[发明专利]一种烟气净化与硫回收系统及工艺

说明书

技术领域

本发明是一种用于对燃煤烟气、烧结机烟气、金属冶炼废气、硫酸生产尾气、垃圾焚烧与燃油废气中SO₂、NO_x、重金属离子、有害烟尘进行宽谱净化的移动床资源化烟气净化与硫回收系统及工艺，属于大气净化环保设备、化工过程工艺与设备。

背景技术

燃煤电厂、金属冶炼厂、燃煤锅炉厂、垃圾焚烧和燃油过程排放的烟气和废气中含有SO₂、SO₃、NO_x、重金属离子、有害烟尘，造成酸雨危害、臭氧层破坏、温室效应、光化学烟雾、人体健康危害、建筑物腐蚀等，严重的危害了人类的生产和生活，并造成了巨大的经济损失，成为我国和全球大气公害。我国一次能源以煤炭为主，每年排放的燃煤烟气中SO₂、SO₃和NO_x总量远超过了我国的大气环境容量，形势非常严峻；我国是农业大国，生产化肥、磷肥需要大量硫酸和硫磺，而我国贫硫，每年花费巨资从国外进口硫磺；同时，我国的煤炭多分布在中西部缺水地区。因此，需要一种既能对多种有害废气进行一体化联合脱除，同时回收硫资源，并且节水的干法烟气净化技术，实现循环经济和可持续发展的良性循环。

在众多的燃煤烟气净化技术中，移动床炭基吸附剂(活性炭、活性焦、活性半焦)变温吸附烟气净化与硫回收技术是实现高效联合脱硫、脱硝、脱重金属离子和除尘一体化的节水可资源化与宽谱净化的干法烟气净化技术，是一种集吸附、表面化学反应为特征的化学吸附和催化反应过程。其中，在适宜条件下，烟气中的SO₂在炭基吸附剂上发生吸附和催化氧化反应被脱除，加热再生得到含浓SO₂的脱附气，得到浓SO₂，接后续工序可得浓H₂SO₄、硫磺或其他含硫化工产品；在适宜条件下，NO_x与还原气体如NH₃发生选择性催化还原(SCR)反应，生成无害的N₂和H₂O；重金属离子被吸附除去；有害烟尘被过滤除去，实现了烟气宽谱净化和硫回收功能。该技术已在国内外有多套工业装置运行或在建，取得了良好的效果。

该技术虽然得到了应用，但是，已运行和在建的干法烟气净化设备存在以下问题。矩形截面的错流移动床吸附器净化得烟气通量相对圆柱径向床低，向心运动、离心运动不分明；圆柱形脱硫移动床吸附器颗粒层偏厚，压降较高，床内布气构件、颗粒移动调控构件有待改进，以提高轴向布气均匀度和减小颗粒磨损率与下移时颗粒速度梯度；吸附器单段脱硫，导致吸附剂利用效率不高，脱硫率和烟气处理能力还需提高；脱附器供热效率不高，热能回收利用功能不全，导致部分热能损失；炭基吸附剂输送采用皮带输送机、斗式提升机、气动传送机或翻斗传送机，焦粉分离采用机械振动筛分，导致设备投资费用高，对颗粒磨损大；部分吸附再生上下一体化装置虽节省了占地面积，但是装置抗风载荷、地震等因素的能力限制了其高度、大型化和烟气处理能力的提高；装置运行的稳定性、连续化和大型化有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种对燃煤烟气、烧结机烟气、金属冶炼废气、硫酸生产尾气、垃圾焚烧与燃油废气中产生的SO₂、SO₃、NO_x、重金属离子(汞、镉等)和烟尘等有害物质进行宽谱净化与硫资源回收的一种烟气净化与硫回收系统及工艺，使其具有布气均匀、颗粒移动均匀和低压降特色；具有实现热能集成利用和回收的节能降耗特色；具有吸附剂输送连续稳定快捷、节省投资和机械磨损小的特色；具有选择性多功能宽谱净化、硫资源回收利用和节水特色；具有连续稳定运行、净化烟气大通量、节省设备投资和运行费用的特色。

本发明的技术方案如下：