焦爐脫硫脫硝工藝利用有機催化劑L中的分子片段與亞硫酸結合形成穩定的共價化合物,有效地抑制不穩定的亞酸的逆向分解,并促進它們被持續氧化成酸,催化劑隨即與之分離。生成的酸在塔底與加入的氨水快速生成高品質的硫銨化肥,其反應原理和過程與工業硫銨化肥的生產相似。該過程反應式如下:SO2+H2O→H2SO3(1)H2SO3+L→L˙H2SO3(2)L˙H2SO3+O2→L+H2SO4(3)H2SO4+NH3→(NH4)2SO4(4)脫硝與脫硫原理相類似,當加入臭氧或雙氧水時,NO轉化為易溶于水的高價氮氧化物生成HNO2。有機催化劑促進它們被持續氧化成HNO3,隨即與之分離。加入氨水后可制成硝銨化肥。該過程反應式如下:NO+O3→NO2(5)NO2+H2O→HNO2(6)HNO2+L→L˙HNO2(7)L˙HNO2+O2→L+HNO3(8)HNO3+NH3→NH4NO3(9)2.工藝流程焦爐煙氣先經過臭氧氧化,煙氣溫度小于150℃,然后進入脫硫塔,煙氣中的SO2和NOx溶解在水里分別生成H2SO3和HNO2。有機催化劑捕捉以上兩種不穩定物質后形成穩定的絡合物L?H2SO3和L?HNO2,并促使它們被持續氧化成H2SO4和HNO3,催化劑隨即與之分離。生成的H2SO4和HNO3很容易被堿性溶液吸收,這樣就在一個吸收塔內同時完成了脫硫和脫硝。
在臭氧氧化時,要求煙氣溫度小于150℃,所以需要對原煙氣進行噴水降溫。脫硫可以用任何堿液作為吸收劑,該工藝采用氨水做吸收劑。洗滌后的煙氣通過填料層、二級除霧器除去水滴后,回送至焦爐煙囪直接排放至大氣。脫硫后的主要副產物為硫銨,脫硝后的主要副產物為硝銨。當吸收塔內脫硫脫硝后的組合溶液中化肥濃度達到30%左右時,由泵排出組合溶液至分離設備,將催化劑、灰塵和組合溶液分離。
分離后的催化劑返回吸收塔循環使用,灰渣脫水后外排,而組合溶液進入換熱器升溫,然后由干燥機結晶,成為合格的硫銨和硝銨化肥。
該工藝主要由以下系統組成:
煙氣系統:由焦爐引出焦爐煙氣,經過化肥液體及噴水降溫,由200℃降低到150℃以下,以適應臭氧反應溫度低于150℃的要求。
吸收系統:煙氣自下而上進入吸收塔,循環漿液自上而下噴淋,煙氣和循環漿液直接接觸,完成捕捉過程,處理后的潔凈氣體經過除霧器除霧后,排至煙囪。脫硝氧化系統:煙氣中的NO不溶于水,很難被堿性溶液吸收,必須將其氧化成為高價易溶解的氮氧化物,方可被吸收,脫硝氧化系統提供能氧化NO氣體的氧化劑——臭氧。
臭氧經過煙道內混合器后與煙氣中的NO充分混合,將其氧化成易溶解的氮氧化物,進入吸收塔后被吸收得以去除。鹽液分離及化肥回收系統:吸收塔里漿液化肥濃度達到30%左右時,開啟漿液排出泵,將其送入過濾器,分離出其中的灰塵。然后漿液進入分離器,將有機催化劑和鹽液分開。催化劑返回吸收系統循環利用,鹽液則進入化肥回收系統。氨水儲存供給系統:將氨送入吸收塔進行脫硫脫硝。催化劑供給系統:捕捉漿液中不穩定的H2SO3和HNO2后形成穩定的絡合物,在氧化空氣下被持續氧化成H2SO4和H2NO3,很容易被堿性溶液吸收,生成硫銨和硝銨。
3.工藝特點1)脫硫效率>99%,脫硝效率>85%;氨回收利用率>99.0%,氨逃逸率<1%。2)在同一系統中可同時實現脫硫、脫硝、二次除塵等多種煙氣減排效果。3)對煙氣硫分適應強,可用于150-10000mg/Nm3甚至更高的硫分,因此,可使用高硫煤降低成本。
4)整個過程無廢水和廢渣排放,不產生二次污染。同時凈煙氣中NH3含量小于8mg/Nm3(完全滿足環保部NH3<10mg/Nm3的要求)。
5)催化劑使用壽命可長。
6)運行成本低。
7)通過增加催化劑,提高亞硫銨的氧化效率,運行pH值低,能有效抑制氨的逃逸。
8)可實現焦爐煙氣低溫脫硝,減少對設備的腐蝕。
9)對煙氣條件的波動性有較強的適應能力。
10)副產品硫銨質量達標,且穩定。
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