[发明专利]湿式分步脱除烟气中SO2

说明书

本发明公开了一种湿式分步去除烟气中SO₂和NO的方法，将待净化的烟气连续通入一级吸收塔和二级吸收塔；在一级吸收塔中，烟气中的SO₂与一级吸收液接触后被吸收去除，在二级吸收塔中，烟气中的NO与二级吸收液接触后被吸收去除，净化后的气体排放；一级吸收液吸收完SO₂后进入再生塔①，在生物炭催化剂的催化作用下，铁有机络合物发生转变；二级吸收液络合吸收NO后，进入再生塔②，发生铁有机络合物转变，再生的吸收液再进入一级吸收塔，在系统中循环使用。本发明方法实现烟气中SO₂和NO的分步高效绿色去除，所用吸收剂可循环使用，去除过程无需添加其他脱硫脱硝化学药剂。

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硫或脱硝的方法，特别是涉及一种烟气脱硫脱硝过程一体化的方法，应用于废气净化，环境保护工程技术领域。

背景技术

硫氧化物(SO_X)和氮氧化物(NO_X)是造成大气污染的主要污染物。这些污染物的人为排放主要来自于以煤、燃料油等化石资源的燃烧过程和化工生产过程，具有烟气排放量大、污染物排放集中等特点，易引起区域大气污染问题。燃烧烟气中排放的硫氧化物(SO_X)主要是二氧化硫(SO₂)，氮氧化物(NO_X)则主要是一氧化氮(NO)，占比超过九成。因此，对SO₂和NO的脱除是燃烧烟气净化的重点。

目前，商业化的脱硫脱硝过程多采用湿法石灰石或氨法脱除SO₂，选择性催还原(SCR) 脱除NO的组合工艺；但该工艺流程复杂，去除污染物需要消耗大量的化学品，如CaO，NH₃等，同时也产生大量的废物，如脱硫石膏。

湿法同时烟气脱硫脱硝工艺具有过程简单，设备投入低等优势，对于烟气量不大的脱硫脱硝过程仍然具有一定的吸引力，研究者们也开发了多种湿法脱硫脱硝一体化的工艺和技术。湿法同时脱硫脱硝主要分为氧化法和络合吸收法。氧化法是通过添加氧化剂加快NO的氧化速率，从而提高脱硫脱硝率。如专利CN109276987A采用碱金属或碱土金属的过氧化物、具有氧化性的无机盐或有机过氧化物组成氧化剂和由可溶性碱或具有活化作用的能在水溶液中生成弱酸根离子的盐类组成的活化剂混合得到的吸收剂来去除工业尾气中SO₂和NO。专利 CN208436644U提出了一种先将烟气中的NO₂转化为硝酸和NO，通过鼓入空气再将生成的 NO转化为NO₂，同时烟气中的二氧化硫被水液吸收，实现脱硫脱硝的工艺。以上两种方法的操作都很简单，但处理不当容易造成二次污染，而且试剂使用成本较高。

络合吸收法是被学者认为有望实现工业化应用的烟气同时脱硫脱硝技术。该技术是向吸收液中添加能与NO反应的络合剂，可以显著增大NO在水中的溶解度，实现烟气中NO的分离，解决了NO在液相中传质速率低的问题。亚铁螯合法是目前液相络合吸收法研究最多的方法之一。该方法采用Fe(II)-EDTA(或Fe(II)-Cit，柠檬酸铁)为吸收剂，对NO吸收速率快、效率高、生成络合稳定且廉价易得等诸多优点。该方法涉及的化学原理如下：

Fe(II)EDTA(Fe(II)-Cit)溶液与NO发生络合反应，使得溶解度很低的NO进入液相，形成亚铁亚硝酰络合物，从而使NO从气体中去除：

NO(g)→NO(aq) (1)

NO(aq)+Fe(II)EDTA→Fe(II)EDTA-NO (2)

由于烟气中存在3％-5％氧气，会使得亚铁螯合剂氧化为Fe(III)EDTA，失去活性，不再具备结合NO的能力，导致吸收液的NO脱除效率降低：

4Fe(II)EDTA+O₂+4H⁺→4Fe(III)EDTA+2H₂O (3)