凈化廢氣的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種從氣體中脫除氣態(tài)組分的方法。該方法包括將所說的氣體在洗滌塔中與洗滌液接觸，洗滌液中配有能從氣體中脫除大部分的硫氧化物和大部分的氮氧化物的反應(yīng)物質(zhì)。（*該技術(shù)在2019年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種從氣體中脫除氣態(tài)組分的方法，包括使氣體在洗滌塔內(nèi)與洗滌液接觸。這類方法在實(shí)踐中是熟知的。例如我們知道，從氣體中脫除氣態(tài)組分硫氧化物時(shí)，可以通過使氣體在洗滌塔內(nèi)上升，并與從洗滌塔噴淋臂噴淋下來的、含石灰石的、漿液型的洗滌液接觸。石灰石與硫氧化物特別是二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，留在洗滌塔底部，然后在洗滌塔內(nèi)或洗滌塔外進(jìn)一步氧化成硫酸鈣，主要用作建筑材料。上述方法，也就是我們熟知的石灰石/石膏法，可以將二氧化硫脫除到足夠的程度，以符合普遍接受的排放要求。通常，廢氣例如使用礦物燃料的鍋爐排出的煙氣，也含有對環(huán)境有害的其它化合物。即使當(dāng)前或可預(yù)見的一段時(shí)期內(nèi)，在煙氣排往大氣之前也必須把這些化合物從煙氣中脫除，至少達(dá)到相當(dāng)?shù)偷某潭取４嬖谟趶U氣中而又必須脫除的最重要的有害化合物之一是氮氧化物，又稱NOx。從氣體中脫除氮氧化物的已知方法是所謂的選擇性催化還原，又稱SCR。該法包括將與氨混合后的氣體于高溫下通過催化劑，使氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退CR法的缺點(diǎn)是投資成本和操作成本均高。此外，進(jìn)行SCR過程的設(shè)備，例如在發(fā)電站，是非常龐大的；因此，尤其不太適合在氮氧化物排放必須符合一定條件的地區(qū)，用來改造現(xiàn)有石灰石/石膏法設(shè)施。本專利技術(shù)的首要目的是提供一種氣體凈化方法，該方法所需的投資低、操作成本低。本專利技術(shù)的另一目的是提供一種通過簡單改造而可以在現(xiàn)有氣體凈化裝置上實(shí)施的方法。本專利技術(shù)又一個(gè)目的是提供一種可用占地很少的設(shè)備實(shí)施氣體凈化的方法。本專利技術(shù)再一個(gè)目的是提供一種只須在現(xiàn)有裝置上作占用空間很少的改造的方法。上述這些目的和優(yōu)點(diǎn)是通過采用一種方法實(shí)現(xiàn)的，這種方法的特點(diǎn)在于洗滌液能夠脫除氣體中存在的大部分硫氧化物和大部分氮氧化物。采用本專利技術(shù)的方法，通過用含有適當(dāng)所選反應(yīng)物質(zhì)(agent)的洗滌液洗滌氣體，可在同一洗滌塔中從氣體中脫除大部分的硫氧化物和氮氧化物，而且，只需要一個(gè)洗滌塔、一個(gè)輸送氣體的鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)和一個(gè)洗滌液的循環(huán)泵系統(tǒng)，就可以加以實(shí)施。實(shí)施本專利技術(shù)方法，除了節(jié)約投資外，還可以節(jié)約占用空間。與已知方法相比，此處的脫氮發(fā)生在硫酸鹽和亞硫酸鹽含量比較高的情況下。對沒有配置低NOx燒嘴的燃燒礦物燃料的鍋爐所排出的標(biāo)準(zhǔn)廢氣，氮氧化物脫除效率超過80％。在現(xiàn)有濕法氣體脫硫裝置中，僅對設(shè)備作較小的改動就可以實(shí)施本專利技術(shù)的方法。因而，本專利技術(shù)方法特別適合于已存在氣體脫硫裝置的場合。本專利技術(shù)方法的優(yōu)點(diǎn)在于操作成本可以保持很低。畢竟只需泵送氣體經(jīng)過一個(gè)洗滌塔，而洗滌液也只在一個(gè)洗滌塔內(nèi)循環(huán)。這與從氣體中分別脫除單個(gè)組分的凈化工藝相比較，節(jié)約了能耗。本專利技術(shù)優(yōu)選實(shí)施方案的特點(diǎn)在于，洗滌液中提供了能夠從氣體中脫除大部分硫氧化物和大部分氮氧化物的反應(yīng)物質(zhì)。雖然在洗滌塔外也可以設(shè)置生物反應(yīng)器，但最好在洗滌塔中特別是塔的底部，保持一定量的生物物質(zhì)(biomass)，使洗滌塔同時(shí)也是生物反應(yīng)器。我們發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)選擇的生物物質(zhì)能夠耐受洗滌塔的環(huán)境；還發(fā)現(xiàn)，生物物質(zhì)的活性受洗滌塔內(nèi)存在的石膏的影響不大。本專利技術(shù)更具體的優(yōu)選實(shí)施方案的特點(diǎn)在于，生物物質(zhì)適合于從氮氧化物中釋放出氮。在這一實(shí)施方案中，有害的氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓梢耘懦鱿礈焖铱梢灾苯优c凈化后氣體一起排入大氣。本專利技術(shù)更優(yōu)選的實(shí)施方案的特點(diǎn)在于，使用選自氫氣、乙醇、甲醇或其它有機(jī)物的電子供體。洗滌脫除氮氧化物的問題在于，在氮氧化物總量中占比例最大的NO不易溶解于水。通常也存在NO2，但它在氮氧化物中的濃度低得多，且易溶解于水。為了也在相當(dāng)大程度上洗除NO，洗滌液最好包括與金屬結(jié)合的螯合物，優(yōu)選過渡元素的螯合物，更優(yōu)選過渡金屬螯合物，例如錳螯合物、鐵螯合物、鈷螯合物、鎳螯合物、銅螯合物或鋅螯合物，或者這些螯合物中一種或多種的混合物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，加入了螯合物的洗滌液，其脫除NO的效率更高。本專利技術(shù)更優(yōu)選的實(shí)施方案的特點(diǎn)在于形成過渡金屬螯合物，且螯合劑至少可以提供兩對自由電子與金屬形成配合物，其形式是氨基、羧基、羥基、磷酸鹽或硫酸鹽基團(tuán)，或者這些基團(tuán)的混合物。實(shí)例包括多胺、EDTA、HEDTA和NTA。采用EDTA(乙二胺四乙酸)時(shí)總括化學(xué)反應(yīng)式如下脫除NO2:NO2(氣)→NO2(液)脫除NO:。此外，氣體中存在的氧導(dǎo)致發(fā)生不希望的副反應(yīng)FeⅢ-螯合物對脫除NO沒有活性，以致上述反應(yīng)降低了活性螯合物的數(shù)量，且因此增加了操作成本。業(yè)已證明，如果采用乙醇作電子供體，有可能按照如下化學(xué)反應(yīng)使被氧化的鐵螯合物還原為活性鐵螯合物。也可以采用某些其它電子供體，例如甲醇、氫氣或脂肪酸。使用螯合劑時(shí)所發(fā)生不希望的副反應(yīng)是生物可逆的，而這可使螯合劑的耗量大大降低。采用生物物質(zhì)的特別好處是，可以使未氧化的螯合劑轉(zhuǎn)化為活性鐵螯合劑，結(jié)果大大節(jié)約操作成本。對于其它螯合劑的化學(xué)反應(yīng)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以由上述說明加以推斷。采用乙醇作電子供體時(shí)，生物物質(zhì)進(jìn)行的脫氮反應(yīng)過程如下此處也可以使用上述的其它電子供體。對于脫除硫氧化物，特別優(yōu)選的反應(yīng)物質(zhì)包括適于和硫氧化物結(jié)合的鈣化合物。適宜的鈣化合物有熟石灰和生石灰。洗滌液吸附氣體中存在的硫氧化物，特別是二氧化硫，在水相中生成亞硫酸。亞硫酸與鈣轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈣，然后在氣體中氧的作用下，進(jìn)一步氧化成硫酸鈣。采用石灰石作鈣化合物時(shí)，上述過程按照下述總括反應(yīng)式進(jìn)行優(yōu)選地，一部分洗滌液以含亞硫酸鈣或硫酸鈣的漿液形式通過反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)通過加氧，例如供應(yīng)空氣的方式，使亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化為硫酸鈣。如果采用螯合劑，這一實(shí)施方案特別優(yōu)越。如果亞硫酸鈣在螯合劑存在下氧化，例如在洗滌塔內(nèi)，則一部分活性螯合劑也可以轉(zhuǎn)化為氧化的惰性螯合劑。本專利技術(shù)另一有利的實(shí)施方案的特點(diǎn)在于，洗滌液含有適于與硫氧化物結(jié)合形成鈉硫化合物的鈉化合物。這一實(shí)施方案提供的優(yōu)點(diǎn)是，洗滌塔可以在相對較低的液/氣(L/G)比下操作。液/氣比可以降低到采用含石灰石漿液洗滌液時(shí)的。如果把氫氧化鈉水溶液加入洗滌液中，就可以獲得適宜的鈉化合物。本專利技術(shù)更具體的實(shí)施方案的特點(diǎn)在于，至少一部分洗滌液從洗滌塔排出并通過反應(yīng)器，于該反應(yīng)器中，洗滌液中至少一部分鈉硫化合物在含鈣化合物的幫助下轉(zhuǎn)化為鈣硫化合物。采用此法，鈉硫化合物在洗滌塔外轉(zhuǎn)化成鈣硫化合物，通常是石膏。這樣，優(yōu)選在洗滌塔底部維持有的生物物質(zhì)，就不會或者很少會因?yàn)橄礈煲旱难h(huán)而與鈣硫化合物接觸。生物物質(zhì)的活性和鈣硫化合物結(jié)晶堆積物被隔離，互相沒有不利的影響。下面參考附圖說明本專利技術(shù)，這些非限制性實(shí)施方案中示出了適于實(shí)施本專利技術(shù)方法的設(shè)備。其中，圖1表示的是本專利技術(shù)第一個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備；圖2表示的是本專利技術(shù)第二個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備；圖3表示的是本專利技術(shù)第三個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備。在圖1中，1是洗滌塔，配備有待凈化氣體供應(yīng)管線2，將氣體按照箭頭3的方向引入洗滌塔。洗滌塔1之底部4可以起循環(huán)罐的作用，一包生物物質(zhì)置于循環(huán)罐5中。或者，生物物質(zhì)也可以以游離細(xì)胞的形式與洗滌液一起循環(huán)。與塔底部4聯(lián)結(jié)的是循環(huán)管線6，其中包括泵7。循環(huán)管線6聯(lián)結(jié)到一組噴淋臂8上。來自洗滌塔底部的洗滌液與循環(huán)罐5的生物物質(zhì)一起通過泵7經(jīng)循環(huán)管線6來到噴淋臂8，然后以液滴形式落下。如果需要，形成生物物質(zhì)的游離細(xì)胞也可以循環(huán)。液滴在與洗滌塔中上升氣體接觸的途中，吸收硫氧化物(特別是二氧化硫)以及氮化合物。洗滌后的氣體穿過噴淋臂8和除沫器9本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種從氣體中脫除氣態(tài)組分的方法，包括將所說的氣體在洗滌塔中與洗滌液接觸，其特征在于，洗滌液中配有從氣體中脫除大部分的硫氧化物和大部分的氮氧化物的反應(yīng)物質(zhì)。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彼得魯斯萊昂納德斯韋爾巴克，
申請(專利權(quán))人：比奧斯大發(fā)展股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：NL[荷蘭]