[發(fā)明專利]煙氣同時脫硫脫硝的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310251886.2
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103301749A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡偉民;王志平;王海瑞;吳浩東
• 申請（專利權(quán)）人: 艾荻環(huán)境技術(shù)（上海）有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/78;B01D53/60
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種針對SO₂、NO的煙氣同時脫硫脫硝方法。?

背景技術(shù)

二氧化硫和氮氧化物是目前大氣污染物中含量大、影響面廣的最主要?dú)鈶B(tài)污染物，是產(chǎn)生酸雨的主要原因，同時也是大氣中次生PM_2.5顆粒物的主要誘因。至2011年我國雖然在煙氣凈化中采取了很多措施，但當(dāng)年的二氧化硫排放總量仍達(dá)2217.9萬噸、氮氧化物排放總量也達(dá)2404.3萬噸，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全國的環(huán)境容量。這其中90%左右的二氧化硫、70%左右的氮氧化物來源于煤的直接燃燒。但從能源消耗來看，我國的能源結(jié)構(gòu)中近70%為煤炭，這一格局仍將持續(xù)較長時間。因此，研發(fā)二氧化硫和氮氧化物的深度凈化的技術(shù)已勢在必行。?

煙氣脫硫技術(shù)按照脫硫劑的形態(tài)不同可分為濕法、半干法和干法技術(shù)。半干法、干法較濕法而言有投資小、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，但脫硫率低因此其應(yīng)用有限；濕法是目前工程中最為有效的煙氣脫硫手段，其中最具代表性的是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)，在已建的煙氣脫硫工程中90%左右均采用該技術(shù)。?

濕法工藝的本質(zhì)是吸收凈化過程，其中包含了兩步氣液反應(yīng)過程（以石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)為例）：?

1、煙氣中的氣態(tài)SO₂必須先被吸收進(jìn)入液滴中，與液滴內(nèi)的Ca(OH)₂發(fā)生中和反應(yīng)而生成CaSO₃，這是第一個氣液反應(yīng)；但因SO₂在水中的溶解度相對較低，所以氣態(tài)SO₂溶入液相中的速度慢、耗時長，為了維持高的脫硫效率就必須向煙氣中噴入大量的堿性霧滴以保證足夠的氣液接觸面積從而提高氣液碰撞概率，此外還要保證進(jìn)入液滴中的SO₂與液滴內(nèi)的堿反應(yīng)所需要的傳質(zhì)遷移及反應(yīng)時間，這些都限定了液滴必須在反應(yīng)器內(nèi)的最小停留時間。?

2、為使液滴中的CaSO₃穩(wěn)定化，還需要通入大量的空氣去氧化液滴中的CaSO₃成為CaSO₄而穩(wěn)定化；由于氧氣在水中的溶解度更低，這是一個更困難的氣液反應(yīng)，因此需要更長的反應(yīng)時間。?

由于在濕法脫硫工藝中存在著上述兩步低效率的氣液反應(yīng)過程，在實(shí)際工程中為了保證高的脫硫效率，就必須要提供足夠的供液量、提供高的空壓機(jī)壓力以縮小霧化的液滴粒徑提高其比表面積、以提高氣液接觸面積，要提供大的反應(yīng)空間以保證氣、液在此空間內(nèi)相向運(yùn)動中的停留時間；特別是在濕法脫硫工藝中為實(shí)現(xiàn)CaSO₃的穩(wěn)定化還須在脫硫塔下部額外增加一個?對脫硫漿液的曝氣系統(tǒng)。這些都導(dǎo)致了工藝復(fù)雜、設(shè)備龐大投資大、水耗電耗大運(yùn)行成本高；此外，濕法技術(shù)還存有設(shè)備腐蝕、堵塞、二次污染等老大難問題。?

因此，雖然濕法脫硫是目前煙氣脫硫的主流技術(shù)，但因其原理中兩步低效率的氣液反應(yīng)這一與生俱來的缺陷而不科學(xué)不理想，致使國內(nèi)相當(dāng)多的企業(yè)雖已建有脫硫裝置，但達(dá)標(biāo)率及投運(yùn)率均難盡人意。?

煙氣脫硝目前的主流技術(shù)是選擇性催化還原法（SCR）與選擇性非催化還原法（SNCR）。?

據(jù)報(bào)道，SCR法在工程上的脫硝效率可達(dá)80～90%，但其催化劑的成本高（可達(dá)工程總成本的40%）且須定期更換（約2～3年），尤其是此工藝操作溫度高達(dá)300～450℃，因此其建設(shè)成本及運(yùn)行成本均為我國國情所難受納，工程應(yīng)用受限；至于SNCR法由于脫硝效率低且工藝操作溫度更高（約800～900℃），更不被業(yè)界看好。?

目前工程中應(yīng)用的煙氣脫硫脫硝工藝普遍采用濕法煙氣脫硫工藝串聯(lián)SCR煙氣脫硝工藝的方式。由于SCR法須在300～450℃下運(yùn)行，為了利用煙氣余熱，通常把SCR脫硝裝置安裝于鍋爐省煤器和空預(yù)器之間，此時煙氣中的含塵量大，極易導(dǎo)致催化劑損耗或堵塞其孔道而影響脫硝性能，此外煙氣中的SO₂能與SCR工藝中的脫硝還原劑（如NH₃）發(fā)生反應(yīng)，其產(chǎn)物易粘附污染SCR催化劑而影響其活性；但若先脫硫后脫硝，則須要把脫硫后的煙氣重新升溫至300～450℃再進(jìn)行SCR脫硝，導(dǎo)致工藝更加復(fù)雜、能耗更高。因此用已有的濕法脫硫工藝結(jié)合SCR法脫硝工藝進(jìn)行脫硫脫硝難適合中國國情。?

同時脫硫脫硝技術(shù)由于具有設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、投資成本低等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為煙氣凈化技術(shù)研究的主流方向。?