專利名稱：燃煤煙氣同時(shí)脫硫、脫硝和脫碳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃煤煙氣同時(shí)脫硫、脫硝和脫碳的方法，屬于大氣污染凈化技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由SO2和NOx等致酸物質(zhì)引起的酸雨與CO2等溫室氣體引起的溫室效應(yīng)，是國際上 普遍關(guān)注的全球大氣環(huán)境問題?？諝庵?0%二氧化碳排放、90%二氧化硫排放和67%氮氧 化物排放是來自于化石燃料的使用。鑒于我國以煤為主要一次消費(fèi)能源，控制燃煤煙氣排 放成為保護(hù)大氣環(huán)境的關(guān)鍵。目前煙氣同時(shí)脫硫、脫硝的方法有液相吸收法、電子束照射法等，均具有一次投資 大、運(yùn)行費(fèi)用高的缺點(diǎn)。脫碳工業(yè)上應(yīng)用的方法也以液相吸收為主，存在能耗巨大的缺點(diǎn)。 而同時(shí)脫去煙氣中硫、硝和碳的方法還沒有成熟的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服脫硫、脫硝的方法一次投資大、運(yùn)行費(fèi)用高以及脫碳方法能耗巨大等缺點(diǎn)， 本發(fā)明提出一種燃煤煙氣同時(shí)脫硫、脫硝和脫碳的凈化方法，它通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，以 達(dá)到成本低、效率高的目的一種燃煤煙氣同時(shí)脫硫、脫硝和脫碳的方法，其特征在于經(jīng)過下列步驟A.將含有SO2、NOx和CO2的燃煤煙氣進(jìn)行除塵；B.再將除塵后的煙氣溫度降至10 100°C，并將煙氣通入吸附劑中，在吸附溫度 為50 100°C，吸附壓力為50 IOOOOPa的條件下吸附至飽和，吸附劑為裝有堿金屬、堿土 金屬、過渡金屬或稀土金屬中的一種或幾種的分子篩；C.經(jīng)步驟B吸附至飽和后的煙氣尾氣直接排放到大氣中，吸附至飽和的吸附劑減 壓或升溫，使吸附的S02、NOx和CO2混合氣體脫附，脫附后的吸附劑反復(fù)利用；D.將脫附后的氣體通入氨水中進(jìn)行吸收處理，氨水用量與含SO2AOj^n CO2的混合 氣體的質(zhì)量比為2 6 1，吸收溫度為30 50°C，吸收壓力為5000 12000Pa ；E.對(duì)步驟D吸收生成的硫酸銨、硝酸銨、碳酸銨進(jìn)行回收利用。所述步驟A的除塵為常規(guī)布袋除塵或電除塵，或其它除塵。所述步驟B的的吸附是這樣的在吸附壓力為50 200Pa時(shí)，先吸附氧化氮，在吸 附壓力為100 500Pa時(shí)吸附二氧化硫，在吸附壓力為5000 IOOOOPa時(shí)吸附二氧化碳。所述步驟B的分子篩為X型、Y型、A型、ZSM-5型、絲光沸石、菱沸石、方沸石、鈉沸 石或片沸石分子篩。所述步驟B的分子篩使用的堿金屬為鋰、鈉、鉀、銣、銫中的一種或幾種；堿土金屬 為鈣、鎂、鋇中的一種或幾種；過渡金屬為銅、鈷、錳、鐵、鎳、鋅、金、銀中的一種或幾種；稀 土金屬為鑭、鈰中的一種或幾種。所述步驟C的脫附為常規(guī)的減壓脫附或升溫脫附。
所述燃煤煙氣中的NOx為NO或/和NO2。本發(fā)明的效果和優(yōu)點(diǎn)=SO2JOj^PCO2的脫除工藝簡(jiǎn)單，易于控制，效率優(yōu)良。由于 在使用相同吸附劑吸附時(shí)，僅通過吸附壓力的改變，即逐漸增高，即可依次吸附二氧化硫、 氧化氮(NOx中90%的含量為N0，而且NO2比較NO有更好的被吸附的性質(zhì)，容易被處理)，以 及二氧化碳，使燃煤煙氣中的硫、氮、碳被同時(shí)脫除，最大限度減低能量消耗，吸附后的脫附 容易，且吸附劑再生性能好，可反復(fù)使用，不僅脫除率高，而且投資小，成本低、能耗小，本發(fā) 明提供的方法廣泛適用于熱電廠、冶煉廠、煉油廠、化工廠等固定源燃煤所排放廢氣中S02、 NOx和CO2的凈化處理，燃煤煙氣中的二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳經(jīng)吸附分離提純后再 進(jìn)入氨水液相吸收系統(tǒng)，可利用氨吸收燃煤煙氣中二氧化碳制備碳酸氫銨農(nóng)用化肥。由于 氨水能有效吸收上述三種酸性氣體，通過技術(shù)改良可制備復(fù)合農(nóng)用化肥，將有效地解決氣 體污染問題和化肥生產(chǎn)問題，達(dá)到雙贏的目的。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1A.將含有SO2、NO和CO2的燃煤煙氣進(jìn)行布袋除塵；B.將上述步驟A除塵過的煙氣溫度降至90°C，并將煙氣通入裝有鉀、鈣、銅吸附劑 的X型分子篩中，在吸附溫度為70°c，吸附壓力由50Pa逐漸增加至IOOOOPa的過程中進(jìn)行 吸附，即在吸附壓力為50 200Pa時(shí)，先吸附氧化氮，在吸附壓力為100 500Pa時(shí)吸附 二氧化硫，在吸附壓力為5000 IOOOOPa時(shí)吸附二氧化碳，直至吸附飽和；C.步驟B吸附飽和后的煙氣尾氣直接排放到大氣中，將吸附飽和的吸附劑按常規(guī) 進(jìn)行減壓脫附，使吸附的S02、NO和CO2混合氣體脫附，脫附后的吸附劑反復(fù)利用；D.將步驟C脫附后的氣體通入氨水中進(jìn)行吸收處理，氨水用量與含S02、NO和CO2 的混合氣體的質(zhì)量比為2 1，吸收溫度為50°C，吸收壓力為SOOOPa ；E.對(duì)步驟D吸收完畢后生成的硫酸銨、硝酸銨、碳酸銨進(jìn)行回收利用。該實(shí)施例中S02、N0和CO2的脫除率分別為80%，20%，50%。實(shí)施例2A.將含有S02、NO、NO2和CO2的燃煤煙氣進(jìn)行電除塵；B.將經(jīng)步驟A除塵的煙氣溫度降至10°C，并將煙氣通入裝有鈉、鎂、鑭吸附劑的 ZSM-5型分子篩中，在吸附溫度為100°C，吸附壓力由50Pa逐漸增加至IOOOOPa的過程中進(jìn) 行吸附，即在吸附壓力為50 200Pa時(shí)，先吸附氧化氮，在吸附壓力為100 500Pa時(shí)吸 附二氧化硫，在吸附壓力為5000 IOOOOPa時(shí)吸附二氧化碳，直至吸附飽和；C.步驟B吸附飽和后的煙氣尾氣直接排放到大氣中，將吸附飽和的吸附劑按常規(guī) 進(jìn)行升溫脫附，使吸附的S02、NO、NO2和CO2混合氣體脫附，脫附后的吸附劑反復(fù)利用；D.將步驟C脫附后的氣體通入氨水中進(jìn)行吸收處理，氨水用量與含S02、N0、N02和 CO2的混合氣體的質(zhì)量比為4 1，吸收溫度為30°C，吸收壓力為12000Pa;Ε.對(duì)步驟D吸收完畢后生成的硫酸銨、硝酸銨、碳酸銨進(jìn)行回收利用。該實(shí)施例中SOyNOj^P CO2的脫除率分別為89%，32%，56%。實(shí)施例3
Α.將含有S02、NO、NO2和CO2的燃煤煙氣進(jìn)行電除塵；B.將經(jīng)步驟A除塵的煙氣溫度降至60°C，并將煙氣通入裝有鋇吸附劑的片沸石分 子篩中，在吸附溫度為50°C，吸附壓力由50Pa逐漸增加至IOOOOPa的過程中進(jìn)行吸附，即 在吸附壓力為50 200Pa時(shí)，先吸附氧化氮，在吸附壓力為100 500Pa時(shí)吸附二氧化硫， 在吸附壓力為5000 IOOOOPa時(shí)吸附二氧化碳，直至吸附飽和；C.步驟B吸附飽和后的煙氣尾氣直接排放到大氣中，將吸附飽和的吸附劑按常規(guī) 進(jìn)行減壓脫附，使吸附的S02、NO、NO2和CO2混合氣體脫附，脫附后的吸附劑反復(fù)利用；D.將步驟C脫附后的氣體通入氨水中進(jìn)行吸收處理，氨水用量與含S02、N0、N02* CO2的混合氣體的質(zhì)量比為6 1，吸收溫度為40°C，吸收壓力為5000Pa ；
E.對(duì)步驟D吸收完畢后生成的硫酸銨、硝酸銨、碳酸銨進(jìn)行回收利用。該實(shí)施例中SOyNOj^P CO2的脫除率分別為76%，38%，60%。本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，吸附劑可以相應(yīng)替換為裝有堿金屬(鋰、鈉、鉀、銣、 銫)、堿土金屬(鈣、鎂、鋇)、過渡金屬(銅、鈷、錳、鐵、鎳、鋅、金、銀)或稀土金屬(鑭、鈰) 中一種或幾種的X型、Y型、A型、ZSM-5型、絲光沸石、菱沸石、方沸石、鈉沸石或片沸石分子 篩。
權(quán)利要求
一種燃煤煙氣同時(shí)脫硫、脫硝和脫碳的方法，其特征在于經(jīng)過下列步驟A.將含有SO2、NOx和CO2的燃煤煙氣進(jìn)行除塵；B.再將除塵后的煙氣溫度降至10～100℃，并將煙氣通入吸附劑中，在吸附溫度為50～100℃，吸附壓力為50～10000Pa的條件下吸附至飽和，吸附劑為裝有堿金屬、堿土金屬、過渡金屬或稀土金屬中的一種或幾種的分子篩；C.經(jīng)步驟B吸附至飽和后的煙氣尾氣直接排放到大氣中，吸附至飽和的吸附劑減壓或升溫，使吸附的SO2、NOx和CO2混合氣體脫附，脫附后的吸附劑反復(fù)利用；D.將脫附后的氣體通入氨水中進(jìn)行吸收處理，氨水用量與含SO2、NOx和CO2的混合氣體的質(zhì)量比為2～6∶1，吸收溫度為30～50℃，吸收壓力為5000～12000Pa；E.對(duì)步驟D吸收生成的硫酸銨、硝酸銨、碳酸銨進(jìn)行回收利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)脫硫、脫硝和脫碳的方法，其特征在于所述步驟B的的 吸附是這樣的在吸附壓力為50 200Pa時(shí)，先吸附氧化氮，在吸附壓力為100 500Pa時(shí) 吸附二氧化硫，在吸附壓力為5000 IOOOOPa時(shí)吸附二氧化碳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)脫硫、脫硝和脫碳的方法，其特征在于所述分子篩為X 型、Y型、A型、ZSM-5型、絲光沸石、菱沸石、方沸石、鈉沸石或片沸石分子篩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)脫硫、脫硝和脫碳的方法，其特征在于所述步驟B的分 子篩使用的堿金屬為鋰、鈉、鉀、銣、銫中的一種或幾種；堿土金屬為鈣、鎂、鋇中的一種或幾 種；過渡金屬為銅、鈷、錳、鐵、鎳、鋅、金、銀中的一種或幾種；稀土金屬為鑭、鈰中的一種或 幾種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燃煤煙氣同時(shí)脫硫、脫硝和脫碳的方法，通過將含有SO2、NOx和CO2的燃煤煙氣經(jīng)除塵，再經(jīng)降溫后，通入吸附劑中，在吸附溫度為50～100℃，吸附壓力為50～10000Pa的條件下吸附至飽和；燃煤煙氣尾氣排空，吸附劑經(jīng)減壓或升溫脫附后反復(fù)利用；脫附后的氣體通入氨水中進(jìn)行吸收處理，氨水用量與含SO2、NOx和CO2的混合氣體的質(zhì)量比為2～6∶1，吸收溫度為30～50℃，吸收壓力為5000～12000Pa；回收利用生成硫酸銨、硝酸銨、碳酸銨。本發(fā)明不僅同時(shí)脫硫、脫硝、脫碳，而且投資小、成本低、能耗小，可廣泛用于熱電廠、冶煉廠、煉油廠、化工廠等固定源燃煤所排放廢氣中SO2、NOx和CO2的凈化處理。
文檔編號(hào)B01D53/78GK101816886SQ20101015973
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者余瓊粉, 唐曉龍, 寧平, 易紅宏, 楊麗萍, 鄧華 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)