[发明专利]基于草酸氧化还原的烟气氨法同步脱硫脱硝工艺

说明书

本发明公开了一种基于草酸氧化还原的烟气氨法同步脱硫脱硝工艺，包括烟气增压后送入浓缩塔与塔内浓缩液接触反应，出浓缩塔的烟气送入吸收塔中部向上经过填料层和喷淋层与循环吸收液逆向接触反应后由烟气出口排出；浓缩塔塔底引出部分浓缩液经除铁系统除铁后送入硫酸铵结晶系统，所述由吸收塔上部喷淋层喷出的循环吸收液依次经过塔上部的填料层与烟气逆向接触反应后进入吸收塔底部由循环泵送至光催化再生反应系统再生后进入再生浆液槽，再在再生浆液槽中补入氨水、络合剂Fe(II)EDTA、草酸和硫酸亚铁后作为循环吸收液回送到吸收塔上部的喷淋层喷入塔内。本发明工艺简单、运行成本低、能耗低、控制简便、脱硝效果好、副产品质量好。

技术领域

本发明涉及一种环保领域的烟气氨法同步脱硫脱硝工艺，具体的说是一种基于草酸氧化还原的烟气氨法同步脱硫脱硝。

背景技术

“十二五”期间，我国重点统计的钢铁工业SO₂排放量在251万吨/年，其中铁前烧结球团工序SO₂排放量达到218万吨，占钢铁企业排放总量的87％以上，到“十二五”末，烧结SO₂的处理率也只有88％。而脱硝方面，还未全面开展。

烧结烟气的特点是烟气量大、烟气携带粉尘量较大、二氧化硫的排放量和浓度变化较大、烟气温度波动大、烟气成分复杂、烟气含湿量大。与锅炉烟气相比较，处理起来更加困难，难以直接采用电厂脱硫脱硝技术，且针对已有的烧结(球团)系统，以至于现有的SCR脱硝技术并不完全适用于烧结烟气的治理，所以必须针对烧结烟气自身的特点，全面分析、考虑，最终研究出符合烧结烟气自身治理的技术工艺路线。若采取分步治理方式，将会造成资本投资费用高，装置占地面积大且烟气系统复杂等缺点。在现有的脱硫系统进行同步脱硝改造是节省投资和运行成本的一个发展方向。

氨法脱硫因其脱硫效率高、投资低、耗水少、副产品可以有效利用、无二次污染等优点而被广泛应用，而且这种方法在保证脱硫效果的同时还具有一定的脱硝效果。杜振、高翔等研究了氨法脱硫过程中(NH₄)₂SO₃溶液吸收NO_X的特征，确定了SO₂的存在对NO的吸收有促进作用，证明了氨法同时脱硫脱硝的可行性。由于在烟气中NO占NO_X的90-95％，而NO在水中的低溶解度造成了氨法虽然具有同步脱硫脱硝的作用，但是脱硝率低，无法达到要求。络合吸收法是湿法脱硝中最为有效的一种方法，脱硝效果显著，反应适应性强。目前，国内外学者对络合剂单独脱除NO进行了细致的研究，如荆国华研究了Fe(II)EDTA吸收NO的工艺参数，结果发现SO₃^2-可部分还原络合下来的NO和被O₂氧化的Fe(II)EDTA，有利于络合脱销过程。总之，众多的研究成果表明，氨法脱硫与络合剂法脱硝存在结合点，可以互补不足，实现同步脱硫脱硝。

络合吸收法中研究最多的就是Fe(II)EDTA法，从20世纪70年代开始，日本和美国一些学者就开始了对Fe(II)EDTA法进行大量的研究，认为Fe(II)EDTA对NO具有较好的络合效果，脱硝效率高。但是，Fe(II)EDTA在络合NO的过程中自身也很容易被烟气中所携带O₂所氧化，形成对NO无吸收活性的Fe(III)EDTA。尹奇德等提出了“Fe²⁺鳌合剂络合-铁粉还原-酸吸收回收法”脱除烟气中NO的新工艺。实验表明，NO脱除效率会随着铁粉用量和反应器搅拌速度增大而增大，铁粉粒径越大，吸收效果越差。在铁粉0.8g，铁粉粒径不超过0.077mm，搅拌速率为900r·min^-1，氧气含量为5％的情况下，得到了90％以上NO脱除率。Li Wang等采用Fe(II)EDTA/Na₂SO₃做还原剂同时吸收NO和SO₂，并对Fe(II)EDTA进行再生。研究表明存在SO₂时NO吸收速率提高了1.59倍。