[发明专利]一种用于液相法烟气同时脱硫脱硝的一体化装置及工艺

说明书

本发明公开了一种用于液相法烟气同时脱硫脱硝的一体化装置及工艺，是属于烟气脱硫脱硝技术领域。该方法采用一种多组分水溶液对锅炉等燃煤烟气进行化学吸收。该反应在由一个吸收塔和一个塔外循环液分离槽构成的一体化装置中完成，同时高效地脱除烟气中的氮氧化物和硫氧化物，脱硫率和脱硝率都可达95%以上。该吸收塔以相互串联的多个多孔筛板组成的反应模块为主体，烟气从塔底进入，吸收液从塔顶下流到塔底斜板上，再进入循环液分离槽，得到的澄清液循环使用。该装置可具有同时高效脱硫脱硝的作用，也具有除尘效果，安装在锅炉后使用。设备结构简单，造价低廉，使用方便，占地面积小，运行成本低。

技术领域

本发明涉及烟气同时脱硫脱硝技术领域，具体涉及一种用于液相法烟气同时脱硫脱硝的一体化装置及工艺。

背景技术

我国大气污染问题虽然得到了有效的控制，但与发达国家相比依然严重，特别是北方地区冬季采暖，燃煤量仍然很大，分散较广。为保护人体和生态环境的健康，国家采取了更为严格的环保政策，烟气排放标准不断提高。而煤炭依然是我国工业和民生赖以生存的主要能源和工业原料，它的产量是美国、欧洲和俄罗斯产量的总和，资源丰富、价格低廉。虽然国家的煤改气政策减少了燃煤的消耗和烟气的排放，但用于燃气炉的气体价格高于燃煤的3-5倍，没有长远性和市场竞争性。高成本使得众多燃煤用户难以长久维持，企业困难重重。

目前，发电厂的烟气脱硫脱硝技术，沿用的还是比较成熟的石灰石-石膏法脱硫和高温催化下的氨气还原法（SCR）的两步法，技术落后，脱除效率不高，占地面积大，设备投资大、运行成本高。开发中的烟气同时脱硫脱硝技术主要有高耗能的电子脉冲法、脱除率较低的炉内喷尿素的高温非选择性还原法（SNCR）、活性炭吸附法、臭氧氧化和湿法等，技术成熟度都不高，都有各自的不足，特别是高效脱硝技术难度较大。它们的脱除效果都不理想，应用规模较小，设备成本和运行成本都较高，中小企业难以接受。因此，急需一种高效率、结构简单、成本低廉的烟气同时烟气脱硫脱硝一体化技术装置。

为了重点解决同时脱硫脱硝工艺中一氧化氮难溶于水剂吸收液的技术难点问题，提高其传质速率，加快吸收反应，提高吸收效率。本发明开发了一种用于液相法烟气同时脱硫脱硝的一体化装置及工艺，它是一个以液体为连续相、气体为分散相的高效传质的气液反应设备，具有同时脱硫脱硝和去除微细粉尘的功能，工艺和设备简单、脱除效率高、占地面积小、设备和运行成本低廉。

发明内容

本发明的目的是提供一种单塔内用几个多孔筛板结构模块相互串联为主组成的液相吸收塔，在塔内用高效吸收水溶液对烟气同时脱硫脱硝，在一个塔内可以高效地同时脱除烟气中的硫氧化物与氮氧化物。特别是重点解决烟气中含有95%一氧化氮的氮氧化物难以脱除的问题。解决现有工业上采用两套单独的设备分别进行脱硫和脱硝的问题，以及高温脱硝和能耗大的问题，同时提高了脱硫脱硝的脱除效率和减低了脱除成本，减少了占地面积和设备投入，降低了运行成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术原理是：利用多孔筛板（8）使气体在液相中的气泡减小，增加气液传质面积，利用筛板上的连续全封闭的液层对气体吸收更加完全；利用多组分协同作用使氧化中和效率更高；利用外挂循环液分离槽实现吸收液杂质的沉降分离与连续调节和补充；利用多个筛板模块可有效减小气体返混、提高反应速率；利用光滑斜板的平面连接并自动实现塔釜沉渣的富集分离。根据气液反应双模理论，由于二氧化硫易溶于水，吸收反应的阻力在气膜，氮氧化物中95%以上为一氧化氮，它很难溶于水，脱除反应的阻力在气液界面的液膜。所以，本化学吸收的脱硫反应为飞速反应，而脱硝反应要慢于脱硫反应，为快速反应。因此，二氧化硫的化学吸收反应为气膜传质控制，一氧化氮化学吸收反应为液膜传质控制，且反应区间在液膜内，两者都需要增大气液传质界面才能加快吸收速率。随着气体在液层中气泡直径的减小，它的比表面积就越大，反应面积就越大。特别是对一氧化氮的化学吸收速率随着气液接触面积的增加而增大。因此，为了提高吸收装置的气液传质效率和提高宏观反应速率，利用多孔筛板结构使气泡高度分散，以增加气液反应表面，利用板上的连续液层厚度增加液体对气体高效接触拦截来提高其吸收率。