[發明專利]一種微波間歇輻照活性炭脫硫脫硝的方法

無效

• 申請號: 201110417628.8
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102489107A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 馬雙忱;姚娟娟;張博;石榮雪;董松
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: B01D53/02
• 分類號: B01D53/02;B01D53/86;B01D53/60;B01J19/12;C01B17/04
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;周曉萍

技術領域

本發明涉及一種煙氣凈化方法，特別是采用微波間歇輻照活性炭脫硫脫硝的方法及裝置，屬煙氣凈化技術領域。

背景技術

為了環境保護和可持續發展，世界各國都對二氧化硫和氮氧化物的排放制定了日趨嚴格的標準，對火電廠SO₂、NO_X排放要求有了大幅度的提高。通過不斷的技術創新，實現高效、低耗的煙氣污染控制，是解決煙氣污染物控制問題的重要途徑。煙氣脫硫是目前世界上控制酸雨和SO₂污染的最為有效和主要的技術手段。其主流技術是石灰石石膏洗滌法，該技術比較成熟、脫除效率高，但缺點是投資高、工藝復雜。除此之外，容易產生設備堵塞、腐蝕、泄漏以及脫硫石膏難以再利用等問題。SO₂雖是污染物質，但也是寶貴的硫資源，直接將SO₂還原為可回收的單質硫提供了另一有前景的煙氣脫硫方法。在還原劑的選擇上，炭材料相比于CO、H₂和CH₄等，具有價格便宜、來源充足、生產和運輸便利等特點。因此，利用炭材料作為SO₂的還原劑將是環境友好和低成本的。但是在傳統加熱方法下，SO₂和碳之間的反應經常要求高溫，比如采用油砂焦炭作為還原劑用于SO₂的還原，發現在600℃以上才能達到有效的SO₂還原溫度，從而使該技術在工業上難以實現。所以，降低還原反應溫度是還原法煙氣硫回收的關鍵。

在大量脫除SO₂后，在環保要求較高的地區，NO_x就成為酸雨前體物減排的主要控制目標。目前，在實際工業應用中，被廣泛采納的NO_x控制技術主要有兩類：燃燒NO_x控制和煙氣脫硝技術。燃燒NO_x控制技術通過優化燃燒過程來減少NO_x的生成，該技術安裝和運行成本相對低廉，但脫硝率較低，一般為30%~40%。因此，當對NO_x排放要求較高時（比如前述新標準），單純采用燃燒控制技術往往不能達到排放要求，就需要采用尾部煙氣脫硝技術來進一步降低NO_x排放。目前國內外應用較多的煙氣脫硝技術為選擇性催化還原法（SCR），SCR法技術相對成熟，可靠性高，脫硝率可達90%以上，但投資巨大，催化劑昂貴且耗用大量的氨氣或尿素，運行成本偏高。

微波是一種頻率范圍從0.3~300GHz的電磁波，相應的波長范圍為1mm~1m，在電磁波譜中，微波區位于紅外線和無線電波頻率之間。微波加熱技術是一種全新的熱能技術，應用微波加熱物體可快速升溫，由于“熱點”效應，在加熱介質中出現多個“熱源”，不僅可以充分加熱介質，而且可加速化學反應速率。微波加熱的上述特點使其可以應用于活性炭的再生。專利CN2680343、CN101249412和CN101693162A都涉及到微波脫硫脫硝技術，利用微波獨一無二的選擇性加熱性能，結合炭對SO₂和NO_x的還原能力，大大提高了同時脫硫、脫硝的效率。但是上述微波脫硫脫硝技術所存在的共性問題如下：1.?微波連續輻照活性炭，活性炭在高溫下持續工作，炭損失嚴重；2.?微波發生器屬于高能耗設備，微波連續輻照使得脫硫、脫硝運行成本較高，影響了該技術的工業化實施；3.?催化劑選擇有待改進，如專利CN101693162A公開技術中采用CuCl為催化劑，存有CuCl制備困難、化學特性不穩定、煙氣中的氧對CuCl存在氧化作用、本身易于吸收水蒸汽而潮解等問題，這些都不同程度損害了其催化活性；4、高溫條件下，連續微波輻照會使煙氣中氧會大量消耗活性炭，從而使工藝經濟性變得較差。

發明內容

本發明所要解決的問題是提供一種低能耗、高脫除效率的微波間歇輻照活性炭脫硫脫硝的方法?。

本發明所稱問題是由以下技術方案解決的：

一種微波間歇輻照活性炭脫硫脫硝的方法，其特別之處是：它由兩臺或多臺裝有活性炭顆粒的吸附床交替對鍋爐煙氣進行吸附或微波輻照處理，其中，高效除塵后煙氣由引風機送入一臺吸附床，該吸附床進入工作狀態，由活性炭吸附煙氣中的硫氮氧化物，待工作狀態吸附床的活性炭吸附飽和后，該吸附床進入再生狀態，將煙氣切換到另一進入工作狀態的吸附床進行煙氣吸附，微波輻照備用床情況下，吸附在活性炭表面的硫氮氧化物在高溫下隔絕煙氣被炭還原分解為單質硫和氮氣，各吸附床工作狀態和再生狀態交替循環進行，實現煙氣連續凈化。