[发明专利]一种络合吸收同步电解还原的烟气污染物协同去除工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气处理工艺，具体的说是一种络合吸收同步电解还原的烟气污染物协同去除工艺，特别适用于是烟气的二氧化硫、氮氧化物、微细颗粒物、二噁英等多污染物的协同治理。

背景技术

烟气脱硫脱硝技术种类繁多，且单独的脱硫或脱硝技术的工程应用也越来越完善。但烟气的多污染物协同控制技术的应用较少。目前除较成熟的吸附法外，进行工程应用的其他协同控制技术，特别是烟气湿法多污染物协同控制技术还未见报道。湿法烟气同步脱硫脱硝技术，如湿式氨－络合法同步脱硫脱硝因其脱硫效率高、投资低、耗水少、副产品可以有效利用、无二次污染，可同时脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物，受到业界高度重视。

该技术最大的问题是吸收液中的Fe(II)EDTA在络合NO的过程中自身很容易被烟气中所携带O₂所氧化，形成对NO无吸收活性的Fe(Ⅲ)EDTA。为了对络合剂进行再生并解析出络合的NO，许多研究者进行了再生方面的研究工作，可实现络合剂的再生还原及络合吸收的NO还原。如公开号为104226095A，发明名称为“基于烟气湿式氨法脱硫的同步脱硝工艺”的专利申请，能够实现同步氨法脱硫胶硝工艺，在该技术方案中，浓缩塔底引出的浓缩液送入除铁反应池，通过调节pH值沉淀除铁，吸收塔底引出的吸收液送入填充有铁屑填料层的再生塔进行再生。

一方面，在再生步骤中采用铁屑法存在以下问题：(1)由于吸收液呈酸性，铁屑易被腐蚀，导致铁屑消耗量大，吸收液中铁离子浓度过高，既增加了除铁成本，还影响脱硫脱硝副产品品质；(2)由于铁屑中的元素铁被氧化腐蚀进入溶液引起吸收液pH值升高，导致铁屑对络合剂的再生还原能力减弱。为了保证脱硝效率，需向系统中补充酸，导致脱硝成本进一步增加。(3)铁屑消耗量较大，大量的元素铁被氧化进入吸收液，由于吸收液的pH值控制在5.0以上，吸收液中含有大量的氢氧化铁胶体(悬浮物)，将会导致循环泵的叶轮磨损加剧，同时还会导致喷嘴及管路道堵塞。(4)由于铁屑填充在封闭的再生塔内，而铁屑的消耗是连续，无法实现铁屑的连续补充。

另一方面，在除铁步骤中，需加入碱调节pH值，从而使浓缩液中带入大量的碱金属离子进入吸收液中，增加生产成本的同时，也不利于后续硫铵结晶，影响脱硫产品品质。

并且，该工艺对烟气中的其他污染物去除效果较差。

为了较好解决吸收液的再生及浓缩液的除铁问题，有研究者开展了电化学再生、除铁的研究。然而，采用传统的电化学再生、除铁工艺，存在再生、除铁效率不高的问题，主要是由于电解液中的Fe(III)EDTA和Fe(II)EDTA之间具有很好的电化学转化的可逆性，电解液在现有的电解装置中流动时，Fe(III)EDTA和Fe(II)EDTA之间会反复发生电化学转化，影响再生效率。在传统的电化学反应器中，出反应器的电解液分别从阴极室和阳极室流出，反应物的转化率低，最高不会超过50％。同时NO还原成氨的反应速率比Fe(III)EDTA和Fe(II)EDTA之间转化速率慢，同等条件下，NO还原成氨或/和氮气的效果差，最终导致同步脱硝效率偏低，影响脱硝效果。所以需开发适用于类似于Fe(III)EDTA和Fe(II)EDTA的反应物与生成物之间电化学转化具有很好的可逆性，同时适用于类似于NO和氨(或氮气)的反应物与生成物之间电化学转化可逆性很低的反应体系的电化学反应工艺。

传统的电化学反应工艺中所使用电化学反应器按其结构不同，可分为箱式、压滤式或板框式、特殊结构式三类；按其工作方式不同，可分为间歇式、柱塞流式、连续搅拌箱式三类。特殊结构的三维电极反应器以及柱塞流式电极反应器为了防止生成物进入相反电极区域发生可逆反应，一般需要采用特殊结构的隔膜，导致反应器结构复杂、制作成本和运行成本增加。特别是对于包含某些反应物与生成物之间电化学转化具有很好的可逆性，同时某些反应物与生成物之间电化学转化可逆性很低的反应体系，采用该类反应器，由于隔膜的分割，其转化率最高也将低于50％。

因此现有的电化学反应工艺及电解除铁反应器存在以下主要问题：

⑴现有的电化学反应工艺的电解液进入反应器的区域是由阴极和阳极以及反应器的外壳围成的区域，出反应器时，电解液分别从阴极室和阳极室流出，反应物的转化率低，最高不会超过50％。

⑵针对反应物和生成物之间具有很好的电化学反应可逆性的反应体系，现有的电解装置会导致反应物与生成物之间在电解除铁反应器中反复转化，既影响转化效率，又浪费电耗；