[发明专利]烟气双碱法同步脱硫脱硝工艺

说明书

技术领域

本发明属于尾气处理领域，具体涉及一种烟气脱硫脱硝方法。

背景技术

燃料燃烧产生的烟气中含有大量的SO₂和NO_x，它们是大气污染物中硫氧化物和氮氧化物的重要来源。目前国内外烟气脱硫脱硝主要选用：选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）两种烟气脱硝技术。两种技术的缺点：一是投资成本高（采用两套装置分别脱硫脱硝）；二是运行成本高（需使用脱硝催化剂，贵金属和非贵金属类）。

“双脱”技术是同时具有脱硫和脱硝的双重功能的技术。目前，国内外普遍采用的化学脱硝工艺为：以氨、尿素为还原剂的催化还原法；此外还有以活性炭或分子筛为吸附剂的吸附法；以水、酸、碱和熔盐为吸收剂的吸收法；以及氧化吸收法、吸收还原法、络合吸收法等。

煤在燃烧过程中产生SO₂的同时，也产生NO_x，由于它们各自产生的机理不同，所采用的净化技术和消耗的费用也不同，往往将两者分开处理。“双脱”工艺分为串联流程和同步流程两种。

串联流程是将脱硫和脱硝分置于两个设备中顺序进行，烟气先进入选择性催化还原（SCR）反应器脱除NO_x，然后进入FGD吸收器脱除SO₂。串联流程的缺点是：脱硫脱硝在两套反应器中完成，投资成本和运行费用高，占地面积大。

同步流程是在同一反应器内同时完成脱硫脱硝，其优点是：设备精简，占地面积小，基建投资少，生产运行成本低，运行管理方便。随着NO_x排放控制的不断严格，同步“双脱”一体化正日益受到国内外的重视。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种改进的烟气双碱法同步脱硫脱硝工艺。本工艺针对锅炉、钢铁烧结、工业炉窑烟气中SO₂和NO_x同时存在的情况下，利用双碱法脱硫液中含有SO₃^2-、HSO₃^-，及烟灰中含有Fe³⁺，将NO_x在不添加任何催化剂的条件下，通过碱溶液反应吸收，实现在同一工艺中同时脱除SO₂和NO_x。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种烟气双碱法同步脱硫脱硝工艺，其过程为：将含有SO₂与NO_x的烟气通入旋流板吸收塔内，采用NaOH水溶液为吸收液，在塔内温度80～180℃以及旋流塔板的作用下，使烟气与吸收液充分接触并进行脱硫和脱硝反应；反应后旋流板吸收塔的排出液先通入设于旋流板吸收塔外的反应池内，并加入Ca(OH)₂进行吸收液再生反应，再生反应液再通入与所述反应池相连的沉淀池内进行沉淀，沉淀后的上清液通入设于所述沉淀池之后的泵前池内，调节该上清液中的碱液（即NaOH水溶液）浓度后作为再生后的吸收液重新返回旋流板吸收塔中。

本发明的脱硫和脱硝反应无需添加催化剂，无需加入其他吸收剂而只需采用一定浓度碱水溶液即可达到极佳的脱硫、脱硝效果。其中碱水溶液的pH值控制在11～12，并且在泵前池内用水和/或NaOH调节上清液中pH值至11～12，用以重新返回吸收塔。

本发明的旋流板吸收塔包括内部设有旋流塔板的主塔和与所述主塔相串联的内部设有除雾装置的副塔，主塔和副塔之间一般采用过桥相联。旋流板吸收塔内的温度优选为150～180℃。旋流板吸收塔内的液气比（L/m³）≤1。烟气通入旋流板吸收塔内的流速为15-20m/s。烟气与吸收液进行脱硫和脱硝反应后，可直接达标排放。吸收液再生过程中可产生副产品石膏。

泵前池并非简单的吸收液循环池，其在收集澄清再生反应液的同时，还需通过添加水或者添加NaOH，使再生反应液pH值达到11～12，再次达到同步脱硫脱硝的要求，重新作为吸收液返回旋流板吸收塔内循环利用。

本发明的双碱法液相烟气同步脱硫脱硝操作过程分为吸收、再生和固体分离三个过程。吸收塔内只需采用钠碱吸收SO₂及NO_x，塔外用钙碱[Ca(OH)₂]中和成钠碱再生循环使用。由于双碱法再生反应不在吸收塔内进行，避免了塔内的堵塞和磨损,提高了运行的可靠性，其副产品石膏纯度较高，该法尤其适于处理SO₂和NO_x浓度较高的烟气。