一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法
一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境保护领域，具体涉及一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法。
【背景技术】
[0002]当前我国大气污染形势严峻，对人体健康造成了严重的危害。S02是造成大气污染的主要污染物之一，有效控制工业烟气中S02是当前刻不容缓的环保课题。近年来，国内外针对工业废气，尤其是燃煤电厂大气污染物提出了超低排放的要求，要求S02排放低于35mg/m30
[0003]综观目前应用的主流技术可以发现，无论是炉内脱硫还是烟气净化，核心均为钙基化合物与S02反应生成石膏(CaS04)。这些方法工艺简单，生产运行安全可靠，适用的煤种范围广、脱硫效率高、吸收剂利用率高、脱硫剂-石灰石来源丰富且廉价。然而，单独使用钙法脱硫很难达到目前超低排放的要求，需要通过增加喷淋层数量、提高液气比、增大浆液池容积等手段来增强脱硫效率，尤其是当脱硫效率较高时，如果继续提高液气比等措施，脱硫效率的增加非常缓慢，从而极大的增加设备的投资和能耗。因此，单独利用钙法在实现脱硫深度控制时的代价较高。
[0004]目前，作为湿法烟气脱硫技术的氧化镁脱硫法正在世界上得到较为广泛的推广和应用。氧化镁法脱硫技术成熟，脱硫效率高达98%以上，很容易满足排放标准的要求。此外，氧化镁法脱硫系统不结垢，系统运行安全可靠，工作效率高，副产品可回收利用;脱硫剂采用氧化镁粉，原料来源充足、运输方便，价格相对低廉。但是，对于较大规模的脱硫，由于脱硫所消耗的氧化镁量以及所产生的待处理的硫酸镁废水均较高，经济性方面存在问题。但是，若将其与钙法脱硫结合使用，仅用在深度脱硫区，则其优势则更明显。
[0005]综上所述，钙法脱硫很难达到目前超低排放的要求，而镁法脱硫难以适用于大规模的脱硫，成本较高。所以要探究一种成本低、适合于大规模脱硫、脱硫效率高的脱硫方法，具有良好的工业价值。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁法联合脱硫脱硝技术。
[0007]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，脱硫采用湿法吸收工艺，并将吸收设备采用分区设计，分别包括主脱硫区和深度脱硫区，包括以下几个步骤:
[0008](I)工业烟气经过除尘后，输入主脱硫区，在主脱硫区采用钙法脱硫对烟气进行预脱硫，得到低硫烟气；
[0009](2)步骤(I)所得低硫烟气进入深度脱硫区，在深度脱硫区采用镁法脱硫对低硫烟气进行深度脱硫，再经过除雾处理，排放至大气中。
[0010]步骤(I)所述的钙法脱硫是以石灰石粉、石灰或电石渣的一种或多种作为脱硫剂，溶于水中，配置成质量浓度为5?20 %，pH值为5.5?6.5的浆液(pH大于6.5后容易结垢，所以不能太高;pH〈7仍可以脱硫)，栗入主脱硫区与烟气充分接触后混合，脱去烟气中的硫，脱硫液气比为3-8L/m3。
[0011]步骤(I)输入主脱硫区的烟气中的二氧化硫浓度为500-5000mgm3情况下，经主脱硫区脱除烟气中90%以上的二氧化硫，并使主脱硫区排出的烟气中二氧化硫浓度低于300mg/m3，使钙法脱硫在最合理的工艺条件下运行。脱硫产物则经氧化结晶，转化为石膏。
[0012]步骤(2)所述的镁法脱硫是以氧化镁或氢氧化镁浆液作为脱硫剂，溶于水中，配置成质量浓度为I?10%，pH值为6.5?9的浆液，栗入深度脱硫区与烟气充分接触混合，脱去烟气中的硫，脱硫液气比为l_3L/m3，通过此处理，使系统在很低的镁消耗情况下，实现深度脱硫，并可大幅度降低主脱硫区的钙法脱硫的运行压力。
[0013]步骤(2)所述的深度脱硫区可将来自于主脱硫区的烟气中二氧化硫脱至30mg/m3以内。
[0014]在所述的深度脱硫区向镁法脱硫所用脱硫剂浆液中添加脱硝强化剂，进行脱硝。
[0015]所述的脱硝强化剂包括臭氧、双氧水、过氧化镁或过硫酸镁等不含卤素或碱金属的氧化剂中的一种或几种;氧化镁的PH具有激活这些氧化剂吸收脱硝的能力，具有较好的脱硝效果;所述脱销强化剂的添加量为使其在镁法脱硫所用脱硫剂浆液中的质量浓度为:
[0016]所述的深度脱硫区所得脱硫脱硝副产物为硫酸镁或硝酸镁溶液，将所得的硫酸镁或硝酸镁溶液作为主脱硫区的缓冲剂使用，可改善主脱硫区的脱硫效果。
[0017]将所得的硫酸镁和硝酸镁溶液通入脱硫液循环池，用氨水沉淀，得到氢氧化镁可进行循环使用;再生所产生的硫酸铵则再利用石灰重新置换成为氨水，进行循环利用;所产生的硫酸钙沉淀经洗涤后，与脱硫石膏一起收集。
[0018]所述的主脱硫区和深度脱硫区位于一体化设备中或者两个独立的塔设备中。
[0019]所述的一体化设备从下至上依次为塔釜区、主脱硫区、深度脱硫区和除尘除雾区；原料烟气从主脱硫区进入设备，
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面:
[0021 ] (I)相比传统的石灰石-石膏法脱硫工艺，脱硫效率明显提高；
[0022](2)由于深度脱硫区氧化镁的高效去除效果，避免了为达到超低排放而增加喷淋层数量、提高液气比、增大浆液池容积等手段，降低了成本，使系统在很低的镁消耗情况下，实现深度脱硫，且大幅度降低主脱硫区的钙法脱硫的运行压力；
[0023](3)氧化镁不结垢，因此，设备不易腐蚀，减少了维修成本；
[0024](4)在深度脱硫区添加使用臭氧、双氧水、过氧化镁、过硫酸镁等不含卤素或碱金属的氧化剂中的一种或多种，可以同时进行脱硝，且氧化镁的PH具有激活这些氧化剂吸收脱硝的能力，具有较好的脱硝效果；
[0025](5)深度脱硫区所得到的脱硫脱硝副产物，可直接作为主脱硫区脱硫液的缓冲剂使用，能改善主脱硫区的脱硫效果；也可用氨水进行沉淀，得到的氢氧化镁可进行循环使用，再生所产生的硫酸铵则再利用石灰重新转化为置换成为氨水，进行循环利用。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的工艺示意图。
[0027]其中I为主脱硫区，2为深度脱硫区，3为除尘除雾区，4为脱硫液循环池，5为塔釜区。
【具体实施方式】
[0028]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0029]实施例1
[0030]如图1所示，本实施例采用一体化设备，从下至上依次为塔釜区5、主脱硫区1、深度脱硫区2和除尘除雾区3。深度脱硫区2的溶液通入脱硫液循环池4，加入氨水，得到氢氧化镁进行循环使用，具体步骤如下:
[0031 ] (I)原料烟气中二氧化硫的浓度为500mg/m3，氮氧化物的浓度为150mg/m3，其中一氧化氮80mg/m3，二氧化氮70mg/m3，烟气温度为180°C;将该原料烟气以100m3/h的流量排入主脱硫区I;主脱硫区添加流量为300L/h的脱硫剂溶液，该脱硫剂溶液是由石灰溶于水制得，其浓度为20wt %，pH为6.5，经反应后，得到低硫烟气，其中的二氧化硫浓度为50mg/m3，脱除率在90 %。
[0032](2)主脱硫区I反应后的脱硫剂溶液落入塔釜区5中，该脱硫剂溶液通过一台循环栗从塔釜区5中抽出，经过管道打回至主脱硫区I的顶部，进行脱硫剂溶液的循环利用；
[0033](3)将低硫烟气排入深度脱硫区2，添加流量为100L/h的吸收剂浆液，该吸收剂浆液是氢氧化镁加水而形成的氢氧化镁浆液，其浓度为1wt %，PH为9，同时在该浆液中添加双氧水(使溶液含双氧水浓度为I % )，进行深度脱硫脱硝后，得到可排放烟气；
[0034](4)将深度脱硫区2中处理后所得的浆液排入脱硫液循环池4，并在脱硫液循环池4中加入15%氨水(添加体积与待再生溶液体积之比为1:3)，产生的沉淀为氢氧化镁，加入水后重新变为氢氧化镁浆液循环至深度脱硫区2;产生的溶液中添加足量的石灰，使溶液重新变为氨水及硫酸钙沉淀，硫酸钙沉淀进行回收；
[0035](5)将可排放烟气排入除尘除雾区3，进行深度除尘除雾处理后排入大气。
[0036]经检测，排入大气的烟气中二氧化硫的浓度为6mg/m3，一氧化氮的浓度降为30mg/m3，二氧化氮浓度降为10mg/m3，二氧化硫的浓度达到排放要求，脱硫率为98.8%。
[0037]实施例2
[0038]本实施例采用一体化设备，从上至下依次为除尘除雾区、深度脱硫区、主脱硫区、塔釜区。深度脱硫区的溶液通入脱硫液循环池，加入氨水，得到氢氧化镁进行循环使用，具体步骤如下:[0039](I)原料烟气中二氧化硫的浓度为5000mg/m3，氮氧化物的浓度为450mg/m3，其中一氧化氮250mg/m3，二氧化氮200mg/m3，烟气温度为180°C;将该原料烟气以100m3/h的流量排入主脱硫区；主脱硫区添加流量为800L/h的脱硫剂溶液，该脱硫剂溶液是由石灰溶于水制得，其浓度为5wt%，pH为5.5，经反应后，得到低硫烟气，经反应后，得到低硫烟气，其中的二氧化硫浓度为300mg/m3，脱除率在94%。；
[0040](2)主脱硫区反应后的脱硫剂溶液落入塔釜区中，该脱硫剂溶液通过一台循环栗从塔釜区中抽出，经过管道打回至主脱硫区的顶部，进行脱硫剂溶液的循环利用；
[0041 ] (3)将低硫烟气排入深度脱硫区，添加流量为300L/h的吸收剂浆液，该吸收剂浆液是氢氧化镁加水而形成的氢氧化镁浆液，其浓度为Iwt%，ΡΗ*6.5，同时在该浆液中添加双氧水，使吸收液中的双氧水含量维持在0.5 %左右，进行深度脱硫脱硝后，得到可排放烟气；
[0042](4)将深度脱硫区中处理后所得的溶液为硫酸镁和硝酸镁，将所得的硫酸镁或硝酸镁溶液作为主脱硫区的缓冲剂使用，可改善主脱硫区的脱硫效果；
[0043](5)将可排放烟气排入除尘除雾区3，进行深度除尘除雾处理后排入大气。
[0044]经检测，排入大气的烟气中二氧化硫的浓度为20mg/m3，一氧化氮的浓度降为45mg/m3，二氧化氮浓度降为15mg/m3，二氧化硫的浓度达到排放要求，二氧化硫的脱除率为99.6%。
[0045]实施例3
[0046]现场试验1:以燃煤电厂的实际烟气为处理对象，从烟道中引出100m3/h的实际烟气，其中二氧化硫的浓度为800mg/m3，一氧化氮的浓度为200mg/m3，二氧化氮浓度为180mg/m3(臭氧加注)ο主脱硫区脱硫剂采用石灰石粉，溶液浓度在10 %左右、脱硫液气比在5L/m3，深度脱硫区脱硫剂为氧化镁，脱硫液pH值控制在7，浆液浓度为2%、脱硫液气比为2L/m3，且在深度脱硫区添加1%的双氧水。采用与实施例(I)相同的步骤，对原料烟气进行脱硫脱硝处理。通过测试分析得出，主脱硫区的脱硫效率达到90%左右，再经过深度脱硫区后，出口二氧化硫浓度为25mg/m3，一氧化氮浓度降为60mg/m3，二氧化氮浓度降为10mg/m3。
[0047]实施例4
[0048]现场试验2:以电厂的实际烟气为处理对象，从烟道中引出10000m3/h的实际烟气，其中二氧化硫的浓度为1800mg/m3，一氧化氮的浓度为250mg/m3，二氧化氮浓度为200mg/m3(臭氧加注)ο主脱硫区脱硫剂采用石灰，浆液浓度在8 %、脱硫液气比在4L/m3，通过主脱硫区后，烟气中残留的二氧化硫含量在200mg/m3，深度脱硫区脱硫剂为氧化镁，浆液浓度为2%、脱硫液气比为2L/m3，另外加入I %的双氧水，深度脱硫区出口二氧化硫浓度为28mg/m3，一氧化氮为75mg/m3，二氧化氮为8mg/m3。
[0049]实施例5
[0050]实验室模拟试验1:模拟烟气流量为500ml/min，二氧化硫的浓度为1000mg/m3，烟温为180°C左右。
[0051 ]将模拟烟气依次通过含有10 %石灰石的溶液中及2 %的氢氧化镁浆液，利用烟气分析仪测得出口二氧化硫的浓度为20mg/m3左右，脱硫效率为98%。
[0052]将模拟烟气单独通过含有10%石灰石的溶液中，利用烟气分析仪测得出口二氧化硫的浓度为100mg/m3左右，脱硫效率为90%左右;将模拟烟气单独通过含3%氧化镁的溶液中时，测得出口二氧化硫浓度为30mg/m3左右，脱硫效率为97 %。
[0053]该实施例表明钙-镁组合联合工艺，可以用来解决单独钙法脱硫在满足超低排放所存在的问题。
[0054]实施例6
[0055]实验室模拟试验2:模拟烟气流量为500ml/min，二氧化硫的浓度为1000mg/m3，氮氧化物的浓度为150mg/m3(其中一氧化氮80mg/m3，二氧化氮70mg/m3)，烟温为180°C左右。具体实验如下:
[0056]烟气先通入含有10%石灰石的溶液中，然后通入2%氧化镁的溶液中，其中氧化镁溶液中加入I %的双氧水，测得出口二氧化硫浓度为Omg/m3左右，一氧化氮的浓度为30mg/m3左右，二氧化氮的浓度为2mg/m3，脱硫效率达100 %，一氧化氮去除效率达62.5 %。
[0057]由此表明，在添加双氧水的情况下，能使烟气中的二氧化硫进一步降低，实现其超低排放要求，同时实现了同步脱硝的功能。
【主权项】
1.一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤: (1)工业烟气经过除尘后，输入主脱硫区(I)，在主脱硫区(I)采用钙法脱硫对烟气进行预脱硫，得到低硫烟气； (2)步骤(I)所得低硫烟气进入深度脱硫区(2)，在深度脱硫区(2)采用镁法脱硫对低硫烟气进行深度脱硫，再经过除雾处理，排放至大气中。2.根据权利要求1所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(I)所述的钙法脱硫是以石灰石粉、石灰或电石渣的一种或多种作为脱硫剂，溶于水中，配置成质量浓度为5?20%，pH值为5.5?6.5的浆液，栗入主脱硫区(I)与烟气充分接触后混合，脱去烟气中的硫，脱硫液气比为3-8L/m3。3.根据权利要求1所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(I)输入主脱硫区(I)的烟气中的二氧化硫浓度为500-5000mg/m3情况下，经主脱硫区(I)脱除烟气中90%以上的二氧化硫，并使主脱硫区(I)排出的烟气中二氧化硫浓度低于300mg/m3。4.根据权利要求1所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(2)所述的镁法脱硫是以氧化镁或氢氧化镁浆液作为脱硫剂，溶于水中，配置成质量浓度为I?10 %，pH值为6.5?9的浆液，栗入深度脱硫区(2)与烟气充分接触混合，脱去烟气中的硫，脱硫液气比为1-3L/m3。5.根据权利要求1所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(2)所述的深度脱硫区(2)可将来自于主脱硫区的烟气中二氧化硫脱至30mg/m3 以内 ο6.根据权利要求1或4所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，在所述的深度脱硫区(2)向镁法脱硫所用脱硫剂浆液中添加脱硝强化剂，进行脱硝。7.根据权利要求6所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，所述的脱硝强化剂包括臭氧、双氧水、过氧化镁或过硫酸镁中的一种或几种;所述脱硝强化剂的添加量为使其在镁法脱硫所用脱硫剂浆液中的质量浓度为8.根据权利要求1或6所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，所述的深度脱硫区(2)所得脱硫脱硝副产物为硫酸镁或硝酸镁溶液，将所得的硫酸镁或硝酸镁溶液作为主脱硫区(I)的缓冲剂使用。9.根据权利要求8所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，将所得的硫酸镁和硝酸镁溶液通入脱硫液循环池(4)，用氨水沉淀，得到氢氧化镁可进行循环使用;再生所产生的硫酸铵则再利用石灰重新置换成为氨水，进行循环利用；所产生的硫酸钙沉淀经洗涤后，与脱硫石膏一起收集。10.根据权利要求1所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，所述的主脱硫区(I)和深度脱硫区(2)位于一体化设备中或者两个独立的塔设备中。
【专利摘要】本发明公开了一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法。本发明涉及环境保护领域，是一种针对工业烟气深度脱硫脱硝所开发的一种新技术工艺。本发明所对应的脱硫设备由多区组成，分别包括主脱硫区、深度脱硫区及高效除尘除雾区。在主脱硫区，采用常规钙法(石灰或石灰石)脱硫，使烟气在较经济合理的条件下实现90％以上的脱硫效率；接着，烟气再经过深度脱硫区，利用镁法脱硫工艺，在较低液气比情况下，使烟气中的二氧化硫脱至30mg/m3以下，实现其超低排放要求。另外，还可以在深度脱硫区加入氧化脱硝促进剂，同步实现脱硫脱硝的功能。与现有技术相比，本发明脱硫效率高、成本低，而且反应中间产物能进行循环利用。
【IPC分类】B01D53/80, B01D53/50, B01D53/56, B01D53/96
【公开号】CN105498509
【申请号】CN201510880781
【发明人】晏乃强, 瞿赞, 赵松建, 黄文君, 徐浩淼
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月3日
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境保护领域，具体涉及一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法。
【背景技术】
[0002]当前我国大气污染形势严峻，对人体健康造成了严重的危害。S02是造成大气污染的主要污染物之一，有效控制工业烟气中S02是当前刻不容缓的环保课题。近年来，国内外针对工业废气，尤其是燃煤电厂大气污染物提出了超低排放的要求，要求S02排放低于35mg/m30
[0003]综观目前应用的主流技术可以发现，无论是炉内脱硫还是烟气净化，核心均为钙基化合物与S02反应生成石膏(CaS04)。这些方法工艺简单，生产运行安全可靠，适用的煤种范围广、脱硫效率高、吸收剂利用率高、脱硫剂-石灰石来源丰富且廉价。然而，单独使用钙法脱硫很难达到目前超低排放的要求，需要通过增加喷淋层数量、提高液气比、增大浆液池容积等手段来增强脱硫效率，尤其是当脱硫效率较高时，如果继续提高液气比等措施，脱硫效率的增加非常缓慢，从而极大的增加设备的投资和能耗。因此，单独利用钙法在实现脱硫深度控制时的代价较高。
[0004]目前，作为湿法烟气脱硫技术的氧化镁脱硫法正在世界上得到较为广泛的推广和应用。氧化镁法脱硫技术成熟，脱硫效率高达98%以上，很容易满足排放标准的要求。此外，氧化镁法脱硫系统不结垢，系统运行安全可靠，工作效率高，副产品可回收利用;脱硫剂采用氧化镁粉，原料来源充足、运输方便，价格相对低廉。但是，对于较大规模的脱硫，由于脱硫所消耗的氧化镁量以及所产生的待处理的硫酸镁废水均较高，经济性方面存在问题。但是，若将其与钙法脱硫结合使用，仅用在深度脱硫区，则其优势则更明显。
[0005]综上所述，钙法脱硫很难达到目前超低排放的要求，而镁法脱硫难以适用于大规模的脱硫，成本较高。所以要探究一种成本低、适合于大规模脱硫、脱硫效率高的脱硫方法，具有良好的工业价值。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁法联合脱硫脱硝技术。
[0007]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，脱硫采用湿法吸收工艺，并将吸收设备采用分区设计，分别包括主脱硫区和深度脱硫区，包括以下几个步骤:
[0008](I)工业烟气经过除尘后，输入主脱硫区，在主脱硫区采用钙法脱硫对烟气进行预脱硫，得到低硫烟气；
[0009](2)步骤(I)所得低硫烟气进入深度脱硫区，在深度脱硫区采用镁法脱硫对低硫烟气进行深度脱硫，再经过除雾处理，排放至大气中。
[0010]步骤(I)所述的钙法脱硫是以石灰石粉、石灰或电石渣的一种或多种作为脱硫剂，溶于水中，配置成质量浓度为5?20 %，pH值为5.5?6.5的浆液(pH大于6.5后容易结垢，所以不能太高;pH〈7仍可以脱硫)，栗入主脱硫区与烟气充分接触后混合，脱去烟气中的硫，脱硫液气比为3-8L/m3。
[0011]步骤(I)输入主脱硫区的烟气中的二氧化硫浓度为500-5000mgm3情况下，经主脱硫区脱除烟气中90%以上的二氧化硫，并使主脱硫区排出的烟气中二氧化硫浓度低于300mg/m3，使钙法脱硫在最合理的工艺条件下运行。脱硫产物则经氧化结晶，转化为石膏。
[0012]步骤(2)所述的镁法脱硫是以氧化镁或氢氧化镁浆液作为脱硫剂，溶于水中，配置成质量浓度为I?10%，pH值为6.5?9的浆液，栗入深度脱硫区与烟气充分接触混合，脱去烟气中的硫，脱硫液气比为l_3L/m3，通过此处理，使系统在很低的镁消耗情况下，实现深度脱硫，并可大幅度降低主脱硫区的钙法脱硫的运行压力。
[0013]步骤(2)所述的深度脱硫区可将来自于主脱硫区的烟气中二氧化硫脱至30mg/m3以内。
[0014]在所述的深度脱硫区向镁法脱硫所用脱硫剂浆液中添加脱硝强化剂，进行脱硝。
[0015]所述的脱硝强化剂包括臭氧、双氧水、过氧化镁或过硫酸镁等不含卤素或碱金属的氧化剂中的一种或几种;氧化镁的PH具有激活这些氧化剂吸收脱硝的能力，具有较好的脱硝效果;所述脱销强化剂的添加量为使其在镁法脱硫所用脱硫剂浆液中的质量浓度为:
[0016]所述的深度脱硫区所得脱硫脱硝副产物为硫酸镁或硝酸镁溶液，将所得的硫酸镁或硝酸镁溶液作为主脱硫区的缓冲剂使用，可改善主脱硫区的脱硫效果。
[0017]将所得的硫酸镁和硝酸镁溶液通入脱硫液循环池，用氨水沉淀，得到氢氧化镁可进行循环使用;再生所产生的硫酸铵则再利用石灰重新置换成为氨水，进行循环利用;所产生的硫酸钙沉淀经洗涤后，与脱硫石膏一起收集。
[0018]所述的主脱硫区和深度脱硫区位于一体化设备中或者两个独立的塔设备中。
[0019]所述的一体化设备从下至上依次为塔釜区、主脱硫区、深度脱硫区和除尘除雾区；原料烟气从主脱硫区进入设备，
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面:
[0021 ] (I)相比传统的石灰石-石膏法脱硫工艺，脱硫效率明显提高；
[0022](2)由于深度脱硫区氧化镁的高效去除效果，避免了为达到超低排放而增加喷淋层数量、提高液气比、增大浆液池容积等手段，降低了成本，使系统在很低的镁消耗情况下，实现深度脱硫，且大幅度降低主脱硫区的钙法脱硫的运行压力；
[0023](3)氧化镁不结垢，因此，设备不易腐蚀，减少了维修成本；
[0024](4)在深度脱硫区添加使用臭氧、双氧水、过氧化镁、过硫酸镁等不含卤素或碱金属的氧化剂中的一种或多种，可以同时进行脱硝，且氧化镁的PH具有激活这些氧化剂吸收脱硝的能力，具有较好的脱硝效果；
[0025](5)深度脱硫区所得到的脱硫脱硝副产物，可直接作为主脱硫区脱硫液的缓冲剂使用，能改善主脱硫区的脱硫效果；也可用氨水进行沉淀，得到的氢氧化镁可进行循环使用，再生所产生的硫酸铵则再利用石灰重新转化为置换成为氨水，进行循环利用。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的工艺示意图。
[0027]其中I为主脱硫区，2为深度脱硫区，3为除尘除雾区，4为脱硫液循环池，5为塔釜区。
【具体实施方式】
[0028]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0029]实施例1
[0030]如图1所示，本实施例采用一体化设备，从下至上依次为塔釜区5、主脱硫区1、深度脱硫区2和除尘除雾区3。深度脱硫区2的溶液通入脱硫液循环池4，加入氨水，得到氢氧化镁进行循环使用，具体步骤如下:
[0031 ] (I)原料烟气中二氧化硫的浓度为500mg/m3，氮氧化物的浓度为150mg/m3，其中一氧化氮80mg/m3，二氧化氮70mg/m3，烟气温度为180°C;将该原料烟气以100m3/h的流量排入主脱硫区I;主脱硫区添加流量为300L/h的脱硫剂溶液，该脱硫剂溶液是由石灰溶于水制得，其浓度为20wt %，pH为6.5，经反应后，得到低硫烟气，其中的二氧化硫浓度为50mg/m3，脱除率在90 %。
[0032](2)主脱硫区I反应后的脱硫剂溶液落入塔釜区5中，该脱硫剂溶液通过一台循环栗从塔釜区5中抽出，经过管道打回至主脱硫区I的顶部，进行脱硫剂溶液的循环利用；
[0033](3)将低硫烟气排入深度脱硫区2，添加流量为100L/h的吸收剂浆液，该吸收剂浆液是氢氧化镁加水而形成的氢氧化镁浆液，其浓度为1wt %，PH为9，同时在该浆液中添加双氧水(使溶液含双氧水浓度为I % )，进行深度脱硫脱硝后，得到可排放烟气；
[0034](4)将深度脱硫区2中处理后所得的浆液排入脱硫液循环池4，并在脱硫液循环池4中加入15%氨水(添加体积与待再生溶液体积之比为1:3)，产生的沉淀为氢氧化镁，加入水后重新变为氢氧化镁浆液循环至深度脱硫区2;产生的溶液中添加足量的石灰，使溶液重新变为氨水及硫酸钙沉淀，硫酸钙沉淀进行回收；
[0035](5)将可排放烟气排入除尘除雾区3，进行深度除尘除雾处理后排入大气。
[0036]经检测，排入大气的烟气中二氧化硫的浓度为6mg/m3，一氧化氮的浓度降为30mg/m3，二氧化氮浓度降为10mg/m3，二氧化硫的浓度达到排放要求，脱硫率为98.8%。
[0037]实施例2
[0038]本实施例采用一体化设备，从上至下依次为除尘除雾区、深度脱硫区、主脱硫区、塔釜区。深度脱硫区的溶液通入脱硫液循环池，加入氨水，得到氢氧化镁进行循环使用，具体步骤如下:[0039](I)原料烟气中二氧化硫的浓度为5000mg/m3，氮氧化物的浓度为450mg/m3，其中一氧化氮250mg/m3，二氧化氮200mg/m3，烟气温度为180°C;将该原料烟气以100m3/h的流量排入主脱硫区；主脱硫区添加流量为800L/h的脱硫剂溶液，该脱硫剂溶液是由石灰溶于水制得，其浓度为5wt%，pH为5.5，经反应后，得到低硫烟气，经反应后，得到低硫烟气，其中的二氧化硫浓度为300mg/m3，脱除率在94%。；
[0040](2)主脱硫区反应后的脱硫剂溶液落入塔釜区中，该脱硫剂溶液通过一台循环栗从塔釜区中抽出，经过管道打回至主脱硫区的顶部，进行脱硫剂溶液的循环利用；
[0041 ] (3)将低硫烟气排入深度脱硫区，添加流量为300L/h的吸收剂浆液，该吸收剂浆液是氢氧化镁加水而形成的氢氧化镁浆液，其浓度为Iwt%，ΡΗ*6.5，同时在该浆液中添加双氧水，使吸收液中的双氧水含量维持在0.5 %左右，进行深度脱硫脱硝后，得到可排放烟气；
[0042](4)将深度脱硫区中处理后所得的溶液为硫酸镁和硝酸镁，将所得的硫酸镁或硝酸镁溶液作为主脱硫区的缓冲剂使用，可改善主脱硫区的脱硫效果；
[0043](5)将可排放烟气排入除尘除雾区3，进行深度除尘除雾处理后排入大气。
[0044]经检测，排入大气的烟气中二氧化硫的浓度为20mg/m3，一氧化氮的浓度降为45mg/m3，二氧化氮浓度降为15mg/m3，二氧化硫的浓度达到排放要求，二氧化硫的脱除率为99.6%。
[0045]实施例3
[0046]现场试验1:以燃煤电厂的实际烟气为处理对象，从烟道中引出100m3/h的实际烟气，其中二氧化硫的浓度为800mg/m3，一氧化氮的浓度为200mg/m3，二氧化氮浓度为180mg/m3(臭氧加注)ο主脱硫区脱硫剂采用石灰石粉，溶液浓度在10 %左右、脱硫液气比在5L/m3，深度脱硫区脱硫剂为氧化镁，脱硫液pH值控制在7，浆液浓度为2%、脱硫液气比为2L/m3，且在深度脱硫区添加1%的双氧水。采用与实施例(I)相同的步骤，对原料烟气进行脱硫脱硝处理。通过测试分析得出，主脱硫区的脱硫效率达到90%左右，再经过深度脱硫区后，出口二氧化硫浓度为25mg/m3，一氧化氮浓度降为60mg/m3，二氧化氮浓度降为10mg/m3。
[0047]实施例4
[0048]现场试验2:以电厂的实际烟气为处理对象，从烟道中引出10000m3/h的实际烟气，其中二氧化硫的浓度为1800mg/m3，一氧化氮的浓度为250mg/m3，二氧化氮浓度为200mg/m3(臭氧加注)ο主脱硫区脱硫剂采用石灰，浆液浓度在8 %、脱硫液气比在4L/m3，通过主脱硫区后，烟气中残留的二氧化硫含量在200mg/m3，深度脱硫区脱硫剂为氧化镁，浆液浓度为2%、脱硫液气比为2L/m3，另外加入I %的双氧水，深度脱硫区出口二氧化硫浓度为28mg/m3，一氧化氮为75mg/m3，二氧化氮为8mg/m3。
[0049]实施例5
[0050]实验室模拟试验1:模拟烟气流量为500ml/min，二氧化硫的浓度为1000mg/m3，烟温为180°C左右。
[0051 ]将模拟烟气依次通过含有10 %石灰石的溶液中及2 %的氢氧化镁浆液，利用烟气分析仪测得出口二氧化硫的浓度为20mg/m3左右，脱硫效率为98%。
[0052]将模拟烟气单独通过含有10%石灰石的溶液中，利用烟气分析仪测得出口二氧化硫的浓度为100mg/m3左右，脱硫效率为90%左右;将模拟烟气单独通过含3%氧化镁的溶液中时，测得出口二氧化硫浓度为30mg/m3左右，脱硫效率为97 %。
[0053]该实施例表明钙-镁组合联合工艺，可以用来解决单独钙法脱硫在满足超低排放所存在的问题。
[0054]实施例6
[0055]实验室模拟试验2:模拟烟气流量为500ml/min，二氧化硫的浓度为1000mg/m3，氮氧化物的浓度为150mg/m3(其中一氧化氮80mg/m3，二氧化氮70mg/m3)，烟温为180°C左右。具体实验如下:
[0056]烟气先通入含有10%石灰石的溶液中，然后通入2%氧化镁的溶液中，其中氧化镁溶液中加入I %的双氧水，测得出口二氧化硫浓度为Omg/m3左右，一氧化氮的浓度为30mg/m3左右，二氧化氮的浓度为2mg/m3，脱硫效率达100 %，一氧化氮去除效率达62.5 %。
[0057]由此表明，在添加双氧水的情况下，能使烟气中的二氧化硫进一步降低，实现其超低排放要求，同时实现了同步脱硝的功能。
【主权项】
1.一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤: (1)工业烟气经过除尘后，输入主脱硫区(I)，在主脱硫区(I)采用钙法脱硫对烟气进行预脱硫，得到低硫烟气； (2)步骤(I)所得低硫烟气进入深度脱硫区(2)，在深度脱硫区(2)采用镁法脱硫对低硫烟气进行深度脱硫，再经过除雾处理，排放至大气中。2.根据权利要求1所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(I)所述的钙法脱硫是以石灰石粉、石灰或电石渣的一种或多种作为脱硫剂，溶于水中，配置成质量浓度为5?20%，pH值为5.5?6.5的浆液，栗入主脱硫区(I)与烟气充分接触后混合，脱去烟气中的硫，脱硫液气比为3-8L/m3。3.根据权利要求1所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(I)输入主脱硫区(I)的烟气中的二氧化硫浓度为500-5000mg/m3情况下，经主脱硫区(I)脱除烟气中90%以上的二氧化硫，并使主脱硫区(I)排出的烟气中二氧化硫浓度低于300mg/m3。4.根据权利要求1所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(2)所述的镁法脱硫是以氧化镁或氢氧化镁浆液作为脱硫剂，溶于水中，配置成质量浓度为I?10 %，pH值为6.5?9的浆液，栗入深度脱硫区(2)与烟气充分接触混合，脱去烟气中的硫，脱硫液气比为1-3L/m3。5.根据权利要求1所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(2)所述的深度脱硫区(2)可将来自于主脱硫区的烟气中二氧化硫脱至30mg/m3 以内 ο6.根据权利要求1或4所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，在所述的深度脱硫区(2)向镁法脱硫所用脱硫剂浆液中添加脱硝强化剂，进行脱硝。7.根据权利要求6所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，所述的脱硝强化剂包括臭氧、双氧水、过氧化镁或过硫酸镁中的一种或几种;所述脱硝强化剂的添加量为使其在镁法脱硫所用脱硫剂浆液中的质量浓度为8.根据权利要求1或6所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，所述的深度脱硫区(2)所得脱硫脱硝副产物为硫酸镁或硝酸镁溶液，将所得的硫酸镁或硝酸镁溶液作为主脱硫区(I)的缓冲剂使用。9.根据权利要求8所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，将所得的硫酸镁和硝酸镁溶液通入脱硫液循环池(4)，用氨水沉淀，得到氢氧化镁可进行循环使用;再生所产生的硫酸铵则再利用石灰重新置换成为氨水，进行循环利用；所产生的硫酸钙沉淀经洗涤后，与脱硫石膏一起收集。10.根据权利要求1所述的一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法，其特征在于，所述的主脱硫区(I)和深度脱硫区(2)位于一体化设备中或者两个独立的塔设备中。
【专利摘要】本发明公开了一种满足烟气污染物深度脱除的钙-镁联合脱硫脱硝方法。本发明涉及环境保护领域，是一种针对工业烟气深度脱硫脱硝所开发的一种新技术工艺。本发明所对应的脱硫设备由多区组成，分别包括主脱硫区、深度脱硫区及高效除尘除雾区。在主脱硫区，采用常规钙法(石灰或石灰石)脱硫，使烟气在较经济合理的条件下实现90％以上的脱硫效率；接着，烟气再经过深度脱硫区，利用镁法脱硫工艺，在较低液气比情况下，使烟气中的二氧化硫脱至30mg/m3以下，实现其超低排放要求。另外，还可以在深度脱硫区加入氧化脱硝促进剂，同步实现脱硫脱硝的功能。与现有技术相比，本发明脱硫效率高、成本低，而且反应中间产物能进行循环利用。
【IPC分类】B01D53/80, B01D53/50, B01D53/56, B01D53/96
【公开号】CN105498509
【申请号】CN201510880781
【发明人】晏乃强, 瞿赞, 赵松建, 黄文君, 徐浩淼
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月3日
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