[发明专利]烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法及专用设备

说明书

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，具体涉及烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法及专用设备。

背景技术

燃煤、燃油、燃气火力发电厂、冶金、化工、固废垃圾处理等各行业排放的烟气或工业尾气中含有二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(主要包括NO和NO₂)和重金属(Hg、Ag)等污染物，成为大气和土壤的主要污染源。目前，烟气或工业尾气污染治理技术较多，其中比较成熟、具有代表性的治理烟气SO₂的脱硫技术有石灰石-石膏法、氨法、双碱法等，治理烟气NOx污染物的脱硝技术有SCR(selective catalytic reduction，选择性催化还原法)、SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction，非选择性催化还原法)、低氮燃烧法等。

目前最为常见的脱硫、脱硝工艺配置为：发电锅炉省煤器后空气预热器前烟气高温段设SCR脱硝装置，在除尘后加装脱硫装置。其缺点是：一次性投资大、占地面积大、系统阻力大、电耗高，没有脱汞功能。对于烟气或工业尾气的中的重金属目前尚无成熟的脱除。总之，就目前实际情况，无论采用何种技术，对SO₂和NOx的脱除都是在两个功能不同的装置中实现的，不具备同一套装置集成高效脱除的功能，更无在同一套装置中对二氧化硫、氮氧化物及重金属进行同时脱除的技术。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的不足，提供一种烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法及专用设备，实现在同一套装置中对二氧化硫、氮氧化物及重金属进行集成高效脱除。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供的烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法，其特征在于：利用一种酸性气体捕捉剂，在同一套吸收装置中对原烟气中的SO₂或/和高价氮氧化物(Nox)进行捕获，生成稳定络合物；所述络合物再与一种脱除吸收剂进行反应，置换出所述酸性气体捕捉剂，并生成中间副产物亚硫酸铵或/和亚硝酸铵的盐溶液；所述中间副产物被进一步氧化为副产物硫酸铵或/和硝酸铵；所述原烟气在进入所述吸收装置之前，被强氧化剂将原烟气中的NO氧化成所述高价氮氧化物(NOx)；在所述同一套吸收装置中，重金属被吸附在所述酸性气体捕捉剂里。本发明所述NOx为二氧化氮(NO₂)、三氧化二氮(N₂O₃)或/和五氧化二氮(N₂O₅)等。

所述酸性气体捕捉剂是一种含有脱芳烃、亚砜、醇羟基、胺基、醇胺、饱和烃和异构烷烃的混合物。该混合物比重小于水、不易挥发、难溶于水、能与烟气中的SO₂或NOx生成稳定的络合物、能吸附烟气中的重金属。

所述脱除吸收剂为氨水，所述氨水由液氨、氨气或尿素制备而成。只要能够满足系统维持水平衡，对氨水的浓度没有特殊要求。

所述强氧化剂为臭氧(O₃)或双氧水(H₂O₂)。

所述臭氧为纯氧气或空气经过臭氧发生器电离制得。纯氧气可经过空气分离机制得。

所述原烟气在被所述强氧化剂氧化之前，经锅炉引风机或/和增压风机增压。

所述中间副产物亚硫酸铵或/和亚硝酸铵被氧化为所述副产物硫酸铵或/和硝酸铵利用的氧化剂为的原烟气中的氧气或/和臭氧，或者为通过氧化空气管道进入所述吸收装置的氧气或/和臭氧。当原烟气中的氧含量足以把亚硫酸铵或/和亚硝酸铵氧化为硫酸铵或/和硝酸铵时，无需通过氧化空气管道加入氧气或/和臭氧。

所述酸性气体捕捉剂、所述脱除吸收剂在所述吸收装置内混合为吸收液，所述吸收液通过循环泵输送到所述吸收塔中部的喷淋层，所述原烟气进入所述吸收装置后向上经过所述喷淋层，原烟气中的SO₂、NOx或/和重金属被所述吸收液捕获。

所述吸收液还溶解有所述副产物硫酸铵或/和硝酸铵，形成浆液；当所述浆液中的硫酸铵或/和硝酸铵达到一定浓度时，所述浆液由浆液排出装置排出，通过粉尘分离器将粉尘分离出去，得到含有硫酸铵或/和硝酸铵和酸性气体捕捉剂的盐液；所述盐液经双效分离器分离出所述酸性气体捕捉剂；分离出的酸性气体捕捉剂重新进入所述循环泵，分离后的盐液经蒸发结晶系统处理得到成品硫酸铵或/和硝酸铵晶体。

重金属在酸性气体捕捉剂中积累到一定浓度后，用化学清洗剂进行脱附，脱附出的重金属集中进行无害化处理。