[发明专利]一种同时脱硝脱重金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同时脱硝脱重金属的方法，属于烟气净化技术领域。

背景技术

铅锌冶炼，钢铁企业为氮氧化物和重金属的排放源，烟气脱硝脱重金属受到越来越多的关注，《重点区域大气污染防治“十二五”规划》明确要求全面开展氮氧化物污染防治，积极开展烟气脱硝示范工程建设，2013年9月发布的《大气污染防治行动计划》更是要求加快重点行业脱硝改造。

冶炼工业产生大量的污染物，如硫氧化物，氮氧化物，粉尘和重金属等，对环境和人类健康产生巨大危害。一般冶炼烟气经过湿法脱硫后，可以脱除大部分重金属，但排放到大气的尾气中仍含有以汞为主的重金属，其余重金属为铅，镉，砷等，很难达标排放和深度脱除。

国内外烟气脱硝技术研究中，主要以选择性催化还原法（SCR）、非选择性催化还原（SNCR）为主；选择性催化还原法（SCR）的优点是脱硝效率高，单独使用时脱硝效率达到80%以上，但是SCR法的投资成本和运行费用太高，企业难以承受；非选择性催化还原（SNCR）特点是脱硝效率低，单独使用时脱硝效率达到50%~60%以上，投资成本和运行费用适中，但尾气不能达到国家环保排放标准。CN104174265A“炭系还原剂SCR脱硝技术消减高温煅烧NOx的方法”提出制备CO，H₂为主的气态炭系还原剂，一部分用于物料煅烧高温烟气出口进行一次高温脱硝将高温烟气中NOx还原为惰性N₂，另一部分用于SCR脱硝塔的二次催化脱硝。虽然脱硝反应温度有所降低，达到了脱硝效果，但增加了气态炭系还原剂的使用，使得运行费用和操作难度相应的提高了，而且CO和H₂都是易燃易爆气体，存在安全风险。尽管加装脱重金属设备后有利于烟气中重金属的脱除，但零价汞依然较难脱除，近20%~30%排放到大气中，造成严重的环境污染。每年仅仅因重金属污染而减产的粮食达到1000多万吨，被重金属污染的粮食每年也多达1200万吨，合计经济损失至少200亿。

因此，开发一种操作方便，运行成本低，设备要求低的多种污染物同时脱除技术成为烟气净化领域人员努力的方向。基于这些问题本发明提出用硫化铵法脱硝脱重金属，不仅能达到较好的脱硝脱重金属目的，且操作简单，投资运行费用低，得到的硫磺，氮肥可作为产品出售，抵消部分投资成本，可降低了企业的生产压力。

发明内容

本发明公开一种同时脱硝脱重金属的方法，该方法将含有氮氧化物和重金属（Hg、As、Cd、Pb）的烟气预处理后，经臭氧氧化，通入硫化铵溶液反应，吸收过程中需控制溶液pH值在7.5以下，防止产生硫化氢气体，造成二次污染；吸收液、重金属硫化物、硫磺通过分离工艺技术处理；吸收液经中和，蒸发，结晶和干燥处理得到硫酸铵和硝酸铵的混合肥料；该技术可以回收利用生产排放废气中的氮氧化物和重金属，对节能减排，环境保护，资源综合利用等技术都是重大突破。

本发明所述同时脱硝脱重金属的方法，具体包括以下步骤：

（1）工业炉窑尾气经除尘、水洗处理后将烟气温度冷却到50℃以下；

（2）将步骤（1）处理的烟气经臭氧氧化，烟气中的NO被转化为NO₂，Hg⁰被氧化为HgO；

（3）在硫化铵溶液中加入硫酸氢铵、硫酸铵和硝酸铵的混合溶液调节pH值到7~7.5得到硫化铵喷淋溶液，硫化铵喷淋溶液中硫化铵的质量百分比浓度为8%-25%；

（4）将经步骤（3）中臭氧氧化后的烟气与质量百分比浓度为8%-25%的硫化铵喷淋溶液接触反应，吸收反应过程中通过补加硫化铵的方式控制吸收液的pH值在5~7.5之间；

（5）反应完成后重金属沉淀物经抽滤、离心分离后沉淀物返回原料库，吸收液经过滤回收得到硫磺；滤液中加入氨水、碳酸铵或碳酸氢铵调节 pH值到6.0-7.0，然后将滤液蒸发浓缩、结晶、分离干燥后得到硫酸铵和硝酸铵的混合物。

优选的，本发明步骤（2）所述臭氧氧化通入臭氧的体积百分比为烟气的0.1%~5%。

优选的，本发明步骤（3）所述硫酸铵和硝酸铵混合溶液中硫酸氢铵、硫酸铵和硝酸铵的质量比为2:1:1~5:1:1。

优选的，本发明步骤（5）中蒸发温度为110℃~120℃，结晶温度为30℃~40℃。