[发明专利]一种离子交换法脱硫脱硝一体化工艺及设备

说明书

本发明公开了一种离子交换法脱硫脱硝一体化工艺及设备，先用臭氧氧化烟气中二氧化硫和氮氧化物，再利用离子交换材料吸收这些氧化产物，以达到同步脱硝脱硝的目的。在本发明的技术方案中，相比湿法或半干法脱硫脱硝工艺，离子交换脱硫脱硝工艺，脱硫脱硝效率更高，臭氧用量更省，生产的废液通过回收再循环利用，极大减少了废弃物的处置量，并且解决冒黄烟难题，具有更好的经济效益和环境效益。同时工艺方案采用集装箱式模块化臭氧发生系统，吊装布置灵活，可解决现场空间布置难题，臭氧产量也可以自动调节，实现臭氧精确投加，适应烟气的NOx负荷波动。

技术领域

本发明涉及烟气脱硫脱硝技术领域，特别涉及一种离子交换法脱硫脱硝一体化工艺及设备。

背景技术

各行业燃烧过程中产生的NOx气体是造成近年来大气环境问题的主要因素，针对NOx排放制定的排放标准越来越严格，很多行业要求超低排放标准。

发展的烟气脱硝工艺中，选择性催化还原SCR技术脱硝效率较高，但对低温烟气脱硝，其投资和运行成本较高，并且存在氨逃逸、催化剂中毒、设备腐蚀堵塞等问题。而选择性非催化还原SNCR法，虽然投资少、设备简单，不需要催化剂，但脱硝效率较低，很难达到超低排放标准。

针对低温烟气，还发展出以臭氧氧化为代表的氧化法脱硝技术，其利用快速的氧化反应提高氮氧化物的溶解吸收能力，不需要催化剂，脱硝效率高，投资和运行成本相对较低，可实现同步脱硫脱硝脱汞。目前臭氧氧化烟气脱硝技术已经成功应用在发电厂、炼钢厂、玻璃厂、水泥厂以及其它采用燃煤、燃气锅炉的多个低温烟气净化领域，获得良好的效益。

臭氧氧化烟气脱硝技术在工程应用中，常会遇到以下几个问题：(1)产生的废水废渣处置难题。用湿法吸收氮氧化物，会产生大量废液，用半干法吸收氮氧化物，会产生大量废灰渣，这些废水废渣数量大，无害化处理成本高，资源化困难。(2)臭氧投加量大，成本较高。为达到高脱硝率，需要大大增加过量的臭氧，以生成更多的五氧化二氮，减少了经济性，还可能造成排放的剩余臭氧超标。(3)冒黄烟现象。如果吸收过程赶不上氧化过程，生成的二氧化氮来不及被吸收就排放，就会出现冒黄烟现象，污染物毒性还增加。问题主要在于很多项目中吸收工艺装置不是专门设计的。因此需要开发一种更加经济环保的氧化法脱硫脱硝新技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种离子交换法脱硫脱硝一体化工艺及设备。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种离子交换法脱硫脱硝一体化工艺，包括以下步骤：

步骤一、进口烟气先经过烟气换热器降温至70～80℃，换热器后设一个进气检测口；

步骤二、通过臭氧发生系统制备的臭氧气体经过进气检测口之后的喷射装置向烟道中的烟气喷射，喷射的臭氧气体和烟气经过旋流混合器快速混合氧化，然后均匀分配进入一组离子交换柱；

步骤三、烟气经过一组离子交换柱的吸收后，依次接引风机、出气检测口和烟囱；

步骤四、每隔48～72小时，将离子交换柱依次关停开始再生；

步骤五、喷淋落下的再生废液经过收集进入废液再生池，向再生池中加入氢氧化钙生成硫酸钙沉淀；

步骤六、上清液部分进入离子交换树脂床进行再生液回收处理，去除钙离子和硝酸根离子，经过重新配置储存到再生液储桶；沉淀部分送入压滤机，脱水压成泥饼回收石膏用做水泥缓凝剂，压滤机的废液也进入离子交换树脂床进行回收处理。

优选地，在所述步骤三中，所述离子交换柱内放置强碱型离子交换纤维作为填料，所述强碱型离子交换纤维上的碳酸根离子与吸附纤维表面的亚硫酸根、硫酸根和硝酸根发生离子交换，促进SOx和NOx的吸收。