本发明专利技术公开一种采用钠碱和柠檬酸合钴(II)湿法烟气同时脱硫脱硝生产硫酸钠和硝酸钠的技术，可以实现将SO2和NO分别转化为Na2SO4和NaNO3，从而实现SO2和NO的资源化。该方法有别于一般的脱硝将NO转化为N2，而且采用的是传统的吸收法工艺，操作条件温和，在常温常压下进行，脱硫脱硝率高，投资少，运行费用低，吸收液易再生。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及烟气治理与控制
，具体就是烟气同时脱硫脱硝(SO2和NOx)，尤其是采用钠碱和柠檬酸合钴(II)湿法烟气同时脱硫脱硝生产硫酸钠和硝酸钠的技木。
技术介绍
在我国一次能源构成和消费中，煤炭所占的比例高达70%，其中燃煤电厂又是我国耗煤和ニ氧化硫(SO2)及氮氧化物(NOx)排放的大户。SO2及NOx是大气的主要污染物，它们可产生酸雨、形成光化学烟雾、破坏臭氧，给环境和人类健康带来极大的危害。据统计，2006年，我国SO2的排放量超过了 2500万t，是世界上SO2第-排放大国；与此同时，NOx的 排放量也超过了 1000万t，中国由酸雨污染造成的年直接经济损失超过1100亿元。因此控制燃煤电厂排放的SO2及NOx，是目前我国大气污染控制领域最为紧迫的任务之一。如果对SO2及NOx分别治理，不仅占地面积大，而且投资和运行费用高。为适应目前及未来大气污染控制的需要，开发同时烟气脱硫脱硝新技术，新设备逐渐成为该领域的发展趋势。目前，烟气同时脱硫脱硝技术方法按吸收剂和脱除产物状态不同可分为湿法和干法。干法对处理S02/N0x < I的烟气较适合，湿法适合处理SO2含量较高的烟气。烟气中一般SO2浓度为2000ppm左右，NOx为500ppm (主要是NO)，故湿法烟气脱硫脱硝比干法有效且较为经济，另外其中湿法烟气脱硫エ艺在火电厂应用最广，脱硫效率高，因此湿法同时脱硫脱硝技术具有很大的发展潜力。湿法烟气脱硫脱硝关键是脱硝。烟气中NOx的95%是NO，而NO难溶于水，因此常规碱液吸收法对NO无效。同时由于烟气中的NO浓度在O. 02-0. 1%(V)之间，自然氧化的反应速度很低。经过多年的研究，国内外开发了各种各样的脱硝方法，如催化还原法，催化分解法，吸收法，吸附法，电子射线照射法,氧化吸收法,液相还原法等(见Nature，1990，343 151-153，Nature,1994,369 :139-141, Chem. Eng. Sci.，1977,33:315-318, Chem. Eng. Sci.，1996,51 :2649-2654, Ind. Eng. Chem. Res.，1993，32 :2580-2594)，其中选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction, SCR)是目前在火电厂应用较广的技术,但SCR法主要缺点是催化剂易中毒，氨泄漏以及投资和运行费用过高(见文献Heck, H, M. , Farrauto,R. J. Catalytic Air Pollution Control Commercial Technology ；Van NostrandReinhold New York,1995) 0近年来，研究者发现铁、钴、镍等过渡金属可与NO形成π -酸配位体的络合物，如今亚铁络合剂和钴络合剂同时脱硫脱硝是该技术的主流。申请号为 01105004. 7,01105698. 3,02110646. 0，200310108514. O 的中国专利申请公开了钴氨溶液和こニ胺合钴溶液高效吸收烟气中NO的方法，出口气中NO的浓度最低可以达到0%，其中こニ胺合钴易再生，而最具优势。但是由于烟气中存在大量的S02，SO2水解生成S032_，易与こニ胺合钴形成Co2(SO3)3沉淀，降低了活性组分的含量。申请号为200510100019.4中国专利公开了尿素和こニ胺合钴(III)联合脱除烟气中SO2和NO的方法，但以尿素(NH2)2CO为脱硫原料会产生温室气体CO2，所用钴为三价钴。申请号02110646. O公开了乙二胺合钴(II)联合氧化钙脱硫脱氮，用氧化钙来脱除SO2生成亚硫酸钙，但是亚硫酸钙效益低，致使不能回收硫资源，同时易造成设备的堵塞和固体废弃物的二次污染。另外乙二胺挥发性强。
技术实现思路
本专利技术的基本原理是加入的钠碱首先与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钠(Na2SO3),如下反应方程式(I)所示。随后脱硫后的烟气进入柠檬酸合钴(II)和钠碱的混合吸收液中，在该吸收液中烟气中的NO被液相络合催化氧化为亚硝酸根和硝酸根，如下反应方程式(2)- ))所示，生成的亚硝酸根和硝酸根与吸收液中的钠碱反应生成亚硝酸钠和硝酸钠，如下反应方程式(7)所示，然后将亚硫酸钠和亚硝酸钠液体分别进行强制氧化获得硫酸钠和硝酸钠，如下反应方程式(8)-(9)所示，最后经结晶和干燥。其中反应方程式中的cit表示柠檬酸。、S02+Na.+H20 — Na2SO3 (I)NO (g) — NO (aq)(2)[Co (cit) 3]2++N0 (aq)+OH-— [Co (cit) 2 (NO) (OH) ].+en (3)2 [Co (cit) 2 (NO) (OH) ] ++O2 — 2 [Co (cit) 2 (NO2) (OH) ]+ (4)2 [Co (cit)2 (NO2) (OH) ] ++40H_ — 2 [Co (cit)2 (OH)2] +N02>N03>H20 (5)[Co (cit) 2 (OH) 2]+cit — [Co (cit) 3]2++20『 (6)N02>N(V+Na++H20 — NaN02+NaN03 (7)2Na2S03+02 — 2Na2S04 (8)2NaN02+02 — 2NaN03 (9)本专利技术实现方案为首先在脱硫塔中采用钠碱法烟气脱硫，脱除烟气中的SO2，脱硫后的烟气进入脱硝吸收塔中，在脱硝吸收塔中用配制好的柠檬酸合钴和钠碱混合液作喷淋吸收液，在该吸收塔中完成脱硝。然后分别将脱硫和脱硝后的吸收液都氧化，得到硫酸钠和硝酸钠。方案中所述的在脱硫阶段的pH值控制在5-7之间，液气比为l_20L/m3之间，吸收温度控制在40-80°C之间，烟气中SO2浓度不超过4000ppm，钠碱吸收液中钠离子浓度质量百分比为0. 3% -6% ;脱硝阶段pH值控制在7-11之间，液气比控制在l-25L/m3之间，NO浓度不超过lOOOppm，柠檬酸体积百分比为0. I % _3 %，无机亚钴盐与柠檬酸络合形成的柠檬酸合钴的摩尔浓度为0. 005-0. 25mol/L，钠碱吸收液中钠离子浓度质量百分比为0.3% -6%。本专利技术与现有的脱硫脱硝技术相比较具有如下优点(I)实现302和勵资源化。采用钠碱-柠檬酸合钴脱硫脱硝，可以实现将302和NO分别转化为硫酸钠和硝酸钠，从而实现SO2和NO的资源化。总反应为2N0+2S02+3H20+6Na.+02 = 2NaN03+2Na2S04该方法有别于一般的脱硝，将NO转化为N2。(2)开发出一种新的烟气脱硝工艺。目前国内外适用范围最广、处理烟气量大的脱硝工艺主要是SCR，此种工艺投资大、运行费用高，采用的反应原理是气-固相催化反应，反应温度高，传质阻力大，效率低。而本工艺采用的是传统的吸收法工艺，反应温度低(常温)，传质阻力小，效率高。(3)柠檬酸合钴吸收液再生溶液，柠檬酸合钴不需要复杂的再生系统。(4)操作条件温和，在常温常压下进行，脱硫脱硝率高，投资少，运行费用低。附图说明图为钠碱-柠檬酸合钴同时脱硫脱硝装置和工艺流程图具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进一步阐述，但本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采用钠碱和柠檬酸合钴(II)湿法烟气同时脱硫脱硝生产硫酸钠和硝酸钠的方法，其特征在于在脱硫塔中采用钠碱法烟气脱硫，脱除烟气中的SO2，脱硫后的烟气进入脱硝吸收塔中，在脱硝吸收塔中用配制好的柠檬酸合钴和钠碱混合液作喷淋吸收液，在该吸收塔中完成脱硝，然后分别将脱硫和脱硝后的吸收液都氧化，得到硫酸钠和硝酸钠。2.根据权利要求I所述的方法，其特征是在脱硫中钠碱吸收液中钠离子浓度质量百分比为0. 3%-6%之间，液气比为l-20L/m3之间，pH值控制在5_7之间，烟气中SO2浓度不超过4000ppm，吸收温度为40-80°C之间。3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于脱硝吸收液由柠檬酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘盛余，能子礼超，曲兵，邱伟，
申请(专利权)人：成都信息工程学院，
类型：发明
国别省市：
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