專(zhuān)利名稱(chēng)：一種煙氣脫硫脫硝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣中二氧化硫和氮氧化合物的分離，特別涉及從煙氣中脫除二氧化硫和氮氧化合物的方法。
背景技術(shù)：
含S02、NOx廢氣的大量排放已經(jīng)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，當(dāng)前控制S02、NOx 等有害氣體排放的主要手段是煙氣凈化處理。目前煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)主要有氧化吸收、絡(luò)合吸收、還原吸收，氧化吸收技術(shù)采用高能活化、氧化劑氧化、催化氧化將NOx或同時(shí)將Sh和NOx氧化為高價(jià)態(tài)容易吸收氧化物，再采用吸收劑加以吸收。高能活化有電子束照射、脈沖電暈等離子體，此法脫除率高，無(wú)廢水和廢渣產(chǎn)生，但投資運(yùn)行費(fèi)用較高。氧化吸收是采用氧化劑如HaO3將NOx或同時(shí)將Sh和NOx氧化，然后用吸收液進(jìn)行吸收，此法脫除率高，但多采用強(qiáng)氧化劑，成本高，廢液處理或副產(chǎn)品回收利用困難。催化氧化吸收是采用催化劑如活性炭將和NOx氧化為高價(jià)態(tài)后用吸收液吸收，該法副產(chǎn)品可回收利用，沒(méi)有廢物產(chǎn)生，操作簡(jiǎn)便，但處理量較小、占地較大，催化劑再生困難。絡(luò)合吸收法是采用鐵絡(luò)合劑進(jìn)行絡(luò)合解吸處理煙氣，但絡(luò)合劑再生困難，二次廢水難以處理。還原吸收法是尿素及添加劑法，將NOx還原為氮?dú)?，反?yīng)生成副產(chǎn)品硫酸銨，但此法存在脫除率不高、試劑量大、 成本高等缺點(diǎn)。還有以此衍生的尿素催化劑法、乙二胺合鈷尿素法，用催化劑將和NOx 氧化然后用尿素加以吸收得副產(chǎn)品硝酸銨和硫酸銨，這些技術(shù)雖然脫除率得到提高，試劑量降低，但產(chǎn)品回收和利用存在困難，而且加入添加劑后產(chǎn)品質(zhì)量易受到影響，同時(shí)增加工藝復(fù)雜程度。綜上可以看出，現(xiàn)有的煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)存在投資運(yùn)行費(fèi)用較高、處理量小、占地面積大、工藝復(fù)雜、副產(chǎn)品回收利用困難等問(wèn)題，副產(chǎn)品不能得到很好利用，多直接拋棄，造成二氧化硫資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明為煙氣凈化提供一個(gè)高效的脫硫脫硝方法。本發(fā)明一種煙氣脫硫脫硝方法，其步驟如下1)在50 200°C優(yōu)選100 150°C煙氣管道注入臭氧，臭氧與NOx的摩爾比為 1 3 1，反應(yīng)的煙氣混合物進(jìn)入到水洗塔，與水逆流接觸進(jìn)行急冷，水與煙氣體積比為 0.002 0.003 1，水洗后的煙氣進(jìn)入到步驟2)；2)來(lái)自1)的煙氣進(jìn)入吸收塔與吸收劑接觸，吸收塔溫度40 65°C、吸收劑與煙氣體積比0.25 0.5 1000，吸收SO2后的吸收劑進(jìn)入再生塔進(jìn)行再生，再生后的吸收劑進(jìn)入吸收塔循環(huán)使用，凈化后的煙氣經(jīng)煙 排入大氣。吸收劑吸收SA后進(jìn)入再生塔進(jìn)行再生，解析出來(lái)的SO2，可以液化做產(chǎn)品或進(jìn)入硫磺回收裝置生產(chǎn)硫磺。所述的吸收劑吸收Sh的反應(yīng)在吸收塔內(nèi)進(jìn)行，吸收劑與SA的接觸可采用同向、 逆向或鼓泡方式進(jìn)行，優(yōu)選逆向接觸。
所述的煙氣為含有硫氧化物和氮氧化物污染物的氣體，特別是石油化工催化裂化裝置再生催化劑產(chǎn)生的煙氣。所述的臭氧來(lái)自臭氧發(fā)生器，臭氧發(fā)生器原料為空氣或氧氣，優(yōu)選用空氣。所述吸收劑為公開(kāi)號(hào)CN101185831公開(kāi)的有機(jī)胺類(lèi)吸收劑。所述經(jīng)過(guò)急冷后的煙氣溫度在40 65°C之間，優(yōu)選50 65°C。所述的吸收塔可采用空塔、填料塔、板式塔、浮閥塔中任意一種。所述的再生塔是吸收劑再生塔，吸收了的富液可通過(guò)氮?dú)饣蛩羝麣馓嵋越馕鯯O2，優(yōu)選水蒸汽氣提。所述的吸收劑再生塔為用空塔、填料塔、板式塔、浮閥塔中任意一種，優(yōu)選填料塔。解吸出的SO2副產(chǎn)品可以生產(chǎn)液體SO2,也可去煉廠硫磺回收裝置生產(chǎn)硫磺，優(yōu)選與克勞斯工藝相結(jié)合生產(chǎn)硫磺。在整個(gè)吸收-解吸過(guò)程中，由于氧化作用，有少量的SO2轉(zhuǎn)化為SO3,從而以SO42-的形式存在于吸收液中，這種鹽不能通過(guò)加熱的方式除去，稱(chēng)為熱穩(wěn)定鹽，隨著吸收液的循環(huán)使用，熱穩(wěn)定鹽不斷累積，會(huì)影響吸收液的吸收容量及脫硫效果，必須將其除去。將一部分含有熱穩(wěn)定鹽的吸收液通過(guò)熱穩(wěn)定鹽脫除系統(tǒng)，除去熱穩(wěn)定鹽，維持吸收-再生系統(tǒng)中的離子平衡，以保證吸收液的脫硫效率。本發(fā)明一種煙氣脫硫脫硝方法，不僅能脫除煙氣中硫氧化合物和氮氧化物，還能脫除煙氣中的粉塵和其他強(qiáng)酸性氣體。催化裂化煙氣所含NOx中NO占90%以上，其它為NO2等。NO不溶于水，是較難處理的氣態(tài)污染物之一，高價(jià)態(tài)的N02、N2O3> N2O5易與水反應(yīng)生成HNO3,結(jié)合濕法洗滌吸收工藝，可達(dá)80%以上的脫硝率，且可與可再生濕法催化裂化煙氣脫硫工藝相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫硝，裝置只需加入一個(gè)臭氧發(fā)生器即可，無(wú)需大的改動(dòng)，工藝流程不變。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，與其它常見(jiàn)的氧化劑相比，具有氧化能力強(qiáng)、選擇性高、反應(yīng)速度快、反應(yīng)溫度低、 無(wú)二次污染等眾多優(yōu)點(diǎn)，因而近年來(lái)備受青睞。利用臭氧做氧化劑脫除NO時(shí)，煙氣中的也會(huì)與臭氧發(fā)生反應(yīng)生成SO3，但反應(yīng)的程度較低，不會(huì)參與和NO與臭氧之間的反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)， 加速消耗臭氧，NO和O3之間的氧化反應(yīng)比SO2和O3之間的氧化反應(yīng)進(jìn)行的速度要快得多， SO2的存在對(duì)臭氧氧化反應(yīng)的影響非常小，此外臭氧在150°C時(shí)，IOs內(nèi)臭氧無(wú)催化熱分解率30%以下，而與NO的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)時(shí)間數(shù)量級(jí)僅為10_2s，可見(jiàn)臭氧自身熱分解對(duì)臭氧氧化反應(yīng)的影響很小，另外，臭氧對(duì)NO濃度的適應(yīng)性很強(qiáng)，適用于催化裂化煙氣中NO的濃度不高的特點(diǎn)，通過(guò)在催化裂化煙氣管道溫度100 150°C處注入臭氧，03/N0物質(zhì)的量比為 1 3 1，反應(yīng)時(shí)間2 10s，將煙氣中的NO氧化為易溶于水的高價(jià)態(tài)氮氧化物，然后通過(guò)水洗吸收脫除，脫硝率達(dá)80%以上，低溫?zé)煔膺M(jìn)入吸收塔與脫硫吸收劑充分反應(yīng)，在溫度為40 65°C、液氣比為0. 25 0. 5L/m3、停留時(shí)間為1. 0 1. 5s時(shí)，脫硫率達(dá)95%以上， 實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫硝。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明一種煙氣脫硫脫硝方法，具有投資運(yùn)行費(fèi)用低、工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便、副產(chǎn)品Sh易回收、脫除率高的優(yōu)點(diǎn)。適于處理含有硫氧化合物和氮氧化物和粉塵的煙氣，特別適用于石油化工行業(yè)凈化煉廠催化裂化煙氣。


圖1為本發(fā)明一種煙氣脫硫脫硝方法，煙氣為催化裂化煙氣脫硫脫硝方法流程示意圖。1.水洗塔，2.吸收塔，3.再生塔，4.熱穩(wěn)定鹽脫除裝置，5.換熱器，6.臭氧發(fā)生器，7.新鮮水補(bǔ)充，8.凈化煙氣放空，9.回收SO2裝置，10.排污水，11.高溫?zé)煔猓?2.循環(huán)水。
具體實(shí)施例方式將臭氧注入50 200°C優(yōu)選100 150°C煙氣管道，臭氧與NOx的摩爾比為 1 3 1，反應(yīng)的煙氣混合物進(jìn)入到水洗塔，與水逆流接觸進(jìn)行急冷，水與煙氣體積比為 0.002 0.003 1，水洗后的煙氣進(jìn)入到步驟2)；2)來(lái)自1)的煙氣進(jìn)入SO2吸收塔與吸收劑接觸，吸收塔溫度40 65°C、吸收劑與煙氣體積比0.25 0.5 1000，吸收SO2后的吸收劑進(jìn)入再生塔進(jìn)行再生，再生后的吸收劑進(jìn)入吸收塔循環(huán)使用，凈化后的煙氣經(jīng)煙 排入大氣。實(shí)施例1首先將產(chǎn)生的臭氧在煙氣溫度100 150°C處注入催化裂化煙氣管道，臭氧在煙道中與氮氧化物充分接觸反應(yīng)，煙氣量為50m3/h，NO、SO2含量分別為400mg/m3、2000mg/m3， 按照每立方米煙氣，含臭氧為U80mg，向煙氣中通入臭氧，接觸時(shí)間為3s，臭氧與NOx物質(zhì)的摩爾比為2 1，煙氣與45°C洗滌酸性水逆向充分接觸，吸收已被臭氧氧化的氮氧化物， 殘余的邊氧化邊吸收，同時(shí)除塵降溫，水洗塔內(nèi)噴淋量為120kg/h，從水洗塔出來(lái)的煙氣中 NO的含量為72mg/m3(折算成NO)，脫硝率為82%，經(jīng)初步處理后的煙氣進(jìn)入二氧化硫吸收塔與吸收劑逆向充分接觸，在溫度為40°C、液氣比為0. 25L/m3、停留時(shí)間1. 2S時(shí)充分吸收， 凈化后的煙氣中二氧化硫的脫硫率96%，出吸收塔的吸收劑進(jìn)入再生塔進(jìn)行熱再生，解析后的吸收劑入吸收塔循環(huán)使用，解析出來(lái)的二氧化硫可做產(chǎn)品或送入硫磺回收裝置，凈化后的煙氣經(jīng)煙 直接排入大氣。實(shí)施例2首先將產(chǎn)生的臭氧在煙氣溫度100 150°C處注入催化裂化煙氣管道，臭氧在煙道中與氮氧化物充分接觸反應(yīng)，煙氣量為50m3/h，N0x、SA含量分別為550mg/m3、2000mg/m3， 按照每立方米煙氣，含臭氧為2640mg，向煙氣中通入臭氧，接觸時(shí)間為5s，臭氧與NOx物質(zhì)的摩爾比為3 1，在絕熱飽和狀態(tài)下，煙氣與60°C洗滌酸性水逆向充分接觸，吸收已被臭氧氧化的氮氧化物，殘余的邊氧化邊吸收，同時(shí)除塵降溫，水洗塔內(nèi)噴淋量為150kg/h，從水洗塔出來(lái)的煙氣中NO的含量為77mg/m3 (折算成NO)，脫硝率為86%，經(jīng)初步處理后的煙氣進(jìn)入二氧化硫吸收塔與吸收劑逆向充分接觸，在溫度為60°C、液氣比為0. 25L/m3、停留時(shí)間為1. 5s時(shí)充分吸收，凈化后的煙氣中二氧化硫的脫硫率為95%，出吸收塔的吸收劑進(jìn)入再生塔進(jìn)行熱再生，解析后的吸收劑入吸收塔循環(huán)使用，解析出來(lái)的二氧化硫可做產(chǎn)品或送入硫磺回收裝置，凈化后的煙氣經(jīng)煙 直接排入大氣。
權(quán)利要求
1.一種煙氣脫硫脫硝方法，其特征在于，具體步驟為1)在50 200°C煙氣管道中注入臭氧，臭氧與NOx的摩爾比為1 3 1，反應(yīng)后煙氣混合物進(jìn)入到水洗塔，與水逆流接觸進(jìn)行急冷，水與煙氣體積比為0.002 0.003 1，水洗后的煙氣進(jìn)入到步驟2)；2)來(lái)自1)的煙氣進(jìn)入SO2吸收塔與吸收劑接觸，吸收塔溫度40 65°C、吸收劑與煙氣體積比0.25 0.5 1000，吸收SO2的吸收劑進(jìn)入再生塔進(jìn)行再生，再生后的吸收劑循環(huán)使用，凈化后的煙氣經(jīng)煙 排入大氣。
2.依照權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硫脫硝方法，其特征在于在100 150°C煙氣管道注入臭氧。
3.依照權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硫脫硝方法，其特征在于在所述的吸收劑吸收 SO2吸收塔內(nèi)，吸收劑與SA的接觸為同向、逆向或者鼓泡方式。
4.依照權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硫脫硝方法，其特征在于在所述的吸收劑吸收 SO2吸收塔內(nèi)，吸收劑與SA的接觸為逆向方式。
5.依照權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硫脫硝方法，其特征在于所述的煙氣為含有硫氧化合物和氮氧化物污染物的氣體。
6.依照權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硫脫硝方法，其特征在于所述的煙氣為催化裂化裝置再生催化劑產(chǎn)生的煙氣。
7.依照權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硫脫硝方法，其特征在于所述的臭氧來(lái)自臭氧發(fā)生器。
8.依照權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硫脫硝方法，其特征在于所述經(jīng)過(guò)水洗塔急冷水洗后的煙氣溫度在40 65°C之間。
9.依照權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硫脫硝方法，其特征在于所述的吸收塔為在空塔、填料塔、板式塔和浮閥塔中任選其一。
10.依照權(quán)利要求1所述的一種煙氣脫硫脫硝方法，其特征在于所述的吸收劑再生塔為在空塔、填料塔、板式塔和浮閥塔中任選其一。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種煙氣脫硫脫硝方法，其步驟為在50～200℃煙氣管道中注入臭氧，臭氧與NOx的摩爾比為1～3∶1，反應(yīng)后煙氣混合物進(jìn)入到水洗塔，與水逆流接觸進(jìn)行急冷，水與煙氣體積比為0.002～0.003∶1，水洗后的煙氣進(jìn)入SO2吸收塔與吸收劑接觸，吸收塔溫度40～65℃、吸收劑與煙氣體積比0.25～0.5∶1000，吸收SO2的吸收劑進(jìn)入再生塔進(jìn)行再生，再生后的吸收劑循環(huán)使用，凈化后的煙氣經(jīng)煙囪排入大氣。
文檔編號(hào)B01D53/76GK102371110SQ20101025655
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者張凡, 李朝恒, 涂先紅, 王秀珍, 裴旭東, 郭榮群, 陳衛(wèi)紅 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)洛陽(yáng)石油化工工程公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司