[发明专利]一种基于流化床的烟气联合脱硫脱硝工艺

说明书

技术领域

本发明属于大气污染控制技术领域，涉及一种基于循环流化床的低温烟气联合脱硫脱硝工艺。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭在我国的能源结构中仍占很大比例，预计在未来10年中煤炭仍将占能源消费总量的70％左右，由此产生的氮氧化物将对人类和环境构成极大危害。其中，在钢铁、有色冶金、化工、建材等行业，年排放氮氧化物700万吨以上。同时，在国家颁布的燃煤电厂污染物排放标准的二次意见征求稿中，对燃煤锅炉NOx的排放有了严格的规定：NOx最高允许排放浓度为100mg/m³。因此，无论是从环境还是法律角度，必须大力发展燃煤工业锅炉烟气脱硝技术。

现有的SCR脱硝系统在大中型电厂取得了广泛的应用，但是由于其需要的反应温度较高，需要在270～300℃之间。而现有的工业锅炉炉窑等没有这样的反应温窗，不适合于高温SCR脱硝的布置。而SNCR工艺虽然投资费用较小，但是反应温度较高，需要将还原剂喷入炉膛内部，这就需要对炉膛进行改造。此外，SNCR工艺的脱硝效率也不高，只有65％以下，难以满足日益严格的锅炉烟气脱硝排放标准。

申请号为201010189427.2的中国发明专利申请，以流态化的活性炭作为催化剂，在循环流化床反应塔下部活性炭将SO₂吸附、氧化生成H₂SO₄，在反应塔的上部发生NH₃和NOx的SCR反应，实现活性炭催化剂的联合脱硫脱硝。其具体工艺流程为：在循环流化床反应塔下部，一部分SO₂被活性炭物理吸附，一部分SO₂在活性炭、水汽的作用下转化为H₂SO₄；在反应塔上部喷入氨气，通过活性炭的催化作用NOx与NH₃发生反应生成N₂。吸附的H₂SO₄通过催化剂再生与活性炭分离成为化工原料，而再生后的活性炭多次送入塔内实现其循环利用。虽然在水气的作用下，活性炭可以将SO₂氧化为H₂SO₄，但是吸附了硫酸的活性炭进入反应塔上部时可能与NH₃反应生成硫酸盐，覆盖在催化剂表面、堵塞活性炭的微孔，从而影响NOx脱除效率。

发明内容

鉴于技术背景提出的工业锅炉炉窑烟气脱硝问题，本发明提供了一种适用于低温烟气联合脱硫脱硝工艺，可在一个流化反应塔内实现流态化分段式脱硫脱硝，催化剂循环利用率高，特别适用于现有工业锅炉低温高硫烟气的脱硝，具有广阔的应用前景。

一种基于流化床的烟气联合脱硫脱硝工艺，包括以下步骤：

1)含除尘后的烟气、氨还原剂分别进入流化反应塔的脱硫吸附区，烟气中的SO₂与含氨还原剂反应生成高粘性的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，被SCR催化剂颗粒吸附脱硫，吸附亚硫酸铵和亚硫酸氢铵后的SCR催化剂从脱硫吸附区沉降分离，送去进行催化剂脱硫再生和活化处理；

2)脱硫后的烟气进入SCR反应区，在氨气还原剂和SCR催化剂的作用下脱除烟气中的氮氧化物，脱硫脱硝后的烟气进行催化剂回收处理后排出，回收处理得到的催化剂颗粒进行催化剂脱硫再生和活化处理后，循环至SCR反应区使用。

所述的进入流化反应塔内的烟气，与含氨还原剂混合前温度优选为200～70℃，烟气气速(混合前)优选为3～8m/s，脱硫吸附区停留时间1～2s，SCR反应区停留时间为1～3s；脱硫吸附区固含量为20～40kg/m³；SCR反应区固含量为10～20kg/m³。

所述的含氨还原剂优选为能在70℃以上释放气态氨的可溶性铵盐或有机态胺，例如氨水、碳酸铵或尿素。

含氨还原剂的喷入量为以氨计：NH₃/SO₂摩尔比为1～2，NH₃/NO_x摩尔比为0.6～1.5，总NH₃/(SO₂+NO_x)摩尔比为1～3.5；氨水的浓度为4％～25％，其它含氨还原剂折算为氨水的浓度为4％～25％。