[发明专利]烟气脱氮氧化物综合法

说明书

技术领域

本发明是一种烟气脱氮氧化物综合法，其涉及一种应用于燃煤电厂烟气脱氮氧化物的方法，特别是涉及一种采用化学、物理和生物多种方法处理烟气中氮氧化物的综合方法。

背景技术

烟气脱氮氧化物也称烟气脱硝，主要的成熟技术是SCR，中文全称“选择性催化还原法”。SCR需要铂系列、钛系列、钒系列及混合型系列昂贵的金属催化剂。催化剂的投资占了整个系统投资的60％左右，并且催化剂的寿命只有二至三年。SCR采用NH₃作为还原剂，NH₃的中文名称是“氨”，由于NH₃具有有毒易燃易爆的特性，NH₃的运输、储存、使用、应急处理和安全防范措施是一整套要求严格而庞大的系统。虽然SCR净化效率高、二次污染小，但是昂贵的设备投资和运行费用阻碍了其普及推广。

微生物法工艺设备简单、能耗低、运行费用低、二次污染少，这些优点使其成为处理废气中氮氧化物新的趋势。只是生物反应的净化过程相对较慢，吸收液在生物反应器中一般需要停留几分钟至几小时，而燃煤烟气在吸收塔内停留时间仅为几秒种，同时燃煤烟气流量巨大，微生物无法及时净化烟气中的氮氧化物。燃煤烟气在吸收塔内的温度在60℃左右，这是多数微生物生存的上限温度，一次几秒钟的烟气温度波动就足以杀死多数微生物。而微生物的挂膜培养通常需要几周至几个月的时间。微生物生存环境条件难以控制，所以微生物法未能实现工业应用。

湿式络合吸收法是烟气脱硝技术新的研究进展。1993年，在美国能源部资助下，Benson等在Dravo石灰公司进行了Fe(II)EDTA同时脱硫脱硝的中试研究，吸收剂为6％的氧化镁增强石灰，脱硫率为99％，脱硝率大于60％。

Fe(II)EDTA中文全称是“乙二胺四乙酸亚铁”，是一种螯合物。烟气中的氮氧化物主要是NO，中文名称是“一氧化氮”，烟气中的NO与Fe(II)EDTA反应生成Fe(II)EDTA(NO)，中文全称是“亚硝酰亚铁螯合物”。Fe(II)EDTA(NO)可以用蒸汽加热等办法解吸出高浓度的NO，同时还原成Fe(II)EDTA。

烟气中的SO₂，中文名称是“二氧化硫”，溶解于水溶液中，生成SO₃^2-离子，中文名称是“亚硫酸根离子”，SO₃^2-也会与Fe(II)EDTA反应生成Fe(II)EDTA(SO₃^2-)，Fe(II)EDTA(SO₃^2-)比Fe(II)EDTA更容易生成亚硝酰基化合物Fe(II)EDTA(SO₃^2-)(NO)，Fe(II)EDTA(SO₃^2-)(NO)是一种很难分解的化合物。同时Fe(II)EDTA(NO)配位的NO与溶解的SO₂反应生成N₂、N₂O、连二硫酸盐、硫酸盐、各种N-S化合物，这些副产品有较高的水溶性，难以从溶液中分离出来。另外Fe(II)EDTA很容易被水中溶解的O₂，中文名称是“氧气”，氧化而生成Fe(III)EDTA，而Fe(III)EDTA不能与NO络合，降低对NO的吸收率。这些化学反应的形成造成了吸收剂的损失，最终造成湿式络合吸收法也未能实现工业应用。其它脱硝工艺存在净化效率低、有二次污染等缺点，不适于处理燃煤电厂烟气。

发明内容

本发明的目的是克服选择性催化还原法、微生物法和湿式络合吸收法的缺陷，提供一种投资较低、运行安全、反应迅速、易于控制、吸收液再生彻底、副产品有经济效益、无二次污染的烟气脱氮氧化物综合法。本发明的实施方案如下：

本发明总的特征是烟气脱氮氧化物综合法在燃煤电厂烟气原有设备的除尘除硫装置之后，增加本发明所述技术方案的设备，去除燃煤烟气中的氮氧化物，处理后的洁净烟气再返回到原有设备的烟囱中排放至大气。本发明所述的技术方案包括化学除氧、络合吸收、加热解吸、余热回收、生物还原和化学收集六个环节。