[发明专利]一种双级氨还原吸收法脱硫脱氮脱碳工艺

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种氨还原吸收法脱硫脱氮脱碳工艺。

(二)背景技术

大气中的SO₂有天然和人为两个来源。人为来源包括矿物燃料燃烧和含硫物质工业生产过程。SO₂排放量较大的工业部门有火电厂、钢铁厂、有色冶炼、化工、炼油、水泥等。SO₂污染属于低浓度的长期污染，对人类、动植物都具有危害，对生态环境是种慢性、叠加的长期危害。

我国清洁资源稀少，能源资源以煤炭为主，占一次能源消费总量的75％。燃煤排放的二氧化硫连续多年超过2000万吨，居世界首位，我国已成为世界上第三大酸雨区和大气环境污染最严重的国家之一。

人类活动排放的NO_X，90％以上来自燃料燃烧过程，例如电厂锅炉、各种工业窑炉、民用炉灶、机动车及其它内燃机中的燃料高温燃烧时，参与燃烧的空气中的N₂和O₂会生成NO_X，还有燃料中的含氮有机物氧化成NO_X。

大气中的NO_X和光化学烟雾对人、动物和植物具有毒害作用。作为酸性气体，NO_X仅次于SO₂形成酸雨、酸雾的大气污染，已对生态环境造成的巨大的危害。

CO₂对全球性的不良影响主要是臭氧层损耗加剧和全球气候变暖。中国在已经签署的(京都协议书)中承诺到2008年开始减少以上各种废气的排放量。

1、脱硫

现有的脱硫途径有三种：燃料脱硫、燃烧过程脱硫和烟气脱硫。烟气脱硫是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式。按脱硫产物的回收否分为抛弃法和回收法；按是否有水参加和脱硫产物的干湿形态分为：湿法、半干法和干法三类工艺。

半干法脱硫有旋转喷雾干燥法(SDA法)、炉内喷钙增湿活化法(LIFAC)、烟气循环流化床(CFB)、增湿灰循环(NID)等。

下面简单介绍主要几项半干法的优缺点：

1.1喷雾干燥法(SDA法)：

该法流程是前置一套石灰乳桨液的制备系统，由桨泵通过高速旋转的雾化器送入反应器中同烟气接触，使SO₂与吸收剂雾粒发生作用生成CaSO₃和CaSO₄颗粒，经电除尘器捕集固态的CaSO₄，其效率可达80％-85％。该法要求较高水平的自动控制系统。

缺点：该法投资占电厂总投资的12％，电耗占总发电量的1％，脱硫运行成本为1230元/tso₂，发电运行成本增加3分/kw·h，工艺流程复杂，脱硫效率为80％，设备占地面积大，不能脱氮，设备阻力高。

1.2炉内喷钙增湿活化法(LIFAC)：

该法是采用石灰石往炉膛内喷射工艺，并将未反应的一部分石灰输送到活化反应塔进行增湿，然后再到静电除尘器中收集。该系统是由炉堂内喷射(占总投资的10％)、烟气增湿及灰再循环(占总投资的85％)、加湿灰桨再循环(占总投资的5％)三大部分组成。该法工艺流程较简单，设备占地面积较小。

缺点：脱硫终止物与灰一起堆放，没有再利用。脱硫率低，仅为70％，不能脱氮，设备阻力较高。

例如南京下关电厂二套12.5万kw采用芬兰富腾集团公司提供的脱硫装置，设备总投资800万美元；江宁制粉厂投资120万元人民币，其设备投资占发电厂总投资比例的5％；耗电为500kw/h，电耗占总发电量的1.5％；脱硫运行成本为1290元/tSO₂，发电运行成本增加1.69分/kw.h。

2、脱氮

对于固定源NO_X污染的控制主要有三种方法：1)燃料脱氮；2)改进燃烧方式和生产工艺；3)烟气脱硝。

第一种方法燃料脱氮技术至今尚未开发成功。第二种方法尚未达到全面实用的阶段。第三种方法目前有气相反应法、液体吸收法、吸附法等。

2.1气相反应法有三类，包括

2.1.1电子束照射法和脉冲电晕等离子体法：

它是利用高能电子产生的自由基即将NO氧化成NO₂，再与H₂O和HN₃作用生成NH₄NO₃化肥并加以回收，可同时脱硫脱硝。

2.1.2低温常压等离子体分解法：