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工业尾气回收利用大循环四脱联化一体机组(技术产业化)

  • 申请人:李成忠
  • 发布时间:2018.08.09
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  1. 工业尾气回收利用大循环工艺是利用四脱联化一体机将工业尾气中的硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物以及煤烟粉尘联合脱除净化的一种方法。工艺中采用水—尾气换热法将工业尾气中的余热吸收利用,采用沸腾净化法使净化器内的活性炭颗粒成为电离气体中微尘粒子的载体,并使其在吹撒沸腾中与气体分子激烈摩擦提高吸附效率;采用水雾蒸氨除尘法脱除残留于烟气中的微尘粒子,并使其间产生的氨气成为后续工艺中的催化剂;采用多节叠置的穿越式活性炭净化器对尾气中的有害分子进行混合捕捉(其中通过表面改性了的具有碱性官能团表面吸附位的特制活性炭来吸附气体中的酸性分子,通过水蒸气的介入增大吸附剂和吸附质的极性,使吸附剂与极性分子产生极化,刺激非极性分子产生电子转移,从而增强吸附势能);通过水溶浸渍法脱附吸附质并使脱附液在反复使用中成为吸附剂载体的改性液;通过改性液对吸附剂载体的改性和活化,在实现吸附剂再生的同时为吸附剂表面敷着了催化剂液膜,以此增强吸附性能;采用混合转化法将活性炭粉末与尾气混合风送,增大了吸附剂与吸附质的接触面积和接触时间,增强了活性炭的吸附势能;在混合风送中将氨气通入,使活性炭吸氨后变为催化剂载体,当活性炭携带氨分子进入化合区内后使氨与碳酸、硝酸、亚硫酸混合溶液产生化合反应,将气液转化变为固液转化,增大了转化效率,使复合肥料的生成轻松实现;将五氧化二磷和过氧化钾粉末混合于活性炭,在随同烟气吹送过程中成为强氧化剂,以此促进一氧化氮向二氧化氮的转化;氮氧化物活性的增大不但加快了吸附脱氮的进程,而且将氧化剂参予化合变为复合肥料的中间体。通过旋风供料器口向活性炭喷敷次氯酸钠溶液,使活性炭表面敷着了氧化剂液膜成为转化和吸附氮氧化物的催化剂,实现了氮氧化物的物理脱除;通过终端净化器内的氯化钠溶液对尾气残留物氨气、二氧化碳的吸收,提供了铵盐水碳酸化脱碳的条件,并衍生出碳酸氢钠产物,使工业尾气回收利用得以圆满。
    以本工艺实现的工业尾气回收利用大循环,不但能将各种净化技术应用于一个流程,使氮、硫、碳的脱除和收集转化联成一体,并最终生成高质量的复合肥料和碳酸氢钠,实现了有害物质无害化处理,并大大提高了衍生物的附加值,而且能将净化后的低氮空气循环利用,使整个流程无二次污染物排放。
    技术性能指标:
    通过一个实施例祥尽地说明该工艺的性能指标,该实施例中使用的锅炉烟气量为5000m3/h,其中SO2:1400mg/m3,NO:680mg/m3,NO2:35mg/m3,CO2:11.6%,O2:5.8%,经四脱联化一体机组净化后尾气中的成分分别是:SO2:0,NO:2mg/m3,NO2:0,CO2:32mg/m3,基本接近于100%净化。通过分点检测得到如下数据:
    1、间接换热器将锅炉尾气的温度从300-400℃降至150℃左右,其中热量吸收利用于后续工艺中吸附质的脱附和吸附剂的活化再生。
    2、沸腾净化区段脱除烟气中45%的烟尘微粒,吸附SO2:20%:,NO2:100%,CO2:15%。
    3、水雾除尘脱除烟尘微粒45%,SO2:10%,CO2:15%,将30%的NO转化成NO2。
    4、混合捕捉区段吸附烟气中SO2:50%,CO2:15%,将30%的NO转化成NO2,脱除5%的烟尘微粒。
    5、混合转化区段吸附SO2:20%:将100%的NO转化成NO2并吸附脱除,吸附和转化CO2:30%,使90%的脱附液与氨气转化。
    6、终端净化区脱除剩余的烟尘微粒,将剩余10%的氨气与脱附液转化,脱除和转化剩余25%的CO2。
        通过混合转化生成的复合肥料至少有五种能表明成分,其比率约为:
    NH4HCO3:NH4HSO3:NH4NO3:NH4PO4:KCO3=3:2:1:0.2:0.05。
    整套设施制造成本小于常规成本1/6,运行费用小于产值的0.1,耗能小于发电总容量的0.02。

     

  2.     2015年4月8日,中国高科技产业化研究会在北京组织召开了北京中瑞森新能源科技有限公司自主研发的“工业尾气回收利用大循环四脱联化一体机组”科技成果评价会。评价委员会听取了技术总结报告,审查了相关资料,经质询和讨论,形成意见如下:
    1. 提供的资料齐全完整,符合评价要求。
    2. 该技术通过余热交换、沸腾净化、水雾蒸氨、活性炭吸附及催化反应,全过程的水溶法反复脱附和固液化学转化,在除尘、脱硫、脱硝、脱碳的同时,将尾气中有害物质实现资源化利用,做到了四脱一体化。该技术突破了传统的除尘、脱硫、脱硝工艺,实现了技术创新和理念创新。
    3. 经检测,净化后的二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放浓度低于国家相关大气污染物排放标准。经过内蒙古、河北两家企业使用,反映良好。
    4. 该技术发明专利已经受理,经济、社会效益显著,应用前景广阔。 
    依据国家知识产权局专利检索咨询中心出具的“一种工业尾气回收利用大循环工艺”的检索报告,评价委员会认为该技术具有新颖性和创造性,在工业烟气净化领域达到国际先进水平, 一致同意通过科技成果评价。
    建议:将项目名称中的“工业尾气”改为“工业烟气”;进一步加大推广应用,满足不同领域的需求。