占地面积大、系统复杂、能耗和运行成本高的缺陷。循环流化床干式烟气脱硫法虽然系统简单、占地面积小、运行成本低，但其对脱硫剂的质量要求较高，且脱硫副产品亚硫酸钙很难综合利用。湿式氨法烟气脱硫法所采用的脱硫塔主要有填料塔、液柱塔和喷淋塔数种，虽然具有占地面积小、投资和运行费用低、脱硫副产品为有价值的化学原料和农作物化肥的优点，但其脱硝效率却很低。为了解决上述问题，公告号为CN2712446Y和CN2746971Y的中国技术专利说明书分别提出了一种《烟气脱硫脱硝装置》和《脱硫脱硝一体化烟气净化塔》，但其脱硫脱硝设备均为体积笨大的填料装置，且直接采用氨水溶液来吸收烟气中的氮氧化物NOx，不仅使整个脱硫脱硝设备的阻力大幅增加，而且也不能有效地除去烟气中的NOx。这是因为NOx组份中90％以上为一氧化氮NO，而NO很难溶于水，采用简单的洗涤法很难将NO吸收。由此可见，采用两套以上独立的脱硫和脱硝系统不仅烟气净化设备复杂、占地面积大、建设与运行费用高，而且将这些独立的脱硫、脱硝和除尘系统合理组合起来实现综合高效运行还存在许多困难。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种同时脱硫脱硝的湿式氨法烟气洁净工艺及其系统。采用该工艺及其系统能够有效提高烟气的脱硫、脱硝效率和脱硫脱硝吸收剂的利用率，并且其工艺流程简单、系统结构简化、投资及运行成本低廉，脱硫脱硝副产品为可资源化利用的硫酸氨和硝酸氨化肥。为实现上述目的，本专利技术所设计的同时脱硫脱硝的湿式氨法烟气洁净工艺，是对需要脱硫的烟气进行预除尘处理后，再按如下工艺步骤进行处理1)采用双氧水H2O2或臭氧O3作为氧化剂，以空气作为雾化介质，将其均匀喷射到经过预除尘处理的烟气中，使烟气中的一氧化氮NO气体既与双氧水或臭氧发生化学反应、也与空气中的氧气发生化学反应，生成二氧化氮NO2气体。其化学反应的方程式如下NO+H2O2＝NO2+H2O或者NO+O3＝NO2+O22NO+O2＝2NO22)采用氨水NH3作为脱硫脱硝剂，将其喷射到经过氧化处理的烟气中，使烟气中的二氧化硫SO2和二氧化氮NO2分别与氨水发生化学反应，生成亚硫酸铵(NH4)2SO3、硝酸铵NH4NO3和亚硝酸铵NH4NO2混合物。可以采用质量百分浓度为25～30％的氨水与二氧化硫SO2和二氧化氮NO2进行气液两相反应，其化学反应的方程式如下2NH3+SO2+H2O＝(NH4)2SO32NH3+2NO2+H2O＝NH4NO2+NH4NO33)采用空气作为氧化剂，将其喷射到脱硫脱硝反应生成的亚硫酸铵(NH4)2SO3、硝酸铵NH4NO3和亚硝酸铵NH4NO2混合物中，使其中的亚硫酸铵和亚硝酸铵与空气中的氧气发生充分的氧化反应，生成副产品硫酸铵(NH4)2SO4和硝酸铵NH4NO3。其化学反应的方程式如下2(NH4)2SO3+O2＝2(NH4)2SO42NH4NO2+O2＝2NH4NO34)对经过脱硫脱硝反应的烟气进行除雾处理，脱除烟气中所携带的液滴，即可获得同时脱硫脱硝的洁净烟气。在上述步骤1)中，一氧化氮与双氧水或臭氧的反应温度优选控制在110～130℃的范围内，最好为115～125℃。这样，双氧水或臭氧可以在合适的温度下与烟气中的一氧化氮发生充分完全的反应，将绝大部分的一氧化氮转化为二氧化氮，从而提高整个工艺的脱硝效率。上述步骤1)中，氧化剂双氧水或臭氧的喷射量按以下比例确定双氧水或臭氧与烟气中的一氧化氮的摩尔比为1.0～1.2。上述步骤2)中，脱硫脱硝剂氨水的补给量按以下比例确定脱硫所需的氨水与烟气中二氧化硫的摩尔比为2.1～2.3，脱硝所需的氨水与烟气中二氧化氮的摩尔比为1.1～1.3。这样，一方面从需要量的角度保证了脱硫脱硝剂氨水与氮氧化物NOx和二氧化硫完全充分反应，另一方面也避免了投入过脱硫脱硝剂而生产的新污染和资源浪费。为实现上述工艺而专门设计的同时脱硫脱硝的湿式氨法烟气洁净系统，包括预除尘装置和脱硫脱硝塔。所述预除尘装置和脱硫脱硝塔之间的烟道上设置有双氧水或臭氧喷射装置，烟气经过双氧水或臭氧处理后进入脱硫脱硝塔中。所述脱硫脱硝塔自下而上依次设有底部浆池区、下部烟气输入区、中部喷淋区、以及上部烟气除雾区，其中脱硫脱硝塔的底部设有排浆口，脱硫脱硝塔的底部浆池区连接有氨水补给装置和空气给进装置；脱硫脱硝塔的下部烟气输入区设置有烟气进口；脱硫脱硝塔的中部喷淋区布置有多个氨水喷淋层；脱硫脱硝塔的上部烟气除雾区布置有除雾器，脱硫脱硝塔的顶部设有烟气出口；脱硫脱硝塔的底部浆池区与氨水喷淋层之间通过外置的浆液循环泵相连。进一步地，上述脱硫脱硝塔底部的排浆口通过排浆泵与旋流分离器的进口相连，旋流分离器的下溢流口与脱水器的进口相连，脱水器的固体出口与干燥器相连。同时，将旋流分离器的上溢流口和脱水器的液体出口与中间箱的进口相连，中间箱的出口通过回收循环泵与脱硫脱硝塔的底部浆池区相连。由此，可实现对脱硫脱硝所生成的副产品硫酸铵和硝酸铵浆液的综合加工处理，将其分离、脱水、干燥后，直接变成可库存的硫酸铵和硝酸铵化肥，同时将分离出来的残液送回脱硫脱硝塔继续循环，实现脱硫脱硝产物的无害化和资源化利用。与现有技术相比，本专利技术的优点在于其一，本专利技术将烟气的脱硫、脱硝工艺及其所采用的设备有机地组合成一个完整的工艺体系，既简化了工艺流程、减小了设备占地面积，又大幅降低了设备的投资和运行费用。其二，本专利技术首先通过双氧水或臭氧将烟气中含量在90％以上的一氧化氮氧化成二氧化氮，再采用氨水作为吸收剂同时脱除烟气中的二氧化硫和二氧化氮。由于二氧化氮更容易被氨水吸收，因此本专利技术有效克服了传统湿式氨法烟气脱硫脱硝技术中脱硝效率低下的缺陷，其脱硝效率可达90％以上，其脱硫效率也在95％以上。其三，本专利技术的脱硫脱硝副产物为硫酸铵和硝酸铵化肥，经过分离、脱水和干燥处理后其纯度可达99％，可实现脱硫脱硝产物的无害化和资源化利用，并具有良好的市场前景，特别符合我国作为农业大国的国情。综上所述，本专利技术具有投资小、能耗低、工艺及系统简单、运本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种同时脱硫脱硝的湿式氨法烟气洁净工艺，包括对需要脱硫的烟气进行预除尘处理，其特征在于：该工艺还包括如下步骤：１）采用双氧水或臭氧作为氧化剂，以空气作为雾化介质，将其均匀喷射到经过预除尘处理的烟气中，使烟气中的一氧化氮既与双氧水或臭 氧发生化学反应，也与空气中的氧气发生化学反应，生成二氧化氮气体；２）采用氨水作为脱硫脱硝剂，将其喷射到经过氧化处理的烟气中，使烟气中的二氧化硫和二氧化氮分别与氨水发生化学反应，生成亚硫酸铵、硝酸铵和亚硝酸铵混合物；３）采用空 气作为氧化剂，将其喷射到脱硫脱硝反应生成的亚硫酸铵、硝酸铵和亚硝酸铵混合物中，使其中的亚硫酸铵和亚硝酸铵与空气中的氧气发生充分的氧化反应，生成副产品硫酸铵和硝酸铵；４）对经过脱硫脱硝反应的烟气进行除雾处理，脱除烟气中所携带的液滴，即 可获得同时脱硫脱硝的洁净烟气。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐志安，韩旭，徐尹生，李雄浩，余福胜，高翔鹏，李瑞鑫，朱敬，
申请(专利权)人：武汉凯迪电力环保有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
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