[发明专利]联合回收烟气中二氧化硫并脱除氮氧化物的系统及方法

说明书

本发明公开了一种联合回收烟气中二氧化硫并脱除氮氧化物的系统及方法。通过臭氧氧化烟气中的氮氧化物为二氧化氮；烟气经亚硫酸钠和亚硫酸铵吸收，二氧化硫转化为亚硫酸氢盐，氮氧化物转化为硝酸盐和亚硝酸盐；经蒸发和再生过程将二氧化硫富集回收；利用电化学还原过程将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氨氮，氨氮返回吸收塔作为吸收液循环使用。与传统的钠碱湿式吸收方法相比，本发明利用湿式吸收与电化学还原联合技术，在回收二氧化硫的同时，去除烟气中的氮氧化物并将二氧化硫作为吸收剂循环利用；同时，利用铵盐湿法吸收，有效解决氧化副产物硫酸钠低温易结晶导致的堵塞管道问题。

技术领域

本发明属于化工和环境保护领域，涉及一种联合回收烟气中二氧化硫并脱除氮氧化物的系统及方法；尤其涉及一种钠-铵双碱湿法吸收、电化学还原联合回收烟气中二氧化硫并脱除氮氧化物的系统及方法。

背景技术

大气中的二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_X)是光化学烟雾、酸雨等环境问题的重要来源，对环境和人体健康都会造成极大的伤害，是重点关注的大气污染物。因此，工业烟气必须经过脱硫脱硝达到标准后才能排放。

烟气脱硫主要基于高浓度制酸技术和低浓度回收方法。NO_X的主要成分是NO₂和NO，其中NO更难以处理。近年来，它们引起了越来越多的关注，国家和行业设定的排放标准也越来越严格。通常工业烟气中的NO_X浓度较低，并且与SO₂共存，而且烟气的温度低，因此很难采用传统的还原和反硝化技术去除。鉴于上述烟气脱硫脱硝的需求和多污染物协同控制需求，目前迫切需要结合新的环保要求，提高烟气净化效率。工业中，常规的脱除烟气中SO₂的技术主要分为干法、湿法、半干法等几种，其中石灰石-石膏法、循环流化床法等方法都是广泛应用且较为成熟的干法工艺方法，但是依然存在脱硫效率不理想、副产物多等问题。湿法脱硫效率较高，但也存在占地面积大以及二次废水处理困难的缺点。脱除NO_X的主要方法是采用选择性催化还原脱硝工艺，脱硝效率较高，但是存在运行费用高、条件苛刻、维护成本高等问题。

经过对现有技术的检索，专利CN103203176A通过复合氧化剂氧化NO并用钙基吸收剂对氧化产物和SO₂进行吸收脱除，但仍存在氧化剂耗量较大、脱硫副产物多的问题；专利CN1660474A通过钠-钙双碱法，以石灰石与脱硫液反应使脱硫剂得到再生，但脱硫副产物硫酸钙处理仍旧是问题；专利CN103990362A利用二氧化氯气体氧化NO，结合湿法或半干法协同去除NO_X和SO₂，但氧化剂制备成本高，易造成二次污染；专利CN101347706A利用纯碱、烧碱或废碱作为吸收剂，电石渣作为再生剂进行烟气脱硫，以废治废、节能减排，但烟气中的二氧化硫无法再次利用。

总体来说，湿法吸收仍旧是较为高效、应用较广的脱硫脱硝方法。传统的亚硫酸钠-亚硫酸氢钠吸收体系成本低、效率高，但氧化副反应产物易降低吸收液的吸收能力，且由于硫酸盐溶解度较低在低温条件下容易造成管道堵塞。此外，该方法对NO_X的去除效果有限。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有烟气联合脱硫、脱硝工艺技术的缺陷，结合电化学还原方法的电极性能可调、反应物可控制的优点，提供一种钠-铵双碱湿法吸收、电化学还原联合回收烟气中二氧化硫并脱除氮氧化物的系统及方法，与此同时有效解决实际工艺过程中氧化副产物硫酸盐低温易结晶导致的堵塞管道问题。

本发明的工作流程：除尘后臭氧氧化烟气中的氮氧化物为二氧化氮，利用亚硫酸钠和亚硫酸铵作为吸收剂吸收臭氧氧化后的烟气中的二氧化硫和氮氧化物，二氧化硫转化为亚硫酸氢钠，氮氧化物转化为硝酸盐和亚硝酸盐；后经蒸发再生释放出浓缩后的二氧化硫用以富集回收；借助电化学还原反应，将硝酸盐和亚硝酸盐还原为铵盐，铵盐再次循环回吸收池补充吸收液中的铵盐，当铵盐达到一定浓度后，浓缩排出后用作氮肥。