[发明专利]烟气湿法脱硫脱硝清洁工艺技术

说明书

本发明属于含二氧化硫、氮氧化物烟气的污染治理及其资源回收利用工艺技术。

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一。因此我国大气污染以煤烟型为主，主要污染物是二氧化硫、氮氧化物和烟尘。我国目前的大气环境状况仍不容乐观，随着近年来经济的高速发展，大气环境也在不断恶化。城市大气SO₂等污染程度非常严重。据1997年《中国环境状况公报》公布，二氧化硫排放总量为2346万吨，其中，工业来源的排放量为1852万吨，占78.9％。工业排放的总量中县及县以上为1363万吨，占73.6％。我国的酸雨污染也有上升趋势。长江以南、青藏高原以东及四川盆地，酸雨中心PH值最低4.0，酸雨频率80％。1997年全国降水PH值平均为3.74-7.79，低于5.6的城市44个，占统计城市的47.8％。

为了防治二氧化硫污染和酸雨问题，目前国内外所采取的方法很多，如烟气脱硫技术、清洁煤技术、节能技术等。由于烟气中的硫以SO₂形态存在，脱除较易，所以烟气脱硫是目前较为实用的途径，世界各国研究的也较多。烟气脱硫方法大致分为两类，干法和湿法。干法脱硫效率低，设备庞大，操作技术要求高，发展较慢。湿法脱硫设备小，操作容易，且脱硫效率高。因此，国外注重湿法脱硫的研究，尤其以日本、美国、德国研究得最多。烟气脱硫还可根据生成物是否有用，分为抛弃法和回收法。回收法因其经济因素倍受人们的关注。1987年戎景熊等人提出了用碱式硫酸铝吸收烟气中的二氧化硫，然后采用蒸汽加热法回收二氧化硫的方法；1986年吴菊贤提出了利用工业废渣、烟泥、活性炭、粮食面粉等原料制得的多孔吸附材料来吸附烟气中的二氧化硫，从而回收二氧化硫的技术；孙佩石等人研究了铁基催化剂吸收液净化烟气中的二氧化硫工艺；欧洲原子能联营曾申请了中国专利(申请号：87103118)，提出了用乙二氨四乙酸铁为吸收剂吸收烟气中的氮氧化物，然后采用电解再生；杨德俊等人发明了(专利申请号：92111928)利用废铁屑加水在催化剂条件下吸收二氧化硫生成硫酸亚铁的新工艺；豆坝电厂也实验了采用从灰渣中选出的铁颗粒料与烟气中的二氧化硫反应，生成硫酸亚铁副产物。后两种技术与本发明的出发点相同，但工艺过程和产物不同，效果也大不相同。

同时，水处理药剂是给水及污水处理的重要化学品，特别是无机混凝剂类的应用更为广泛，近年来倍受关注的是无机高分子混凝剂如聚合硫酸铁及聚合硫酸铝等。目前该类高分子混凝剂的生产多用硫酸亚铁、氧化铝等原料，在催化剂和硫酸存在下，经过空气氧化或氧化剂氧化聚合而成，生产原料特别是催化剂成本高导致产品价格大大高于常规无机混凝剂，使其应用受到限制。利用烟气脱硫过程直接回收聚合硫酸盐类尚未见报导。

本发明的目的是提供一种无废水、废渣排放，二氧化硫去除率高，资源可回收利用的烟气湿法脱硫脱硝工艺技术，同时制得的副产品聚合硫酸盐可用作水处理的药剂。

本发明是这样来实现的：

烟气湿法脱硫脱硝的原理是以废铁屑或废铝屑为脱硫剂与用喷淋水吸收烟气中的二氧化硫后所生成的酸反应，生成硫酸亚铁或硫酸铝，再将它们经过空气氧化，就可制得聚合硫酸铁(铝)与硫酸铁(铝)的混合物作为高效水处理药剂。而烟气脱硝反应的基本过程是氮氧化物与酸反应成为亚硝酸，然后被脱硫剂还原成氮气无害化排放，脱除率达90％以上。

附图(1)是烟气脱硫脱硝工艺流程图，图(1)中反应塔的本体(1)，进气口(2)，填料支撑板(3)，填料(4)，上布水板(5)，喷头(6)，排气口(7)，吸收液供水管(8)，吸收液流量计(9)，吸收液储槽(10)，吸收液回流泵(11)，吸收液回水管(12)，液位计(13)，填料加入口(14)。反应塔常用圆柱形，也可采用方形，其材质可以采用不锈钢(小型：10立方米以下)，塑钢(中型：100立方米以下)，或钢筋混凝土内防腐处理(大型：100立方米以上)。

反应塔的填料(4)分两种：一种是惰性填料，它仅作为气液吸收提供相界面积，本身不发生反应，固体脱硫剂(铁屑)加入到吸收液槽(循环槽)中，回收化学反应在吸收液储槽中进行，该类填料包括陶瓷制品、塑料制品、不锈钢制品等耐腐蚀性制品，其直径在50-100毫米之间。另一种是反应性填料，将固体脱硫剂直接作为填料，回收反应在填料塔直接进行，该类填料包括诸如铁屑、铝屑等金属或其氧化物。