CN105561748A - 一种常温气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺 - Google Patents

一种常温气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及烟气净化处理技术领域，具体为一种常温气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺，其能够提高一氧化氮的氧化度，实现低功耗下高效脱除氮氧化物，其包括以下步骤：（1）烟气经过脱硫、除尘后进入氧化塔；（2）常温条件下，烟气中的NO在氧化塔内进行等离子体协同或增强气相催化氧化生成高价态的氮氧化物；（3）高价态的氮氧化物随烟气进入吸收还原塔，在吸收还原塔内喷淋还原剂溶液使高价态的氮氧化物的吸收并还原，生成氮气、二氧化碳、水或硫酸盐；（4）脱除氮氧化物的烟气进行排放。

Description

一种常温气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺
技术领域
本发明涉及烟气净化处理技术领域，具体为一种常温气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺。
背景技术
国内比较成熟的脱硝技术有选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）两种。船舶脱硝技术有选择性催化还原（SCR）。
SCR脱硝技术是指在催化剂作用下和一定温度下，烟气中的氮氧化物选择性的与还原剂发生反应并生成氮气和水，达到去除氮氧化物的目的。在SCR脱硝技术中，鉴于烟气中的硫氧化物含量对催化剂的影响，通常选择在反应温度窗口330℃-350℃时喷入还原剂进行选择性催化还原。催化剂费用昂贵，约占整个脱硝系统装置总造价的40-60%，并且硫氧化物的存在容易导致催化剂中毒、堵塞等问题。如何保持催化剂的活性、延长使用寿命也是SCR脱硝系统需要解决之处。当喷入的还原剂不能完全与NOX反应或负荷变化时还会造成氨逃逸，形成二次污染。
SNCR法脱硝是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原NOx。还原剂只和烟气中的NOx反应，一般不与氧反应。该技术不采用催化剂，所以这种方法被称为选择性非催化还原法（SNCR），但是SNCR的脱硝效率只有50%左右，船舶脱硝基本不采用该技术。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种常温气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺，其能够提高一氧化氮的氧化度，实现低功耗下高效脱除氮氧化物。
其技术方案是这样的：一种常温气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺，其包括以下步骤：
（1）烟气经过脱硫、除尘后进入氧化塔；
（2）常温条件下，烟气中的NO在氧化塔内进行等离子体协同或增强气相催化氧化生成高价态的氮氧化物；
（3）高价态的氮氧化物随烟气进入吸收还原塔，在吸收还原塔内喷淋还原剂溶液使高价态的氮氧化物的吸收并还原，生成氮气、二氧化碳、水或硫酸盐；
（4）脱除氮氧化物的烟气进行排放。
其进一步特征在于，步骤（2）中等离子体增强气相催化氧化具体包括：气相氧化催化剂对烟气中的一氧化氮进行吸附，吸附在催化剂吸附位上的一氧化氮与烟气中的氧气被催化氧化，生成高价态的氮氧化物，生成的高价态氮氧化物从催化剂吸附位上脱附空出吸附位，使得气相氧化催化剂重新吸附催化氧化一氧化氮。脉冲等离子体装置的放电电极放置于气相氧化催化剂中形成等离子体装置填充床，脉冲放电产生的臭氧和羟基自由基将烟气中的NO氧化，同时，脉冲等离子体装置放电促使催化剂吸附位上的高价氮氧化物脱附空出占用的吸附位，使得气相氧化催化剂重新吸附催化氧化一氧化氮，加快“吸附、氧化、脱附”循环过程，提高烟气中NO氧化为高价态的氮氧化物的比例；；
步骤（2）中等离子体协同气相催化氧化具体包括：采用气相氧化催化剂对烟气中的一氧化氮进行吸附，吸附在催化剂吸附位上的一氧化氮与烟气中的氧气被催化氧化，生成高价态的氮氧化物，生成的高价态氮氧化物从催化剂吸附位上脱附空出吸附位，使得气相氧化催化剂重新吸附催化氧化一氧化氮。将脉冲等离子体装置的放电电极放置于气相氧化催化剂前部或后部，脉冲放电产生的臭氧和羟基自由基协同气相催化氧化，提高烟气中NO氧化为高价态的氮氧化物的比例；
所述的气相催化氧化剂空速范围为1000h-1-9000h-1；
步骤（3）中的还原剂溶液为尿素（CO(NH2)2）、亚硫酸铵（(NH4)2S03）、亚硫酸钠（Na2S03）、硫代硫酸钠（Na2S203）中任意一种溶液。
采用本发明的方案后，该工艺方案使用气相催化氧化技术，并用脉冲等离子体协同或增强，提高了一氧化氮的氧化度，再通过还原剂溶液将烟气中的NOX吸收还原成N2，实现了低功耗下高效脱除氮氧化物的目标，脱硝效率可达90%以上。
附图说明
图1为本发明气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺流程示意图；
图2为本发明气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝系统示意图。
具体实施方式
见图1所示，一种气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺，其包括以下步骤：
（1）烟气经过脱硫、除尘后进入氧化塔；
（2）常温条件下，烟气中的NO在氧化塔内进行等离子体协同或增强气相催化氧化生成高价态的氮氧化物；这边的步骤（2）包括一下两种情况：步骤（2）中等离子体增强气相催化氧化具体包括：气相氧化催化剂对烟气中的一氧化氮进行吸附，吸附在催化剂吸附位上的一氧化氮与烟气中的氧气被催化氧化，生成高价态的氮氧化物，生成的高价态氮氧化物从催化剂吸附位上脱附空出吸附位，使得气相氧化催化剂重新吸附催化氧化一氧化氮，脉冲等离子体装置的放电电极放置于气相氧化催化剂中形成等离子体装置填充床，脉冲放电产生的臭氧和羟基自由基将烟气中的NO氧化，同时，脉冲等离子体装置放电促使催化剂吸附位上的高价氮氧化物脱附空出占用的吸附位，使得气相氧化催化剂重新吸附催化氧化一氧化氮，加快“吸附、氧化、脱附”循环过程，提高烟气中NO氧化为高价态的氮氧化物的比例；
步骤（2）中等离子体协同气相催化氧化具体包括：采用气相氧化催化剂对烟气中的一氧化氮进行吸附，吸附在催化剂吸附位上的一氧化氮与烟气中的氧气被催化氧化，生成高价态的氮氧化物，生成的高价态氮氧化物从催化剂吸附位上脱附空出吸附位，使得气相氧化催化剂重新吸附催化氧化一氧化氮，将脉冲等离子体装置的放电电极放置于气相氧化催化剂前部或后部，脉冲放电产生的臭氧和羟基自由基协同气相催化氧化，提高烟气中NO氧化为高价态的氮氧化物的比例；
（3）高价态的氮氧化物随烟气进入吸收还原塔，在吸收还原塔内喷淋还原剂溶液使高价态的氮氧化物的吸收并还原，生成氮气、二氧化碳、水或硫酸盐；
（4）脱除氮氧化物的烟气进行排放。
步骤（2）中的气相催化氧化剂空速范围为1000h-1-9000h-1；步骤（3）中的还原剂溶液为尿素（CO(NH2)2）、亚硫酸铵（(NH4)2S03）、亚硫酸钠（Na2S03）、硫代硫酸钠（Na2S203）中任意一种溶液。
见图2所示，上述气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺才用的设备包括脱硫装置1，脱硫装置1进口连通烟气，脱硫装置1出口连通氧化塔2的进口，氧化塔2内设置气相催化氧化剂4和等离子体装置3，图中的等离子体装置3表示可以布置于图示三个位置中任一个位置，氧化塔2的出口连通吸收还原塔5的进口，吸收还原塔5内安装有还原剂喷淋装置6，吸收还原塔5的气体出口为烟气排放口并连通烟囱7。吸收还原塔5的液体出口连通吸收液循环柜8，还原剂喷淋装置6连通吸收液补充柜9和吸收液循环柜8。

Claims (5)

1.一种常温气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）烟气经过脱硫、除尘后进入氧化塔；
（2）常温条件下，烟气中的NO在氧化塔内进行等离子体协同或增强气相催化氧化生成高价态的氮氧化物；
（3）高价态的氮氧化物随烟气进入吸收还原塔，在吸收还原塔内喷淋还原剂溶液使高价态的氮氧化物的吸收并还原，生成氮气、二氧化碳、水或硫酸盐；
（4）脱除氮氧化物的烟气进行排放。
2.根据权利要求1所述的一种常温气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺，其特征在于，步骤（2）中等离子体增强气相催化氧化具体包括：气相氧化催化剂对烟气中的一氧化氮进行吸附，吸附在催化剂吸附位上的一氧化氮与烟气中的氧气被催化氧化，生成高价态的氮氧化物，生成的高价态氮氧化物从催化剂吸附位上脱附空出吸附位，使得气相氧化催化剂重新吸附催化氧化一氧化氮。脉冲等离子体装置的放电电极放置于气相氧化催化剂中形成等离子体装置填充床，脉冲放电产生的臭氧和羟基自由基将烟气中的NO氧化，同时，脉冲等离子体装置放电促使催化剂吸附位上的高价氮氧化物脱附空出占用的吸附位，使得气相氧化催化剂重新吸附催化氧化一氧化氮，加快“吸附、氧化、脱附”循环过程，提高烟气中NO氧化为高价态的氮氧化物的比例。
3.根据权利要求1所述的一种常温气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺，其特征在于，步骤（2）中等离子体协同气相催化氧化具体包括：采用气相氧化催化剂对烟气中的一氧化氮进行吸附，吸附在催化剂吸附位上的一氧化氮与烟气中的氧气被催化氧化，生成高价态的氮氧化物，生成的高价态氮氧化物从催化剂吸附位上脱附空出吸附位，使得气相氧化催化剂重新吸附催化氧化一氧化氮。将脉冲等离子体装置的放电电极放置于气相氧化催化剂前部或后部，脉冲放电产生的臭氧和羟基自由基协同气相催化氧化，提高烟气中NO氧化为高价态的氮氧化物的比例。
4.根据权利要求2或3所述的一种常温气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺，其特征在于，所述的气相催化氧化剂空速范围为1000h-1-9000h-1。
5.根据权利要求1所述的一种常温气相催化氧化-吸收还原两段式烟气脱硝工艺，其特征在于，步骤（3）中的还原剂溶液为尿素（CO(NH2)2）、亚硫酸铵（(NH4)2S03）、亚硫酸钠（Na2S03）、硫代硫酸钠（Na2S203）中任意一种溶液。
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