[发明专利]一种用甲烷进行烟气脱硫脱硝的系统及方法

权利要求书

1.一种用甲烷进行烟气脱硫脱硝的系统，其特征在于，包括甲烷贫氧燃烧反应装置(1)、烟气脱硫脱硝反应装置(2)、催化剂再生器(3)、旋风分离器(4)、冷却塔(5)和换热器(6)；

甲烷贫氧燃烧反应装置(1)的入口连接有待处理烟气管路(11)和甲烷原料气第一支路(101)，甲烷贫氧燃烧反应装置(1)的出口与烟气脱硫脱硝反应装置(2)的入口连接，烟气脱硫脱硝反应装置(2)的入口还连接有甲烷原料气第二支路(102)，烟气脱硫脱硝反应装置(2)的固体出口与催化剂再生器(3)的固体入口连接；烟气脱硫脱硝反应装置(2)的气体出口与旋风分离器(4)入口连接，催化剂再生器(3)的出口与烟气脱硫脱硝反应装置(2)的入口连接，旋风分离器(4)的固体出口与催化剂再生器(3)的固体入口连接，催化剂再生器(3)的气体入口连接有甲烷原料气第三支路(103)；旋风分离器(4)的气体出口与冷却塔(5)的入口连接，冷却塔(5)的气体出口与换热器(6)连接，换热器(6)连接有甲烷原料气管路(10)，甲烷原料气管路(10)与甲烷原料气第一支路(101)、甲烷原料气第二支路(102)和甲烷原料气第三支路(103)连接。

2.根据权利要求1所述的用甲烷进行烟气脱硫脱硝的系统，其特征在于，烟气脱硫脱硝反应装置(2)的固体出口与催化剂再生器(3)的固体入口的连接管路上设有旋塞阀(8)。

3.根据权利要求1所述的用甲烷进行烟气脱硫脱硝的系统，其特征在于，甲烷贫氧燃烧反应装置(1)和烟气脱硫脱硝反应装置(2)内的催化剂为负载型金属氧化物催化剂。

4.根据权利要求3所述的用甲烷进行烟气脱硫脱硝的系统，其特征在于，负载型金属氧化物催化剂的催化剂为铝、镁、铁、铈、钙、钯、铜、镍、镧和钒单质中的一种或几种，载体为铝、镁、铁、铈、钙、钯、铜、镍、镧和钒的氧化物中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的用甲烷进行烟气脱硫脱硝的系统，其特征在于，甲烷贫氧燃烧反应装置(1)为固定床反应器。

6.根据权利要求1所述的用甲烷进行烟气脱硫脱硝的系统，其特征在于，烟气脱硫脱硝反应装置(2)为流化床反应器。

7.采用权利要求1～6任意一项所述的系统用甲烷进行烟气脱硫脱硝的方法，其特征在于，包括：

甲烷原料气管路(10)中的甲烷原料气分为甲烷原料气第一支路(101)、甲烷原料气第二支路(102)和甲烷原料气第三支路(103)，其中，甲烷原料气第一支路(101)中的甲烷原料气和待处理烟气管路(11)中的待处理烟气混合后进入甲烷贫氧燃烧反应装置(1)催化燃烧生成一氧化碳和氢气后，连同未反应完的甲烷原料气和待处理烟气，与甲烷原料气第二支路(102)中的甲烷混合后进入烟气脱硫脱硝反应装置(2)，在催化剂作用下进行烟气脱硫脱硝反应；脱硫脱硝后的烟气携带部分催化剂进入旋风分离器(4)，分离出的高温含硫单质烟气进入冷却塔(5)冷却后进入换热器(6)与甲烷原料气管路(10)中的甲烷原料气进行换热后排出系统，冷却塔(5)得到硫磺；

烟气脱硫脱硝反应装置(2)中反应后的催化剂和旋风分离器(4)分离出的催化剂和甲烷原料气第三支路(103)中的甲烷原料气进入催化剂再生器(3)进行再生后重新进入烟气脱硫脱硝反应装置(2)进行下一轮的反应。

8.根据权利要求7所述的用甲烷进行烟气脱硫脱硝的方法，其特征在于，甲烷贫氧燃烧反应装置(1)中甲烷原料气与待处理烟气中氧气的摩尔比为0.5～2:1，反应空速为5000～50000h^-1，反应温度为250～350℃。