[发明专利]一种碳纤维固定床烟气脱硫脱硝工艺及装置

说明书

本发明公开了一种碳纤维固定床烟气脱硫脱硝工艺，依次按以下步骤进行：(1)对烟气进行预处理，所述烟气中含有SO₂，NO_x；(2)将烟气通过碳纤维固定单元吸附，吸附完成后的烟气直接排放；(3)解吸；(4)催化还原NO_x；(5)吸收SO₂。同时也公开了一种碳纤维固定床烟气脱硫脱硝装置，用于实现上述的碳纤维固定床烟气脱硫脱硝工艺，其特征在于，所述脱硫脱硝装置从上游侧到下游侧依次设有预处理器、吸附反应器、解吸装置、还原装置和SO₂吸附装置；其中，所述吸附反应器内包括有至少两组可切换的碳纤维吸附组件，用于轮换使用，所述吸附反应器的下游端还设有一烟气出口。

技术领域

本发明涉及环保领域，特别是一种碳纤维固定床烟气脱硫脱硝工艺及设备。

背景技术

二氧化硫、氮氧化物的排放造成了严重的酸雨污染和生态损害。我国是一个煤炭资源十分丰富的国家，也是世界上最大的煤炭生产国和消费国；煤炭利用的主要形式是直接燃烧，占用煤总量的80％以上，大量燃煤产生大量的二氧化硫等污染物，其二氧化硫的排放量居世界第一位，给国家经济和人民财产造成巨大损失，同时也造成了我国硫资源的大量流失。因此减少和控制污染，防治燃煤时硫的排放是全球性可持续发展的需要，对我国尤为重要和紧迫，而最关键在于迫切需要开发技术先进，经济可行，环境适宜的防治技术。烟气脱硫脱硝技术是我国目前最为有效的治理环境污染的措施。

近年来，随着我国经济实力的不断增强和环境标准渐趋严格，二氧化硫、氮氧化物污染排放治理力度的不断加大，许多火电厂、冶金厂根据各自的实际情况，先后引进了国外各种烟气脱硫脱硝技术，并建成了石灰石-石膏湿法，旋转喷雾半干法，炉内喷钙加尾部增湿活化干法，海水脱硫，电子束脱硫和烟气循环流化床脱硫技术，SNCR和SCR脱硝技术、活性焦脱硫脱硝一体化技术等的示范项目和工程项目。这些烟气脱硫脱硝技术不同程度地存在投资大，运行费用高和需要治理二次污染以及硫再资源化等问题，根据我国地域广，机组繁杂，媒质和煤炭分布情况复杂，硫资源短缺及缺水等国情，必须发展更为先进的脱硫脱硝技术。

活性碳纤维脱硫脱硝技术是一种以物理-化学吸附原理为基础的干法脱硫脱硝技术。吸附过的活性碳纤维经再生，可以获得硫酸，液体二氧化硫，单质硫等产品，也可以生成硫酸、硫酸钙、硫酸镁或硫酸铵，氮氧化物被还原为氮气和水。这样，活性碳纤维脱硫脱硝工艺既可以用来控制二氧化硫、氮氧化物的排放，又可以回收硫资源，是一种发展前途较好的脱硫脱硝工艺。

自20世纪80年代，国外展开了大量的研究开发。

德国的活性炭脱硫Lurgi工艺技术，Lurgi法中气液接触，洗净水在床内分散不均匀，用水量大，水洗液中硫酸浓度低，提浓时难度大，脱硫效率较低，适用于处理量小，二氧化硫浓度较低的情况；

日本的日立-东电Hitachi Seesakujoo Ltd.Co.and Tokyo Tenryooku Ltd.Co.法活性炭脱硫工艺，与Lurgi法相比，该工艺得到的洗液中硫酸浓度较高，用水较少，连续性较好。但设备复杂，需多次切换，操作较繁，且虽可用于处理量较大的场合，但要求管线很粗，各项配套设备尺寸也相应加大，由此带来的设备投资及维修难度加大；

日本化研机工株式会社Kaken Kiikoo Ltd.Co.的旋转淋浴法-化研法，吸附设备构思巧妙，集中了Lurgi法与日本的日立-东电法的优点，但床层内活性炭(焦)利用率分布不均匀，总体利用效率不高，处理量大时，设备也要随着增加，空间占用加大，当烟气含尘量大时，床层阻力会随时间的延续而增大，因此，在吸附器前需要安装除尘设备，运行时，吸附过的烟气中SO₂、NOx/浓度波动较大，连续性较差；

日本的日立Hitachi Zoosen Ltd.Co.造船法，其优点是水蒸气易于分离，得到的气体较纯，操作温度低，避免了高温下活性炭(焦)自身热分解，损耗量减少，运行安全；