[发明专利]钠碱-柠檬酸合钴(Ⅱ)同时脱硫脱硝生产硫酸钠和硝酸钠的方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟气治理与控制技术领域，具体就是烟气同时脱硫脱硝(SO₂和NOx)，尤其是采用钠碱和柠檬酸合钴(II)湿法烟气同时脱硫脱硝生产硫酸钠和硝酸钠的技术。 

背景技术

在我国一次能源构成和消费中，煤炭所占的比例高达70％，其中燃煤电厂又是我国耗煤和二氧化硫(SO₂)及氮氧化物(NOx)排放的大户。SO₂及NOx是大气的主要污染物，它们可产生酸雨、形成光化学烟雾、破坏臭氧，给环境和人类健康带来极大的危害。据统计，2006年，我国SO₂的排放量超过了2500万t，是世界上SO₂第-排放大国；与此同时，NOx的排放量也超过了1000万t，中国由酸雨污染造成的年直接经济损失超过1100亿元。因此控制燃煤电厂排放的SO₂及NOx，是目前我国大气污染控制领域最为紧迫的任务之一。如果对SO₂及NOx分别治理，不仅占地面积大，而且投资和运行费用高。为适应目前及未来大气污染控制的需要，开发同时烟气脱硫脱硝新技术，新设备逐渐成为该领域的发展趋势。 

目前，烟气同时脱硫脱硝技术方法按吸收剂和脱除产物状态不同可分为湿法和干法。干法对处理SO₂/NOx＜1的烟气较适合，湿法适合处理SO₂含量较高的烟气。烟气中一般SO₂浓度为2000ppm左右，NOx为500ppm(主要是NO)，故湿法烟气脱硫脱硝比干法有效且较为经济，另外其中湿法烟气脱硫工艺在火电厂应用最广，脱硫效率高，因此湿法同时脱硫脱硝技术具有很大的发展潜力。湿法烟气脱硫脱硝关键是脱硝。烟气中NOx的95％是NO，而NO难溶于水，因此常规碱液吸收法对NO无效。同时由于烟气中的NO浓度在0.02-0.1％(V)之间，自然氧化的反应速度很低。 

经过多年的研究，国内外开发了各种各样的脱硝方法，如催化还原法，催化分解法，吸收法，吸附法，电子射线照射法，氧化吸收法，液相还原法等(见Nature，1990，343：151-153，Nature，1994，369：139-141，Chem.Eng.Sci.，1977，33：315-318，Chem.Eng.Sci.，1996，51：2649-2654，Ind.Eng.Chem.Res.，1993，32：2580-2594)，其中选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是目前在火电厂应用较广的技术，但SCR法主要缺点是催化剂易中毒，氨泄漏以及投资和运行费用过高(见文献Heck，H，M.，Farrauto，R.J.Catalytic Air Pollution Control：Commercial Technology；Van Nostrand Reinhold：New York，1995)。 

近年来，研究者发现铁、钴、镍等过渡金属可与NO形成π-酸配位体的络合物，如今亚 铁络合剂和钴络合剂同时脱硫脱硝是该技术的主流。 

申请号为01105004.7，01105698.3，02110646.0，200310108514.0的中国专利申请公开了钴氨溶液和乙二胺合钴溶液高效吸收烟气中NO的方法，出口气中NO的浓度最低可以达到0％，其中乙二胺合钴易再生，而最具优势。但是由于烟气中存在大量的SO₂，SO₂水解生成SO₃^2-，易与乙二胺合钴形成Co₂(SO₃)₃沉淀，降低了活性组分的含量。申请号为200510100019.4中国专利公开了尿素和乙二胺合钴(III)联合脱除烟气中SO₂和NO的方法，但以尿素(NH₂)₂CO为脱硫原料会产生温室气体CO₂，所用钴为三价钴。申请号02110646.0公开了乙二胺合钴(II)联合氧化钙脱硫脱氮，用氧化钙来脱除SO₂生成亚硫酸钙，但是亚硫酸钙效益低，致使不能回收硫资源，同时易造成设备的堵塞和固体废弃物的二次污染。另外乙二胺挥发性强。 

发明内容