[發明專利]聯合脫除煙氣中二氧化硫、氮氧化物和汞的裝置及方法

有效

• 申請號: 201110093062.8
• 申請日: 2011-04-14
• 公開（公告）號: CN102188889A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 張凡;鄧雙;朱金偉;王凡;王洪昌;劉宇;田剛
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/60;B01D53/64;B01D53/76
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 程鳳儒

技術領域

本發明涉及一種聯合脫除煙氣中二氧化硫、氮氧化物和汞的裝置及方法，屬于大氣污染控制技術領域。

背景技術

隨著我國經濟和工農業的飛速發展，大氣污染物二氧化硫和氮氧化物排放量也迅速增加。到2009年止，我國二氧化硫排放量為2590萬噸；氮氧化物排放量為1600萬噸左右，其中燃煤鍋爐煙氣排放量占近70％。如果不采取有效的氮氧化物污染控制措施，2020年我國氮氧化物排放量將達到2900萬噸左右。并且近年來，我國一些特大型城市的空氣氮氧化物濃度超標，氮氧化物的環境容量已基本處于飽和狀態，一些地方甚至產生光化學煙霧現象。在我國酸性降水中，硝酸根和硫酸根濃度比例已由2000年的0.15∶1發展為2004年的0.20∶1。因此，開展燃煤鍋爐煙氣氮氧化物和二氧化硫污染治理研究，對減輕酸雨危害、促進資源的合理利用意義重大。

目前，我國現有的煙氣脫硫裝置中，濕法脫硫工藝約占90％，其他脫硫工藝約占10％，吸收劑為石灰石，脫硫副產物以我國礦藏豐富的石膏為主；剛剛開始建的煙氣脫硝裝置，以從國外引進的世界上唯一在火力發電廠工業化的選擇性催化還原(Selective?Catalytic?Reduction)煙氣脫硝技術為主，還原劑為我國農業用化肥：氨、尿素，脫硝副產物為N₂(高能耗循環)。目前大規模的煙氣脫硫已造成脫硫石膏的堆積；而大規模的煙氣脫硝工程的實施，勢必造成煙氣脫硝與農業爭奪氨、尿素資源的狀況出現。顯然，上述兩種主流的煙氣脫硫脫硝技術和工藝，運行費用高、副產物不能完全資源化，更談不上將環保和農業兩個基本國策有機結合，長期運行將嚴重阻礙我國煙氣脫硫脫硝環保事業的可持續性發展，不適合我國國情。

工業時代以來，環境中汞含量水平不斷增加。地球上各種環境媒體和食物(尤其是魚類)中的汞含量已經開始對人類及動植物產生不利的影響。伴隨著工業活動的不斷進行，汞污染問題成為了主要的全球環境問題之一。聯合國環境規劃署的調查報告指出，燃煤電廠是最大的人為汞污染源。

據統計，目前我國每年由于燃煤向大氣中排放汞的量約數百噸，其中絕大部分來源于工業與火電燃煤。隨著我國燃煤量的提高，煙氣中汞的排放量也在逐年增加。由于大氣汞具有遷移沉降特性，進而在藻類、魚類等水生生物體內富集，通過食物鏈危害人類健康，因此，汞污染對環境的危害是不容忽視的。

發明內容

基于以上現狀，本發明的目的在于提供一種聯合脫除煙氣中二氧化硫、氮氧化物和汞的裝置，該裝置是在現有濕法煙氣脫硫裝置的基礎上改造而成的，投資和運行成本低。

本發明的另一目的在于提供一種利用該裝置聯合脫除煙氣中二氧化硫、氮氧化物和汞的方法，該方法在脫硫的同時具有較高的NO_X脫除效率，并能有效增加汞的脫除效率。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種聯合脫除煙氣中二氧化硫、氮氧化物和汞的裝置，該裝置包括除塵器、濕法脫硫塔和硫酸銨硝酸銨回收系統，除塵器與濕法脫硫塔之間設置有NO₂發生裝置，除塵器的出氣口與濕法脫硫塔的煙氣進口之間通過煙道連接，NO₂發生裝置的出氣口連接至該煙道；濕法脫硫塔內自上而下依次設有除霧器、吸收劑噴淋裝置及漿液池，該濕法脫硫塔外置有循環泵，該循環泵的兩端通過漿液循環管路分別與吸收劑噴淋裝置及漿液池連接，該漿液循環管路上通過吸收劑補充泵連接有吸收劑儲罐；漿液池底部的出漿口連接硫酸銨硝酸銨回收系統；濕法脫硫塔的底部還連接有氧化風機及空氣過濾器，頂部的煙氣出口通過引風機連接煙囪。

所述NO₂發生裝置包括氨蒸發器、空氣過濾器、氨-空混合器、氧化爐和NO氧化塔，氨蒸發器與氨-空混合器的進氣口之間連接有氨過濾器，空氣過濾器通過空壓機連接至氨-空混合器的進氣口，氨-空混合器的出氣口與氧化爐的進氣口連接，氧化爐的出氣口與NO氧化塔的進氣口連接，NO氧化塔的出氣口連接至所述除塵器的出氣口與濕法脫硫塔的進氣口之間的煙道。

所述氧化爐內設有鉑金催化網，所述氧化爐的底部還設有急冷裝置。

通過在以各種堿性物質作為吸收劑的濕法脫硫系統中增加上述NO₂發生裝置，改造得到的裝置均具有聯合脫除煙氣中二氧化硫、氮氧化物和汞的效果。

一種利用上述裝置進行聯合脫除煙氣中二氧化硫、氮氧化物和汞的方法，該方法包括：