[发明专利]超重力络合亚铁烟气湿法脱硫脱硝脱汞砷一体化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业烟气净化，具体地指一种超重力络合亚铁烟气湿法脱硫脱硝脱汞砷一体化的方法。

背景技术

酸雨的污染及其造成的危害已成为全世界各国关注的重要环境问题之一。我国是以煤为主要能源的国家，据调查统计，我国90%以上的SO₂、67%以上的NO_X、70%以上的烟尘的排放量都来自于煤的燃烧。而煤燃烧产生的SO₂和NO_X是工业废气污染（酸雨危害）的主要来源。氮氧化物还会形成光化学污染、产生温室效应、破坏臭氧层、对人体有制毒作用等危害。氮氧化物和硫氧化物也可以转化为PM2.5引起雾霾天气。

全球每年排放到大气中的汞总量有5000多吨，其中约4000吨是人为的结果，而燃煤过程的汞排放量占30%以上。我国原煤中汞含量变化范围在0.1～5.5mg/Kg，平均汞含量0.22mg/Kg。由于我国燃煤的年耗量巨大，每年燃煤排放汞及其污染物的量都是非常惊人的，我国目前汞排放量已超过美国，而且增长速度较快，对人类健康和生态环境构成了巨大威胁，因此控制燃煤烟气中汞的排放量具有重要意义。煤燃烧时汞大部分随烟气排入大气，进入灰渣的只占小部分，其中飞灰中占23.1%～26.9%，烟气中占56.3%～69.7%，进入灰渣的汞只占2%左右。因此控制燃煤汞污染关键是控制烟气中的汞向大气中排放。烟气中较强的氧化剂SO₂、NO₂、Cl₂等可以明显影响金属汞的单质和氧化物存在形式。随着氧化剂的增加，也增加了汞的氧化物成分，如HgCl₂、HgSO₄等。

燃煤烟气中汞属于痕量级污染物，其中主要有三种形态：气态单质汞，气态氧化汞，固态颗粒汞。其中气态单质汞是烟气中汞的主要存在形式。烟气中汞的存在形态对汞的脱除有重要影响。影响烟气中汞存在形态的主要因素有燃煤种类、燃烧温度、烟气成分等。不同形态汞的物理、化学性质差异较大。如气态氧化汞易溶于水，并且易被烟气中的颗粒物吸附，因此易被湿法脱硫设备或者除尘设备脱除，颗粒态汞也易被除尘器脱除，相反原子态汞挥发性高、水溶性低，难以被脱硫或除尘设备捕获，几乎全部释放到大气中，且在大气中平均停留时间长达半年到两年，极易在大气中通过长距离的输送形成广泛的汞污染。原子态汞是最难控制的形态，也是燃煤烟气脱汞的难点。

目前，工业上采用较多的为选择性催化还原法，即采用氨或尿素作还原剂将NO还原为氮气，如专利US Patent4,221,768、Swedish Patent8404840-4、US Patent4,101,238、US Patent4,048,112所公开的方法。但上述方法需在较高温度下(350右)才能进行，而且催化剂价格较高，易中毒失活，不能同时实现脱硫脱硝。日本专利P1659565j(1976)、P181759c(1976)、P63100918，A2(1988)所提出的同时脱除NO_X和SO₂的方法采用氧化剂将NO氧化为易溶于水的NO₂，如氯酸、高锰酸钾、双氧水、臭氧等，但液相氧化法由于成本高等原因而未能推广开来。美国加利福尼亚大学Berkeley实验室提出的黄磷法(见文献Nature，1990,343(11):151-153)，能同时脱除烟气中的NO_X和SO₂，但属于全抛弃法。该法要消耗大量的磷资源，而且其毒性大，操作要求较高。

采用Fe(II)-EDTA(EDTA表示乙二胺四乙酸二钠)脱除废气中NO。Fe(II)EDTA和NO的反应式如下：

Fe(II)EDTA+NO→Fe(II)EDTA(NO)     (1)

在以后的近三十年时间里，许多学者对这一反应进行了较为系统的研究，但目前仍未见工业化报道，影响湿法络合脱硝应用的最大问题是吸收液的循环应用。