本發明屬于大氣污染防治技術領域,涉及一種用于工業窯爐脫硫脫硝聯合脫除的方法,是窯爐燃燒后尾部排放廢氣中設置硫氧化物、氮氧化物聯合脫除的技術,即脫硫又脫硝,工藝流程短、效果佳。
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背景技術:
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化石原料燃燒后尾氣排放中的氮氧化物,在大氣中經光合作用,形成PM2.5的主要來源,PM2.5是氮氧化物形成的首要污染物。環境保護越來越重要與迫切,工業窯爐燃燒后排放的氮氧化物占總排放量的70%,降低氮氧化物的排放,是改善環境的重要手段。
目前普遍采用的脫硝方法是固體(SCR)氨選擇性催化還原法和SNCR爐內噴氨法,設備投資高,氨逃逸造成二次污染。長周期運行不能達到環保要求的超潔凈排放標準。
依據現階段SCR工藝要求煙氣溫度在320~410℃,煙氣溫度溫度過高時催化劑會加速老化,而溫度低于300℃時,則會產生副反應。對煙氣溫度的苛刻要求制約了SCR工藝在其他行業的應用,特別是污染大戶鋼鐵燒結球團煙氣脫硝及各種工業窯爐,由于煙氣溫度較低,一般只有120~140℃,如采用SCR工藝需將煙氣加熱至280℃以上,增加能耗、運行成本增加。目前各國都在研究低溫脫硝催化劑,但是進展不大,尚無低溫催化劑的工業化應用。
目前國家新的超潔凈排放標準已開始執行,但因技術原因的限制,某些行業的脫硝未強制執行,僅預留了脫硝裝置的位置。從目前的技術水平和已裝配的脫硫脫硝設施來看,我國今后在相當長一段時間里,同時脫硫脫硝聯合脫除技術仍以典型的Wet-FGD+SCR組合技術為主,存在著工藝占地面積大,設備流程長和工藝復雜、相互制約、基建費用及運行成本較高的問題。
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技術實現要素:
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本發明的目的在于針對SCR要求溫度400℃左右和SNCR的氨逃逸污染環境問題,提供一種用于工業窯爐脫硫脫硝聯合脫除的方法,使硫、硝有害物最大限度消除,確保煙氣超潔凈達標排放。
為實現上述目的,設計一種用于工業窯爐脫硫脫硝聯合脫除的方法,其特征在于,脫除步驟如下:將脫硫脫硝溶液按0.5%-5%的比例兌工藝水注入脫硫脫硝塔,將含硫含硝煙氣通入脫硫脫硝塔內,所述含硫含硝煙氣在脫硫脫硝塔內經循泵循環噴淋到助催化劑床層與硫、硝反應,達到脫除目的;所述脫硫脫硝溶液組分及重量百分比為鉬酸鹽類無機化合物2.3%-2.5%,氧化椰油酰胺基丙基胺類有機化合物8%-10%,氟碳活性類離子溶劑87.5%,PH值為中性6-8。
所述脫硫脫硝溶液組分為鉬酸鹽類金屬助催化物、鈦酸鹽等比例不同物質,氧化椰油酰胺基丙基胺類有機還原化合物、氟碳酸鹽等比例不同物質,及氟碳活性類無機離子溶劑與有機銨離子溶劑等經高溫蒸餾、減壓蒸餾及老化工藝制備。
脫硫脫硝后上清液返回脫硫脫硝塔循環使用,較重脫硫液在氧化槽中反應生成硫酸鹽化合物,硝反應生成N2,而溶液脫硫和脫硝互不影響各自的效率。
煙氣中的硫氧化物、氮氧化物逆流接觸反應,生成二氧化氮,然后同亞硫酸鈣或任一硫酸鹽氧化反應,生成相應的硫酸鹽和N2,脫除過程中所涉及的化學主反應式:
NO+X1(催化劑)+O2→NO2+X2(催化劑)
3NO2+H2O→2HNO2+NO
NO+NO2→2NO2
NO2+CaSO3→CaSO4+N2↑。
脫除過程中所用的脫除去設備,由工業窯爐、煙氣余熱鍋爐、低低溫煙氣換熱器、低溫脫硫脫銷塔、濕電除塵除霧、粉塵收集器、煙囪、煙氣引風機等設備組成。煙氣經過工業窯爐,由集合煙道及引風機通入煙氣余熱鍋爐,所述煙氣余熱鍋爐的出口端與低低溫煙氣換熱器相連,低低溫煙氣出口端依次連接低溫脫銷塔等。
利用工業窯爐企業現有脫硫塔裝置前煙道內改造600℃-800℃煙氣余熱產生中壓蒸汽節能利用、煙氣余熱160℃-200℃改造低低溫換熱器換熱節能利用、50℃-60℃煙溫進脫硫塔為增濕降溫器節約水、40℃-50℃煙溫進入脫硫脫硝聯合脫除塔、最終設置濕電除塵除霧,即可完成脫硫、脫硝、除塵除霧任務,確保煙氣排放口煙溫低至30℃-35℃,使煙氣含水量降低節約水耗,真正實現低溫條件下的脫硫脫硝除塵聯合脫除并達標排放。
本發明的技術方案具有節約大量資金、有效地脫除氮氧化物有害氣體,有效達到脫除效果。
主要污染物指標:測試前煙氣參數:煙囪出口:SO2濃度6000mg/Nm3、NOx濃度800mg/Nm3。
經裝置處理后污染物指標:處理后達標參數:煙氣出口:SO2濃度21mg/Nm3、NOx濃度50mg/Nm3,脫硫脫硝效率:脫除SO2效率:99.6-99.7%,脫除NOx效率:98.4-98.5%通過對脫硫脫硝聯合脫除溶液的試驗,該方法效果顯著。
[附圖說明]
圖1為本發明的工藝流程圖
圖中標記說明
1工業窯爐、2煙氣余熱鍋爐、3低低溫煙氣換熱器、4低溫脫硫脫硝塔、5濕電除塵除霧、6粉塵收集器、7煙囪、8煙氣引風機。
[具體實施方式]
現結合附圖及實施例對本發明的技術方案作進一步闡述,相信對本領域技術人員來說是清楚的。
本發明的技術方案主要從以下幾個方面進行了研究:
(1)低溫脫硫脫硝液態物理及化學特性,研究低溫液態脫硫脫硝技術原理機理;
(2)低溫液態脫硫脫硝反應過程技術研究分析;
(3)低溫液態脫硫脫硝循環再生使用工藝技術研究:對脫硫脫硝液態的再生技術及再生復活工藝進行探討;
并經歷了以下幾個階段才獲得了技術方案:
(1)低溫脫硫脫硝裝置的研制
(2)低溫脫硫脫硝裝置再生循環利用技術設計
(3)低溫脫硫脫硝裝置技術初步設計理念
(4)低溫脫硫脫硝裝置工程設計
(5)小試中試及放大工業應用
(6)最佳再生循環利用工藝條件
(7)工程示范應用
本發明涉及一種化學合成溶液在脫硫脫硝聯合脫除的方法,其應用技術為大氣污染防治技術領域。在裝置內化學合成液與硫氧化物及氮氧化物產生反應后的含硫溶液返回循環池生成相應的鹽和N2,將硫生成鈣或任一的鹽的技術手段。具體是在窯爐煙道引風機后操作,避免設備腐蝕。脫硫脫硝聯合脫除塔出口,反應后硫氧化物在循環池生成硫酸鈣或任一的鹽利用,氮氧化物被反應為N2,硫氧化物被強制氧化為CaSO4或相應的鹽。潔凈的煙氣排入大氣而達到聯合脫除的目的。該方法適用于各種以燃燒煤炭、天然氣、石油等的各種工業窯爐,降低硫、氮氧化物排放90%以上。
如圖1所示,脫除過程中所用的脫除去設備,由工業窯爐、煙氣余熱鍋爐、低低溫煙氣換熱器、低溫脫硫脫硝塔、濕電除塵除霧設備組成,煙氣經過工業窯爐,經由集合煙道及引風機通入煙氣余熱鍋爐,所述煙氣余熱鍋爐的出口端與低低溫煙氣換熱器相連,低低溫煙氣換熱器出口端依次連接低溫脫硫脫硝塔。
也可利用工業窯爐企業現有脫硫塔裝置前煙道內改造,依次由600℃-800℃煙氣余熱中壓蒸汽節能利用裝置、煙氣余熱160℃-200℃改造低低溫換熱器換熱節能利用裝置、50℃-60℃煙溫進脫硫塔為增濕降溫器節約水裝置、40℃-50℃煙溫進入脫硫脫硝聯合脫除塔、濕電除塵除霧即可完成脫硫脫硝任務,確保煙氣排放口煙溫低至30℃-35℃,使煙氣含水量降低節約水耗,真正實現低溫條件下的脫硫脫硝聯合脫除并達標排放。
通過對脫硫脫硝聯合脫除溶液的試驗,所得試驗結果如表1所示,該方法效果顯著: