[发明专利]一种活性焦/炭烟气脱硫脱硝及回收单质硫的工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于烟气污染物排放控制技术领域，涉及一种活性焦/炭烟气脱硫脱硝及回收单质硫的工艺及装置，具体涉及的是活性焦/炭在吸附-热再生过程中产生的不符合再吸附要求的小颗粒活性焦的充分利用。

背景技术

烟气污染排放控制技术根据脱除污染物的不同，可分为脱硫技术与脱硝技术。烟气脱硫技术主要是针对于烟气中的二氧化硫(SO₂)，脱除方法有石灰石-石膏法、氨法、循环流化床法(CFB)、旋转喷雾干燥法(SDA)、双碱法和海水法等。烟气脱硝技术则是针对于烟气中的氮氧化物(NO_x)，脱除方法主要有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、氧化吸收法等。在工程应用中，若采用上述控制技术对烟气污染物中的SO₂、NO_x进行脱除，需将脱硫设备与脱硝设备相串联，由此导致烟气污染物脱除工序占地面积大、运行费用高等问题。如果采用能够同时脱硫脱硝的技术，则可以避免这些问题。

活性焦(或者活性炭)烟气污染排放控制技术属于干法技术，具有不耗水、能够同时脱除SO₂、NO_x、二噁英、重金属等污染物，无二次污染等优点，吸附饱和的活性焦经再生后不仅可以恢复吸附活性，还能将富集得到的较高浓度的SO₂用于生产硫酸等，有效回收硫资源。因此，活性焦法烟气控制技术是一种可同时脱除多种污染物并可以回收硫资源的高效的烟气污染综合控制技术。

活性焦法烟气控制技术发展至今已有五十余年，国内外相继开发出了一系列的活性焦法脱硫脱硝工艺，具有代表性的工艺有Reinluft工艺、住友工艺和Westvaco工艺。

Reinluft工艺(DE1267668)是德国于1957年开发的工艺，此工艺的特点是以活性炭为吸附剂，采用移动床-高温惰性气体再生的方式，对烟气中的SO₂、NO_x进行脱除，吸附后的活性炭进行再生。该工艺吸附烟气的温度控制在100～200℃，再生温度为300～600℃。再生过程中，是以高温的惰性气体N₂为介质，加热活性炭而使得负载于活性炭上的硫酸转化为SO₂，从而得到较高浓度的SO₂。富集的SO₂经水洗、氧化后，制得稀硫酸。

住友工艺(JP6304075)是日本住友重工公司所开发的一种工艺，使用活性焦作为吸附剂，吸附烟气中的SO₂、NO_x；再生时，通过以高温惰性气体N₂为再生介质，加热活性焦，使吸附SO₂后的活性焦解吸出SO₂，其再生温度在250～500℃之间，富集的SO₂同样是以稀硫酸的形式回收。

由于硫酸的价格较为低廉，约350元/吨，硫磺价格约1200元/吨。为了高值化回收硫资源，人们又进一步开发了回收单质硫(硫磺)的工艺，Westvaco工艺(CA893610D)是一种将SO₂以单质硫的形式回收的工艺，该工艺是活性炭在吸附塔内对烟气中的SO₂进行吸附，吸附后的活性炭进入再生塔与硫化氢(H₂S)发生器产生的H₂S气体进行反应而得到单质硫。通过蒸汽解析出部分单质硫，经冷凝分离后得到固态单质硫；未解析的负载在活性炭上的单质硫送入H₂S发生器，通过氢气或其它还原性气体反应生成H₂S，所得到的H₂S气体输送至再生塔。从H₂S发生器出来的再生活性炭用蒸汽将其冷却，并送入吸附塔循环使用。该发明的特点是使用了专门的H₂S发生器产生H₂S用于还原SO₂，这使得运行成本较高。

对于一套处理烟气量为100万Nm³/h的活性焦脱硫脱硝工艺而言，在吸附、再生、输送过程中因物理化学磨耗或磨损，每天约产生7吨的粒径小于1.5mm的小颗粒活性焦，这些活性焦因粒径较小无法继续用于吸附过程，一般会用于锅炉燃烧、高炉燃烧等，因用于企业的不同而有所不同，但是相同的是活性焦燃烧后会再次释放出污染物SO₂。

发明内容