烟气脱硫脱硝一体化处理方法技术

本公开提供了一种烟气脱硫脱硝一体化处理方法，包括：(1)预处理；(2)一次氧化；(3)二次氧化；(4)水合反应；(5)离子交换反应，达到了同时脱硫脱硝的目的。本公开在烟气脱硫脱硝一体化处理过程中，设备无需停机同时进行树脂的转型和再生，打破了停机再生的惯例，节约了一次性投资；在设备运行过程中，及时对部分离子交换树脂进行再生，提高了树脂的利用率，大大减少了树脂的用量。少了树脂的用量。

【技术实现步骤摘要】
烟气脱硫脱硝一体化处理方法


[0001]本公开涉及烟气脱硫脱硝领域，尤其涉及烟气脱硫脱硝一体化处理 方法。

技术介绍

[0002]烟气是指工业锅炉的燃烧产生的烟气和粉尘。烟气所含的污染物中， 二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)占很大一部分比例。而二氧化硫(SO2)、 氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要污染物之一，有效控制烟气中的二 氧化硫、氮氧化物是当前刻不容缓的环保课题。
[0003]强碱阴离子交换树脂具有强碱性阴离子交换基团(
‑
CH2N
‑
(CH3)3Cl
‑
)， 对于硫酸根和硝酸根等强酸性阴离子具有高强的亲和力和吸附性能，但 对于烟气中呈分子状态SO2和NOx没有吸附作用。必须将烟气中的SO2和NOx溶于水变成离子态的亚硫酸根、硫酸根和硝酸根才能被离子交换树脂 所吸附。但是，本领域技术人员已知SO2溶解度不高，属于中等溶解度， 而NO的溶解度甚微，完全靠水溶解或碱液吸收都不可能达到同时脱硫脱 硝的效果；根据SO2和NO都具有还原性的特点，在与强氧化剂接触时SO2会被氧化成SO3,SO3极易溶于水生成H2SO4；而NO则会被氧化成NO
2、
N2O3和N2O5等高价态的氮氧化物，这些高价态的氮氧化物极易溶于水生成 HNO3。利用离子交换树脂对生成的硫酸根和硝酸根具有高强亲和力的特 点，同时将亚硫酸根、硫酸根和硝酸根吸附在离子交换树脂上，从而达 到了同时脱硫脱硝的目的。
[0004]综上所述，采用离子交换法脱硫脱硝，氧化是关键。
[0005]为了使“烟气脱硫脱硝一体化处理方法”新技术能获得广泛应用， 特别是在不具备“氧气源”的情况下也能适用，于是采用液态氧化剂+离 子交换的新工艺诞生了。利用离子交换的基本原理，改变离子交换树脂 交换基团的形态，使离子交换树脂既成为“氧化剂”，具有强氧化剂的功 效，其本身又是“离子交换剂”，具备离子交换功能。当烟气通过树脂层 时，烟气中的SO2和NO首先被氧化成易溶于水的二氧化氮、五氧化二氮 和三氧化硫，然后被离子交换树脂所吸附，达到了同时脱硫脱硝的目的。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种烟气脱硫 脱硝一体化处理方法，包括以下步骤：
[0007](1)预处理：将烟气进行降温处理；
[0008](2)一次氧化：将降温后的烟气通入离子交换树脂，所述离子交 换树脂中预先通入含有液态氧化剂的喷淋液，烟气中的SO2和NO首先 与液态氧化剂发生氧化反应，生成易溶于水的高价态氮氧化物NO2和 N2O5以及硫氧化物SO3，部分液态氧化剂与离子交换树脂发生离子交换 反应，吸附到所述离子交换树脂上，使离子交换树脂形成固态氧化剂；
[0009](3)二次氧化：烟气中未反应完全的SO2和NO继续与形成固态氧 化剂的离子交换树脂发生氧化反应，生成SO
3、
NO2和N2O5；
[0010](4)水合反应：氧化后生成的SO3、NO2和N2O5迅速溶于水，生成 H2SO4和HNO3、部分未被氧化的SO2发生水合反应生成H2SO3；以及
[0011](5)离子交换反应：生成的H2SO4、HNO3和H2SO3同时被离子交换 树脂所吸附，达到了同时脱硫脱硝的目的。
[0012]在一个优选的实施方案中，在步骤(1)中，对烟气降温可以采用 烟气冷却系统或烟气
‑
水换热器。
[0013]在一个优选的实施方案中，所述液态氧化剂选自K2Cr2O7、NaClO、 NaClO2、H2O2、KMnO4中的一种或多种。优选地，所述液态氧化剂选自 NaClO和NaClO2中的一种或多种。
[0014]在一个优选的实施方案中，所述离子交换树脂是阴离子交换树脂。 优选地，所述离子交换树脂选自强碱性阴离子交换树脂或弱碱性阴离子 交换树脂。
[0015]在一个优选的实施方案中，所述喷淋液中含有1
‑
8质量％的碱金属 氢氧化物以及0.2
‑
3质量％的液态氧化剂。
[0016]所述碱金属氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧 化铷等。
[0017]常规的离子交换工艺，离子交换过程是为了去除某些离子，而再生 过程是利用喷淋液将吸附在树脂上的某些离子洗脱下来，因此交换和再 生是完全相反的过程，不可能同时进行。本公开的技术使再生和交换同 时进行，其基本原理如下，以NaClO为例：
[0018]1)喷淋液同时也是再生剂，当喷淋液含有0.2
‑
3质量％的NaClO和 1
‑
8质量％的NaOH时，对烟气中的SO2和NO具有强氧化作用，当喷淋液 和烟气同时通过树脂层时，NaClO会和烟气中的SO2和NO发生氧化还原反 应：
[0019]2NaClO+2NO
→
2NaCl+2NO2[0020]NaClO+2NO2→
NaCl+N2O5[0021]2NaClO+2SO2→
2NaCl+2SO3[0022]因此，喷淋液同时也是氧化剂,在再生离子交换树脂的同时对烟气中 的SO2和NO进行了氧化还原反应。
[0023]2)喷淋液中0.2
‑
3质量％NaClO的浓度相当于2.5
‑
12.7g/L，而烟 气中的SO2和NO的浓度仅为500～2000mg/m3，其浓度差在几万倍以上， 因此，当再生剂和烟气同时进入树脂层时，树脂首先吸附的当然是ClO
‑
， 再生后的树脂对烟气中的SO2和NO同时具有氧化和离子交换功能。
[0024]在一个优选的实施方案中，所述喷淋液与所述离子交换树脂的体 积比为1：3
‑
8。
[0025]在一个优选的实施方案中，所述喷淋液与所述离子交换树脂的体 积比为1：5。
[0026]在一个优选的实施方案中，每隔4～8小时喷洒一次喷淋液，每次 喷淋4
‑
10分钟。
[0027]在一个优选的实施方案中，还包括以下步骤：
[0028](6)离子交换树脂再生：通入喷淋液对所述离子交换树脂进行再 生，排出并收集再生废液。
[0029]所述再生废液可多次重复使用。
[0030]本公开具有如下优点：
[0031]1、利用强氧化剂将普通离子交换树脂转化成具有氧化基团的形态， 使普通离子交换树脂既具有离子交换功能同时又具有强氧化性。
[0032]离子交换反应是在非均相(气相
‑
液相
‑
固相)介质中进行的，当含 有SO2和NO的烟
气通过树脂层时，树脂孔隙里饱含的液态氧化剂和烟气 中的SO2和NO发生氧化还原反应。
[0033]发生氧化还原反应后的离子交换树脂又恢复成氯型(RCl)，仍然具 备离子交换能力。
[0034]氧化后生成的SO3、NO2和N2O5迅速溶于水，变成H2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硫脱硝一体化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)预处理：将烟气进行降温处理；(2)一次氧化：将降温后的烟气通入离子交换树脂，所述离子交换树脂中预先通入含有液态氧化剂的喷淋液，烟气中的SO2和NO首先与液态氧化剂发生氧化反应，生成易溶于水的高价态氮氧化物NO2和N2O5以及硫氧化物SO3，部分液态氧化剂与离子交换树脂发生离子交换反应，吸附到所述离子交换树脂上，使离子交换树脂形成固态氧化剂；(3)二次氧化：烟气中未反应完全的SO2和NO继续与形成固态氧化剂的离子交换树脂发生氧化反应，生成SO
3、
NO2和N2O5；(4)水合反应：氧化后生成的SO3、NO2和N2O5迅速溶于水，生成H2SO4和HNO3、部分未被氧化的SO2发生水合反应生成H2SO3；以及(5)离子交换反应：生成的H2SO4、HNO3和H2SO3同时被离子交换树脂所吸附，达到了同时脱硫脱硝的目的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，对烟气降温可以采用烟气冷却系统或烟气
‑
水换热器。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊振江，史磊，范瑞华，田二飞，李龙博，杨海岳，席海生，
申请(专利权)人：深圳前海中盛环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：