一種煙氣脫硫方法及裝置、煙氣一體化脫硫脫硝系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煙氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煙氣脫硫方法及裝置，同時(shí)還涉及一種煙氣一體化脫硫脫硝系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是二氧化硫及氮氧化物的排放大國，總體排放量居世界首位。二氧化硫形成酸雨，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有直接的影響；并且酸雨對動(dòng)物及人體產(chǎn)生危害，刺激眼睛、咽喉和皮膚造成炎癥。氮氧化物在大氣之中主要以二氧化氮的形式存在，也是酸雨的主要組成部分；并且二氧化氮也會(huì)消耗臭氧層，成為形成臭氧洞的因素之一。
[0003]煙氣脫硫是指從煙氣中除去硫氧化物(主要為SOjP SO 3)的過程。煙氣脫硫的基本原理為:煙氣中的硫氧化物實(shí)質(zhì)上是酸性的，可以通過與適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)(脫硫劑)反應(yīng)從煙氣中脫除。在煙氣脫硫技術(shù)中，按脫硫劑的種類劃分，可分為以下五種方法:以CaCO3 (石灰石)為基礎(chǔ)的鈣法，以MgO為基礎(chǔ)的鎂法，以Na2SO3S基礎(chǔ)的鈉法，以NH 3為基礎(chǔ)的氨法，以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的有機(jī)堿法。其中，商業(yè)化程度最高且應(yīng)用最廣泛的是鈣法(石灰石法)。采用鈣法進(jìn)行濕法煙氣脫硫的工藝主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)等漿液作洗滌劑，在脫硫塔中對煙氣進(jìn)行洗滌，與煙氣中的硫氧化物反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀，從而除去煙氣中的硫氧化物。在中國的火電廠、鋼廠，90%以上采用濕式石灰/石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程。石灰石產(chǎn)量豐富，生石灰和熟石灰都是由石灰石通過加熱來制取，因而相對便宜，脫硫工藝成本較低。但是，石灰石法雖然價(jià)格低廉，但是脫硫效率不高，脫硫不徹底，產(chǎn)生的硫酸鈣等物質(zhì)難以處理，產(chǎn)生大量廢水和固體廢棄物，對環(huán)境造成二次污染且造成資源的浪費(fèi)。因此，人們一直在研宄更好的煙氣脫硫工藝及設(shè)備。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，CN1460033A公開了一種脫硫設(shè)備及脫硫方法，該脫硫設(shè)備包括脫硫塔，脫硫塔用于通過設(shè)置于一脫硫塔中的多孔碳材料接觸而對含硫氧化物的煙道氣體進(jìn)行脫硫；脫硫設(shè)置具有噴淋裝置，該噴淋裝置布置在脫硫塔的上部，以便使內(nèi)部水含量被調(diào)節(jié)到不低于在處理該煙道氣體的溫度下的蒸氣飽和值。其原理是:煙道氣體與多孔碳材料如活性碳或活性碳纖維接觸，從而使多孔碳材料吸收煙道氣體中所含的硫氧化物如二氧化硫；在用作催化劑的多孔碳材料存在的情況下，硫氧化物與煙道氣體中所含的氧氣反應(yīng)；產(chǎn)生的氧化物在水中被吸收，從而形成硫酸，其被從碳材料中去除。脫硫的反應(yīng)式如下:
[0005]S02+l/202+H20 — H2SO4(I)。
[0006]采用上述設(shè)備的煙氣脫硫方法初期脫硫徹底，同時(shí)避免了硫酸鈣等難處理物質(zhì)的產(chǎn)生；但是，隨著煙氣脫硫的進(jìn)行，催化劑逐漸吸附飽和，脫硫效率下降；催化劑層中飽含硫酸液體，阻力增大，可供煙氣流過的通道變小，煙氣流速加快；部分硫氧化物可能沒有機(jī)會(huì)與催化劑接觸便通過催化劑層，造成脫硫不徹底；同時(shí)，過快的煙氣流速可能撕裂硫酸液體形成硫酸液滴被煙氣帶走，達(dá)不到煙氣脫硫的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種煙氣脫硫方法，解決現(xiàn)有催化劑脫硫過程中逐漸吸附飽和造成的脫硫不徹底的問題。
[0008]本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種煙氣脫硫裝置。
[0009]本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種煙氣一體化脫硫脫硝的系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種煙氣一體化脫硫脫硝的方法。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0012]一種煙氣脫硫方法，包括使待處理煙氣通過脫硫催化劑形成的填料層進(jìn)行脫硫，脫硫產(chǎn)物以硫酸的形式吸附在填料層中，得脫硫后煙氣；用水或稀硫酸對填料層進(jìn)行噴淋使填料層吸附的硫酸脫附；用待處理煙氣或脫硫后煙氣對硫酸脫附后的脫硫催化劑進(jìn)行干燥使脫硫催化劑再生。
[0013]脫硫催化劑的作用是使煙氣中的硫氧化物與氧氣反應(yīng)生成氧化物，氧化物被水吸收形成硫酸。只要能實(shí)現(xiàn)這一催化氧化作用的催化劑都是可用的，如CN103585868A記載的中微孔活性炭。
[0014]所述待處理煙氣的溫度為100?180 °C。
[0015]所述稀硫酸為填料層吸附的硫酸脫附形成的稀硫酸。填料層吸附的硫酸在被噴淋的水稀釋后形成稀硫酸，可作為噴淋劑循環(huán)用于脫硫催化劑的噴淋沖洗。
[0016]上述煙氣脫硫方法中，煙氣通過填料層的時(shí)間(煙氣與填料層的接觸時(shí)間)根據(jù)煙氣中污染物濃度及煙氣處理量調(diào)整，優(yōu)選的，接觸時(shí)間為2s?30s。
[0017]本發(fā)明的煙氣脫硫方法，將待處理煙氣通過脫硫催化劑形成的填料層進(jìn)行脫硫，通過脫硫催化劑的催化氧化作用，將煙氣中的二氧化硫催化氧化成三氧化硫，三氧化硫與水結(jié)合以硫酸的形式吸附在填料層內(nèi)(脫硫催化劑的孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi))，并且因吸附作用同時(shí)脫除煙氣中的煙塵粒子、汞、二噁英、呋喃、重金屬、揮發(fā)性有機(jī)物及其它微量有害元素；當(dāng)脫硫催化劑吸附飽和后，用水或稀硫酸對填料層進(jìn)行噴淋沖洗，使硫酸從填料層(脫硫催化劑孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)部)脫附形成稀硫酸回收利用；硫酸脫附后的填料層中含有過多的水附著在催化劑表面，影響催化劑的使用性能，同時(shí)過多的水占據(jù)了填料層中的空間，阻力增大，可供煙氣流過的通道變小，煙氣流速加快，影響脫硫效果；使用待處理煙氣或脫硫后煙氣對硫酸脫附后的催化劑進(jìn)行干燥，防止過多的水影響脫硫催化劑的使用性能及脫硫效果，使脫硫催化劑能重新正常發(fā)揮其催化氧化及吸附作用。本發(fā)明的煙氣脫硫方法，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了對填料層的噴淋沖洗及催化劑干燥過程，使催化劑再生能重復(fù)用于煙氣脫硫，同時(shí)通過噴淋沖洗使填料層吸附的硫酸脫附實(shí)現(xiàn)稀硫酸的回收利用，解決了現(xiàn)有方法脫硫不徹底的問題；該方法的脫硫效率高(脫硫效率達(dá)95%以上)，由于催化劑的重復(fù)使用，運(yùn)行成本低，同時(shí)副產(chǎn)稀硫酸，節(jié)約成本，避免了資源的浪費(fèi)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
[0018]上述方法中，當(dāng)使用待處理煙氣對脫硫催化劑進(jìn)行干燥時(shí)，干燥過程中伴隨著部分脫硫過程，稱為次要脫硫(相對于再生后的脫硫催化劑發(fā)生的主要脫硫過程而言)。
[0019]一種煙氣脫硫裝置，包括具有煙氣進(jìn)口和煙氣出口的脫硫塔，所述脫硫塔內(nèi)設(shè)有用于填裝脫硫催化劑形成填料層的填料腔，脫硫塔內(nèi)在填料腔的上方設(shè)有噴淋裝置；所述脫硫塔為至少兩個(gè)，至少兩個(gè)脫硫塔通過與其煙氣進(jìn)口、煙氣出口連接的煙道及設(shè)置在煙道上的閥門串聯(lián)和/或并聯(lián)在一起；所述脫硫塔底部還設(shè)有排酸口。
[0020]所述的煙氣脫硫裝置還包括水槽和酸槽，所述水槽通過循環(huán)泵與脫硫塔內(nèi)的噴淋裝置相連通；脫硫塔底部的排酸口與所述酸槽相連通。
[0021]所述酸槽為至少兩個(gè)；每個(gè)脫硫塔對應(yīng)設(shè)置一個(gè)酸槽，每個(gè)脫硫塔的排酸口與對應(yīng)酸槽相連通。
[0022]所述酸槽通過循環(huán)泵與脫硫塔內(nèi)的噴淋裝置相連通，脫硫塔的排放口與所述水槽相連通。
[0023]本發(fā)明的煙氣脫硫裝置，脫硫塔為至少兩個(gè)。當(dāng)脫硫塔為兩個(gè)時(shí)(如分別為第一、第二脫硫塔)，兩個(gè)周期為一個(gè)循環(huán):第一周期內(nèi)，調(diào)節(jié)閥門使兩個(gè)脫硫塔先并聯(lián)，第一脫硫塔用于主要脫硫，第二脫硫塔進(jìn)行噴淋沖洗后，再調(diào)節(jié)閥門使兩個(gè)脫硫塔串聯(lián)，用待處理煙氣或脫硫后煙氣對第二脫硫塔中的脫硫催化劑進(jìn)行干燥再生(沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向，如第二脫硫塔串聯(lián)在第一脫硫塔之前，則是使用待處理煙氣對第二脫硫塔中的脫硫催化劑進(jìn)行干燥再生和次要脫硫；如第二脫硫塔串聯(lián)在第一脫硫塔之后，則是使用脫硫后煙氣對第二脫硫塔中的脫硫催化劑進(jìn)行干燥再生)；當(dāng)?shù)谝幻摿蛩械拿摿虼呋瘎┪斤柡停瑒t第一周期結(jié)束，進(jìn)入第二周期，則閥門使兩個(gè)脫硫塔先并聯(lián)，第二脫硫塔用于主要脫硫、第一脫硫塔進(jìn)行噴淋沖洗后，再調(diào)節(jié)閥門使兩個(gè)脫硫塔串聯(lián)..?以此循環(huán)操作，實(shí)現(xiàn)煙氣處理的連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)脫硫塔為三個(gè)時(shí)(如分別為第一、第二、第三脫