本发明专利技术是一种烟气脱氮氧化物综合法，本发明专利技术总的特征是烟气脱氮氧化物综合法在燃煤电厂烟气原有设备的除尘除硫装置之后，增加本发明专利技术所述技术方案的设备，去除燃煤烟气中的氮氧化物，处理后的洁净烟气再返回到原有设备的烟囱中排放至大气。本发明专利技术所述的技术方案包括化学除氧、络合吸收、加热解吸、余热回收、生物还原和化学收集六个环节。由于络合吸收和加热解吸反应迅速，因此本发明专利技术所述的技术方案保留了湿式络合吸收法较高反应速度的优点，而较低的生物还原工作量降低了本发明专利技术所述的技术方案对生物反应器规模的需求，因此能克服微生物法的系统处理负荷低的缺点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种烟气脱氮氧化物综合法，其涉及一种应用于燃煤电厂烟气脱氮氧化物的方法，特别是涉及一种采用化学、物理和生物多种方法处理烟气中氮氧化物的综合方法。
技术介绍
烟气脱氮氧化物也称烟气脱硝，主要的成熟技术是SCR，中文全称“选择性催化还原法”。SCR需要钼系列、钛系列、钒系列及混合型系列昂贵的金属催化剂。催化剂的投资占了整个系统投资的60%左右，并且催化剂的寿命只有二至三年。SCR采用NH3作为还原剂，NH3的中文名称是“氨”，由于NH3具有有毒易燃易爆的特性，NH3的运输、储存、使用、应急处理和安全防范措施是一整套要求严格而庞大的系统。虽然SCR净化效率高、二次污染小，但 是昂贵的设备投资和运行费用阻碍了其普及推广。微生物法工艺设备简单、能耗低、运行费用低、二次污染少，这些优点使其成为处理废气中氮氧化物新的趋势。只是生物反应的净化过程相对较慢，吸收液在生物反应器中一般需要停留几分钟至几小时，而燃煤烟气在吸收塔内停留时间仅为几秒种，同时燃煤烟气流量巨大，微生物无法及时净化烟气中的氮氧化物。燃煤烟气在吸收塔内的温度在60°C左右，这是多数微生物生存的上限温度，一次几秒钟的烟气温度波动就足以杀死多数微生物。而微生物的挂膜培养通常需要几周至几个月的时间。微生物生存环境条件难以控制，所以微生物法未能实现工业应用。湿式络合吸收法是烟气脱硝技术新的研究进展。1993年，在美国能源部资助下，Benson等在Dravo石灰公司进行了 Fe (II)EDTA同时脱硫脱硝的中试研究,吸收剂为6%的氧化镁增强石灰，脱硫率为99 %，脱硝率大于60 %。Fe(II)EDTA中文全称是“乙二胺四乙酸亚铁”，是一种螯合物。烟气中的氮氧化物主要是NO，中文名称是“一氧化氮”，烟气中的NO与Fe (II) EDTA反应生成Fe (II) EDTA (NO)，中文全称是“亚硝酰亚铁螯合物”。Fe(II)EDTA(NO)可以用蒸汽加热等办法解吸出高浓度的NO，同时还原成Fe(II)EDTA。烟气中的SO2,中文名称是“二氧化硫”，溶解于水溶液中，生成S032_离子，中文名称是“亚硫酸根离子”，SO32-也会与Fe(II)EDTA反应生成Fe (II)EDTA(S032—)，Fe(II)EDTA (SO32-)比 Fe (II) EDTA 更容易生成亚硝酰基化合物 Fe (II) EDTA (SO32-) (NO), Fe(II)EDTA(SO32O (NO)是一种很难分解的化合物。同时Fe(II)EDTA(NO)配位的NO与溶解的SO2反应生成N2、N20、连二硫酸盐、硫酸盐、各种N-S化合物，这些副产品有较高的水溶性，难以从溶液中分离出来。另外Fe(II)EDTA很容易被水中溶解的02，中文名称是“氧气”，氧化而生成Fe(III)EDTA,而Fe(III)EDTA不能与NO络合，降低对NO的吸收率。这些化学反应的形成造成了吸收剂的损失，最终造成湿式络合吸收法也未能实现工业应用。其它脱硝工艺存在净化效率低、有二次污染等缺点，不适于处理燃煤电厂烟气。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服选择性催化还原法、微生物法和湿式络合吸收法的缺陷，提供一种投资较低、运行安全、反应迅速、易于控制、吸收液再生彻底、副产品有经济效益、无二次污染的烟气脱氮氧化物综合法。本专利技术的实施方案如下本专利技术总的特征是烟气脱氮氧化物综合法在燃煤电厂烟气原有设备的除尘除硫装置之后，增加本专利技术所述技术方案的设备，去除燃煤烟气中的氮氧化物，处理后的洁净烟气再返回到原有设备的烟 中排放至大气。本专利技术所述的技术方案包括化学除氧、络合吸收、加热解吸、余热回收、生物还原和化学收集六个环节。化学除氧环节，除氧塔中的除氧填料可以采用海绵铁颗粒或者其它铁系除氧剂，除氧循环泵把水循环喷淋到除氧填料中，来自原有设备的除尘装置、除硫装置的燃煤烟气进入除氧塔内，穿过除氧填料发生化学反应。O2与铁和水反应，最终生成Fe (OH)3，中文名称是“氢氧化铁”。Fe (OH) 3沉淀，定期从沉淀箱中排出。在有溶解O2的参与下，SO2溶于水生成硫酸，稀硫酸与铁反应生成FeSO4,中文名称是“硫酸亚铁”。除氧水溶液中含有FeSO4,FeSO4是一种混凝剂，定期更换的除氧水溶液，在燃煤电厂中可以用于粉煤灰水的混凝沉淀处理。络合吸收环节，来自除氧塔出气口的燃煤烟气进入脱硝吸收塔内，脱硝吸收塔底部液池中是配制好的Fe(II)EDTA吸收液，由吸收循环泵向下循环喷淋，燃煤烟气与脱硝吸收液接触，NO溶于水迅速与Fe(II)EDTA反应生成Fe(II)EDTA(NO)。燃煤烟气中残存的O2溶解于水，把极少量的Fe (II) EDTA氧化生成Fe (III) EDTA0去除NO的洁净烟气由脱硝吸收塔的出气口输送至原有设备的烟气再热装置加热，升温至>70°C，最后从烟囱中排放至大气。加热解吸环节，脱硝吸收塔底部液池中一部分脱硝吸收液，经过加热泵输送至气体冷凝罐的气体冷凝器和冷冻机组的冷凝换热器升温，再输送至解吸脱气罐中，电厂余热蒸汽经过沸腾加热器，继续加热解吸脱气罐中的脱硝吸收液，真空泵使解吸脱气罐中产生一定程度的真空，解吸脱气罐中的脱硝吸收液沸腾。大部分的Fe (II) EDTA (NO)解吸出高浓度的NO，同时还原成Fe(II)EDTA。解吸后的脱硝吸收液由冷却泵输送至蒸发换热器中进行冷却，大部分的冷却后脱硝吸收液再输送至脱硝吸收塔底部液池中，形成解吸循环。真空泵把解吸脱气罐中解吸出高浓度的NO和蒸发的吸收液水蒸汽输送至气体冷凝罐中，吸收液水蒸汽被气体冷凝器冷却成吸收液蒸馏水，由冷凝水泵输送至氮封缓冲罐中。余热回收环节，冷冻机组构成热泵系统，制冷剂经压缩机把蒸发换热器吸收的热量传送至冷凝换热器中，形成余热循环利用。生物还原环节，小部分的经过蒸发换热器冷却后的脱硝吸收液，由缓冲泵定量输送至氮封缓冲罐中，稳定水温和降低脱硝吸收液中Fe (I I) EDTA和Fe (I I) EDTA (NO)以及Fe (III) EDTA的浓度，再由还原进水泵输送至生物反应器中，生物反应器中的生物填料表面附着有厌氧的反硝化菌，一部分反硝化菌把Fe (III)EDTA还原成Fe (II) EDTA，一部分反硝化菌把剩余的Fe(II)EDTA(NO)还原成Fe (II) EDTA和N2, N2中文名称是“氮气”。为了增加 生物反应的水力停留时间，用还原循环泵使脱硝吸收液在生物反应器中循环流动。还原后的脱硝吸收液进入氮封贮水罐中，再由回流泵输送至脱硝吸收塔底部液池中，形成还原循环。反硝化菌的生长必须外加营养源，根据需要加入碳营养源和磷营养源，必要时补充氮营养源，还可以用富含有机物的污水代替营养源，做到以污治污。生成的N2对生物反应器、氮封缓冲罐和氮封贮水罐产成氮封作用，隔绝氧气，之后排放至大气。化学收集环节，被气体冷凝器冷却的NO输送至化工反应装置中提纯，作为化工原料和医药原料，或者输送至化工反应装置中进行化学反应，产生的脱硝副产品可以作为商品销售。化学除氧环节中的除氧水溶液与后续的脱硝吸收液相互隔离是本专利技术所述的技术方案中重要的特征。反硝化菌多数是专性厌氧菌，少数是兼性厌氧菌，水中溶解的O2和硫化物对反硝化菌的生长有抑制作用。水中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种烟气脱氮氧化物综合法，其特征在于烟气脱氮氧化物综合法在燃煤电厂烟气原有设备的除尘除硫装置之后，增加本发明所述技术方案的设备，去除燃煤烟气中的氮氧化物，处理后的洁净烟气再返回到原有设备的烟 中排放至大气；本发明所述的技术方案包括化学除氧、络合吸收、加热解吸、余热回收、生物还原和化学收集六个环节； 化学除氧环节，除氧塔中的除氧填料可以采用海绵铁颗粒或者其它铁系除氧剂，除氧循环泵把水循环喷淋到除氧填料中，来自原有设备的除尘装置、除硫装置的燃煤烟气进入除氧塔内，穿过除氧填料发生化学反应；02与铁和水反应，最终生成Fe (OH) 3，Fe (OH) 3沉淀，定期从沉淀箱中排出；在有溶解O2的参与下，SO2溶于水生成硫酸，稀硫酸与铁反应生成FeSO4,除氧水溶液中含有FeSO4, FeSO4是一种混凝剂，定期更换的除氧水溶液，在燃煤电厂中可以用于粉煤灰水的混凝沉淀处理； 络合吸收环节，来自除氧塔出气口的燃煤烟气进入脱硝吸收塔内，脱硝吸收塔底部液池中是配制好的Fe(II)EDTA吸收液，由吸收循环泵向下循环喷淋，燃煤烟气与脱硝吸收液接触，NO溶于水迅速与Fe (II)EDTA反应生成Fe (II)EDTA(NO);燃煤烟气中残存的O2溶解于水，把极少量的Fe (II) EDTA氧化生成Fe (III) EDTA ;去除NO的洁净烟气由脱硝吸收塔的出气口输送至原有设备的烟气再热装置加热，升温至> 70°C，最后从烟囱中排放至大气； 加热解吸环节，脱硝吸收塔底部液池中一部分脱硝吸收液，经过加热泵输送至气体冷凝罐的气体冷凝器和冷冻机组的冷凝换热器升温，再输送至解吸脱气罐中，电厂余热蒸汽经过沸腾加热器，继续加热解吸脱气罐中的脱硝吸收液，真空泵使解吸脱气罐中产生一定程度的真空，解吸脱气罐中的脱硝吸收液沸腾；大部分的Fe(II)EDTA(NO)解吸出高浓度的NO，同时还原成Fe(II)EDTA ;解吸后的脱硝吸收液由冷却泵输送至蒸发换热器中进行冷却，大部分的冷却后脱硝吸收液再输送至脱硝吸收塔底部液池中，形成解吸循环；真空泵把解吸脱气罐...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓东，
申请(专利权)人：赵晓东，
类型：发明
国别省市：
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