CN108176208A - 一种配合前置氧化技术的高效的湿法脱硝剂 - Google Patents

Abstract

本发明是一种配合前置氧化技术的高效的湿法脱硝剂，该脱硝剂由三种吸收液按照一定的质量配比溶于水组成。该脱硝剂由主体吸收剂、pH调节剂和吸收维持剂三类物质组成。该脱硝剂是由以上三类物质按照一定质量配比可以对氧化后烟气进行NOx的高效脱除。该脱硝剂按照一定质量配比可以结合湿法脱硫塔进行脱硫脱硝一体化脱除或者单独建立脱硝塔进行NOx的高效脱除，实际操作简单实用。

Description

一种配合前置氧化技术的高效的湿法脱硝剂

技术领域

本发明属于环境保护领域，涉及脱硫脱硝剂领域，特别涉及一种配合前置氧化技术的高效的湿法脱硝剂。

背景技术

随着现代社会的不断发展，能源的消耗越来越多，带来的污染问题越来越严重，工业烟气治理是目前的环境保护的重要课题，国内提出的燃煤电厂烟气污染物超低排放标准比《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定的燃煤锅炉重点地区特别排放限值分别下降50％、30％和50％。大气污染物即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不超过10mg/m³、35mg/m³、50mg/m³。

现有技术中脱除NO_X技术分为两种，一种是传统的液相氧化技术，另一种是新型的前置氧化技术，后者属于“环境友好型”技术，越来越受到广泛的关注。前置氧化技术是前置氧化结合化学吸收的一种技术，前置氧化技术的原理是将烟气中的NO部分氧化为NO₂，因为烟气中大部分是难溶于水的NO，所以液相氧化技术需要加热强氧化剂将NO氧化为 NO₂。NO和NO₂反应生成溶解度较大的三氧化二氮，从而提高NO_X的吸收效率。与以往的液相氧化技术相比可以降低运行成本，且可以避免因强氧化剂的加入引起对装置的腐蚀严重以及当氧化剂泄露而引发的二次污染问题。

工业烟气脱硝技术主要分为干法脱硝和湿法脱硝，干法脱硝包括选择性催化还原法、选择性非催化还原法等，湿法脱硝是用可以溶解氮氧化物或可以与它发生反应的溶液吸收废气中的NO_X的方法，包括酸吸收、碱吸收、氧化吸收等，湿法脱硝工艺简单脱硝效率高。

现有技术中与前置氧化技术结合的湿法吸收液为碱液包括石灰水、氨水等，现有技术中采用直接利用氨水进行脱硫脱硝，但氨水作为吸收液存在氨气逃逸及气凝胶的问题，一些碱液和金属催化剂结合协同进行脱硫脱硝，碱液和金属催化剂结合单独用于脱硝，会产生污染，而且现有技术中碱液吸收烟气中氮氧化合物的效率不高。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提出了一种配合前置氧化技术的湿法脱硝剂，该湿法脱硝剂由几种湿法吸收液组成，吸收效率高，无污染，制备简便，具有很好的实用价值。

为了实现上述目的，本发明采用方案如下：

本发明制备的湿法脱硝剂组成为：亚硫酸盐0.1-2份、吸收维持剂0.5-5份、碱1-5份、水100份。

优选的，所述的硫酸盐可以为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐。

优选的，所述的亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钙、亚硫酸铵。

优选的，所述的亚硫酸氢盐为亚硫酸氢铵或亚硫酸氢钙。

所述吸收维持剂为硫酸硫代盐。

优选的，所述硫酸硫代盐为硫酸硫代钠或硫酸硫代铵，结构如下：

或者

优选的，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钙或氨水。

一种配合前置氧化技术的湿法脱硝剂的制备方法，具体步骤如下：

1)按比例称取亚硫酸盐、硫酸硫代盐、碱和水；

2)将碱加入到水中，混合均匀，配成混合物A；

3)在步骤2)制备的混合物A中加入亚硫酸盐，混合均匀，配成混合物B；

4)在步骤3)制备的混合物B中加入硫酸硫代盐，混合均匀，配成最终的湿法脱硝剂。

优选的，制备的过程中维持溶液的温度40摄氏度左右，制备的过程中，几种物质混合的放热效应会导致溶液温度升高，维持温度在40摄氏度左右避免溶液组成在高温下的分解。

优选的，反应过程维持pH为9以上，整个制备的过程中溶液显碱性。

一种配合前置氧化技术的湿法脱硝剂与前置氧化技术结合处理烟气的方法，步骤如下：

1)烟气先经过前置氧化装置将烟气中的NO部分氧化为NO₂，氧化剂为臭氧；

2)氧化之后一定比例的混合气进入脱硝装置进行喷淋吸收，湿法脱硝剂从喷淋口喷出与烟气充分接触；

3)烟气被喷淋吸收后，通过烟囱排入大气；

当喷淋塔液气比在5-9时，脱硝剂按照亚硫酸盐0.1份、吸收维持剂1份、碱2份、水100份。可以实现氮氧化合物的有效脱除，当喷淋塔液气比在1-4时，脱硝剂的配比则需要按照亚硫酸盐0.5份、吸收维持剂2份、碱4份、水100份，实现氮氧化合物的达标排放。

优选的，烟气经前置氧化装置之后，NO的氧化比例为50％-90％之间。

NO的氧化比例与湿法脱硝剂各组分含量之间的关系为：

优选的，脱硝装置可以为喷淋塔或者鼓泡塔。

反应机理举例说明如下：

2NaOH+NO+NO₂→2NaNO₂+H₂O

NaS₂O₃+8NaNO₂+3H₂O→2Na₂SO₄+8NO+6NaOH

2Na₂SO₃+2NO→2Na₂SO₄+N₂

如上所述湿法脱硝剂在处理混合废气时是协同作用。碱主要用于NOx的吸收，硫代硫酸钠和亚硫酸钠是具有还原性的物质，硫代硫酸钠与亚硝酸钠反应生成一氧化氮和氢氧化钠，亚硫酸钠和一氧化氮反应，硫代硫酸钠是辅助氢氧化钠的作用，维持氢氧化钠吸收NOx 的过程，亚硫酸钠吸收多余的NO。烟气经处理之后被排入大气，剩余的溶液产物中包括亚硝酸盐、硫酸盐、氢氧化钠和水。

本发明的有益效果为：

1、一种与前置氧化技术相结合的湿法脱硝剂可以高效、快速的脱除按照一定比例氧化后的NOx，最终实现NOx的超低排放；

2、一种与前置氧化技术相结合的湿法脱硝剂配料简单，易于操作，具有很高的使用价值；

3、本申请在制备湿法脱硝剂中使用的碱可以包括氨水，因为与硫代硫酸盐和硫酸盐的协同作用避免了氨水的逃逸和气凝胶现象；

4、脱硝后的产物主要含有硫酸盐还有少部分亚硝酸盐、氢氧化钠，后处理简单。

具体实施方式

为了使得本发明更容易被了解和实施，特别结合具体实例进行更一步具体详细说明，注意此处说明仅仅是用于对本发明的解释，不用于限定本发明。

实施例1

一种与前置氧化技术相结合的湿法脱硝剂是由亚硫酸钠、吸收维持剂、氢氧化钠等组成，混合溶液的质量分配是100份水、1份亚硫酸钠、1份吸收维持剂、3份氢氧化钠组成。

添加剂吸收维持剂的化学式为：

所述脱硝剂的配置顺序是先将3份的氢氧化钠加入到100份的水中，混合均匀然后加入1份亚硫酸钠，混合均匀，最后加入1份的吸收维持剂，在配置过程中维持溶液温度为40摄氏度左右，反应过程维持pH为9以上。

烟气经由前置氧化装置进行氧化反应，由臭氧发生器提供臭氧经NO氧化成NO₂，其中NO：NO₂为1:2，利用湿法喷淋塔或者鼓泡塔进行喷淋吸收，最后洁净的烟气通过烟囱排入大气，烟气达到超净排放的标准。

实施例2

一种与前置氧化技术相结合的湿法脱硝剂是由亚硫酸氢铵、吸收维持剂、氨水等组成，混合溶液的质量分配是100份水、2份亚硫酸铵、5份吸收维持剂、3份氨水组成。

所述脱硝剂的配置顺序是先将3份氨水加入到100份的水中，混合均匀然后加入2份亚硫酸铵，混合均匀，最后加入5份吸收维持剂，在配置过程中维持溶液温度为40摄氏度左右，反应过程维持pH为10以上。

所述脱硝剂添加剂吸收维持剂的化学式为：

烟气经由前置氧化装置进行氧化反应，由臭氧发生器提供臭氧经NO氧化成NO₂，其中NO：NO₂为1:1，利用湿法喷淋塔或者鼓泡塔进行喷淋吸收，最后洁净的烟气通过烟囱排入大气，烟气达到超净排放的标准。

对比例：

1、氨水处理氮氧化物的实施例。

浓度为5％的氨水处理90％氧化比例的氮氧化合物，烟气经前置氧化装置进行氧化反应之后，进入吸收装置，在吸收装置内利用湿法喷淋塔或者鼓泡塔进行喷淋吸收，烟气被吸收之后排出，对排出的烟气进行回收，检测烟气中氮氧化物的含量，得出吸收率为20％。

2、当NO的氧化比例小于50％，或者大于90％的吸收实验。

在两个相同的前置氧化吸收技术的装置，等量的NO的氧化比例为30％的烟气和NO的氧化比例为100％的烟气同时通入吸收装置，在吸收装置内利用湿法喷淋塔或者鼓泡塔进行喷淋吸收，湿法脱硝剂中各组分的含量为100份水、1份亚硫酸钠、1份吸收维持剂、3 份氢氧化钠，用等量的湿法脱硝剂进行吸收，剩余的烟气经排气口排出，分别检测排出的烟气的剩余的氮氧化物的含量，最后的吸收率分别为35％和70％。

3、烟气经吸收液吸收后的吸收效率与一般碱液吸收的效率对比。

在两个相同的前置氧化吸收技术的装置，等量的NO氧化比例为80％的烟气同时通入吸收装置，在吸收装置内利用湿法喷淋塔或者鼓泡塔进行喷淋吸收，湿法脱硝剂中各组分的含量为100份水、1份亚硫酸钠、1份吸收维持剂、3份氢氧化钠，碱液的浓度为5％，剩余的烟气经排气口排出，分别检测排出的烟气的剩余的氮氧化物的含量，最后的吸收率分别为90％和30％。

上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种与前置氧化技术相结合的湿法脱硝剂，特征在于：由亚硫酸盐0.1-2份、吸收维持剂0.5-5份、碱1-5份、水100份。

2.如权利要求1所述的一种湿法脱硝剂，其特征在于：所述亚硫酸盐也可以为亚硫酸氢盐。

优选的，亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钙或亚硫酸盐；

优选的，亚硫酸氢盐为亚硫酸氢铵、亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钙。

3.如权利要求1所述的一种与前置氧化技术相结合的湿法脱硝剂，其特征在于：吸收维持剂为硫代硫酸根的硫酸硫代盐。

4.如权利要求3所述的优选的一种与前置氧化技术相结合的湿法脱硝剂，其特征在于：吸收维持剂为硫代硫酸钠或者硫代硫酸铵，吸收维持剂的化学式为：

5.如权利要求1所述的一种与前置氧化技术相结合的湿法脱硝剂，其特征在于：碱可以为氢氧化钠、氢氧化钙或氨水。

6.如权利要求1所述的一种与前置氧化技术相结合的湿法脱硝剂，其特征在于：前置氧化技术中前置氧化装置出来的NO的氧化比例维持在50％-90％之间。

7.一种配合前置氧化技术的湿法脱硝剂的制备方法，步骤如下：

1)按比例称取亚硫酸盐、硫酸硫代盐、碱和水；

2)将碱加入到水中，混合均匀，配成混合物A；

3)在步骤2)制备的混合物A中加入亚硫酸盐，混合均匀，配成混合物B；

4)在步骤3)制备的混合物B中加入硫酸硫代盐，混合均匀，配成最终的湿法脱硝剂。

8.如权利要求7所述的湿法脱硝剂制备方法，其特征在于：制备过程维持溶液的温度40摄氏度左右，反应过程维持pH为9以上。

9.一种配合前置氧化技术的湿法脱硝剂与前置氧化技术结合处理烟气的方法，步骤如下：

1)烟气先经过前置氧化装置将烟气中的NO部分氧化为NO₂，氧化剂为臭氧；

2)氧化之后的烟气进入脱硝装置进行喷淋吸收，湿法脱硝剂从喷淋口喷出与烟气充分接触；

3)烟气被喷淋吸收后，通过烟囱排入大气；

优选的，脱硝装置可以为喷淋塔或者鼓泡塔。

10.如权利要求9所述的烟气处理方法，烟气经前置氧化装置之后，NO的氧化比例为50％-90％之间。