基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝，解決了現(xiàn)有工藝存在運(yùn)行成本和設(shè)備投資成本高、工藝復(fù)雜、能耗高的問題。技術(shù)方案包括煙氣增壓后送入濃縮塔與塔內(nèi)濃縮液接觸反應(yīng)，出濃縮塔的煙氣送入吸收塔與塔內(nèi)的吸收液接觸反應(yīng)，濃縮塔塔底小部分反應(yīng)后的濃縮液送入硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)，向吸收塔的吸收液中加入絡(luò)合劑EDTA-Fe(Ⅱ)或者按摩爾比1∶1加入EDTA-Na鹽和硫酸亞鐵，使吸收液中的EDTA-Fe(Ⅱ&Ⅲ)濃度為0.015～0.05mol/L；將所述吸收塔中少量的吸收液送入所述濃縮塔中與濃縮液混合。本發(fā)明工藝簡單、運(yùn)行成本和設(shè)備投資低、能高效同步脫硫脫硝、能耗低。
【專利說明】基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煙氣凈化領(lǐng)域，具體的說是一種基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝的工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]我國鋼鐵行業(yè)自20世紀(jì)90年代以來迅猛發(fā)展，導(dǎo)致了大氣污染物的大量排放，其中SO2和NOx的排放量僅次于電廠煙氣。2011年我國重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)的鋼鐵工業(yè)SO2排放量在251萬噸，其中鐵前燒結(jié)球團(tuán)工序SO2排放量達(dá)到218萬噸，占鋼鐵企業(yè)排放總量的87%以上，而SO2的處理率僅32%。燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)是煙氣量大、煙氣攜帶粉塵量較大、二氧化硫的排放量和濃度變化較大、煙氣溫度波動(dòng)大、煙氣成分復(fù)雜、煙氣含濕量大。與鍋爐煙氣相比較，處理起來更加困難，難以直接采用電廠脫硫脫硝技術(shù)。
[0003]在脫硝方面，由于燒結(jié)煙氣具有以上的特殊性，且針對已有的燒結(jié)(球團(tuán))系統(tǒng)，以至于現(xiàn)有的SCR脫硝技術(shù)并不完全適用于燒結(jié)煙氣的治理，若采取分步治理方式，將會(huì)造成資本投資費(fèi)用高，裝置占地面積大且煙氣系統(tǒng)復(fù)雜等缺點(diǎn)，并且，成熟技術(shù)-SCR脫硝技術(shù)中，需對煙氣加熱到催化劑催化溫度窗口 300-400°C，導(dǎo)致能耗高的問題。
[0004]在實(shí)際生產(chǎn)中，采用多系統(tǒng)單獨(dú)脫硫、脫硝的技術(shù)已經(jīng)非常成熟。但由于其系統(tǒng)復(fù)雜、占地面積大導(dǎo)致了設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用高，所以研究高效脫硫脫硝一體化工藝成為了國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。自上世紀(jì)80年代開始，國外研究者就開始了同步脫硫脫硝的相關(guān)研究，研發(fā)了很多同步脫硫脫硝方法，這些方法中有一部分已經(jīng)投入了實(shí)際生產(chǎn)，有的還處于實(shí)驗(yàn)室階段。在我國，同步脫硫脫硝研究工作起步較晚?，F(xiàn)有同步脫硫脫硝方法可按照工藝過程分為五大類:固相吸附/再生同步脫硫脫硝技術(shù)、氣固催化同步脫硫脫硝技術(shù)、吸收劑噴射同步脫硫脫硝技術(shù)、高能電子活化氧化同步脫硫脫硝技術(shù)、濕法煙氣同步脫硫脫硝技術(shù)。
[0005]在眾多方法中，氨法脫硫因其脫硫效率高、耗水少、副產(chǎn)品可以有效利用、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，而且這種方法在保證脫硫效果的同時(shí)還具有一定的脫硝效果。杜振、高翔等研究了氨法脫硫過程中(NH4)#03溶液吸收NOx的特征，確定了 SO2的存在對NO的吸收有促進(jìn)作用，證明了氨法同時(shí)脫硫脫硝的可行性。由于在煙氣中NO占NOx的95%，而NO在水中的低溶解度造成了氨法雖然具有同步脫硫脫硝的作用，但是脫硝效率低，無法達(dá)到要求。絡(luò)合吸收法是濕法脫硝中最為有效的一種方法，脫硝效果顯著，反應(yīng)適應(yīng)性強(qiáng)。目前，國內(nèi)外學(xué)者對絡(luò)合劑單獨(dú)脫除NO進(jìn)行了細(xì)致的研究，如荊國華研究了 Fe (II) EDTA吸收NO的工藝參數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)SO/—可部分還原絡(luò)合NO和被O2氧化的Fe (III) EDTA,有利于絡(luò)合脫銷過程。
[0006]絡(luò)合吸收法中研究最多的就是Fe ( II )EDTA法，從20世紀(jì)70年代開始，日本和美國一些學(xué)者就開始了對Fe( II ) EDTA法進(jìn)行大量的研究，研究表明絡(luò)合劑Fe ( II )EDTA可以與氮氧化物發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)生成生成2Fe2+EDTA(N0)，達(dá)到脫硝的目的，吸收反應(yīng)式如下:
[0007]2Fe2+EDTA+N0 — 2Fe2+EDTA (NO)
[0008]但是，一方面Fe ( II ) EDTA雖然脫硝效率高，但價(jià)格昂貴，生成2Fe2+EDTA (NO)后不回收絡(luò)合劑非常不經(jīng)濟(jì)的，高成本會(huì)導(dǎo)致無法工業(yè)上實(shí)用；
[0009]另一方面，F(xiàn)e( II )EDTA與煙氣中NO的絡(luò)合過程中，自身也很容易被煙氣中所攜帶O2所氧化，形成對NO無吸收活性的Fe (I1EDTA,消耗絡(luò)合劑，反應(yīng)式如下:
[0010]4Fe2+EDTA+02+4H.— 4Fe3 + EDTA+2H20
[0011]而且這部分的絡(luò)合劑的再生回收利用也是非常重要的。
[0012]總之，人們希望加入的絡(luò)合劑盡可能的再生回收，在保證高效脫硫脫硝的同時(shí)能降低成本，提高硫酸銨產(chǎn)品的品質(zhì)，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種工藝簡單、運(yùn)行成本和設(shè)備投資低、能高效同步脫硫脫硝、能耗低的基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝。
[0014]本發(fā)明一種基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝，包括煙氣增壓后送入濃縮塔與塔內(nèi)濃縮液接觸反應(yīng)，出濃縮塔的煙氣送入吸收塔中部與從塔頂噴入的循環(huán)吸收液逆向接觸反應(yīng)，從吸收塔底部引出吸收液作為循環(huán)吸收液回送至塔上部噴淋與煙氣循環(huán)接觸，濃縮塔塔底小部分反應(yīng)后的濃縮液送入硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)，向吸收塔的吸收液中加入絡(luò)合劑EDTA-Fe ( II )或者按摩爾比1:1加入EDTA-Na鹽和硫酸亞鐵，使吸收液中的EDTA-Fe ( II & III)濃度為0.015?0.05mol/L ;將所述吸收塔中少量的吸收液送入所述濃縮塔中與濃縮液混合，使吸收塔內(nèi)吸收液的硫酸銨和亞硫酸銨總濃度控制在5?15%(wt)，pH值控制在5.0?6.5，濃縮塔內(nèi)濃縮液中硫酸銨和亞硫酸銨總濃度控制在30?40 % (wt)，pH 值控制在 4.0 ?4.5。
[0015]由濃縮塔塔底引出的小部分反應(yīng)后的濃縮液先送入第一除鐵反應(yīng)池中，在攪拌作用下，向第一除鐵反應(yīng)池中加入氨水溶液或碳酸銨溶液以調(diào)節(jié)濃縮液的pH值為6.8?7.6后進(jìn)行除鐵反應(yīng)，反應(yīng)液送第一沉淀池沉淀分層，下層含固漿液送出進(jìn)一步處理，上層清液送入硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)。
[0016]由濃縮塔底部引出的小部分反應(yīng)后的濃縮液量為從吸收塔引入到濃縮塔的吸收液量的 30-40% (V)。
[0017]由吸收塔底部引出的循環(huán)吸收液分成兩部分，占總引出體積量20?60%的循環(huán)吸收液由泵送入塔上部噴淋與煙氣循環(huán)接觸；其余部分循環(huán)吸收液再分成兩部分，一部分循環(huán)吸收液送入設(shè)有鐵屑填料層的第一再生塔，出第一再生塔的反應(yīng)液經(jīng)絡(luò)合劑再生漿液槽由泵送入吸收塔上部噴淋進(jìn)入塔內(nèi)；另一部分循環(huán)吸收液送入第二除鐵反應(yīng)池，在攪拌作用下，向第二除鐵反應(yīng)池中加入氨水溶液或碳酸銨溶液調(diào)節(jié)循環(huán)吸收液PH值為6.8?
7.6后進(jìn)行除鐵反應(yīng)，反應(yīng)液送第二沉淀池沉淀分層，下層含固漿液送出進(jìn)一步處理，上層清液送入絡(luò)合劑再生漿液槽。
[0018]所述其余部分循環(huán)吸收液再分成兩部分，其中，占該部分循環(huán)吸收液量35?60%(v)的一部分循環(huán)吸收液送往第一再生塔，占該部分循環(huán)吸收液量40?65% (V)的另一部分循環(huán)吸收液送入第二除鐵反應(yīng)池。
[0019]系統(tǒng)正常運(yùn)行后，當(dāng)吸收塔內(nèi)吸收液中的EDTA-Fe ( II &III)濃度低于0.015mol/L時(shí)，則向吸收塔內(nèi)補(bǔ)入EDTA-Na鹽以使吸收液中的EDTA-Fe ( II &III)濃度控制在0.015?0.05mol/L。
[0020]來自第一反應(yīng)池的所述上層清液送入硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶出硫酸銨后形成飽和液，該飽和液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，當(dāng)飽和液中EDTA濃度達(dá)到0.2?0.35mol/L時(shí)由硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)排出送往PH調(diào)節(jié)池，采用硫酸溶液調(diào)節(jié)pH調(diào)節(jié)池中的飽和液pH值為5.8?6.5后送入設(shè)有鐵屑填料層的第二再生塔中，出第二再生塔的反應(yīng)液送入絡(luò)合劑再生漿液槽。
[0021]所述第一再生塔和第二再生塔中，液體由下往上經(jīng)過鐵屑填料層，停留時(shí)間均為15 ?60s。
[0022]濃縮塔內(nèi)濃縮液的硫酸銨和亞硫酸銨總濃度控制在30?40% (wt),pH值控制在
4.0 ?4.5。
[0023]所述的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的尾氣直接引入到濃縮塔內(nèi)。
[0024]本發(fā)明中，所述EDTA濃度為液體中EDTA、EDTA_Na和EDTA-Fe ( II & III)的濃度總和。
[0025]發(fā)明人基于煙氣濕式氨法脫硫法，在不改變原有的濕式氨法脫硫工藝的前提下，結(jié)合Fe( II )EDTA法對煙氣實(shí)施同步脫硫脫硝。通過向吸收塔中加入絡(luò)合劑EDTA-Fe ( II )，或者按摩爾比1:1加入EDTA-Na鹽和硫酸亞鐵，使EDTA-Na鹽和硫酸亞鐵在吸收塔中反應(yīng)生成EDTA-Fe ( II )，EDTA-Fe ( II )可與氮氧化物反應(yīng)，反應(yīng)式為:2Fe2+EDTA+N0 — 2Fe2+EDTA(NO)(反應(yīng)式I)。雖然采用前種方法更為簡單，但是絡(luò)合劑EDTA-Fe ( II )的采購成本高昂，而采用EDTA-Na鹽和硫酸亞鐵則的采購成本則低得多。因而在初始向吸收塔中加入EDTA-Na鹽和硫酸亞鐵較直接加入絡(luò)合劑EDTA-Fe ( II )效果更力口?？刂剖刮找褐械腅DTA-Fe ( II & III)濃度為0.015?0.05mol/L，優(yōu)選0.03mol/L，過高會(huì)增加運(yùn)行成本，過低會(huì)降低脫硝效率。
[0026]為了保證脫硝的效果，將所述吸收塔中少量的吸收液送入所述濃縮塔中與濃縮液混合，使?jié)饪s液中EDTA-Fe ( II & III)濃度為0.04?0.lmol/L,使吸收塔內(nèi)吸收液的硫酸銨和亞硫酸銨總濃度控制在5?15% (wt)，pH值控制在5.0?6.5。由于濃縮液中含有EDTA-Fe ( II )，這樣在煙氣進(jìn)入濃縮塔與濃縮液接觸脫硫濃縮時(shí)還可對煙氣進(jìn)行初步脫硝。
[0027]進(jìn)一步的，由濃縮塔塔底引出的小部分反應(yīng)后的濃縮液中含有少量鐵離子，若不加去除使鐵離子進(jìn)入硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)，則會(huì)影響脫硫副產(chǎn)物的表觀性狀。因此，由濃縮塔底部引出的濃縮液需要送入除鐵反應(yīng)池進(jìn)行除鐵處理。在攪拌作用下，添加氨水或碳酸銨溶液調(diào)節(jié)溶液的PH值到6.8?7.6，使?jié)饪s液中大部分鐵離子以固相分離出來，通過沉淀分層的方法去除，在此步驟中，可使?jié)饪s液中總鐵含量的30?80%質(zhì)量百分比的鐵被分離出來，保證了結(jié)晶后硫酸銨產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0028]為了在脫硫脫硝的同時(shí)盡量控制成本，投入的絡(luò)合劑或EDTA-Na鹽中的EDTA均需再生回收。而投入吸收塔中的EDTA-Fe ( II )部分會(huì)和氮氧化物反應(yīng)生成2Fe2+EDTA (NO)，部分則可能與煙氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)生成2Fe3+EDTA。將吸收塔中的部分循環(huán)液引入充滿鐵屑填料的第一再生塔中，在第一再生塔內(nèi)酸性環(huán)境下進(jìn)行多種反應(yīng)，最終使吸收液中的Fe (III)被鐵屑還原成Fe ( II )，EDTA-Fe ( II )絡(luò)合的NO也被還原成NH3進(jìn)入吸收液中，再生塔內(nèi)涉及的主要反應(yīng)式為:(無氧和有氧狀態(tài)并存):
[0029]無氧狀態(tài):
[0030]2Fe2+EDTA (NO) +Fe+8H+ — 2Fe2+EDTA+Fe2+ (OH) 2+2NH3 (3)
[0031]NH3+H+ —NH4+(4)
[0032]有氧狀態(tài):
[0033]2Fe2+EDTA (NO) +Fe+8H+ 一 2Fe2+EDTA+Fe2+ (OH) 2+2NH3 (5)
[0034]4Fe2+EDTA+02+4H+— 4Fe3 + EDTA+2H20(6)
[0035]2Fe3+EDTA+Fe+20H — 2Fe2+EDTA+Fe2+(0H)(7)
[0036]2Fe2+ (OH) 2+2H++02 — 2Fe3+ (OH) 3(8)
[0037]2Fe3+ (OH) 3+Fe — 3Fe2+ (OH) 2(9)
[0038]通過再生塔可以回收大部分EDTA，但是發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際運(yùn)行過程中存一個(gè)嚴(yán)重的問題:吸收液在通過再生塔的鐵屑填料層時(shí)，會(huì)有部分鐵元素被腐蝕氧化進(jìn)入吸收液中(每次再生后的溶液中鐵元素增加量大約在2?10% wt)，若長期運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致塔內(nèi)鐵離子含量不斷增高，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對此問題，發(fā)明人考慮將引出的反應(yīng)后的吸收液的部分進(jìn)行除鐵(主要為三價(jià)鐵)，并將除鐵后的清液與再生后的吸收液混合，以降低再生后吸收液中的鐵含量。通過多次實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，限定引出的用于再生和除鐵的循環(huán)吸收液占吸收塔循環(huán)吸收液引出總量的40-80% (V)，并以引出的用于再生和除鐵的循環(huán)吸收液為100%計(jì)，送往第一再生塔的循環(huán)吸收液占35?60% (V)，送入第二除鐵反應(yīng)池的吸收液占40?65% (V)，以此保證吸收液中鐵含量的平衡，避免鐵離子的不斷積累。
[0039]無論是在第一除鐵反應(yīng)池中，還是第二除鐵反應(yīng)池中，除鐵反應(yīng)過程均會(huì)使少量EDTA也隨之被分離，若吸收液中EDTA-Fe ( II &III)濃度過低，則需要吸收塔中補(bǔ)入EDTA以保證絡(luò)合反應(yīng)充分，此時(shí)僅補(bǔ)入EDTA-Na鹽即可，因?yàn)橄到y(tǒng)正常運(yùn)行后，系統(tǒng)內(nèi)并不缺乏鐵離子，因此無需另行補(bǔ)充硫酸亞鐵。
[0040]另外，對于硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)引出的飽和液而言，其EDTA濃度達(dá)到0.2?0.35mol/L時(shí)，將其送入pH調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH值后，再送入設(shè)有鐵屑填料層的第二再生塔中進(jìn)行再生，出第二再生塔的反應(yīng)液也送入絡(luò)合劑再生漿液槽，以進(jìn)一步增加絡(luò)合劑的回收。
[0041]有益效果:
[0042](I)在原有濕式氨法脫硫工藝的基礎(chǔ)上應(yīng)用絡(luò)合劑同步脫除煙氣中的硝，從而可大幅減少了脫硝的相關(guān)設(shè)備投資和運(yùn)行成本，與傳統(tǒng)的分步SCR脫硝工藝相比，可節(jié)省投資及運(yùn)行成本70%以上，經(jīng)本發(fā)明工藝處理后，可對脫除煙氣中95%的二氧化硫及45-50%的氮氧化物,煙氣中硫含量可降至100mg/Nm3以下,氮氧化物含量可降至200mg/Nm3以下。
[0043](2)與傳統(tǒng)SCR脫硝工藝相比，采用絡(luò)合法脫硝無需對煙氣進(jìn)行加熱，可進(jìn)一步降低能耗。
[0044](3)利用具有鐵屑填料層的再生塔對絡(luò)合劑進(jìn)行再生，脫除的氮氧化物也能反應(yīng)生成氨回用于系統(tǒng)，從而可以減少補(bǔ)入氨水的量，節(jié)省濕式氨法脫硫的氨源用量。
[0045](4)絡(luò)合劑可采用EDTA-Na鹽和硫酸亞鐵配比而成，系統(tǒng)正常運(yùn)行后直接向系統(tǒng)內(nèi)加入EDTA-Na鹽以保持吸收塔內(nèi)吸收液中EDTA-Fe ( II & III)的濃度，降低了原料采購成本。
[0046](5)對進(jìn)入硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)前的濃縮液除鐵，以保證脫硫副產(chǎn)物的性狀滿足要求，采用碳酸銨溶液調(diào)節(jié)PH值，有利于保證后續(xù)產(chǎn)品的品質(zhì)。同時(shí)引入的碳酸銨也是一種脫硫吸收劑，可以進(jìn)一步減少脫硫劑-氨的用量。
[0047](6)對于引出吸收塔的部分吸收液也進(jìn)行了除鐵，以保證吸收塔內(nèi)吸收液中鐵含量的平衡，采用碳酸銨溶液調(diào)節(jié)PH值，有利于保證后續(xù)產(chǎn)品的品質(zhì)。同時(shí)引入的碳酸銨也是一種脫硫吸收劑，可以進(jìn)一步減少脫硫劑氨的用量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]圖1為本發(fā)明工藝流程圖暨系統(tǒng)圖。
[0049]其中，1-濃縮塔、1.1-排液口、1.2-煙氣入口、2-吸收塔、2.1-引流口、2.2-煙氣出口、2.3-排液口、2.4-循環(huán)口、3-煙氣管道、4-絲網(wǎng)過濾器、5-濃縮液循環(huán)噴淋管線、6-第一除鐵反應(yīng)池、7-第一沉淀池、7.1-清液出口、7.2-漿液出口、8-硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)、9-第一濃縮池、10-絡(luò)合劑再生漿液槽、11-第一再生塔、11.1-鐵屑填料層、12-第二除鐵反應(yīng)池、13-第二沉淀池、13.1-清液出口、13.2-漿液出口、14-第二濃縮池、15-飽和液管線、16-第二再生塔、17-pH調(diào)節(jié)池、18-吸收液循環(huán)噴淋管線。

【具體實(shí)施方式】
[0050]系統(tǒng)實(shí)施例:
[0051]濃縮塔I的中段經(jīng)設(shè)有絲網(wǎng)過濾器4的煙氣管道3與吸收塔2的中段連接，所濃縮塔I的頂部設(shè)有煙氣入口 1.2，吸收塔2的頂部設(shè)有煙氣出口 2.2。所述吸收塔2底部的引流口 2.1經(jīng)管道與濃縮塔I的濃縮液循環(huán)噴淋管線5連接。所述濃縮塔I的排液口 1.1經(jīng)第一除鐵反應(yīng)池6與第一沉淀池7連接，所述第一沉淀池7上段的清液出口 7.1與硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)8連接，下段的漿液出口 7.2與第一濃縮池6連接，所述硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)8經(jīng)飽和液管線15與pH值調(diào)節(jié)池17連接，所述pH值調(diào)節(jié)池15連接設(shè)有鐵屑填料層的第二再生塔16，所述第二再生塔16經(jīng)泵及管線連接絡(luò)合劑再生漿液槽10。
[0052]所述吸收塔2底部設(shè)有循環(huán)口 2.4和排液口 2.3，所述循環(huán)口 2.4經(jīng)吸收液循環(huán)噴淋管線18與吸收塔2的上段連接，所述排液口 2.3分別與第一再生塔11和第二除鐵反應(yīng)池連接12，所述第一再生塔11設(shè)有鐵屑填料層11.1，所述第一再生塔11經(jīng)絡(luò)合劑再生漿液槽10與吸收塔2連接；所述第二除鐵反應(yīng)池12與第二沉淀池13連接，所述第二沉淀池13的清液出口 13.1也與絡(luò)合劑再生漿液槽10連接，下段的混合液出口 13.2與第二濃縮池14連接。
[0053]工藝實(shí)施例:
[0054]本實(shí)施例中，煙氣來自435m2燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)煙氣(煙氣量約1400000?1600000Nm3/h)，SO2 濃度:800 ?1200mg/Nm3，NOx 濃度(主要為 NO):300 ?400mg/Nm3。煙氣溫度為90-110°C (進(jìn)除塵器溫度:100-120°C，出除塵器:100°C左右，經(jīng)增壓后，溫度略有增加)。
[0055]I)煙氣由濃縮塔I塔頂?shù)臒煔馊肟?1.2向下進(jìn)入濃縮塔1，并與來自濃縮液循環(huán)噴淋管線5噴出的循環(huán)濃縮液(即硫酸銨溶液，由濃縮液循環(huán)噴淋管線5從塔底將濃縮液循環(huán)抽出，再由塔頂噴淋，本實(shí)施例中循環(huán)量為1800m3/h。)順流接觸并發(fā)生化學(xué)吸收反應(yīng)，由于濃縮液中含有氨及來自吸收塔的EDTA-Fe ( II & III )，因而可同步吸收煙氣中的二氧化硫和氮氧化物，同時(shí)將煙氣中的大部分顆粒洗滌下來，高溫的煙氣帶走循環(huán)濃縮液中的部分水份，使循環(huán)濃縮液進(jìn)一步濃縮，當(dāng)濃縮液中的硫酸銨濃度達(dá)5?15% (wt)時(shí),部分濃縮液由濃縮塔I的排液口 1.1送入第一除鐵反應(yīng)池6 ;進(jìn)入第一除鐵反應(yīng)池6的濃縮液量為從吸收塔2引入濃縮塔I的吸收液量的30-40% (體積比)；所述吸收塔2底少量的吸收液送入所述濃縮塔I的濃縮液循環(huán)噴淋管線5中與濃縮液一起由塔頂循環(huán)噴出?？刂莆账?nèi)吸收液的硫酸銨和亞硫酸銨總濃度控制在5?15% (wt)，pH值控制在5.0?6.5 ;濃縮塔內(nèi)濃縮液中EDTA-Fe ( II & III)濃度控制在0.04?0.lmol/L，硫酸銨和亞硫酸銨總濃度控制在30?40% (wt)，pH值控制在4.0?4.5。通過上述參數(shù)控制可得出送入縮濃塔I內(nèi)的吸收液的量，例如本實(shí)施例中為60m3/h。經(jīng)過濃縮塔I洗滌后煙氣中二氧化硫含量下降30-50%，氮氧化物含量下降5-15%，煙氣溫度降至75-85°C。
[0056]2)在攪拌作用下，向第一除鐵反應(yīng)池6內(nèi)的濃縮液中加入15-20% (wt)氨水或5?10% (wt)碳酸銨溶液，調(diào)節(jié)濃縮液pH值至6.8?7.6后反應(yīng)，反應(yīng)停留時(shí)間為300?600s,反應(yīng)液送第一沉淀池7進(jìn)行沉淀分層，下層含固漿液經(jīng)漿液出口 7.2送入第一濃縮池9進(jìn)行壓濾，濾壓后的液體可回送絡(luò)合劑再生槽11，污泥排出；上層清液經(jīng)清液出口 7.1送入硫Ife按結(jié)晶系統(tǒng)8蒸發(fā)結(jié)晶出硫酸按晶體后形成飽和液，該飽和液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，當(dāng)飽和液中EDTA濃度(所述EDTA濃度為液體中EDTA、EDTA-Na, EDTA-Fe ( II & III)的濃度總和)達(dá)到0.2?0.35mol/L時(shí)，飽和液經(jīng)飽和液管線15送往pH值調(diào)節(jié)池17，向pH值調(diào)節(jié)池17加10-20% (wt)的硫酸溶液，將pH值調(diào)至5.8-6.5，調(diào)節(jié)pH值后的飽和液送入第二再生塔16中進(jìn)行再生，再生后的反應(yīng)液送往絡(luò)合劑再生漿液槽10。所述的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)8的尾氣(氣相)直接引入到濃縮塔I內(nèi)。
[0057]3)煙氣經(jīng)濃縮塔I進(jìn)行一次脫硫脫硝及洗滌后由濃縮塔I中段經(jīng)煙氣管道3送入吸收塔2的中段，煙氣在經(jīng)過煙氣管道3時(shí)被絲網(wǎng)過濾器4過濾，保證大顆?；覊m不會(huì)進(jìn)入吸收塔2中；
[0058]4)煙氣進(jìn)入吸收塔2后上升與吸收塔2的吸收液循環(huán)噴淋管線18噴出的循環(huán)吸收液(即硫酸銨溶液，由吸收液循環(huán)噴淋管線18從塔底將吸收液循環(huán)抽出，再由塔頂噴淋，本實(shí)施例中循環(huán)量為3600m3/h)逆流接觸反應(yīng)，然后上升由煙氣出口 2.2排出。開工時(shí)，向吸收塔2的吸收液中加入絡(luò)合劑EDTA-Fe ( II )或者按摩爾比1:1加入EDTA-Na鹽和硫酸亞鐵作為絡(luò)合劑，使吸收液中的EDTA-Fe ( II & III)濃度為0.015?0.05mol/L ;當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行后，可通過向吸收液中補(bǔ)入EDTA-Na鹽，以維持吸收液中的EDTA-Fe ( II & III)濃度為0.015?0.05mol/L ;將所述吸收塔2中的少量吸收液經(jīng)引流口 2.1送入所述濃縮塔I中與濃縮液混合，使?jié)饪s液中EDTA-Fe ( II & III)濃度維持在0.04?0.lmol/L。所述絡(luò)合劑的添加及EDTA-Na鹽的補(bǔ)入均可通過絡(luò)合劑再生漿液槽10補(bǔ)入系統(tǒng)中。
[0059]5)由吸收塔2塔底的吸收液循環(huán)引出作為循環(huán)吸收液，其中循環(huán)吸收液總引出量(或稱總循環(huán)量，本實(shí)施例中循環(huán)液量為3600m3/h)20?60% (V)的循環(huán)吸收液由泵經(jīng)吸收液循環(huán)噴淋管線18送入塔上部噴淋與煙氣循環(huán)接觸；其余80-40% (V)的循環(huán)吸收液以100%計(jì)再分成兩部分，其中，送往第一再生塔11的部分循環(huán)吸收液(占總量的35?60%(v))，由第一再生塔11底部進(jìn)料，吸收液由下往上經(jīng)過鐵屑填料層11.1(停留時(shí)間為15?60s)，最后由第一再生塔11頂部出口溢流而出，在酸性環(huán)境中，吸收液中的Fe (III)被鐵屑還原成Fe ( II )，同時(shí)還有部分鐵元素被腐蝕氧化進(jìn)入吸收液中；EDTA-Fe( II )絡(luò)合的NO也被還原成NH3進(jìn)入吸收液中，出第一再生塔11的反應(yīng)液送入絡(luò)合劑再生漿液槽10，絡(luò)合劑再生漿液槽10內(nèi)的反應(yīng)液經(jīng)泵送入吸收塔2上部噴淋進(jìn)入塔內(nèi)；其余部分循環(huán)液(占總量的65-40% (V))送入第二除鐵反應(yīng)池12，在攪拌作用下，向第二除鐵反應(yīng)池12中加入15?20%氨水溶液或10?20%碳酸銨溶液以調(diào)節(jié)pH值6.8?7.6進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)停留時(shí)間為300?600s，反應(yīng)液送第二沉淀池13沉淀分層，下層含固漿液經(jīng)漿液出口 13.2送入第二濃縮池14進(jìn)一步處理，上層清液經(jīng)清液出口 13.1送入絡(luò)合劑再生漿液槽10，所述絡(luò)合劑漿液槽10中的反應(yīng)液可送入吸收塔2上部噴淋而出與煙氣逆流接觸。第二除鐵反應(yīng)池12中的循環(huán)液反應(yīng)后可除去60?90%質(zhì)量百分比的三價(jià)鐵離子，同時(shí)還有8?12% (wt)的EDTA被沉淀進(jìn)入固相中。
[0060]經(jīng)吸收塔2排出的煙氣溫度為50-60°C左右，二氧化硫含量有100mg/Nm3以下，氮氧化物含量為200mg/Nm3以下。
【權(quán)利要求】
1.一種基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝，包括煙氣增壓后送入濃縮塔與塔內(nèi)濃縮液接觸反應(yīng)，出濃縮塔的煙氣送入吸收塔中部與從塔頂噴入的循環(huán)吸收液逆向接觸反應(yīng)，從吸收塔底部引出吸收液作為循環(huán)吸收液回送至塔上部噴淋與煙氣循環(huán)接觸，濃縮塔塔底小部分反應(yīng)后的濃縮液送入硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)，其特征在于，向吸收塔的吸收液中加入絡(luò)合劑EDTA-Fe ( II )或者按摩爾比1:1加入EDTA-Na鹽和硫酸亞鐵，使吸收液中的EDTA-Fe ( II & III)濃度為0.015?0.05mol/L ;將所述吸收塔中少量的吸收液送入所述濃縮塔中與濃縮液混合，使吸收塔內(nèi)吸收液的硫酸銨和亞硫酸銨總濃度控制在5?15%(wt)，pH值控制在5.0?6.5，濃縮塔內(nèi)濃縮液中硫酸銨和亞硫酸銨總濃度控制在30?40 % (wt)，pH 值控制在 4.0 ?4.5。
2.如權(quán)利要求1所述的基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝，其特征在于，由濃縮塔塔底引出的小部分反應(yīng)后的濃縮液先送入第一除鐵反應(yīng)池中，在攪拌作用下，向第一除鐵反應(yīng)池中加入氨水溶液或碳酸銨溶液以調(diào)節(jié)濃縮液的pH值為6.8?7.6后進(jìn)行除鐵反應(yīng)，反應(yīng)液送第一沉淀池沉淀分層，下層含固漿液送出進(jìn)一步處理，上層清液送入硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝，其特征在于，由濃縮塔底部引出的小部分反應(yīng)后的濃縮液量為從吸收塔引入到濃縮塔的吸收液量的30-40%(V)。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝，其特征在于，由吸收塔底部引出的循環(huán)吸收液分成2部分，占總引出體積量20?60%的循環(huán)吸收液由泵送入塔上部噴淋與煙氣循環(huán)接觸；其余部分循環(huán)吸收液再分成兩部分，一部分循環(huán)吸收液送入設(shè)有鐵屑填料層的第一再生塔，出第一再生塔的反應(yīng)液經(jīng)絡(luò)合劑再生漿液槽由泵送入吸收塔上部噴淋進(jìn)入塔內(nèi)；另一部分循環(huán)吸收液送入第二除鐵反應(yīng)池，在攪拌作用下，向第二除鐵反應(yīng)池中加入氨水溶液或碳酸銨溶液調(diào)節(jié)循環(huán)吸收液PH值為6.8?7.6后進(jìn)行除鐵反應(yīng)，反應(yīng)液送第二沉淀池沉淀分層，下層含固漿液送出進(jìn)一步處理，上層清液送入絡(luò)合劑再生漿液槽。
5.如權(quán)利要求4所述的基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝，其特征在于，所述其余部分循環(huán)吸收液再分成兩部分，其中，占該部分循環(huán)吸收液量35?60% (V)的一部分循環(huán)吸收液送往第一再生塔，占該部分循環(huán)吸收液量40?65% (V)的另一部分循環(huán)吸收液送入第二除鐵反應(yīng)池。
6.如權(quán)利要求4所述的基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝，其特征在于，系統(tǒng)正常運(yùn)行后，當(dāng)吸收塔內(nèi)吸收液中的EDTA-Fe ( II &III)濃度低于0.015mol/L時(shí)，則向吸收塔內(nèi)補(bǔ)入EDTA-Na鹽以使吸收液中的EDTA-Fe ( II & III)濃度控制在0.015?0.05mol/L。
7.如權(quán)利要求4所述的基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝，其特征在于，來自第一反應(yīng)池的所述上層清液送入硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶出硫酸銨后形成飽和液，該飽和液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，當(dāng)飽和液中EDTA濃度達(dá)到0.2?0.35mol/L時(shí)由硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng)排出送往pH調(diào)節(jié)池，采用硫酸溶液調(diào)節(jié)pH調(diào)節(jié)池中的飽和液pH值為5.8?6.5后送入設(shè)有鐵屑填料層的第二再生塔中，出第二再生塔的反應(yīng)液送入絡(luò)合劑再生漿液槽。
8.如權(quán)利要求7所述的基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝，其特征在于，所述第一再生塔和第二再生塔中，液體由下往上經(jīng)過鐵屑填料層，停留時(shí)間均為15?60s。
9.如權(quán)利要求1所述的基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝，其特征在于，控制濃縮塔內(nèi)濃縮液中的EDTA-Fe ( II & III)濃度在0.04?0.lmol/L。
10.如權(quán)利要求1所述的基于煙氣濕式氨法脫硫的同步脫硝工藝，其特征在于，所述的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的尾氣直接引入到濃縮塔內(nèi)。
【文檔編號】B01D53/96GK104226095SQ201410368316
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】吳高明, 韓軍, 王世杰, 吳高宏 申請人:武漢悟拓科技有限公司, 武漢鋼鐵(集團(tuán))公司, 武漢科技大學(xué)