堿吸收液可循環(huán)利用的煙氣凈化方法
【專利摘要】一種堿吸收液可循環(huán)利用的煙氣凈化方法，該方法的工藝步驟是：通過向煙氣中加入霧化的臭氧，把煙氣中的氮氧化物(NOX)轉化為可溶的二氧化氮(NO2)；再用堿液作為吸收液在吸收塔中脫除煙氣中的SO2、NOX，和汞，獲得吸收液，吸收液經固液分離得到含有汞的沉淀物，濾液經空氣氧化、固液分離得到硫酸鈉、硝酸鈉；硫酸鈉作為鈉元制備堿液，堿液作為吸收液回到煙氣吸收系統(tǒng)循環(huán)利用。由于該方法在脫硫脫硝脫汞的同時，實現堿液的循環(huán)利用，解決了當前煙氣凈化使用大量堿液成本高和廢液排放造成二次污染的問題。本發(fā)明工藝簡單，投資少，運行成本低，污染物去除率高，對SO2的去除率達95％以上，對NOX的去除率達80％以上，并使廢物得到充分利用。
【專利說明】 堿吸收液可循環(huán)利用的煙氣凈化方法
一、【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉屬于大氣污染控制技術和資源利用領域，具體地說是一種在脫除煙氣中的污染物時使堿吸收液可循環(huán)利用的煙氣凈化方法。
二、【背景技術】
[0002]當前，我國正以歷史上最脆弱的生態(tài)環(huán)境承載著世界上最多的人口，承載著歷史上最空前的資源消耗和經濟活動，面臨著歷史上最突出的生態(tài)環(huán)境挑戰(zhàn)。人口和資源、經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾已成為中國現代化發(fā)展的最大制約因素。要保持可持續(xù)發(fā)展，就必須減少對環(huán)境的污染并實施循環(huán)經濟。我國現階段的能源結構決定了在今后相當長的時期內，仍以煤為主的能源供應與消耗格局不會改變。煤燃燒時煙氣中產生顆粒物、二氧化硫(SO2)、氮氧化合物(NOx)和汞等污染物，控制并去除燃煤煙氣排放中的污染物使之合理利用成為保護大氣環(huán)境的有效途徑。
[0003]廢物是放錯地方的資源。對煙氣進行脫硫、脫硝和脫汞，不僅可以改善空氣質量，而且還可以對脫硫、脫硝和脫汞后產生的副產物進行回收再利用，節(jié)約資源，減小相關產業(yè)的成本，提高生態(tài)效率，降低環(huán)境風險。因此，開展大氣污染控制技術和資源利用的研究，改善和治理我國的大氣環(huán)境，回收利用廢棄的再生資源，對促進我國經濟可持續(xù)發(fā)展、保護人們身體建康具有重要意義。
[0004]為減少煙氣中污染物排放，我國燃煤鍋爐目前大部分已經安裝了脫硫裝置，主要是濕法脫硫技術。利用了二氧化硫與堿性脫硫劑的酸堿中和反應脫除二氧化硫；煙氣中氮氧化合物的有害物質多以NO的形式存在，根據NO容易被氧化的性質，只要NO被氧化成NO2,則可以在濕法脫硫裝置中實現SO2和NO2的同時脫除。同時，經過氧化的煙氣中的汞化合物易溶于水，用堿液作為吸收劑可以脫除70-80%的汞。但用堿液作為吸收劑對煙氣進行脫硫、脫硝和脫汞，應用堿液成本高，限制了其應用。因此，實現堿液的循環(huán)利用，研究開發(fā)低成本、高效率的可以同時脫硫脫硝脫汞的技術就顯得尤為重要。
三、
【發(fā)明內容】

[0005]為了解決現有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種在脫除煙氣中的污染物時使堿吸收液可循環(huán)利用的煙氣凈化方法。應用該方法工藝簡單，投資少，運行成本低，污染物去除率高。
[0006]實現本發(fā)明的目的采用的技術方案是:所述的堿吸收液可循環(huán)利用的煙氣凈化方法步驟是:
[0007](I)經過除塵的煙氣中加入霧化的臭氧，把不溶性的氮氧化物(NOx)轉化為可溶的二氧化氮(NO2)。
[0008](2)煙氣進入吸收塔中用堿液吸收煙氣中的污染物，得到亞硫酸鈉、硫酸鈉和硝酸鈉溶液以及含有重金屬汞的沉淀物的吸收液；過濾吸收液，得到的含有重金屬汞的沉淀物送有色金屬冶煉廠綜合利用，提取有價金屬汞，濾液為亞硫酸鈉、硫酸鈉和硝酸鈉；濾液經氧化塔空氣氧化，將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，得到硫酸鈉和硝酸鈉溶液，冷卻析出硫酸鈉；硫酸鈉送制堿系統(tǒng)生產堿液；硝酸鈉溶液經蒸發(fā)、結晶，得到硝酸鈉產品外售。
[0009](3)利用煙氣中的生成物硫酸鈉制作堿液(NaOH)工藝:將10?20份(重量)的硫酸鈉、20?40份(重量)的雙酚A (工業(yè)品)、10?20份(重量)生石灰和40?150份(重量)水，放入轉化反應釜內進行轉化反應，在攪拌下升溫到40?90°C，反應60?180分鐘。
[0010]轉化反應式為:Na2S04+Ca(OH) 2+H2A = CaS04+Na2A+2H20
[0011]反應后的反應液過濾，再用20?50°C水洗滌硫酸鈣沉淀，得到雙酚A鈉鹽水溶液。
[0012](4)在30?80°C下，雙酚A鈉鹽水溶液從碳化塔頂輸入塔內，再從塔底通入凈化后的含有二氧化碳的煙氣，當塔內溶液的PH為8?10，相對密度為1.11?1.3，終止反應，得到碳化液；將碳化液過濾，得到的雙酚A回收返回轉化工序，得到濃度10%?15%的Na2CO3 溶液。
[0013]碳化反應式為:Na2A+C02+H20= Na2C03+H2A
[0014](5)進行苛化反應:將生石灰放入化灰池，加水溶化，得到95%氫氧化鈣，再經旋液除砂器進一步除掉細小砂粒；將10%?15%的Na2CO3溶液，按每立方米加氫氧化鈣0.10?0.20千克，配制好后，一起放入苛化反應釜，并不斷攪拌，升溫至80?96°C，反應90分鐘，當溶液濃度為10%左右(相對密度約1.09?1.1)時，停止反應，過濾經洗滌得到碳酸鈣沉淀和堿液(NaOH)，堿液(NaOH)作為吸收液回到煙氣吸收系統(tǒng)循環(huán)利用，碳酸鈣沉淀可回收利用生產生石灰或作為建材。
[0015]苛化反應式為:Na2C03+Ca(OH)2 = 2Na0H+CaC03
[0016]本發(fā)明的有益效果是:由于本發(fā)明采用一種濕法吸收工藝，能夠對煙氣同時脫硫脫硝脫汞，并能利用煙氣中的生成物制作堿液(NaOH)，實現堿吸收液的循環(huán)利用，同時克服了現有技術在煙氣凈化時使用大量堿吸收液成本高，以及產生的廢液排放造成二次污染的不足。本發(fā)明工藝簡單,投資少,運行成本低,污染物去除率高,對SO2的去除率達95%以上，對NOx的去除率達80%以上，重金屬汞的去除率達75%以上，并使廢物得到充分利用。
四、【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明所述的堿吸收液可循環(huán)利用的煙氣凈化方法具體實施步驟是:
[0018](I)在45-200°C，通過向煙道中煙氣加入霧化的臭氧，把煙氣中的不溶性的氮氧化物(NOx)轉化為可易溶的二氧化氮(NO2)。臭氧與NOx的摩爾比為0.5?2.5: I。反應停留時間I?10秒。
[0019](2)煙氣進入吸收塔中用堿液吸收煙氣中的污染物，得到亞硫酸鈉、硫酸鈉和硝酸鈉溶液以及含有重金屬汞的沉淀物的吸收液；吸收塔溫度為45°C?95°C，堿液吸收劑與煙氣體積比為0.25?1: 1000。過濾吸收液，得到的含有重金屬汞的沉淀物送有色金屬冶煉廠綜合利用，提取有價金屬汞，濾液為亞硫酸鈉、硫酸鈉和硝酸鈉；濾液經氧化塔空氣氧化，將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，得到硫酸鈉和硝酸鈉溶液，冷卻析出硫酸鈉；硫酸鈉送制堿系統(tǒng)生產堿液；硝酸鈉溶液經蒸發(fā)、結晶，得到硝酸鈉產品外售。
[0020](3)利用煙氣中的生成物制作堿液(NaOH)工藝是:將10?20份(重量)的硫酸鈉、20?40份(重量)的雙酚A(工業(yè)品)、10?20份(重量)生石灰和40?150份(重量)水，放入轉化反應釜內進行轉化反應，在攪拌下升溫到40?90°C，反應60?180分鐘。
[0021]轉化反應式為:Na2S04+Ca(0H)2+H2A = CaS04+Na2A+2H20將反應后的反應液過濾，用20?50°C水洗滌硫酸鈣沉淀，得到雙酚A鈉鹽的水溶液。
[0022](4)在30?80°C下，雙酚A鈉鹽的水溶液從碳化塔頂輸入塔內，再從塔底通入凈化后的含有二氧化碳的煙氣，當塔內溶液的PH為8?10，相對密度為1.1?1.3，終止反應。將碳化液過濾，得到的回收雙酚A，返回轉化工序，得到濃度為10%?15%的Na2CO3溶液。
[0023]碳化反應式為:Na2A+C02+H20= Na2C03+H2A
[0024](5)進行苛化反應:將生石灰放入化灰池，加水消化，得到95%氫氧化鈣，再經旋液除砂器進一步除掉細小砂粒；將10%?15%的Na2CO3溶液，按每立方米加氫氧化鈣
0.10?0.20千克，配制好后，一起放入苛化反應釜，并不斷攪拌，升溫至80-96°C，反應90分鐘，當堿液(NaOH)濃度為10%左右(相對密度約1.09?1.1)時，停止反應，過濾經洗滌得到碳酸鈣沉淀和堿液(NaOH)，堿液(NaOH)作為吸收液回到煙氣吸收系統(tǒng)循環(huán)利用，碳酸鈣沉淀可回收利用生產生石灰或作為建材。
[0025]苛化反應式為:Na2C03+Ca(OH)2 = 2Na0H+CaC03
[0026]所述的雙酚A是本發(fā)明所用的弱酸性物質，其酸性介于水和碳酸之間，且是一種不溶于水的固體。上述的弱酸性物質除雙酚A外，可使用的弱酸性物質還有苯酚及苯酚的衍生物(即乙苯酚、甲苯酚、一氯苯酚、二氯苯酚、三氯苯酚、一溴苯酚、二溴苯酚、三溴苯酚)、硫酚、硫醇、萘酚、硅酸、硼酸、氫氧化鋁和氫氧化鋅等。
[0027]所述的堿液為碳酸鈉、碳酸氫鈉/氫氧化鈉。
[0028]所述的臭氧來自臭氧發(fā)生器，所用原料為空氣或氧氣，優(yōu)選空氣。
[0029]所述的吸收塔可采用噴灑塔、填料塔、液柱塔、板式塔和浮閥塔中的任意一種。
[0030]所述的轉化反應釜為帶夾套和攪拌器的搪瓷或不銹鋼反應釜。
[0031]所述的碳化塔為填料塔、板式塔和浮閥塔中的任意一種。
[0032]所述的苛化反應釜為帶夾套和攪拌器的搪瓷或不銹鋼反應釜。
【權利要求】
1.一種堿吸收液可循環(huán)利用的煙氣凈化方法，該方法是: 首先將經過除塵的煙氣中加入霧化的臭氧，把不溶性的氮氧化物(NOx)轉化為可溶的二氧化氮(NO2)； 接著，將煙氣送入吸收塔中用堿液吸收煙氣中的污染物，得到亞硫酸鈉、硫酸鈉和硝酸鈉溶液以及含有重金屬汞的沉淀物的吸收液；過濾吸收液，得到的含有重金屬汞的沉淀物送有色金屬冶煉廠綜合利用，提取有價金屬汞，濾液為亞硫酸鈉、硫酸鈉和硝酸鈉；濾液經氧化塔空氣氧化，將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，得到硫酸鈉和硝酸鈉溶液，冷卻析出硫酸鈉；硫酸鈉送制堿系統(tǒng)生產堿液；硝酸鈉溶液經蒸發(fā)、結晶，得到硝酸鈉產品外售。 其特征在于:再利用煙氣中的生成物硫酸鈉制作堿液(NaOH)，實現堿吸收液的循環(huán)利用；制作堿液(NaOH)的工藝步驟是: (1)將10~20份(重量)的硫酸鈉、204~O份(重量)的雙酚A(工業(yè)品)、10~20份(重量)生石灰和40~150份(重量)水，放入轉化反應釜內進行轉化反應，在攪拌下升溫到40~90°C，反應60~180分鐘。 轉化反應式為:Na2S04+Ca (OH) 2+H2A = CaS04+Na2A+2H20反應后的反應液過濾，再用.20~50°C水洗滌硫酸鈣沉淀，得到雙酚A鈉鹽水溶液。 (2)在30~80°C下，雙酚A鈉鹽水溶液從碳化塔頂輸入塔內，再從塔底通入凈化后的含有二氧化碳的煙氣，當塔內溶液的pH為8~10，相對密度為1.1~1.3，終止反應，得到碳化液；將碳化液過濾，得到的雙酚A回收返回轉化工序，得到濃度10%~15%的Na2C03溶液。 碳化反應式為:Na2A+C02+H20 = Na2C03+H2A (3)進行苛化反應:將生石灰放入化灰池，加水溶化，得到95%氫氧化鈣，再經旋液除砂器進一步除掉細小砂粒；將10%~15%的Na2CO3溶液，按每立方米加氫氧化鈣0.10~.0.20千克，配制好后，一起放入苛化反應釜，并不斷攪拌，升溫至80~96°C，反應90分鐘，當溶液濃度為10%左右(相對密度約1.09~1.1)時，停止反應，過濾經洗滌得到碳酸鈣沉淀和堿液(NaOH),堿液(NaOH)作為吸收液回到煙氣吸收系統(tǒng)循環(huán)利用,碳酸鈣沉淀可回收利用生產生石灰或作為 建材。
苛化反應式為:Na2C03+Ca (OH)2 = 2Na0H+CaC03。
【文檔編號】B01D53/78GK103585869SQ201310297877
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月6日 優(yōu)先權日:2013年7月6日
【發(fā)明者】蔣克旭 申請人:蔣克旭