[发明专利]一种尿素湿法脱硫联合非均相类芬顿湿法脱硝装置及方法

说明书

本发明涉及一种尿素湿法脱硫联合非均相类芬顿湿法脱硝装置及方法，包括一级尿素溶液脱硫系统、二级非均相类芬顿湿法脱硝系统以及溶液循环系统；本发明设置一级尿素溶液脱硫系统，利用尿素溶液高效脱除SO₂并生成亚硫酸盐；设置二级非均相类芬顿湿法脱硝系统，利用H₂O₂催化分解产生的•OH氧化吸收NO；设置溶液循环系统，提高吸收剂利用率，同时回收利用硫酸盐；通过分级脱除SO₂和NO_X可以避免SO₂造成的氧化剂浪费和NO氧化效率降低等问题；本发明通过设置非均相类芬顿湿法脱硝系统，解决了传统湿法脱硝效率低的问题，建立了液相高效脱除烟气污染物及产物资源化的脱硫脱硝模式。

技术领域

本发明涉及一种尿素湿法脱硫联合非均相类芬顿湿法脱硝装置及方法，属于能源环保领域。

背景技术

煤炭作为我国的主要能源，在我国一次能源中约占70%，煤炭生产和消耗排在了世界首位。煤碳燃烧过程中会产生SO₂、NO_x、CO₂、烟尘以及微量重金属等多种有害物质，引起诸如酸雨、温室效应、光化学烟雾、雾霾等严重的环境问题。燃煤污染造成的环境问题已经成为影响我国可持续发展的重要因素之一。目前，国内外主要通过石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺、选择性非催化还原（SNCR）或选择性催化还原(SCR)工艺对烟气分别脱硫、脱硝以减少SO₂和NO_X的排放量。联合脱硫脱硝可实现SO₂和NO_X的高效脱除，但存在占地面积大、投资与运行成本较高以及工艺复杂等缺陷，而湿法烟气同时脱硫脱硝因其工艺和设备简单、副产物可利用等优势成为目前世界各国烟气治理技术的研究热点，也是今后烟气治理的主要发展方向。

尿素作为一种强还原剂，具有弱碱性，其水溶液对SO₂具有很高的脱除效率，脱硫产物为可回收的硫酸铵，避免了大量脱硫石膏的产生；同时尿素能与NO_x发生氧化还原反应，生成无害的N₂排人大气中，避免产生二次污染。因此，尿素湿法烟气同时脱硫脱硝作为一项新的湿法脱硫脱硝技术具有潜在的研究价值。国内学者利用模拟烟气在不同反应器上对尿素湿法同时脱硫脱硝进行了大量的实验研究，研究表明由于烟气NO_X中NO 所占比例高达90％以上，而NO几乎不溶于水也不与碱液反应，其脱硝效率偏低，需添加少量氧化剂以促进NO氧化为NO₂，从而实现同时高效脱硫脱硝。为提高湿法脱硝效率，常用的氧化剂有NaClO₂、KMnO₄、H₂O₂和O₃等；其中H₂O₂最终分解产物为无毒的水和氧气，不会造成二次污染，通过添加铁氧化物负载型催化剂构建非均相类芬顿氧化体系可分解生成具有更高氧化性的•OH自由基，具有同时脱除多种污染物（SO₂、NO、Hg⁰）的能力。但由于SO₂可由尿素轻易脱除，为避免SO₂对非均相类芬顿氧化体系的消耗，降低NO的氧化吸收效率且提高氧化剂的用量，增加运行成本，故采用分级脱除的方式。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种尿素湿法脱硫联合非均相类芬顿湿法脱硝装置及方法，解决湿法脱硫脱硝过程中脱硝效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：