CN104959001A - 一种部分氧化吸收并资源化的烟气脱硝方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种部分氧化并吸收资源化的烟气脱硝方法。在氧化塔中将烟气通过液相氧化剂，控制烟气停留时间和氧化剂的浓度，使烟气中45%-50%左右的NO氧化为NO₂，然后在脱硝塔中用碱液喷淋吸收生成亚硝酸盐，最后在脱硝塔底部鼓入空气将亚硝酸盐氧化为硝酸盐，实现部分氧化并吸收资源化的烟气脱硝。本发明采用的是传统的吸收法工艺，操作条件温和，在常温常压下进行，脱硝率高，运行费用低，并实现NOx资源化。

Description

一种部分氧化吸收并资源化的烟气脱硝方法

技术领域

本发明涉及烟气治理与控制技术领域，具体就是烟气脱硝，尤其是部分氧化及吸收资源化脱硝。

背景技术

人为排放的NOx污染造成的危害是巨大的，除了直接危害外，而且还会在一定条件下与大气中的其他物质发生反应，生成硝酸根离子(NO₃ ^-)、臭氧(O₃)和细颗粒物等多种二次污染物，从而导致光化学污染、大气酸沉降、近地面臭氧和水体富营养化等二次污染问题，因此，如何经济有效地解决NO污染问题，一直是各国政府和学者关注的焦点。因此，烟气脱硝技术的发展是继烟气脱硫之后所面临的又一亟待解决的重大课题，研究和开发具有处理效果好、投资及运行费用低、无二次污染等优点的烟气脱硝新技术迫在眉睫。

目前研究开发的烟气脱硝技术主要有气相还原法、催化分解法、等离子体法、吸附法、液体吸收法、液膜法和直接生物法等。烟气中NOx的95%是NO，而NO难溶于水（50℃时其在水中溶解度为38mg/L）是SO₂和NO₂的1/1000以下。因此常规碱液吸收法对NO无效；同时由于烟气中的NO浓度在0.02－0.1%(V)之间，自然氧化的反应速度很低。一个方向无疑是用强氧化剂将NO氧化为NO₂，然后采用碱液吸收脱除。已有的液相氧化剂主要有HNO₃，KMnO₄，NaClO₂，NaClO，H₂O₂，KBrO₃，K₂CrO₇，NaCrO₄和(NH₄)₂CrO₇。这些方法存在一些尚未解决的关键问题，另外在氧化NO的过程中都将消耗氧化剂，运行成本高。

发明内容

本发明只将烟气中45%-50%左右的NO氧化为NO₂，然后通过碱液喷淋吸收并氧化获得硝酸盐，达到降低氧化法烟气脱硝中氧化剂的消耗量，降低其运行成本，同时实现脱硝及资源化的目地。

本发明技术原理是这样的：将烟气通过液相氧化，控制烟气停留时间和氧化剂浓度，使烟气中45%-50%左右的NO氧化为NO₂，然后氧化生成NO₂和烟气中剩余的NO反应生成易溶于水的N₂O₃，再用碱液喷淋吸收生成亚硝酸盐，最后将亚硝酸盐氧化为硝酸盐，实现部分氧化吸收并资源化烟气脱硝。

其反应方程为：

（1）

（2）

（3）

（4）

本发明具体内容和技术方案为：

在氧化塔中将烟气通过液相氧化剂，控制烟气停留时间和氧化剂的浓度，使烟气中45%-50%左右的NO氧化为NO₂，然后在脱硝塔中用碱液喷淋吸收生成亚硝酸盐，最后在脱硝塔底部鼓入空气将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。

本发明的特征为：

NO入口浓度范围为：100-2500 mg/m³；

烟气温度范围为：20-90℃，最佳值为40-70℃；

烟气中O₂的浓度为0-20％；

氧化塔中液相氧化剂的浓度范围为：0.05-0.3mol/L，优选：0.1－0.2mol/L；

所述的氧化塔中液相氧化剂为双氧水，次氯酸钠，高锰酸钾等；

氧化塔中烟气停留时间为2-5秒，保证烟气中45%-50%左右的NO氧化为NO₂，优选停留时间为3-4秒；

脱硝塔中碱液的质量浓度为0-30％，优选为：5-10％；

脱硝塔中吸收液pH值范围为：3-11，最佳值为：8-9；

所述的碱液为氨水，氢氧化钠，氢氧化钙，碳酸钠等；

脱硝塔中采用空气氧化，将亚硝酸盐氧化为硝酸盐；

所述的氧化塔和脱硝塔为填料塔，喷淋塔或鼓泡塔。

附图说明

图为部分氧化并吸收资源化烟气脱硝装置和工艺流程图

图中，1.烟气入口，2.搅拌器，3.氧化塔，4.喷淋，5.工艺补加水，6.氧化剂添加入口，7.氧化剂浆液循环泵，8.烟气入口，9.脱硝塔，10.氧化风机，11.碱液循环泵，12.除雾器，13. 硝酸盐溶液，14.烟气出口，15.浆液入口，16.蒸发结晶器，17.水力旋流器，18.干燥器，19.硝酸盐，20.废水，21.碱，22.碱液配制

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步阐述，但本发明不仅仅局限如下实施例。

实施例1

烟气脱硝试验是在如附图所示的装置里进行的，氧化塔是直径100mm，高100cm玻璃喷淋塔，气液两相逆流，烟气气体流量为30m³/h，氧化剂是双氧水，浓度为0.1mol/L，液体喷淋量为100L/h，温度为40℃，pH 值为5，NO入口浓度为1200mg/m³，烟气停留时间为3秒，脱硝塔是直径100mm，高100cm玻璃喷淋塔，氢氧化钠的质量浓度为6％，液体喷淋量为150L/h，温度为40℃，pH 值为9，烟气中NO进出口浓度用英国凯恩公司KM940烟气分析仪测定，运行稳定后NO出口浓度为75 mg/m³，脱除率为93.8％，并获得硝酸钠固体。

实施例2

试验装置与实施例1相同，气液两相逆流，烟气气体流量为30m³/h，氧化剂是高锰酸钾，浓度为0.15mol/L，液体喷淋量为50L/h，温度为40℃，pH 值为6，NO入口浓度为1200mg/m³，烟气停留时间为3秒，脱硝塔中碱液是质量浓度为6％氢氧化钠，液体喷淋量为150L/h，温度为40℃，pH 值为9，烟气中NO进出口浓度用英国凯恩公司KM940烟气分析仪测定，运行稳定后NO出口浓度为56 mg/m³，脱除率为95.3％，并获得硝酸钠固体。

实施例3

试验装置与实施例1相同，气液两相逆流，烟气气体流量为40m³/h，氧化剂是次氯酸钠，浓度为0.15mol/L，液体喷淋量为60L/h，温度为40℃，pH 值为6，NO入口浓度为1100mg/m³，烟气停留时间为2.5秒，脱硝塔中碱液是质量浓度为8％碳酸铵，液体喷淋量为100L/h，温度为40℃，pH 值为9，烟气中NO进出口浓度用英国凯恩公司KM940烟气分析仪测定，运行稳定后NO出口浓度为65 mg/m³，脱除率为94.1％，并获得硝酸钠固体。

实施例4

试验装置与实施例1相同，气液两相逆流，烟气气体流量为25m³/h，氧化剂是双氧水，浓度为0.2mol/L，液体喷淋量为60L/h，温度为40℃，pH 值为4，NO入口浓度为2000mg/m³，烟气停留时间为3.5秒，脱硝塔中碱液是质量浓度为8％碳酸铵，液体喷淋量为100L/h，温度为40℃，pH 值为9，烟气中NO进出口浓度用英国凯恩公司KM940烟气分析仪测定，运行稳定后NO出口浓度为85 mg/m³，脱除率为95.8％，并获得硝酸钠固体。

Claims (2)

1.在氧化塔中将烟气通过液相氧化剂，控制烟气停留时间和氧化剂的浓度，使烟气中45%-50%左右的NO氧化为NO₂，然后在脱硝塔中用碱液喷淋吸收生成亚硝酸盐，最后在脱硝塔底部鼓入空气将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征包括：

NO入口浓度范围为：100-2500 mg/m³；

烟气温度范围为：20-90℃，最佳值为40-70℃；

烟气中O₂的浓度为0-20％；

氧化塔中液相氧化剂的浓度范围为：0.05-0.3mol/L，优选：0.1－0.2mol/L；

所述的氧化塔中液相氧化剂为双氧水，次氯酸钠，高锰酸钾等；

氧化塔中烟气停留时间为2-5秒，保证烟气中45%-50%左右的NO氧化为NO₂，优选停留时间为3-4秒；

脱硝塔中碱液的质量浓度为0-30％，优选为：5-10％；

脱硝塔中吸收液pH值范围为：3-11，最佳值为：8-9；

所述的碱液为氨水，氢氧化钠，氢氧化钙，碳酸钠等；

脱硝塔中采用空气氧化，将亚硝酸盐氧化为硝酸盐；

所述的氧化塔和脱硝塔为填料塔，喷淋塔或鼓泡塔。