【摘要】：氨基濕法同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)可高效脫除煙氣中的硫氧化物和氮氧化物,最終將其轉(zhuǎn)化為硫酸銨和硝酸銨,但該技術(shù)尚存在運(yùn)行成本較高的問題,對(duì)其副產(chǎn)物進(jìn)行資源化回收可在一定程度上降低運(yùn)行成本。目前,工業(yè)上主要采用濃縮結(jié)晶制備硫酸銨和硝酸銨復(fù)合肥料對(duì)濕法脫硫脫硝吸收液進(jìn)行資源化利用,但濃縮結(jié)晶存在工藝耗能高,所得混合鹽產(chǎn)品價(jià)值較低等問題,使其競(jìng)爭(zhēng)力大打折扣。因此,開發(fā)一種既能實(shí)現(xiàn)高效煙氣污染物凈化,又經(jīng)濟(jì)、無二次污染及副產(chǎn)品可資源化的技術(shù)方案成為煙氣污染治理的發(fā)展方向。結(jié)合離子膜電解技術(shù),本文提出了電解氨基脫硫脫硝吸收液制備過硫酸銨的新工藝,同時(shí)過硫酸鹽具有強(qiáng)氧化性,可用于煙氣中NO的氧化吸收,使得電解脫硫脫硝吸收液與煙氣同時(shí)脫硫脫硝系統(tǒng)成為一個(gè)有機(jī)體系,實(shí)現(xiàn)高效脫硝與吸收液高附加值資源化循環(huán)利用的雙重功效。同時(shí),電解槽陰極產(chǎn)生的氫氣可作為清潔能源加以綜合利用。針對(duì)該資源化新工藝,本文對(duì)吸收液電解制備過硫酸銨和電解后吸收液真空蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究與分析。本文在板框式隔膜流動(dòng)電解槽中考察了硫酸銨濃度、硫氰酸銨濃度、硫酸濃度、電流密度、溫度、流速、電解時(shí)間以及吸收液中雜質(zhì)成分等工藝參數(shù)對(duì)電解制備過硫酸銨的影響特性。結(jié)果表明,吸收液中的尿素和氨水對(duì)電流效率有抑制作用,而SO_3~(2-)和NO_3~-對(duì)電流效率幾乎沒有影響。模擬氨基脫硫脫硝吸收液的電流效率僅為69.88%,遠(yuǎn)低于單一電解硫酸銨溶液86.98%的電流效率。對(duì)吸收液采取去除尿素、亞硫酸根氧化和吸收液pH調(diào)節(jié)(pH=2.2)預(yù)處理后,其電流效率達(dá)到85.12%。采用真空蒸發(fā)結(jié)晶的方式將過硫酸銨從電解液中分離,探究了蒸發(fā)結(jié)晶工藝參數(shù)的影響特性,并考察了電解母液中雜質(zhì)對(duì)過硫酸銨結(jié)晶粒度分布的影響。過硫酸銨真空蒸發(fā)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)表明:真空蒸發(fā)結(jié)晶可得到粒度分布均勻的高純度過硫酸銨顆粒。尿素的存在使得過硫酸銨的粒度稍有降低;飛灰可作為晶核,抑制成核速率,有利于晶體粒度變大;鐵離子的存在抑制了晶體的生長和成核速率,使得結(jié)晶粒度和純度都明顯降低;隨著硝酸根含量的增大,過硫酸銨晶體粒度呈現(xiàn)出先降低后增大的趨勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn),為獲得高品質(zhì)的過硫酸銨晶體,在對(duì)氨基濕法脫硫脫硝吸收液進(jìn)行電解資源化循環(huán)利用前必須脫除重金屬離子和尿素,并控制吸收液中飛灰的含量。對(duì)模擬吸收液電解后的陽極液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理,所得晶體產(chǎn)品滿足工業(yè)過硫酸銨國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。此外,對(duì)本文提出的綠色煙氣凈化+資源化循環(huán)新工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析和成本校核表明,“氨基濕法同時(shí)脫硫脫硝+電解制備過硫酸銨”新系統(tǒng)與“石灰石-石膏脫硫+SCR脫硝工藝”相比,初投資和年運(yùn)行費(fèi)用相差不大,但本文提出的新工藝可產(chǎn)生更高附加值的過硫酸銨和氫氣產(chǎn)品,使得系統(tǒng)的綜合運(yùn)行成本大幅降低,表明本文提出的新的煙氣凈化工藝路線具有良好的工業(yè)前景。
【圖文】：

第一章 緒 論景界上最大的能源消耗國，在我國的能源結(jié)構(gòu)中煤炭始終占據(jù)中國環(huán)境狀況公報(bào)》公布的數(shù)據(jù)顯示[1]，2016 年全國一次能煤，其中煤炭消費(fèi)量占比高達(dá) 62.0%，遠(yuǎn)高于 30%的世界煤的煤炭消費(fèi)中，超過 80%的煤炭是通過直接燃燒的方式消耗，煤炭直接用于燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化硫（SO2）、氮氧化物（和粉塵顆粒物等污染物。大量的污染物排放會(huì)引發(fā)酸雨、光浮顆粒物升高等環(huán)境問題，威脅人類健康和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。氧化硫和氮氧化物的排放量。從圖中可以看出，，2016 年 SO55 和 1777 萬噸，雖然近幾年我國的二氧化硫和氮氧化物的排勢(shì)，但是總體的排放量依然巨大，由此帶來的環(huán)境和生態(tài)問

第一章 緒 論式主要有濃縮結(jié)晶制備復(fù)合肥料[20]、副產(chǎn)環(huán)己酮肟、電滲析制備硫酸和氨水。1.3.1 吸收液濃縮結(jié)晶制備復(fù)合肥料硫酸銨結(jié)晶是氨法脫硫工藝中實(shí)現(xiàn)吸收液資源化的重要環(huán)節(jié)，主要通過氧化、蒸發(fā)濃縮、干燥獲得硫酸銨產(chǎn)品，氨法煙氣脫硫硫酸銨結(jié)晶工藝流程圖如圖 1-2 所示[6]。煙氣脫硫后循環(huán)吸收液被氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣氧化成硫酸銨；循環(huán)吸收液與煙氣逆流換熱濃縮結(jié)晶，得到硫酸銨漿液；漿液經(jīng)旋流、離心、干燥、包裝得到成品硫酸銨，母液進(jìn)入循環(huán)吸收液系統(tǒng)[21,22]。付永強(qiáng)[23]分析比較了氨法脫硫吸收液中硫酸銨塔外蒸發(fā)結(jié)晶和塔內(nèi)飽和結(jié)晶的技術(shù)特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性，并指出硫酸銨塔外結(jié)晶的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)略優(yōu)于塔內(nèi)結(jié)晶。煙氣經(jīng)過脫硫脫硝吸收塔后，塔內(nèi)可得到硫酸銨和硝酸銨的混合鹽溶液。在原有的氨法脫硫的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步的濃縮、結(jié)晶可得到硫酸銨和硝酸銨的混合產(chǎn)品，一方面可以充分回收硫、氮元素，增加混合鹽產(chǎn)品的產(chǎn)量，另一方面由于含氮量提高，復(fù)合肥料的肥效有所提高，可進(jìn)一步提升副產(chǎn)品的附加值，因而具有極大的應(yīng)用可能[24]。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X701

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2697352