在富氧燃烧锅炉烟气CO₂捕集中回收SO₂与NO的系统的利记博彩app

专利名称：在富氧燃烧锅炉烟气CO₂捕集中回收SO₂与NO的系统的利记博彩app
技术领域：
本发明属于锅炉烟气处理设备，特别涉及一种在富氧燃烧锅炉烟气CO2捕集中回 收SO2与NO的系统。
背景技术：
人类利用煤、石油和天然气等化石能源引起的温室效应、酸雨等环境问题已成为 社会和经济发展的一个制约因素，燃煤电站是CO2的集中排放源和产生SO2、NOx的最大污染 源，因此，CO2捕集封存与S02、NOx 一体化脱除相整合的技术成为未来洁净煤发电技术发展 的趋势。富氧燃烧技术的主要优势是能直接捕集CO2将其压缩液化并埋存。锅炉烟气中的 SO2、NOx的脱除或资源化利用，是倍受关注的一个焦点。但现有SO2的处理方法主要是采用 烟气脱硫技术，工艺复杂，装置庞大，要耗费大量的吸收剂，脱硫产物基本为无法完全利用 的固体废物，难以资源化利用，造成二次污染；如果将SO2同CO2 —起液化压缩埋存，既增加 压缩耗功，又对CO2的埋存产生不利影响。脱除烟气中NOx的主流工业应用为选择性催化还 原技术(SCR)，采用昂贵的催化剂与氨基吸收剂，将NOx转化为毫无用处的N2 ；或采用低NOx 燃烧技术，但降低NO的幅度有限，并以牺牲部分燃烧效率为代价。目前还没有工艺简单，投 资少、运行成本低、同时脱硫和脱氮氧化物且效率高的技术。

发明内容
本发明的目的是提供一种适合在富氧燃烧锅炉烟气CO2捕集中高效脱除且回收利 用SO2和NOx的烟气净化技术。本发明采用的技术方案为锅炉的排烟口连接到第一冷却器，然后依次与一级压 缩机、第二冷却器、第一接触塔、二级压缩机、第三冷却器、第二接触塔以及二氧化碳压缩冷 凝装置依次连接；锅炉排出的烟气首先用于加热锅炉给水，烟气被冷却到30°C，然后烟气 在一级压缩机中压缩到1. 5-2MPa ；升压后的烟气中的S02、NO、O2和H2O在第一接触塔中发 生反应，SO2被完全氧化生成SO3生成稀硫酸；反应后的烟气再通过二级压缩机继续升压到 3-4MPa, NO在第二接触塔中被氧化为NO2并与水反应生成稀硝酸，实现SO2与NO的回收利 用。所述第一接触塔内发生的反应包括2N0+02 = 2N02 ；N02+S02 = N0+S03 ；S03+H20 = H2SO4。所述第二接触塔内发生的反应包括；2N0+02 = 2N02 ；2N02 = N2O4 ；Ν204+Η20 = ΗΝ02+ΗΝ03 ；
Ν0+Ν02+Η20 = 2HN02 ；ΗΝ02+Ν02 = HNO3+NO ；3HN02 = HN03+2N0+H20。本发明的工作过程为
(1)将锅炉排烟由120°C左右降低至30°C时的烟气显热、部分水分冷凝热量以及 反应生成的热量用于加热锅炉给水，提高热力发电循环的热效率。(2)冷却后的烟气加压，烟气中的N0、S02、02* H2O在第一接触塔中的高压条件下， NO首先被氧化为NO2, NO2使SO2氧化生成SO3并溶于水生成稀硫酸，SO2脱除率接近100%， NO2被还原为NO且几乎不形成HNO3。(3)回收稀硫酸后的烟气继续加压，在第二接触塔中，NO被氧化为NO2，在不存在 SO2的条件下，与水反应生成稀硝酸，NO的脱除率达到90%以上。本发明的优点是(1)充分利用富氧燃烧锅炉烟气在逐级压缩捕集CO2过程中加压降温的特殊工艺 以及有关化学反应的速度在高压下大大提高的机理，既压缩并捕集了 CO2，又回收了 NO、SO2 作为稀硝酸和稀硫酸，无需加催化剂，投资和运行成本较低，硫氧化物脱除率接近100 %，氮 氧化物脱除率90%以上；(2)有利于提高CO2的纯度，降低了残余氧气与水分含量，减少CO2压缩功率消耗 及脱水功耗；(3)采用该技术可省去脱硫与脱硝装置，大大降低了系统的复杂性；(4)不需采用低NOx燃烧技术，可在富氧燃烧锅炉中采用较高的燃烧温度，以提高 燃烧与传热效率，更高浓度的NOx也有利于接触塔中的反应与提高回收效益；(5)用冷却烟气的热量、压缩生成热与接触塔中的反应热量加热锅炉给水，可提高 能量利用效率。


图1为本发明所述系统的流程示意图。图中标号1-空气分离装置；2-锅炉；3-第一冷却器；4- 一级压缩机；5-第二冷却器；6_第 一接触塔；7- 二级压缩机；8-第三冷却器；9-第二接触塔；10- 二氧化碳压缩冷凝装置。
具体实施例方式本发明提供了一种在富氧燃烧锅炉烟气CO2捕集中回收SO2与NO的系统，下面结 合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。如图1所示，锅炉2的排烟口连接到第一冷却器3，然后依次与一级压缩机4、第二 冷却器5、第一接触塔6、二级压缩机7、第三冷却器8、第二接触塔9以及二氧化碳压缩冷凝 装置10依次连接。所述系统的工作过程为空气分离装置1中制取的氧气同再循环烟气按一定比例 混合后，携带煤粉一起送入锅炉2炉膛燃烧，燃烧后的锅炉排烟通过第一冷却器3冷却至 30°C再送入一级压缩机4加压到1. 5-2MPa。烟气压缩产生的热量通过第二冷却器5继续冷却至30°C，然后送入第一接触塔6。烟气中的N0、S02、02*H20在第一接触塔6中高压低 温条件下，NO首先被氧化为NO2, NO2使SO2氧化生成SO3并溶于水生成稀硫酸，具体的反应 为2N0+02 = 2N02 ；N02+S02 = N0+S03 ；S03+H20 = H2SO4。回收稀硫酸后的烟气从第一接触塔6出来进入二级压缩机7加压到3_4MPa，通过 第三冷却器8后再送入第二接触塔9中，NO继续被氧化为NO2，在不存在SO2的条件下，与水 反应生成稀硝酸，具体的反应为2N0+02 = 2N02 ；2N02 = N2O4 ；Ν204+Η20 = ΗΝ02+ΗΝ03 ；Ν0+Ν02+Η20 = 2HN02 ；ΗΝ02+Ν02 = HNO3+NO ；3HN02 = HN03+2N0+H20。脱除S02、N0x以及大部分水分与氧气后的烟气进入二氧化碳压缩冷凝装置10进行 净化后的CO2加压液化处理。在整个过程中，烟气显热、部分水分冷凝热量以及反应生成的 热量都用于加热锅炉给水，提高热力发电循环的热效率。
权利要求
一种在富氧燃烧锅炉烟气CO2捕集中回收SO2与NO的系统，其特征在于，锅炉(2)的排烟口连接到第一冷却器(3)，然后依次与一级压缩机(4)、第二冷却器(5)、第一接触塔(6)、二级压缩机(7)、第三冷却器(8)、第二接触塔(9)以及二氧化碳压缩冷凝装置(10)依次连接；锅炉排出的烟气首先用于加热锅炉给水，烟气被冷却到30℃，然后烟气在一级压缩机(4)中压缩到1.5-2MPa；升压后的烟气中的SO2、NO、O2和H2O在第一接触塔(6)中发生反应，SO2被完全氧化生成SO3生成稀硫酸；反应后的烟气再通过二级压缩机(7)继续升压到3-4MPa，NO在第二接触塔(9)中被氧化为NO2并与水反应生成稀硝酸，实现SO2与NO的回收。
2.根据权利要求1所述的一种在富氧燃烧锅炉烟气CO2捕集中回收SO2与NO的系统， 其特征在于，所述第一接触塔(6)内发生的反应包括2N0+02 = 2N02 ；N02+S02 = N0+S03 ；S03+H20 = H2SO4。
3.根据权利要求1所述的一种在富氧燃烧锅炉烟气CO2捕集中回收SO2与NO的系统， 其特征在于，所述第二接触塔(9)内发生的反应包括2N0+02 = 2N02 ；2N02 = N2O4 ；Ν204+Η20 = ΗΝ02+ΗΝ03 ；Ν0+Ν02+Η20 = 2HN02 ；hno2+NO2 = HNO3+NO ；3HN02 = HN03+2N0+H20。
全文摘要
一种在富氧燃烧锅炉烟气CO2捕集中回收SO2与NO的系统属于锅炉烟气处理设备。锅炉排出的烟气首先用于加热锅炉给水，烟气被冷却到30℃并加压，升压后的烟气中的SO2、NO、O2和H2O在第一接触塔中发生反应，SO2被完全氧化生成SO3生成稀硫酸；反应后的烟气继续升压，NO在第二接触塔中被氧化为NO2并与水反应生成稀硝酸，实现SO2与NO的回收。所述系统无需加催化剂，硫氧化物脱除率接近100％，氮氧化物脱除率90％以上；该系统降低了残余氧气与水分含量，提高CO2的纯度，减少CO2压缩功率消耗及脱水功耗，省去低NOX燃烧、脱硫与脱硝装置，用冷却烟气的热量、压缩生成热与接触塔中的反应热量加热锅炉给水，可提高能量利用效率。
文档编号C01B31/20GK101837233SQ20101017400
公开日2010年9月22日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者王春波, 董静兰, 阎维平, 高正阳, 鲁晓宇 申请人:华北电力大学(保定)