[发明专利]燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃煤烟气联合脱硫脱硝方法，具体说是一种燃煤烟气的尿素湿法 联合脱硫脱硝方法。

技术背景

我国能源结构以煤炭为主，燃煤烟气中的SO₂和NO_X是大气污染物的主要来源， 不但给生态环境带来严重危害，并由此形成酸雨等一系列环境问题。因此在目前国力 有限的状况下，大力发展低费用的燃煤污染防治技术是当务之急。而同时脱除SO₂和 NO_X具有设备简单、管理操作方便、占地面积小、投资运行费用低等优点，是一项符 合我国国情的燃煤污染治理技术，有良好的发展前景。

尿素是一种还原剂，用尿素作为吸收剂同时脱除SO₂和NO_X的工艺过程是烟气与 尿素溶液接触，其中的NO_X被还原生成N₂，SO₂则与尿素反应生成硫酸铵，净化后的烟 气可直接排放，反应后的溶液可制成硫酸铵化肥出售。

尿素法同时脱硫脱硝工艺的反应产物无害，硫酸铵还可作为肥料向外销售，获取 一定的经济效益。但是目前尿素法联合脱硫脱硝技术还不成熟，无法在工业上推广应 用，需要解决以下的问题：(1)明确尿素湿法脱硫脱硝的反应机理；(2)单纯尿素溶液 脱硝效率较低。

发明内容

尿素的脱硝效率一般只能达到15％左右，究其原因，主要是NO_X氧化度过低，只有 5～10％，而难溶于水的NO则占燃煤烟气中NO_X总量的90～95％，从而给液相中的脱除反 应增加了难度，降低了脱硝率。

本发明为克服现有技术存在的缺陷，针对烟气中NO_X氧化度低的问题，通过提高 氧化度，来提高尿素联合脱硫脱硝工艺的脱硝率，从而提出了一种燃煤烟气的尿素湿 法联合脱硫脱硝方法。SO₂在常温下(＜60℃)与尿素的反应是极其缓慢的，温度的升 高有利于尿素的水解。

技术方案：

燃煤烟气的尿素湿法联合脱硫脱硝方法，包括以下步骤：在吸收塔(喷淋塔)燃 煤烟气入口处喷入质量百分比浓度50％双氧水，保持H₂O₂/NO摩尔比＝2～3，将燃煤烟 气中的NO氧化成NO₂，提高NO_X的氧化度，最佳方案是将NO_X的氧化度提高到50％～60％ (为NO_X中的NO₂与NO_X的体积百分比)，再利用吸收塔中的尿素水溶液(吸收液)进行同 时脱硫脱硝。

进一步改进方案是：所述尿素水溶液的温度控制在80℃～90℃。

1、双氧水与NO在吸收塔的烟气入口段发生反应，反应方程式如下：

NO+H₂O₂→NO₂+H₂O

2、SO₂及NO_X进入吸收塔与尿素进行反应，生成(NH₄)₂SO₄与N₂。

主要化学反应如下：

(1)脱硝反应

NO(g)+NO₂(g)+(NH₂)₂CO(aq)→2H₂O(f)+CO₂(g)+2N₂(g)

(2)脱硫反应

第一步SO₂溶于水：SO₂+H₂O→H⁺+HSO₃^-

HSO₃^-→H⁺+SO₃^2-

第二步尿素水解：CO(NH₂)₂+H₂O→NH₂COONH₄