[发明专利]一种以氢氧化锰为循环工作介质的烟道气深度脱硫脱硝干式一体化方法

说明书

本发明公开了一种以氢氧化锰为循环工作介质的烟道气深度脱硫脱硝干式一体化方法。向载有氢氧化锰的反应器中通入烟道气，在160℃‑50℃温度范围内，氢氧化锰与烟道气中的氧气反应成氧化锰MnOx﹙1＜X≤2﹚，同时吸附烟道气中SO2和NOx并立即反应生成硫酸锰和硝酸锰。使用碱性物质与溶于水中的硫酸锰和硝酸锰反应重新制成氢氧化锰循环脱硫脱硝，再生反应副产物硫酸、硝酸盐，都是有用的化学产品。本发明只使用来源广泛而价格便宜的石灰等碱性原料、就能将烟道气中SO2完全脱除，NOx脱除率达到90％以上，副产有市场销路的硫酸、硝酸盐产品，带来经济收益，同时也为化石燃料的清洁利用和大气环境保护增加了一条资源化、经济化的脱硫脱硝干式工艺路线。

技术领域

本发明属于烟道气脱硫脱硝技术领域，涉及煤、石油、天然气等化石燃料在固定式燃烧器中燃烧后产生的烟道气需要去除其中二氧化硫SO2和氧化氮NOx的一切行业和领域，具体涉及一种以氢氧化锰Mn(OH)2为循环工作介质的烟道气深度脱硫脱硝干式一体化方法及装置。

背景技术

煤、石油、天然气等化石燃料经高温燃烧之后产生的烟道气，含有二氧化硫SO2和氧化氮NOx等酸性物质，经过多年来的持续努力，目前国内外普遍使用石灰(石)、氧化镁作为脱硫剂，将烟道气中的二氧化硫SO2脱除95％以上；石灰(石)来源广泛，脱硫副产物杂质多、利用价值低，许多地方成为工业废弃物。在高温烟道气中添加氨、尿素等还原剂，在严格控制流体速度、温度和浓度等操作条件和催化剂(简称SCR)的作用时脱硝率可达90％以上；SCR法除了催化床结构设计要求高，催化剂需要从国外进口，价格昂贵、易老化、再生时易造成二次污染，脱硝过程无产品、无直接收益之外，更重要的是要建设氨贮存、吹扫及安全保障系统，即使这样，国内也已经发生了因操作不当造成的重大安全事故。

目前普遍采用的石灰(石)脱硫和SCR脱硝技术，是将脱硫、脱硝过程分开单独进行，除了工艺过程复杂、资源利用率低、设备投资和运行成本较大之外，均难以继续提高脱除效率，不能满足当前大气环境治理的迫切需要。

烟道气脱硫脱硝干式一体化技术被当今很多专家认为是该领域今后的发展方向，但迄今为止只有活性炭和金属氧化物吸附法能够同时处理SO2和NOx，一般的吸附法因为热力学平衡限制，吸附量小，效率低，投资和运行费用较大。难以被市场接受。

国内许多研究成果普遍使用双氧水、臭氧、过硫、过氯酸盐等过氧化物将烟道气中的一氧化氮NO氧化成二氧化氮NO2，与脱硫过程一起，实施湿式一体化脱硫脱硝。这些氧化剂的制造成本高昂，另外湿法操作，最终烟道气中含有大量水分使烟筒冒白烟，一些地方正在使用再热技术给这些烟道气重新加热消除白烟，这些都会推高生产成本，加重企业经济负担。

CN104190193A在袋式除尘器中使用在300℃-500℃的空气中焙烧得到的氧化锰，同时加入与氮氧化物质量相当的氨气，对150℃-220℃的烟道气获得90％的脱硫率和90％的脱硝率。虽然设备简单，但仍与SCR法一样，消耗氨气增加成本之外，贮存和管理氨气，也有许多麻烦和风险。

CN201610276458.9同样使用氧化锰在50-400℃温度范围内对烟道气进行脱硫脱硝，为了提高脱硝效率，向脱硫尾气中通入NH3气，将NOx还原成氮气N2。

更多的研究与SCR催化脱硝技术类似，向吸附了SO2和NOx的固体表面添加氢气H2、甲烷CH4或天然气等还原剂，将NOx还原成氮气N2。