[发明专利]在富氧燃烧锅炉烟气CO2捕集中回收SO2与NO的系统

说明书

技术领域

本发明属于锅炉烟气处理设备，特别涉及一种在富氧燃烧锅炉烟气CO₂捕集中回收SO₂与NO的系统。

背景技术

人类利用煤、石油和天然气等化石能源引起的温室效应、酸雨等环境问题已成为社会和经济发展的一个制约因素，燃煤电站是CO₂的集中排放源和产生SO₂、NO_X的最大污染源，因此，CO₂捕集封存与SO₂、NO_X一体化脱除相整合的技术成为未来洁净煤发电技术发展的趋势。

富氧燃烧技术的主要优势是能直接捕集CO₂将其压缩液化并埋存。锅炉烟气中的SO₂、NO_X的脱除或资源化利用，是倍受关注的一个焦点。但现有SO₂的处理方法主要是采用烟气脱硫技术，工艺复杂，装置庞大，要耗费大量的吸收剂，脱硫产物基本为无法完全利用的固体废物，难以资源化利用，造成二次污染；如果将SO₂同CO₂一起液化压缩埋存，既增加压缩耗功，又对CO₂的埋存产生不利影响。脱除烟气中NO_X的主流工业应用为选择性催化还原技术(SCR)，采用昂贵的催化剂与氨基吸收剂，将NO_X转化为毫无用处的N₂；或采用低NO_X燃烧技术，但降低NO的幅度有限，并以牺牲部分燃烧效率为代价。目前还没有工艺简单，投资少、运行成本低、同时脱硫和脱氮氧化物且效率高的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合在富氧燃烧锅炉烟气CO₂捕集中高效脱除且回收利用SO₂和NO_X的烟气净化技术。

本发明采用的技术方案为：锅炉的排烟口连接到第一冷却器，然后依次与一级压缩机、第二冷却器、第一接触塔、二级压缩机、第三冷却器、第二接触塔以及二氧化碳压缩冷凝装置依次连接；锅炉排出的烟气首先用于加热锅炉给水，烟气被冷却到30℃，然后烟气在一级压缩机中压缩到1.5-2MPa；升压后的烟气中的SO₂、NO、O₂和H₂O在第一接触塔中发生反应，SO₂被完全氧化生成SO₃生成稀硫酸；反应后的烟气再通过二级压缩机继续升压到3-4MPa，NO在第二接触塔中被氧化为NO₂并与水反应生成稀硝酸，实现SO₂与NO的回收利用。

所述第一接触塔内发生的反应包括：

2NO+O₂＝2NO₂；

NO₂+SO₂＝NO+SO₃；

SO₃+H₂O＝H₂SO₄。

所述第二接触塔内发生的反应包括；

2NO+O₂＝2NO₂；

2NO₂＝N₂O₄；

N₂O₄+H₂O＝HNO₂+HNO₃；

NO+NO₂+H₂O＝2HNO₂；

HNO₂+NO₂＝HNO₃+NO；

3HNO₂＝HNO₃+2NO+H₂O。

本发明的工作过程为：

(1)将锅炉排烟由120℃左右降低至30℃时的烟气显热、部分水分冷凝热量以及反应生成的热量用于加热锅炉给水，提高热力发电循环的热效率。