[发明专利]一种利用微波辐射下的活性炭对锅炉烟气同时脱硫脱硝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气净化方法及装置，特别是采用微波辐照活性炭同时脱硫脱硝的方 法，属烟气净化技术领域。

背景技术

目前煤炭仍然是大多数国家主要的一次能源，能源消费结构对煤的过分依赖导致了环境污 染的加剧。以中国为例，据统计，2007年二氧化硫(SO₂)年排放量达2468.1万吨以上。烟气 脱硫(Flue Gas Desulfurization，FGD)是目前世界上控制酸雨和SO₂污染的最为有效和主要的技 术手段。其主流技术是石灰石石膏洗涤法，该技术比较成熟、脱除效率高，但缺点是投资高、 工艺复杂。除此之外，容易产生设备堵塞、腐蚀、泄漏以及脱硫石膏难以再利用等问题。此外， SO₂虽是污染物质，但同时也是宝贵的硫资源，而直接将SO₂还原为可回收的单质硫则提供了 另一更有发展前景的烟气脱硫方法。

在大量脱除SO₂后，在环保要求较高的地区，NO_x就成为酸雨前体物减排的主要控制目标。 燃煤产生的氮氧化物(NO_x)占排放总量的50％左右，烟气脱硝是继烟气脱硫之后控制火电厂 硫氮氧化物排放的又一个重点领域。在实际工业应用中，被广泛采纳的NO_x控制技术主要有两 类：燃烧控制NO_x技术和烟气脱硝技术。燃烧控制NO_x技术通过优化燃烧过程来控制NO_x的生 成，该技术安装和运行成本相对低廉，但脱硝率较低，一般为30％～40％。因此，当对NO_x排 放要求较高时，单纯采用燃烧控制技术往往不能达到排放要求，就需要采用尾部烟气脱硝技术 来进一步降低NO_x排放。国外应用较多的烟气脱硝技术为选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)，SCR法技术相对成熟，脱硝率可达90％以上，但投资巨大，催化剂昂贵且 耗用大量的氨气或液氨，运行成本高。因此，迫切需要开发其他更有效、低成本的烟气脱硝技 术。在脱除NO_x的诸多方法中，还原分解被认为是一种最理想的途径。而利用活性炭来还原 NO_x是一种最简单的方法之一。从工业应用角度来讲，采用电炉为热源加热活性炭和大规模烟 气是不现实的，目前较有前景的方法是采用高频电磁波(工业微波频段)作为加热源，其可以 快速加热炭床而不加热烟气，当微波能应用于炭层，炭层吸收能量，其表面温度快速上升。

在专利号为200610023550.0和200710043886的两份中国专利文件中，都采用了微波同时 脱硫脱硝的方法，前者用H₂、NH₃、CH₄作为还原剂，采用氧化锰、二氧化锰、氧化铁、氧化 铜作为催化剂；后者由强吸波性能的活性炭基底、高比表面积的二氧化钛载体和具有强氧化性 能的五氧化二钒活性组分组成微波脱硫脱硝材料。这两种方法所存在的问题是：H₂、NH₃、CH₄都属于易燃易爆气体，作为还原剂存在安全方面的问题，而且运行成本高，系统复杂；而采用 钒基催化剂价格昂贵，不易于推广使用。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种设备简单、运行费用低且可实现硫回收的利用微波辐射 下的活性炭对锅炉烟气同时脱硫脱硝的方法。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种利用微波辐射下的活性炭对锅炉烟气同时脱硫脱硝的方法，其特别之处是：它将除尘 后烟气引入活性炭床，活性炭床上置有颗粒状活性炭，利用活性炭在微波加热400-600℃条件下 进行脱硫脱硝，所述活性炭中加入CuCl催化剂，加入量为每立方米颗粒活性炭中加入CuCl催 化剂10～30kg。

上述利用微波辐射下的活性炭对锅炉烟气同时脱硫脱硝的方法，所述微波频率为 2.45GHz，烟气空速为400～1000h^-1。

上述利用微波辐射下的活性炭对锅炉烟气同时脱硫脱硝的方法，增设硫回收工序，所述硫 回收工序设置硫回收器，经脱硫脱硝反应后还原为蒸气形态的单质硫，随烟气进入硫回收器中， 将硫蒸气冷凝为液态，由烟气中分离回收。