一種從氣流中去除氮氧化物和二氧化硫的方法及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種從氣流中去除氮氧化物和二氧化硫的方法及其裝置，屬于大氣污 染控制和相關環(huán)境保護技術領域。
【背景技術】
[0002] 人類活動產(chǎn)生的氮氧化物（NOx)主要包括NO和NO2，其中由燃料燃燒產(chǎn)生的占 90%以上，其次是硝酸生產(chǎn)、化工制藥的硝化反應、金屬表面和半導體處理等工業(yè)過程。NOx 對人有致毒作用，大量的氮氧化物排放還是引起大氣光化學霧和酸雨的主要原因之一。大 氣環(huán)境二氧化硫污染物主要產(chǎn)生于化石燃料燃燒過程。中國環(huán)境狀況公報統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明我 國城市酸雨中氮氧化物的貢獻在不斷增加，一些地方的酸雨污染性質已開始由硫酸型向硝 酸根離子不斷增加的復合型轉化（國家環(huán)保部：2010年中國環(huán)境狀況公報）。近年來，國家 新制定了一些法律、法規(guī)，對二氧化硫和氮氧化物特別是火電等燃燒過程排放的二氧化硫 和氮氧化物作出了更加嚴格的控制和減排規(guī)定。
[0003] -般地，火力發(fā)電廠等以化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣中的氮氧化物濃度約為幾百到 幾千ppm，其中90 %以上是一氧化氮。目前選擇性催化轉化法（SCR)是目前治理煙氣NOx的 主要手段之一，但催化劑對運行條件要求嚴格，需要氨作為還原劑，氣流中含有硫化物和粉 塵等對催化劑的壽命影響很大，特別是對以煤為燃料的火電廠的運行費用很高；濕法是采 用各種液體對NOx進行吸收，是低溫排放源處理的主要方法，主要有氧化吸收法和還原吸 收法兩種，其中，氧化法是采用過氧化氫、次氯酸鈉和高錳酸鉀等作為氧化吸收劑，進行吸 收處理；還原法是采用亞硫酸鈉、硫化鈉和尿素等作為還原劑，進行吸收處理。但對含一氧 化氮較多氮氧化物，由于一氧化氮在溶液中的溶解度很小，吸收效率較低，且藥劑較貴，運 行使用費用高。因此，研究開發(fā)提高新型煙氣氮氧化物的凈化技術，是該技術工業(yè)應用中急 需解決的問題。煙氣中的二氧化硫往往和氮氧化物同時存在，二氧化硫的治理目前主要采 用石灰/石灰石溶液吸收為主，需要把溶液中的亞硫酸根進一步氧化才能提高吸收效果。
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種方法，使氣流中氮氧化物和/或二氧化硫在較低溫度下 得到去除，從而達到氣體凈化的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的首要技術問題是提供一種從氣流中去除氮氧化物和二氧化硫 的方法，它具有操作簡單，運行可靠，處理效率高。
[0006] 本發(fā)明所要解決的另一個技術問題是提供使用上述方法的投資成本低，運行費用 低廉，處理量大的專用裝置。
[0007] 本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種從氣流中去除氮氧化物和二 氧化硫的方法，其特征是把被處理氣體導入氣-固反應塔，同時向氣-固反應塔導入氯化鐵 固體顆粒，氣流中的氮氧化物和/或二氧化硫在氣-固反應塔與氯化鐵發(fā)生化學吸附反應 而被吸收，生成固體產(chǎn)物，反應過程產(chǎn)生的少量氯化氫氣體可經(jīng)固體或液體吸收劑吸收后 得到去除，從而達到氣體凈化目的。
[0008] 本發(fā)明所述的氮氧化物包括一氧化氮和二氧化氮，主要含有一氧化氮。所述的技 術方案中，氮氧化物或二氧化硫與氯化鐵的氣固吸附化學反應的固體產(chǎn)物為氯化鐵與氮氧 化物或二氧化硫的絡合物和相關鹽類。
[0009] 本發(fā)明所述的氣流主要為火力發(fā)電，冶煉等以化石燃料燃燒產(chǎn)生的含有氮氧化物 和二氧化硫的煙氣，也可是其他工業(yè)過程產(chǎn)生的相關氣流。一般煙氣中氮氧化物和二氧化 硫的濃度在1% (體積含量）以下，對于其他工業(yè)氣流中氮氧化物和/或二氧化硫濃度高于 1% (體積含量）時，也適用本發(fā)明所述的方法。本發(fā)明所述的氣-固反應塔可采用化工單 元操作常用的固定床、移動床、沸騰床、流化床和循環(huán)流化床等反應塔，具體可參看化工反 應相關設備手冊，效果大體相當。以循環(huán)流化床反應系統(tǒng)為例，所述的氣-固反應塔的側下 部設置有連接氣流的氣體進口，中部設置有或氯化鐵顆粒加入口，在塔體的下部氣體進口 上方設置有氣流分布器，使塔內(nèi)氣固充分混合反應，塔體的上部設置有連接管，所述的氣流 通過連接管與氣固分離器相連，經(jīng)氣固分離器氣固分離后，氣流從氣固分離器的上部排出， 固體顆粒從氣固分離器下部排出，其中部分顆?？芍匦路祷厮?nèi)參加反應，可根據(jù)反應程 度調(diào)節(jié)物料重新返回塔內(nèi)參加反應的比例（范圍可為0-100% )。
[0010] 本發(fā)明所述的氣-固反應塔內(nèi)的反應溫度范圍一般為35°C -95°c，優(yōu)先溫度范圍 為40°C -75°C。反應過程氣固接觸時間一般為0. 2s-100s，優(yōu)先取為ls-15s。氯化鐵與氮 氧化物或二氧化硫化學吸附反應的化學計量比約為1，實際操作過程，氯化鐵的投加量可根 據(jù)反應塔形式、氣流溫度、反應持續(xù)時間和轉化率等要求而確定。對于循環(huán)流化床氣-固 反應塔，氯化鐵與氮氧化物或二氧化硫的摩爾比一般為0. 5-100,摩爾比越大反應效果越 好，但運行費用上升，優(yōu)先取為5-30,對于固定床、移動床、沸騰床和流化床，無特定要求， 視需要投加。所述的氯化鐵固體顆粒，一般為粉末狀，可以采用工業(yè)化商品，粒徑一般為 0.0 lmm-Imm的顆粒粉末，粒徑小些為好。也可采用把石英砂、陶瓷或沸石等顆粒填料與氯化 鐵粉末按一定比例混合后導入氣-固反應塔，以提高反應塔內(nèi)氣固混合效果和氣體接觸面 積、降低流動阻力，提高反應效率和物料的利用率，一般比例最大為99%，具體可根據(jù)反應 塔形式和操作參數(shù)確定，一般采用流化床反應塔，填料的比例可低些，固定床反應塔的可高 些。如在固定床氣-固反應塔內(nèi)混合50 % (體積比）的粒徑約為的石英砂后，可 提高反應效率20%以上。氣流中的氧氣含量變化對氮氧化物和二氧化硫的去除影響不大。 [0011] 反應后得到的固體產(chǎn)物可以通過加熱等方式釋放出被吸收的氮氧化物和二氧化 硫，同時得到氧化鐵副產(chǎn)品，加熱溫度范圍一般為l〇5°C以上，優(yōu)先為150°C -350°C，也可 把固體產(chǎn)物溶解于清水等溶劑后放出被吸收的氮氧化物和二氧化硫氣體，可回收硝酸和硫 酸，進一步處理后也可回收氧化鐵副產(chǎn)品，固體產(chǎn)物也可用來再生氯化鐵后可循環(huán)使用。
[0012] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：采用氯化鐵在一定溫度下與氣流中