[发明专利]一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺

说明书

一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺，采用化学转化法将烟气中的二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮在相应的吸收系统内通过化学反应被吸收剂分别中和或还原脱除，工艺中通过添加一种吸收剂吸收烟气中的某种成分使其变成净化另一种成分的吸收剂，再使二次转化生成的产物变成脱硝还原剂，以此实现碳、硫、硝的协同联脱，解决了化合法脱碳、脱硫、脱硝工艺中生成物产生二次污染的难题，实现了循环经济在烟气治理中的应用。

技术领域

本发明涉及大气环境治理技术，特别涉及工业烟气中二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物协同联脱的一体化烟气净化技术。

背景技术

化石原料的燃烧，在加速了工业化发展的同时给大气环境带来了极大压力，工业烟气中排出的二氧化碳在大气中积累过度，给地球形成了保温层，这个保温层阻挡了地面反射向太空的长波辐射，使地球温度逐渐升高，进而引发气候危机；二氧化硫是一种有毒性气体，弥漫在大气中不但对人的呼吸道造成损害，影响人类健康，而且经雨雪溶解降落地面，使地面酸性增强，影响植物的生长；氮氧化物是一种危害性更强的有毒性气体，它不仅仅是对人身体造成危害影响健康，更重要的是他在大气中扩散会形成光化学污染、增大化学需氧量，给人类环境造成更大的危害。

近几十年来，人类通过各种手段对二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的排放进行了治理，其中包括减排、限排、捕捉、回收等。对二氧化碳排放的治理主要采用减排、限排的方法，即对排放企业进行强制性的指标控制；对二氧化硫的治理主要采用多种脱硫技术对集中排放源产生的二氧化硫进行化学转化或物理吸附，典型的方法包括干式钙法、半干式钙法、湿式石灰石-石膏法、湿式碱法、湿式氧化镁法及活性炭吸附法等；对氮氧化物的治理主要包括氧化法和还原法，氧化法是采用氧化剂将一氧化氮氧化成二氧化氮，然后再将二氧化氮通过化学转化或吸附法脱除，还原法主要采取SCR催化还原法或SNCR非催化还原法。各种方法在实现对烟气有害物治理的同时，也存在着很多缺陷，主要显现在：1、对二氧化碳的减排和限排，在有效控制污染物排放的同时不同程度上制约了企业产能的发挥，增加了企业成本；2、干式、半干式脱硫技术的使用，在改造锅炉炉型的情形下既不能达到优良的净化效果，又不能简化操作难度，还会降低燃炉的使用寿命；3、湿式脱硫法的使用，在增大运行费用的同时会产生大量的二次污染，即气态脱硫水雾和固态脱硫生成物的污染；4、SCR\SNCR脱硝还原法运行条件要求苛刻，而且运行成本高；5、多种污染物的脱除不能一体化联合运行。因此，开发工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺是烟气治理技术中亟待解决的一项难题。

发明内容

本发明是对传统技术的一项革新，特别是对工业烟气一体化治理技术的创新。发明中采用化学转化法将烟气中的二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮在相应的吸收系统内通过化学反应使气态分子被吸收剂分别中和或还原脱除，依此可达到如下目的：在脱碳系统内通过添加碳酸钠溶液使其吸收烟气中的二氧化碳生成碳酸氢钠，再使碳酸氢钠溶液在脱硫系统内吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钠，然后使亚硫酸钠溶液在脱硝系统内还原烟气中的一氧化氮生成氮气和硫酸钠。该发明目的的实现，可使工业烟气净化流程通过添加一种吸收剂吸收烟气中的某种成分使其变成净化另一种成分的吸收剂，再使二次转化生成的产物变成脱硝还原剂，在实现碳、硫、硝协同联脱的同时实现了循环经济在烟气净化中的应用，使工业烟气中多成分的净化在协同处理中完成，简化了工艺流程，降低了运行费用。

为此本发明提供一种工业烟气中碳硫硝协同联脱工艺，该工艺包括：(a)将烟气通过聚风仓布风后鼓入第一层净化系统，在该系统内通过鼓泡法或气雾混合吸收法使烟气与碳酸钠溶液接触使其吸收烟气中的二氧化碳生成碳酸氢钠；(b)经第一层净化后的烟气进入第二层净化系统，在该系统内通过鼓泡法或气雾混合吸收法使烟气与碳酸氢钠溶液接触使其吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钠；(c)经第二层净化后的烟气进入第三层净化系统，在该系统内通过鼓泡法或气雾混合吸收法使烟气与亚硫酸钠溶液接触使烟气中的一氧化氮被还原成硫酸钠和氮气。