CN104162354A - 钙基湿法-氧化脱硝法 - Google Patents

Abstract

本发明的名称叫做“钙基湿法-氧化脱硝法”。系环保技术领域。钙基湿法-氧化脱硝法是用湿法除去烟气中的氮氧化合物NO_x(NO、NO₂)的方法。湿法脱硝的难点是NO微溶于水。但是，NO最特殊的化学性质是加合作用。在常温下能与空气中的氧化合生成红棕色的NO₂。NO₂溶于水(当O₂气足够时)生成硝酸。硝酸与石灰等发生酸碱中和反应生成硝酸钙盐及水。这叫做“氧化-酸碱中和脱硝法”。国家专利“二级喷射式烟气净化装置”，是实现“氧化-酸碱中和脱硝法的设备。NO₂和HNO₃是强氧化剂和EPS2中脱硫生成的亚硫酸盐(是强还原剂)发生氧化还原反应，使亚硫酸盐氧化成硫酸盐，NO_x还原成N₂气。这叫做“氧化-氧化还原脱硝法”。上述两种脱硝法，统称为钙基湿法-氧化脱硝法。

Description

钙基湿法-氧化脱硝法

所属技术领域

本发明是对锅炉或窑炉烟气中的氮氧化物NO_x清除的新技术，即脱硝技术。属于环保领域／烟气净化技术领域。

背景技术

目前，现有的脱硝技术分为：干法、半干法和湿法。干法有SCR选择性催化还原法；SNCR选择性非催化还原法；电子束联合脱硫脱硝法；半干法有活性炭联合脱硫脱硝法；湿法有臭氧氧化吸收法等。

发明内容

本发明是“钙基湿法-氧化脱硝法”。所谓脱硝就是清除烟气中的氮氧化物NO_x(NO及NO₂）。

氮氧化物NO_x是怎样产生的?煤在锅炉／窑炉的炉膛内高温燃烧时，空气中的氮和燃料中不可燃烧的物质氮化合生成NO。烟气进入烟道后，在烟道内有少量NO和O₂化合生成NO₂。烟道中的氮氧化物NO_x(NO和NO₂)中，NO占90％以上，NO₂很少。可见NO是NO_x的源；NO₂是NO_x的流。所以，要想清除烟气中的NO_X。首先要研究NO和NO₂的性质。文献载明：

1、NO无色，极难液化、是一种惰性氧化物。它虽然微溶于水，但不能生成氮的含氧酸。NO最特殊的化学性质是加合作用。在常温下能与空气中的氧化合生成红棕色的NO₂。这是NO的特殊性质。

2NO+O₂=2NO₂+27千卡

2、NO₂红棕色，有特殊臭气味。NO₂是一种非常强的氧化剂，它能把SO₂氧化成SO₃。碳、磷、硫能在NO₂中燃烧。NO₂是一种混合酐。溶于水时，生成硝酸和亚硝酸。

2NO₂+H₂O＝HNO₃+HNO₂

当氧足够时，

4NO₂+2H₂O+O₂＝4HNO₃

硝酸和亚硝酸有强烈的氧化性，是强氧化剂。

湿法脱硝的难点是NO微溶于水，在0℃时，一体积水能溶解0.07体积的NO。要想用湿法脱硝，首先要根据NO的最特殊的化学性质“加合作用”，在常温下能与空气中的氧化合生成红棕色的NO₂的特殊性质。把NO氧化成NO₂。NO₂溶于水生成水硝酸和亚硝酸。它们是强氧化剂。众所周知脱硫所得的产品亚硫酸盐是强还原剂。将强氧化剂硝酸及亚硝酸和强还原剂亚硫酸盐放在同一个容器里，它们将会发生氧化还原反应，将亚硫酸盐氧化成硫酸盐，NO_x还原出N₂气

2HNO₃+3CaSO₃=N₂↑+3CaSO₄+H₂O

2HNO₃+5CaSO₃=N₂↑+5CaSO₄+H₂O

完成这一功能的装置是国家专利产品“二级喷射式烟气净化装置”简称“EPS”。与此同时，在EPS2中还会发生酸碱中和反应，生成Ca(NO₃)₂盐及水。

Ca(OH)₂+2HNO₃=Ca(NO₃)₂+2H₂O

石灰脱销的产物硝酸钙Ca(NO₃)₂·4H₂O的溶解度非常高，20℃时，100克水能解129克。浓度大的硝酸钙溶液是恨好的化肥。

附图1说明

附图1是EPS钙基湿法-氧化脱硝法方块原理图

图中1、锅炉；2、除尘器；3、引风机；4、EPS1；5、EPS2；6、鼓风机；7、沉淀池；8、上清池；9、水泵；10、钙碱储罐；11、自来水开关；12、烟囱；13、电脑；14、自控系统；15，总控室监视器；16、互联网；17、环保局监视器。

附图2说明

附图2是钙基湿法-氧化脱硝设备EPS外形放置图正视图

图中1、引风机；2、EPS1；3、EPS2；4、出烟口。

具体实施方式：

1、钙基湿法-氧化脱硝工艺流程

从锅炉(1)出来的烟气，进入除尘器(2)除尘，然后由引风机(3)送进EPS1(4)中，EPS1的功能是将引风机(3)送来的烟和水泵(9)送来的水，变成高速的气流和水流，使它们进入EPS2(5)中，EPS2的功能是使烟气进入水中，并将它们进行完全地充分地混合和溶解。水温保持在40到60℃。NO在这个温度下和水中的O₂化合生成NO₂。NO₂溶于水生成硝酸。它和水中脱硫生成的亚硫酸盐发生氧化还原反应。使亚硫酸盐氧化成硫酸盐盐NO_x还原出N₂气，同时释放出水或和水中的Ca(OH)₂发生酸碱中和反应生成Ca(NO₃)₂盐及水，达到脱硝目的。鼓风机(6)的功能是向EPS2中送风增氧降温。保证：NO有足够的O₂氧化成NO₂，同时，保证NO₂在溶于水时有足够O₂生成HNO₃。沉淀池(7)的功用，是将脱硝后的废水进行沉淀。沉淀后的清水送入上清池(8)循环使用。钙碱储罐(10)在自控系统(14)控制下按需要自动向上请池(8)中加入脱硝吸收剂；自控系统(14)在沉淀池水位下降时，自动控制自来水开关(11)向上请池(8)中加水。上请池(8)和沉淀池(7)是联通的。

EPS设备系统设计成：引风机出口角选择225°。EPS2水平放置，EPS1同EPS2构成45°±15°角。可使EPS内阻减小。

2、钙基湿法-氧化法脱硝效果

氧化法脱硝效率和NO氧化成NO₂的效率有关。

(1)脱硫塔内钙基湿法-氧化脱硝效率<0.2％

众所周知，脱硫塔是用于脱硫的。实际上它也有脱硝功能。不过它的脱硝效率很低。它的脱硝原理是氧化还原法。在脱硫塔内有少量NO₂，它是强氧化剂，能把SO₂氧化成SO₃，自己被还原成N₂气。这是因为脱硫塔内温度高，且水在烟内。它的脱硝硝效率<0.296。如果您对脱硫塔的烟气监测报告仔细观察，就会发现它的出口NO_x值<入口NO_x值。这就证明脱硫塔有微弱的氧化还原脱硝功能。

(2)EPS钙基湿法-氧化脱硝效率80-90％

实践证明EPS脱硝效果很好。一般燃烧方式的燃煤锅炉，仅将其排出烟气经过EPS脱硝，不采取任何提高脱硝效率的措施。如烟气降温，向EPS2鼓风增氧降温等。经环保局监测：三次监测结果的平均值是206mg／Nm³.根据附件1专家提供的数据：一般燃烧方式下，燃煤锅炉NO_x的排放量在500ppm到1500ppm。按EPS入口烟气中NO_x含量500ppm(NO：4500；NO₃：50)计算，EPS脱硝效率为71.98％。如果向EPS2鼓风增氧降温及采取其它降温措施。脱硝效率将达80-90％。

3、EPS还能脱硫，脱硫效率98％。SO₂排放浓度39mg／Nm³；

4、EPS还能除尘。如果把EPS作为末级除尘器，放置在净电除尘器和布袋除尘器后，它能除去细微灰尘、排放浓度可达20mg／Nm³。

5、EPS可实现脱硝、脱硫、除尘三位一体。具有设备简单、可靠性高、操作方便、造价便宜、运行成本低；节能等优点。

6、EPS脱硝也适用于氨法脱硝，并达到同样的效果。

Claims (3)

1.钙基湿法氧化-酸碱中和脱硝法。 

2.钙基湿法氧化-氧化还原脱硝法。 

3.附图2、钙基湿法-氧化脱硝法设备EPS外形放置图正视图。