CN101785966B - 一种烟气中no的高级氧化方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气中NO的高级氧化方法及装置，经除尘后的烟气进入汽相高级氧化装置，依次包括以下步骤：烟气预调质、汽相高级氧化。装置包括烟气预调质段和汽相高级氧化段，所述烟气预调质段设有工艺水喷淋装置，所述汽相高级氧化段设有亚铁盐喷淋装置和双氧水喷淋装置。本发明在原有的湿法脱硫装置前安装该NO氧化装置(或者直接在烟道中改造)，便可使原有脱硫装置具有脱硝功能，该法改造方便，占地面积极少，投资和运行成本低，NO的氧化效率高，可达85％以上，经脱硫塔洗涤后，脱硫效率≥96％，脱硝效率≥75％，并有一定的脱汞效率。

Description

一种烟气中NO的高级氧化方法及装置
【技术领域】
本发明涉及环境保护技术领域，具体的说，是一种烟气中NO的高级氧化方法及装置。
【背景技术】
化石燃料燃烧过程中产生的NOX是继SO2之后亟待治理的重要大气污染物，在烟气脱硝方面，目前比较成熟的技术有选择性催化还原(SCR)技术和选择性非催化还原(SNCR)技术，它们都是利用氨基还原剂在一定条件下将NOX还原为N2，商业化运行中脱硝效率最高的是SCR技术，可达到80％甚至90％以上，但是投资和运行成本也非常昂贵，其初期投资成本约60～150美元/千瓦。
随着环保要求的不断提高，对NOX的排放的限制也将日趋严格，在已建湿法脱硫基础上再安装SCR脱硝装置，投资与运行费用将无法承受，并且可能也无剩余的场地布置。于是烟气脱硫脱硝一体化的工艺技术成为发展趋势，目前研究最多的是氧化吸收脱硫脱硝一体化技术，在脱硫反应器前把烟气中占氮氧化物90％以上的NO氧化为易溶的NO2、NO3和N2O5等，然后在脱硫塔中一并洗涤脱除，该项技术中NO的氧化是技术的难点。
芬顿(Fenton)试剂作为一种强氧化剂已经在废水中得到广泛应用，其氧化机理是H2O2在Fe2+的催化作用下释放出大量氧化性能极强的自由基：
Fe2++H2O2+H+→Fe3++H2O+·OH
·OH+H2O2→·HO2+H2O
虽然Fenton试剂的强氧化性在水处理中应用较多，但在废气中尤其在烟道气的应用尚无相关研究，更没有Fenton法氧化NO方面的相关专利的申请。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种烟气中NO的高级氧化方法及装置，能够提高NO的氧化效率，降低投资和运行成本。
为实现上述目的，本发明提出了一种烟气中NO的高级氧化方法，经除尘后的烟气进入汽相高级氧化装置，依次包括以下步骤：烟气预调质、汽相高级氧化。
作为优选，烟气预调质：采用工艺水喷淋装置直接将工艺水逆向喷淋在高温烟气上，对烟气进行降温增湿调质；汽相高级氧化：采用亚铁盐喷淋装置喷淋的亚铁盐溶液与双氧水喷淋装置喷淋的双氧水溶液形成汽态的Fenton试剂，生成大量氧化性能极强的自由基·OH和·HO2，将烟气中难溶的NO氧化为高价态易溶的氮氧化物，经过氧化后的烟气进入脱硫洗涤塔，把硫氧化物和氮氧化物一并洗涤除去。
作为优选，所述烟气预调质步骤中控制烟气湿度增至30％～70％，温度降至90～110℃。
作为优选，所述汽相高级氧化步骤中所述的亚铁盐喷淋装置(31)与工艺水喷淋装置(21)的间距为0.5～2米。
作为优选，所述汽相高级氧化步骤中所述的亚铁盐采用硫酸亚铁。
作为优选，所述汽相高级氧化步骤中所述的亚铁盐溶液的pH值为3.0～5.0。
作为优选，所述汽相高级氧化步骤中所述的汽态的Fenton试剂中H2O2与Fe2+的摩尔比为5～20。
为实现上述目的，本发明还提出了一种烟气中NO的高级氧化装置，包括烟气预调质段和汽相高级氧化段，所述烟气预调质段设有工艺水喷淋装置，所述汽相高级氧化段设有亚铁盐喷淋装置和双氧水喷淋装置。
作为优选，所述工艺水喷淋装置的喷嘴方向与烟气流动方向相反，亚铁盐喷淋装置的喷嘴方向与烟气流动方向相同，双氧水喷淋装置的喷嘴方向与烟气流动方向相反。
作为优选，所述亚铁盐喷淋装置与工艺水喷淋装置的间距为0.5～2米。
本发明的有益效果：本发明在原有的湿法脱硫装置前安装该NO氧化装置(或者直接在烟道中改造)，便可使原有脱硫装置具有脱硝功能，该法改造方便，占地面积极少，投资和运行成本低，NO的氧化效率高，可达85％以上，经脱硫塔洗涤后，脱硫效率≥96％，脱硝效率≥75％，并有一定的脱汞效率。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1为发明工艺及装置结构示意图。
【具体实施方式】
参阅图1，一种烟气中NO的高级氧化方法，经除尘后的烟气进入汽相高级氧化装置1，依次包括以下步骤：A.烟气预调质：采用工艺水喷淋装置21直接将工艺水逆向喷淋在高温烟气上，烟气湿度增至30％～70％，温度降至90～110℃，该步骤完成烟气的降温增湿调质，为NO的高级氧化创造了合适的反应环境；B.汽相高级氧化：亚铁盐喷淋装置31喷淋的亚铁盐溶液与双氧水喷淋装置32喷淋双氧水溶液形成汽态的Fenton试剂，生成了大量氧化性能极强的自由基·OH和·HO2等，它能将烟气中难溶NO氧化为高价态易溶的氮氧化物，NO的氧化率为85％以上，经过氧化后的烟气进入脱硫洗涤塔，把硫氧化物和氮氧化物一并洗涤除去。
该发明具体实施例如下：经过除尘器除尘，含二氧化硫和氮氧化物的高温烟气，沿烟道进入汽相高级氧化装置1，在烟气预调质段2中迎面与工艺水喷淋装置21喷淋的工艺水逆向接触，烟气得到降温增湿的调质，为后面的高级氧化提供了良好的反应环境，经过调质后烟气进入汽相高级氧化段3(该段为反应区)，该区由亚铁盐喷淋装置31和双氧水喷淋装置32组成，二者对喷的溶液形成汽相fenton试剂，Fe2+催化H2O2生成大量的氧化性能极强的自由基·OH和·HO2等，它们把烟气中的难溶水的NO氧化成易溶的高价态氮氧化物NO2、NO3、N2O5或者酸性小分子，同时把SO2中的硫氧化为六价态的硫并在水蒸汽的条件下形成酸分子，经过自由基高级氧化后的氮氧化物和硫氧化物，随烟气进入原有脱硫塔装置一并被洗涤脱除，脱硫效率≥96％，脱硝效率≥75％，并有一定的脱汞效率。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (4)

1.一种烟气中NO的高级氧化方法，其特征在于：经除尘后的烟气进入汽相高级氧化装置（1），依次包括以下步骤：烟气预调质、汽相高级氧化，
烟气预调质：采用工艺水喷淋装置（21）直接将工艺水逆向喷淋在高温烟气上，对烟气进行降温增湿调质；
汽相高级氧化：采用亚铁盐喷淋装置（31）喷淋的亚铁盐溶液与双氧水喷淋装置（32）喷淋的双氧水溶液形成汽态的Fenton试剂，生成大量氧化性能极强的自由基·OH和·HO2，将烟气中难溶的NO氧化为高价态易溶的氮氧化物，经过氧化后的烟气进入脱硫洗涤塔，把硫氧化物和氮氧化物一并洗涤除去，所述烟气预调质步骤中控制烟气湿度增至30%~70%，温度降至90~110℃，所述汽相高级氧化步骤中所述的亚铁盐喷淋装置（31）与工艺水喷淋装置（21）的间距为0.5~2米，所述汽相高级氧化步骤中所述的亚铁盐采用硫酸亚铁，所述汽相高级氧化步骤中所述的亚铁盐溶液的pH值为3.0~5.0，所述汽相高级氧化步骤中所述的汽态的Fenton试剂中H2O2与Fe2+的摩尔比为5~20。
2.一种采用如权利要求1所述的烟气中NO的高级氧化方法的装置，其特征在于：包括烟气预调质段（2）和汽相高级氧化段（3），所述烟气预调质段（2）设有工艺水喷淋装置（21），所述汽相高级氧化段（3）设有亚铁盐喷淋装置（31）和双氧水喷淋装置（32）。
3.如权利要求2所述的一种烟气中NO的高级氧化方法的装置，其特征在于：所述工艺水喷淋装置（21）的喷嘴方向与烟气流动方向相反，亚铁盐喷淋装置（31）的喷嘴方向与烟气流动方向相同，双氧水喷淋装置（32）的喷嘴方向与烟气流动方向相反。
4.如权利要求2或3所述的一种烟气中NO的高级氧化方法的装置，其特征在于：所述亚铁盐喷淋装置（31）与工艺水喷淋装置（21）的间距为0.5~2米。
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