[发明专利]燃煤烟气软锰矿浆资源化同步脱硫脱硝方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤烟气资源化治理技术，特别是涉及以软锰矿为吸收剂吸收脱除燃煤烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法，用于燃煤烟气二氧化硫和氮氧化物的废气治理与软锰矿开发利用，是一种回收利用硫、氮资源与综合利用锰资源的方法。 

背景技术

二氧化硫(SO₂)与氮氧化物(NO_x)是导致酸雨的“酸性气体”，也是导致温室效应的“间接温室气体”，给环境带来广泛的危害和重大的经济损失。早在1996年，我国商品能源消耗导致的NO_x排放量就高达1200万吨。2005年，全国废气中SO₂排放量为2549.3万吨，居世界第一位。SO₂及NO_x污染源90％来自燃煤，而我国以煤为主的能源结构短期内难以改变。因此，控制燃煤SO₂及NO_x污染是当前我国需要重点解决的关键环保问题。烟气脱硫脱硝被公认为是主流和根本有效的技术控制手段。当前，发达国家已基本解决了燃煤烟气脱硫问题，开始转向燃煤烟气同步脱硫脱硝，广泛使用的工艺为湿法烟气脱硫+选择性催化还原(SCR)组合烟气脱硫脱硝工艺，但其问题是投资和运行费用高、副产物较难资源化利用，对发展中国家仍是一大负担。发达国家的经验证实，单独使用燃煤烟气脱硫脱硝技术，一次性投资和运行费用高，占地面积大，而同时脱硫脱硝技术有望克服这些困难。因此，研发更经济、更有效、符合中国国情的燃煤烟气脱硫脱硝新技术和新工艺，对于我国及广大发展中国家实现燃煤大气污染治理的跨越式发展，具有重要意义。在我国此类技术已被列入“十一五”我国燃煤烟气脱硫脱硝技术领域重点发展技术导向，也是国际燃煤烟气脱硫脱硝技术领域的重要发展方向。 

硫酸锰及硝酸锰是一种重要的化工产品，也是主要的化工、冶金原料。传统的基于软锰矿的硫酸锰及硝酸锰生产方法主要为还原焙烧酸浸法，需要先将软锰矿中二氧 化锰(MnO₂)高温焙烧还原为氧化锰(MnO)，再用硫酸、硝酸浸出以获得硫酸锰、硝酸锰母液。传统工艺由于热耗、酸耗大，致使生产成本居高不下，且环境污染重，已不能适应当前循环经济发展要求，因此，迫切需要寻找一种新的工艺方法来突破目前整个硫酸锰及硝酸锰行业发展所受到的制约。 

我国湖南、湖北、四川、重庆、广西、云南、甘肃、宁夏及青海等中西部地区软锰矿储量丰富，但大多属于锰品位低于25％的贫劣矿，难以用于钢铁冶炼，同时西南地区也是我国燃煤二氧化硫及酸雨污染重灾区。为了有效利用这些资源和治理燃煤烟气污染，使这些地区的经济持续发展，需要开发出一套软锰矿浆燃煤烟气脱硫脱硝资源化新技术，即利用燃煤烟气中SO₂及NO_x与软锰矿中MnO₂的氧化-还原性进行同步脱硫脱硝，并副产用途广阔的硫酸锰及硝酸锰，从而实现以贫矿治理废气，控制酸雨污染，具有十分重要的社会、环境与经济效益。 

从已有的公开文献资料来看，国外已开展了软锰矿浆燃煤烟气脱硫研究工作，并取得了一定成果，如美国专利U.S Patent 4,923,688用锰的氧化物处理烟气中的硫化物(H₂S、SO₂、硫醇)，前苏联Kuzmin.G..A.对利用软锰矿在水蒸气条件下吸收烟气中的过程进行了研究，申请并获得了前苏联专利，日本公开特许公报报道石川辽平、落合弘等采用软锰矿浆在气泡塔中吸收尾气中SO₂，并副产硫酸锰，申请并获得了日本专利。国外的这些研究报道多局限于专利文献，未见有进一步的研究性进展报道，也未见有工业中试及工业化应用的报道。这主要是由于国外受软锰矿资源制约，主流已商业化的烟气脱硫以湿法钙基为主(占已建成装置的85％)，且燃煤烟气脱硫问题已解决得较好。关于软锰矿浆湿法燃煤烟气脱硝的研究工作国外尚未见期刊论文报道，亦未见专利申请文件公开。对于用软锰矿浆液进行燃煤烟气同步脱硫脱硝的基础与应用研究，及类似于此体系的基础研究或综合性应用基础研究，国内外尚未见期刊论文报道，亦未见有关专利文献的公开。