权利要求
1.一种脱除烟气中SO2和CO2的方法，其特征在于，包括如下步骤:
S1:选用HA-Ca和NH4Cl为原料，加水充分搅拌融合后，获得CaCl2和HA-NH4的混合物;
S2：将CaCl2和HA-NH4的混合物加热分解，获得HA与CaCl2混合物、NH3;
S3：将HA与CaCl2混合物过滤得到HA沉淀与CaCl2溶液;
S4：将CaCl2溶液通入S2中所得的NH3与含CO2的烟气，生成NH4Cl与CaCO3混合物;
S5：将NH4Cl与CaCO3混合物过滤得到CaCO3沉淀与NH4Cl溶液;
S6：将S2中得到的NH3加入吸收反应装置中，通入含SO2的烟气与水，反应生成(NH4)2SO3;
S7：将(NH4)2SO3进行氧化得到(NH4)2SO4;
S8：将(NH4)2SO4与S3中的HA混合作为腐植酸有机复合肥使用。
2.根据权利要求1所述的脱除烟气中SO2和CO2的方法，其特征在于，将S5中的NH4Cl溶液重新引入至HA-Ca的反应体系中，按照与S1相同的反应条件进行处理，实现氯化铵溶液的循环利用。
3.根据权利要求1所述的脱除烟气中SO2和CO2的方法，其特征在于，将S5中的CaCO3用作化工原料。
4.根据权利要求1所述的脱除烟气中SO2和CO2的方法，其特征在于，所述S1中HA-Ca和NH4Cl的质量比为1:1～1:3。
5.根据权利要求1所述的脱除烟气中SO2和CO2的方法，其特征在于，所述S6、S8中CO2的体积百分含量为5%～20%，SO2的体积百分含量为0.01%～0.5%。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于烟气净化技术领域，尤其涉及一种脱除烟气中SO2和CO2的方法。
背景技术
[0002]随着工业化进程的加速，化石燃料的大量使用导致烟气中SO2和CO2排放量不断增加。SO2是形成酸雨的主要污染物之一，而CO2则是温室气体排放的主要来源。控制SO2和CO2的排放对保护地球环境以及国民经济的发展都具有重要意义。
[0003]现行的工业烟气脱除CO2的方法主要有胺法脱除、湿法洗涤技术等。脱除SO2的方法有钠基干法脱硫(SDS)技术、氨法脱硫等。胺法脱除技术脱除效率高，但能耗较高，需要消耗大量胺类吸收剂，运行成本较高，且存在胺类吸收剂的回收和再生问题。湿法洗涤技术工艺成熟，操作简单，但CO2吸收效率相对较低，通常低于10%;需要处理大量废水，存在二次污染风险。SDS技术工艺简单，无废水产生，能耗低，但效率较低，对烟气温度和湿度有一定要求。氨法脱硫存在二次污染(氨逃逸)，成本较高。因此，高效率的处理技术由于高成本阻碍难以实现，常规方法存在效率低、二次污染等问题。
[0004]因此，研究并开发低成本、高效率的烟气脱除SO2和CO2的技术对解决工业烟气污染问题具有十分重要的意义。
发明内容
[0005]本发明公开一种脱除烟气中SO2和CO2的方法，主要解决目前烟气脱除SO2和CO2效率低、存在二次污染的问题。
[0006]为实现所述目的，本发明提供一种脱除烟气中SO2和CO2的方法，包括如下步骤:
S1:选用HA-Ca和NH4Cl为原料，加水充分搅拌融合后，获得CaCl2和HA-NH4的混合物;
S2：将CaCl2和HA-NH4的混合物加热分解，获得HA与CaCl2混合物、NH3;
S3：将HA与CaCl2混合物过滤得到HA沉淀与CaCl2溶液;
S4：将CaCl2溶液通入S2中所得的NH3与含CO2的烟气，生成NH4Cl与CaCO3混合物;
S5：将NH4Cl与CaCO3混合物过滤得到CaCO3沉淀与NH4Cl溶液;
S6：将S2中得到的NH3加入吸收反应装置中，通入含SO2的烟气与水，反应生成(NH4)2SO3;
S7：将(NH4)2SO3进行氧化得到(NH4)2SO4;
S8：将(NH4)2SO4与S3中的HA混合作为腐植酸有机复合肥使用。
[0007]优选的，将S5中的NH4Cl溶液重新引入至HA-Ca的反应体系中，按照与S1相同的反应条件进行处理，实现氯化铵溶液的循环利用。
[0008]优选的，将S5中的CaCO3用作化工原料。
[0009]优选的，所述S1中HA-Ca和NH4Cl的质量比为1:1～1:3。
[0010]优选的，所述S6、S8中CO2的体积百分含量为5%～20%，SO2的体积百分含量为0.01%～0.5%。
[0011]本发明提供的技术方案至少具有如下技术效果：
腐植酸钙与氯化铵在水的作用下转化为腐植酸铵和氯化钙。腐植酸铵与氯化钙的混合物经加热后分解，产生腐植酸、氯化钙及氨气，氨气随后被收集。通过过滤操作，腐植酸与氯化钙溶液得以分离。氯化钙溶液在吸收烟气中的二氧化碳后，与氨气反应生成轻质碳酸钙和氯化铵溶液。同时，收集的氨气用于吸收烟气中的二氧化硫，进而形成亚硫酸铵。亚硫酸铵经过氧化反应转化为硫酸铵和腐植酸，这些物质可作为肥料使用。该过程具有高效的废气处理能力，低廉的原料成本，简单的工艺流程，并且无二次污染。
[0012]生成的氯化铵溶液，可以被有效地回收并重新利用于腐植酸钙的反应体系中，产生的轻质碳酸钙，可以作为一种重要的化工原料，应用于造纸工业、橡胶工业以及塑料工业中，从而实现资源的循环使用和节约。不仅提高了生产效率，还有助于减少工业废弃物的产生。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本发明实施例脱除烟气中SO2和CO2的方法流程图。
具体实施方式
[0015]下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。
[0016]实施例1：如图1所示，本实施例公开了一种脱除烟气中SO2和CO2的方法，包括如下步骤：
S1：选用HA-Ca(腐植酸钙)和NH4Cl(氯化铵)为原料，HA-Ca(腐植酸钙)和NH4Cl(氯化铵)的质量比为1:1，加水充分搅拌融合后，水的添加量与HA-Ca(腐植酸钙)和NH4Cl(氯化铵)固体混合物质量比为5：1，获得氯化钙CaCl2和HA-NH4(腐植酸铵)混合物。
[0017]化学反应式为：HA-Ca + NH4Cl + H2O→HA-NH4 + CaCl2;
S2：将CaCl2和HA-NH4的混合物加热分解，获得HA(腐植酸)与CaCl2混合物、NH3
化学反应式为：
;
S3：将HA与CaCl2混合物过滤得到HA沉淀与CaCl2溶液;
S4：将CaCl2溶液通入S2中所得的NH3与含CO2的烟气，CaCl2溶液的浓度为1.1%，NH3、CO2与CaCl2溶液的摩尔比为2：1：1，烟气中CO2的浓度为20%，生成NH4Cl与CaCO3混合物;
化学反应式为：NH3 + H2O + CaCl2 + CO2→CaCO3↓ + NH4Cl;
S5：将NH4Cl与CaCO3混合物过滤得到CaCO3沉淀与NH4Cl溶液;NH4Cl溶液可以重新引入至HA-Ca的反应体系中，按照与S1相同的反应条件进行处理，实现氯化铵溶液的循环利用，CaCO3可以用作化工原料;应用于造纸工业、橡胶工业以及塑料工业等行业;
S6：将S2中得到的NH3加入吸收反应装置中，通入含SO2的烟气与水，通入的NH3与烟气中SO2摩尔比为2：1，烟气中SO2浓度为2000 ppm，反应生成(NH4)2SO3;
化学反应式为：NH3 + SO2+ H2O→(NH4)2SO3;
S7：将(NH4)2SO3加入喷射氧化器进行氧化得到(NH4)2SO4;
化学反应式为：(NH4)2SO3 + O2→(NH4)2SO4;
S8：将(NH4)2SO4与S3中的HA混合作为腐植酸有机复合肥使用。
[0018]烟气通过吸收剂反应，反应时间为15分钟。经检测SO2脱除效率为94%，CO2脱除效率为87%。
[0019]实施例2：如图1所示，本实施例公开了一种脱除烟气中SO2和CO2的方法，包括如下步骤：
S1：选用HA-Ca(腐植酸钙)和NH4Cl(氯化铵)为原料，HA-Ca(腐植酸钙)和NH4Cl(氯化铵)的质量比为1:2，加水充分搅拌融合后，水的添加量与HA-Ca(腐植酸钙)和NH4Cl(氯化铵)固体混合物质量比为8：1，获得氯化钙CaCl2和HA-NH4(腐植酸铵)混合物。
[0020]化学反应式为：HA-Ca + NH4Cl + H2O→HA-NH4 + CaCl2;
S2：将CaCl2和HA-NH4的混合物加热分解，获得HA(腐植酸)与CaCl2混合物、NH3
化学反应式为：
;
S3：将HA与CaCl2混合物过滤得到HA沉淀与CaCl2溶液;
S4：将CaCl2溶液通入S2中所得的NH3与含CO2的烟气，CaCl2溶液的浓度为1.1%，NH3、CO2与CaCl2溶液的摩尔比为2：1：1，烟气中CO2的浓度为15%，生成NH4Cl与CaCO3混合物;
化学反应式为：NH3 + H2O + CaCl2 + CO2→CaCO3↓ + NH4Cl;
S5：将NH4Cl与CaCO3混合物过滤得到CaCO3沉淀与NH4Cl溶液;NH4Cl溶液可以重新引入至HA-Ca的反应体系中，按照与S1相同的反应条件进行处理，实现氯化铵溶液的循环利用，CaCO3可以用作化工原料;应用于造纸工业、橡胶工业以及塑料工业等行业;
S6：将S2中得到的NH3加入吸收反应装置中，通入含SO2的烟气与水，通入的NH3与烟气中SO2摩尔比为2：1，烟气中SO2浓度为1500 ppm，反应生成(NH4)2SO3;
化学反应式为：NH3 + SO2+ H2O→(NH4)2SO3;S7：将(NH4)2SO3加入喷射氧化器进行氧化得到(NH4)2SO4;
化学反应式为：(NH4)2SO3 + O2→(NH4)2SO4;
S8：将(NH4)2SO4与S3中的HA混合作为腐植酸有机复合肥使用。
[0021]烟气温度为45℃，流速为1.5m/s。将吸附剂装入吸附塔中，烟气通过吸附剂层，反应时间为12分钟。SO2脱除效率为96%，CO2脱除效率为89%。
[0022]实施例3：如图1所示，本实施例公开了一种脱除烟气中SO2和CO2的方法，包括如下步骤：
S1：选用HA-Ca(腐植酸钙)和NH4Cl(氯化铵)为原料，HA-Ca(腐植酸钙)和NH4Cl(氯化铵)的质量比为1:3，加水充分搅拌融合后，水的添加量与HA-Ca(腐植酸钙)和NH4Cl(氯化铵)固体混合物质量比为10：1，获得氯化钙CaCl2和HA-NH4(腐植酸铵)混合物。
[0023]化学反应式为：HA-Ca + NH4Cl + H2O→HA-NH4 + CaCl2;
S2：将CaCl2和HA-NH4的混合物加热分解，获得HA(腐植酸)与CaCl2混合物、NH3
化学反应式为：
;
S3：将HA与CaCl2混合物过滤得到HA沉淀与CaCl2溶液;
S4：将CaCl2溶液通入S2中所得的NH3与含CO2的烟气，CaCl2溶液的浓度为1.1%，NH3、CO2与CaCl2溶液的摩尔比为2：1：1，烟气中CO2的浓度为10%，生成NH4Cl与CaCO3混合物;
化学反应式为：NH3 + H2O + CaCl2 + CO2→CaCO3↓ + NH4Cl;
S5：将NH4Cl与CaCO3混合物过滤得到CaCO3沉淀与NH4Cl溶液;NH4Cl溶液可以重新引入至HA-Ca的反应体系中，按照与S1相同的反应条件进行处理，实现氯化铵溶液的循环利用，CaCO3可以用作化工原料;应用于造纸工业、橡胶工业以及塑料工业等行业;
S6：将S2中得到的NH3加入吸收反应装置中，通入含SO2的烟气与水，通入的NH3与烟气中SO2摩尔比为2：1，烟气中SO2浓度为1000 ppm，反应生成(NH4)2SO3;
化学反应式为：NH3 + SO2+ H2O→(NH4)2SO3;
S7：将(NH4)2SO3加入喷射氧化器进行氧化得到(NH4)2SO4;
化学反应式为：(NH4)2SO3 + O2→(NH4)2SO4;
S8：将(NH4)2SO4与S3中的HA混合作为腐植酸有机复合肥使用。
[0024]烟气温度为40℃，流速为1.2 m/s。将吸附剂装入吸附塔中，烟气通过吸附剂层，反应时间为10分钟。SO2脱除效率为95%，CO2脱除效率为92%。
[0025]综上，本发明通过将腐植酸钙与氯化铵在水的作用下转化为腐植酸铵和氯化钙。腐植酸铵与氯化钙的混合物经加热后分解，产生腐植酸、氯化钙及氨气，氨气随后被收集。通过过滤操作，腐植酸与氯化钙溶液得以分离。氯化钙溶液在吸收烟气中的二氧化碳后，与氨气反应生成轻质碳酸钙和氯化铵溶液。同时，收集的氨气用于吸收烟气中的二氧化硫，进而形成亚硫酸铵。亚硫酸铵经过氧化反应转化为硫酸铵和腐植酸，这些物质可作为肥料使用。该过程具有高效的废气处理能力，低廉的原料成本，简单的工艺流程，并且无二次污染。
[0026]生成的氯化铵溶液，可以被有效地回收并重新利用于腐植酸钙的反应体系中，产生的轻质碳酸钙，可以作为一种重要的化工原料，应用于造纸工业、橡胶工业以及塑料工业中，从而实现资源的循环使用和节约。不仅提高了生产效率，还有助于减少工业废弃物的产生。
[0027]本实施例公开以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的基础上和范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(1)
声明：
“脱除烟气中SO2和CO2的方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：北方有色网
来源：上海第二工业大学
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