[發明專利]一種煙氣脫氮處理方法及使用該方法的設備

無效

• 申請號: 201110076872.2
• 申請日: 2011-03-29
• 公開（公告）號: CN102172471A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 李雪梅;楊明久
• 申請（專利權）人: 李雪梅;楊明久
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/56;B01D53/60
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王加嶺;張慶敏

技術領域

本發明涉及一種煙氣處理方法，具體地說，涉及一種對含有氮氧化物的煙氣進行脫氮處理的方法及使用該方法的設備。

背景技術

目前，隨著環保法規的日趨嚴格和公眾環保意識的普遍提高，鍋爐的煙氣污染已成為突出的環保問題，鍋爐煙氣的脫氮是一項重大的工程課題。通常的煙氣脫氮工藝和流程為SCR脫氮法及SNCR脫氮法，主要采用釩、鈦等金屬氧化物作為脫氮劑，在高溫下利用液氨作為還原劑進行脫氮。但以上這些工藝流程的投資大、工藝流程繁雜、工程周期過長、脫氮劑價格高昂以及液氨逃逸等缺點，這些缺點嚴重地影響了脫氮工藝的工業化進程。

為了克服這些缺陷，工程人員開發出了以金屬為催化劑的脫氮方法，例如美國專利文件US?4222991A公開了一種從煙氣中去除氮氧化物的方法，該方法利用含甲酸鹽的水溶性吸收劑來吸收煙氣中的SO_x，并利用Fe(II)EDTA來去除煙氣中的氮氧化物。雖然該方法能完成對煙氣的脫硫和脫氮處理，但工藝復雜，且需要使用多種添加劑和許多處理步驟，難于應用在中小規模的產業環境中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝流程簡單、設備投資小的煙氣脫氮處理方法。

本發明的另一目的在于提供一種使用上述方法的煙氣脫氮處理設備。

為了實現本發明的目的，本發明的煙氣脫氮處理方法，其以金屬陽離子的水溶液作為絡合吸收劑，將該水溶液霧化后噴淋含有氮氧化物的煙氣，使金屬陽離子與煙氣充分接觸，生成氮氧化物絡合物；然后使生成的氮氧化物絡合物在酸性條件下分解為氮氣和金屬陽離子。

所述金屬陽離子在水溶液中的濃度為2.5～3.3g/L，優選為3.0g/L。所述水溶液的pH為6～7。

本發明中，所述金屬陽離子優選為Al³⁺或過渡金屬陽離子，所述過渡金屬陽離子優選為Fe²⁺、Cu²⁺或Mn²⁺。

具體地說，本發明的煙氣脫氮處理方法，其包括如下步驟：

1)將可溶性金屬鹽溶解在水中，制得金屬陽離子的水溶液，并使金屬陽離子在水溶液中的濃度達到2.5～3.3g/L；

2)在煙溫高于180℃的條件下，在氣霧混合器中將上述溶液通過高效霧化噴嘴充分霧化后，噴淋含有氮氧化物的煙氣，使金屬陽離子與氮氧化物充分接觸，生成氮氧化物絡合物；

3)然后使生成的氮氧化物絡合物在酸性條件下分解為氮氣和金屬陽離子。

其中，步驟2)的氣霧混合器中煙氣的流速為3～4m/s、在氣霧混合器中金屬陽離子與煙氣的反應時間為3～3.5秒，氣霧混合器內的氣流分布是均勻的，氣霧混合器中加裝有脫水器，可在脫氮處理的同時脫除煙氣中的多余水分；氣霧混合器的系統阻力低于800Pa；此外，氣霧混合器的耐腐蝕能力能達到十年。

步驟3)可以分為兩種情況：若煙氣中含有二氧化硫時，該氮氧化物絡合物在二氧化硫和水的作用下迅速分解為氮氣和相應金屬陽離子，從而脫除氮氧化物并使金屬陽離子循環利用；若煙氣中不存在二氧化硫，該氮氧化物絡合物為穩定化合物，此時可以將其輸送至儲液罐中加酸予以分解，從而釋放出氮氣和相應的金屬陽離子，達到脫除氮氧化物的目的。

本發明將Al³⁺或過渡金屬陽離子等金屬陽離子應用于脫氮處理中，由于上述金屬陽離子的半徑小、正電性強，對煙氣中的氮氧化物的電子分布正好不對稱產生了氧化作用，從而使金屬陽離子與氮氧化物發生絡合反應，同時利用特殊工藝使溶液霧化后與一定流速的煙氣氣流充分接觸，增強氣液接觸面積，從而快速形成絡合產物；并且，在酸性條件下該絡合產物發生分解放出氮氣，從而實現脫氮，同時釋放出金屬陽離子，繼續進行脫氮，實現了資源的合理利用；此外，由于僅使用金屬陽離子的水溶液，因此保證了在中性條件下即可完成脫氮反應，大大降低了對設備制造的要求。

此外，本發明還可以在上述水溶液中加入堿性物質，使其在脫氮的同時脫除煙氣中的二氧化硫。所述堿性物質優選為氫氧化鈉或氫氧化鈣。

本發明還提供一種煙氣脫氮設備，其包括煙氣通道、氣霧混合器、儲液罐、加藥裝置及循環裝置，其中，所述氣霧混合器中設置有兩個處理單元，分別執行煙氣脫氮處理及脫水處理；所述煙氣通道與所述氣霧混合器相連；所述加藥裝置設置在所述氣霧混合器的底部，用于向所述儲液罐加藥；所述儲液罐通過所述循環裝置與所述氣霧混合器相連，所述儲液罐中含有金屬陽離子的水溶液；所述循環裝置使金屬陽離子的水溶液在氣霧混合器與儲液罐之間循環流動。