[发明专利]一种联合脱除烟气中的氮氧化物和硫化物的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气净化技术。特别是涉及一种对工业燃煤燃烧后产生的包含硫化物和氮氧化物（NO_X）等成分的烟气的联合脱硫脱硝的净化方法及净化装置。

背景技术

二氧化硫（SO₂）、硫化氢（H₂S）和氮氧化物（NO_X）是目前大气污染物中含量较大、影响面较广的气态污染物。它们主要来源于工业燃料煤的燃烧过程，在火力发电厂、金属冶炼厂、炉窑等大型生产企业中会产生大量包含硫化物、氮氧化物在内的废气（俗称烟气）。二氧化硫和氮氧化物形成的硫酸雾、化学烟雾以及酸雨会给生态环境和人类生产生活带来了严重的危害。我国近年来日益恶化空气质量引起社会的普遍关注。据国家环保部最新统计数据显示，2010年我国二氧化硫排放2185万吨，氮氧化物排放量2251万吨。基于我国以煤为主的能源结构目前难以进行根本性改变的现状，我国工业生产中二氧化硫和氮氧化物的排放还会持续增加，环境保护的形势十分严峻，若不尽快推广新型的净化技术来有效控制硫化物和氮氧化物的排放，将直接影响我国大气环境质量和能源行业的可持续发展。随着环保新政策的出台及大气污染物排放标准的修订，二氧化硫和氮氧化物的排放控制将更为严格。

目前煤化厂、燃煤电厂对烟气脱硫普遍采用石灰石-石膏法，该法具有脱硫效率高、运行可靠、吸收剂利用率高的特点，但该工艺对石灰石需求量大，存在资源消耗大、用水量大、废水二次污染的问题。海水法烟气脱硫利用海水的天然碱度来脱除烟气中的SO₂，该法不产生废物，技术成熟、工艺简单，但受地域条件限制，只能适用于沿海地区工厂。干法脱硫包括炉内喷钙法，该法投资省、占地小、无污水和废酸排出、设备腐蚀小，但该法存在的问题是脱硫效率低、脱硫反应速率较慢，长时间使用需要更新除尘系统。对于煤化厂的焦炉煤气一般采用使用氧化还原催化剂的湿式氧化法，其脱硫效率高且能将硫化氢转化为硫磺，但该法存在碱液消耗大和高浓度还原性废液需要处理的缺点。氨法脱硫是采用氨水做吸收剂除去烟气中的SO₂等污染物的烟气净化技术，具有吸收效率高、反应速率快的优点，但是由于氨的价格比石灰石等吸收剂高很多，因此高运行成本是阻碍氨法脱硫工艺获得广泛应用的最大因素。

目前为了脱除大排量连续型的烟气中的氮氧化物（NO_X），一般采用选择性催化还原脱硝技术（Selective Catalytic Reduction,SCR）和选择性非催化还原脱硝技术（Selective Non-Catalytic Reduction,SNCR）。前者具有脱硝效率高、二次污染小的优点，但是存在设备投资大、运行成本高和技术难度大等的问题，尤其安装余热锅炉的系统时易造成余热浪费。后者不用催化剂，设备运行费用也少，但是存在脱硝效率较低、NH₃使用量大的问题，难以保证反应温度和停留时间，且由于NH₃逃逸容易造成二次污染。

由于人们对各种污染物危害程度的认识程度是不断发展的，环保意识是不断提高的，各种环保法规也是逐步出台，造成了目前各种污染治理技术的孤立性，相互之间独立进行，缺乏系统性的整合，往往是为了应对新的环保法规而在原有的设备基础上再另行增加新的净化设备，实际上造成资源和成本上的浪费。此外还存在能耗高、污染治理不彻底的问题。本发明针对以上情况，以全新的角度和系统性的理念，对烟道气中硫化物和氮氧化物进行联合脱除的治理，在治理过程中能量和物料得到最优化的利用。尤其适用于电力、化工、冶金、有色、建材玻璃等大气污染严重的行业。

针对以上脱硫脱硝技术中存在的问题，目前很多研究的方向是通过改善脱硫塔结构来提高脱硫效率，如申请号为200820077614.X的发明采用了在脱硫塔体内由上至下设置若干层叶轮状塔盘等结构，但其仍然没能根本上解决设备复杂、投资大的问题。申请号为200710052131.4的发明通过改进烟气进气的方式，使烟气在吸收塔内形成均匀向上的对冲湍流从而烟气与吸收液充分接触来提高脱硫效率，但该方法存在塔内压降增加从而导致鼓风机电耗增加、能耗大的问题。申请号为201010606917.8的发明通过采用低温SCR催化剂移动床的方式脱除烟气中氮氧化物，但低温SCR催化剂由于抗硫抗水性差，目前还处于研发阶段，短期内很难实用化。对于系统性联合脱除氮氧化物和硫化物的技术目前鲜有报道。

参考文献：

专利文献1：申请号为200820077614.X的中国实用新型专利