[發明專利]硫/硝酸鹽鐵-炭還原制備硫磺并回收脫硫/硝劑的工藝

有效

• 申請號: 201811542403.3
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109592647B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 馬春元;夏霄;崔琳;趙希強;李軍;馮太;張世珍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C01B17/04
• 分類號: C01B17/04
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張曉鵬

本發明公開了一種硫/硝酸鹽鐵?炭還原制備硫磺并回收脫硫/硝劑的工藝，硫酸鹽煅燒產生的高濃度SO₂煙氣以及硝酸鹽加熱分解產生的NOx，可通過與鐵?炭材料在高溫下反應直接還原為單質硫蒸汽和N₂，然后依次經過除塵、降溫、精除塵工藝后由硫磺回收裝置回收得到硫磺，金屬氧化物可代替石灰石等堿性礦物資源作為脫硫(硝)劑的原料，該工藝可實現脫硫劑、脫硝劑的循環使用。

技術領域

本發明屬于污染物資源化利用領域，特別是涉及一種硫(硝)酸鹽鐵-炭還原制備硫磺同時回收脫硫(硝)劑的系統及方法。

背景技術

隨著我國環保要求的不斷提高，燃煤電廠、鋼鐵廠等排放的含硫及NOx煙氣需要設置煙氣脫硫脫硝裝置，其中以石灰石-石膏法為主的濕法脫硫機組占總裝機容量的85％左右，該項技術雖然具有脫硫效率高、運行穩定等優點，但是需要消耗大量的石灰石，石灰石過度開采，不僅破壞生態環境，而且脫硫副產物為低品質脫硫石膏，脫硫石膏的主要成分為CaSO₄·2H₂O，同時也含有少量的其他金屬離子硫酸鹽，其價值低，難以利用。目前我國脫硫石膏年產量約為一億噸，產量巨大，脫硫石膏難以處理對環境造成了巨大的危害。

臭氧脫硝技術比傳統煙氣脫硫脫硝工藝SCR及SNCR更適應日益嚴格的環保要求，采用臭氧的高級氧化技術不僅對NOx具有良好的脫除效果，同時對煙氣中的其他有害污染物(如重金屬汞等)也具有較好的脫除效果。在低溫下進行氧化吸收等脫硝過程，有利于鍋爐的能源回收利用，降低工程施工難度，利用國內現有較為成熟的濕法脫硫工藝并加以改進，使脫硫脫硝同時進行。通過特殊工藝控制脫硝反應過程，將NOx氧化成高價態的氧化物，然后用堿液吸收，脫硝效率高，能夠達到超低排放要求。但是，硝酸鹽極易溶于水，且硝酸鹽中的金屬離子對設備危害很大，形成的脫硝廢液難以處理，造成二次污染。

現有的煙氣硫資源回收技術多數為制備硫酸，但是硫酸的儲存和運輸困難，其利用價值較低。硫磺在所有含硫產品中分子量最低，單位價值高；儲存運輸成本較低；且硫磺可作為大多數含硫產品的生產原料，用途廣泛。我國又是硫磺資源短缺的國家，每年硫磺進口量及消耗量位居世界前列，對外依存度高，硫磺作為重要的化工原料之一，其市場價值和應用價值遠遠大于硫酸。

發明內容

為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是提供一種硫/硝酸鹽鐵-炭還原制備硫磺同時回收脫硫/硝劑的系統及方法。該系統及方法不僅可以緩解我國硫酸鹽(主要是硫酸鈣)及脫硝產生的硝酸鹽廢液難以處理的問題，同時將廢固、廢液資源化利用，在制備硫磺的同時可以回收脫硫劑與脫硝劑，實現了脫硫劑與脫硝劑的循環利用，減少了對石灰石等礦物資源的開采，保護生態環境，同時緩解了我國硫磺資源短缺的現狀，降低硫磺資源的對外依存度。

為了解決以上技術問題，本發明的技術方案為：

一種硫/硝酸鹽鐵-炭還原制備硫磺并回收脫硫/硝劑的系統，包括脫硫塔、脫硝塔、煙囪、干燥裝置、還原焙燒爐、第一分離器、第二分離器、炭熱還原塔、第三分離器、再熱器、精除塵裝置、硫磺回收裝置、硫磺儲倉、濃縮裝置、氣力輸送裝置和硝酸鹽解析塔，其中，所述脫硫塔的煙氣進口與煙氣源連接，脫硫塔的煙氣出口與脫硝塔的煙氣進口連接，脫硝塔的煙氣出口與濕式靜電除塵器入口相連，濕式靜電除塵器出口與煙囪入口相連；

脫硫塔的塔釜與干燥裝置進口連接，干燥裝置的出口與硫酸鹽倉入口相連接，還原焙燒爐與鐵粉源、碳粉源和硫酸鹽倉連接；

脫硝塔的塔釜與濃縮裝置的入口連接，濃縮裝置的出口通過氣力輸送裝置與硝酸鹽解析塔的入口連接，硝酸鹽解析塔的氣體出口與炭熱還原塔進口連接；

還原焙燒爐的出口端連接有第一分離器，第一分離器的固體出口與還原焙燒爐內部連通，第一分離器的氣體出口與第二分離器進口連接，第二分離器的固體出口端連接有過濾裝置；