CN109173637A - 低温烟气液相氧化脱硝的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种低温烟气液相氧化脱硝的方法。针对现有低温烟气中NOX难以脱除，尚没有适宜的脱硝方法的问题，本发明提供了一种种低温烟气液相氧化脱硝的方法，包括以下步骤：a、将低温烟气与液相的氧化剂接触，保持温度为20～100℃，停留时间为1～5s；b、氧化后的烟气通入吸收剂中，吸收温度为20～60℃，吸收时间为2～7s。本发明通过采用本发明特有的氧化效率高的氧化剂，能够快速将NO氧化为高价态易处理的氮氧化物，再配合使用特定的吸收剂吸收，脱硝效率能够达到90％以上。本发明方法操作简单，可配合脱硫工艺使用，流程短，成本低，具有明显的经济效益。

Description

低温烟气液相氧化脱硝的方法
技术领域
本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种低温烟气液相氧化脱硝的方法。
背景技术
烟气治理领域中脱硝技术发展时间较短，尚缺乏成熟应用的脱硝技术，尤其是低温脱硝技术。目前，燃煤烟气或焦炉烟气由于烟温较高，基本采用较为成熟的SCR脱硝技术，对于实现超低排放，该技术存在以下问题：脱硝成本增长幅度、NH3用量的增加会使得NH3逃逸量增大、废催化剂作为危废难以处理，这些问题影响了SCR脱硝技术的继续使用。低温的烧结烟气由于其NOX浓度较低，仍能满足现行的排放标准，使得低温脱硝技术研究少、不成熟，已应用的烧结烟气脱硝技术主要有活性炭法、S-SCR法、O3氧化法，这三种技术能否使NOX达到超低排放仍需工程应用验证，并且成本高，流程复杂。因此，本行业急需开发一种适合应用并使烟气达标排放的低温脱硝技术。
专利CN 106914245 A公开了一种活性炭负载铁基低温SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用方法，该发明以研磨后的活性炭作为载体，采用浸渍法负载5～15wt％的Fe氧化物、1～7wt％的Mn或Co，后经过磁力搅拌、干燥、在空气氛围中焙烧，得低温SCR脱硝催化剂。该催化剂的载体在使用完后，可以作为燃料，无固废产生，但耐磨性差，反应温度较高，不适合用于低温脱硝。
专利CN 106422722 A公开了一种氧化法烧结烟气脱硝方法，利用臭氧等离子体发生器装置产生等离子自由基，等离子自由基使烟气中的NO转变为更高价态的氮氧化物；烟气混合后的混合物中的NO与O3的质量比为0.8～1.5:1，烟气量30000～50000Nm3/h，NOX脱除率可达到98％。为使NO达到较高的氧化率，臭氧的用量过量，过量的臭氧将使外排烟气烟气有蓝色，未经进一步处理的条件下达不到排放要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：现有低温烟气中NOX难以脱除，尚没有适宜的脱硝方法的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供一种低温烟气液相氧化脱硝的方法。该方法包括以下步骤：
a、将低温烟气与液相的氧化剂接触，保持温度为20～100℃，停留时间为1～5s；
b、氧化后的烟气通入吸收剂中，吸收温度为20～60℃，吸收时间为2～7s。
其中，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的低温烟气的温度为20～150℃。
其中，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的氧化剂组成包括：次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠或高氯酸钠中的至少两种。
进一步的，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的氧化剂原料质量比至少满足下述一项：
当两种原料混合时：所述的次氯酸钠:亚氯酸钠＝1～10︰1；所述的次氯酸钠:氯酸钠＝0.5～15︰1；所述的次氯酸钠:高氯酸钠＝0.1～20︰1；所述的亚氯酸钠:氯酸钠＝1～15︰1；所述的亚氯酸钠:高氯酸钠＝1～10︰1；所述的氯酸钠:高氯酸钠＝1～5︰1；
当三种原料混合时，所述的次氯酸钠:亚氯酸钠:氯酸钠＝0.5～15︰0.5～15︰1；所述的次氯酸钠:亚氯酸钠:高氯酸钠＝1～10︰0.5～15︰1；所述的亚氯酸钠:氯酸钠:高氯酸钠＝1～10︰0.5～10︰1；所述的次氯酸钠:氯酸钠:高氯酸钠＝0.5～15︰1～5︰1；
当四种原料混合时，所述的次氯酸钠:亚氯酸钠:氯酸钠:高氯酸钠＝1～20︰0.5～15︰0.5～15︰1。
进一步的，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的氧化剂为次氯酸钠与亚氯酸钠按重量比4︰1混合而成。
进一步的，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的氧化剂为次氯酸钠、亚氯酸钠和氯酸钠和/或高氯酸钠的混合物。
进一步的，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的氧化剂当组成为次氯酸钠、亚氯酸钠和氯酸钠时，三种原料的质量比为4︰1︰0.3；当组成为次氯酸钠、亚氯酸钠和高氯酸钠时，三种原料的质量比为4︰1︰0.2；当组成为次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠和高氯酸钠时，四种原料的质量比为4︰1︰0.3︰0.2。
其中，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的氧化剂浓度为1～100g/L。
其中，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的接触是指将低温烟气以鼓泡的方式通入氧化剂中或采用氧化剂喷淋低温烟气。
其中，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤b所述的吸收剂为NaOH、CaO或Ca(OH)2中的至少一种。进一步的，所述的吸收剂状态为溶液、浆液或的颗粒。
本发明的有益效果为：
本发明提供了一种低温烟气液相氧化脱硝的方法，通过采用本发明特有的氧化效率高的氧化剂，能够快速将NO氧化为高价态易处理的氮氧化物，再配合使用特定的吸收剂吸收，脱硝效率能够达到90％以上。本发明方法操作简单，可配合脱硫工艺使用，流程短，成本低，脱硝副产物及废液混合在脱硫副产物中，无需单独处理；该方法既使得NOX浓度达到排放要求，解决了污染环境的问题，又降低了污染产生的高昂排污税，减小了钢铁企业面临的环保压力。
具体实施方式
本发明提供了一种低温烟气液相氧化脱硝的方法，包括以下步骤：
a、将低温烟气与液相的氧化剂接触，保持温度为20～100℃，停留时间为1～5s；
b、氧化后的烟气通入吸收剂中，吸收温度为20～60℃，吸收时间为2～7s。
其中，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，本发明所述的低温烟气是由两类烟气组成：烧结原烟气(温度在130～150℃之间)、脱硫后的燃煤烟气或烧结烟气(温度在40～100℃之间)。本发明适宜的低温烟气的温度为20～150℃。
其中，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的氧化剂组成包括：次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠或高氯酸钠中的至少两种。
进一步的，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的氧化剂原料质量比至少满足下述一项：
当两种原料混合时：所述的次氯酸钠:亚氯酸钠＝1～10︰1；所述的次氯酸钠:氯酸钠＝0.5～15︰1；所述的次氯酸钠:高氯酸钠＝0.1～20︰1；所述的亚氯酸钠:氯酸钠＝1～15︰1；所述的亚氯酸钠:高氯酸钠＝1～10︰1；所述的氯酸钠:高氯酸钠＝1～5︰1；
当三种原料混合时，所述的次氯酸钠:亚氯酸钠:氯酸钠＝0.5～15︰0.5～15︰1；所述的次氯酸钠:亚氯酸钠:高氯酸钠＝1～10︰0.5～15︰1；所述的亚氯酸钠:氯酸钠:高氯酸钠＝1～10︰0.5～10︰1；所述的次氯酸钠:氯酸钠:高氯酸钠＝0.5～15︰1～5︰1；
当四种原料混合时，所述的次氯酸钠:亚氯酸钠:氯酸钠:高氯酸钠＝1～20︰0.5～15︰0.5～15︰1。
现有采用次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠和高氯酸钠单独作为氧化剂的氧化的效果都不好，氧化能力为亚氯酸钠＞次氯酸钠＞氯酸钠＞高氯酸钠。本发明通过将次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠和高氯酸进行合理的配合，并筛选得到各原料的配比，得到一种新型的低温NO氧化剂，氧化脱硝的效果好，脱硝效率能够达到80％以上。
进一步的，为了提高氧化脱硝的效率，促进了氧化性物质的生成，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的氧化剂为次氯酸钠与亚氯酸钠按重量比4︰1混合而成。
进一步的，为了提高氧化脱硝的效率，促进了氧化性物质的生成，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的氧化剂为次氯酸钠、亚氯酸钠和氯酸钠和/或高氯酸钠的混合物。
进一步的，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的氧化剂当组成为次氯酸钠、亚氯酸钠和氯酸钠时，三种原料的质量比为4︰1︰0.3；当组成为次氯酸钠、亚氯酸钠和高氯酸钠时，三种原料的质量比为4︰1︰0.2；当组成为次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠和高氯酸钠时，四种原料的质量比为4︰1︰0.3︰0.2。
其中，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的接触是指将低温烟气以鼓泡的方式通入氧化剂中或采用氧化剂喷淋低温烟气。
其中，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，步骤a所述的氧化剂浓度为1～100g/L。
其中，上述低温烟气液相氧化脱硝的方法中，为了低成本的提高吸收效率，步骤b所述的吸收剂为NaOH、CaO或Ca(OH)2中的至少一种。
进一步的，所述的吸收剂状态为溶液、浆液或的颗粒。
下面将通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，但不表示将本发明的保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例1采用本发明方法进行氧化脱硝
配制pH值在9左右、体积为200mL、浓度为1g/L的氧化剂溶液：按质量比称取所需物质(成分1次氯酸钠:成分2亚氯酸钠＝4:1)，并逐一溶解在去离子水中，待溶质完全溶解后加入数滴浓度为0.01mol/L的盐酸溶液，调节pH值在9左右。
配制pH值＞8、体积为200mL、浓度为1g/L的NaOH吸收剂溶液：按要求称取所需物质，溶解在去离子水中，即得。
具体的脱硝操作流程为：先配制含有O2、NO、SO2的模拟烟气，然后将模拟烟气通入氧化反应器中，经氧化后的烟气再通入到吸收反应器中，最后将处理后的烟气通入检测器中，经检测器出气口排空。
脱硝效果评价：烟气流量1600mL/min，反应温度26℃，原烟气中O2、SO2、NOX的浓度分别为17％、500mg/m3、500mg/m3，反应后的尾气中SO2、NOX的浓度分别为0mg/m3、100mg/m3，脱硝率为80％。
实施例2采用本发明方法进行氧化脱硝
配制pH值在7左右、体积为200mL、浓度为1g/L的氧化剂溶液：按质量比称取所需物质(成分1次氯酸钠:成分2亚氯酸钠＝4:1)，并逐一溶解在去离子水中，待溶质完全溶解后加入数滴浓度为0.01mol/L的盐酸溶液，调节pH值在7左右。
配制pH值＞8、体积为200mL、浓度为1g/L的吸收剂剂溶液：按要求称取所需物质，溶解在去离子水中，即得。
具体的脱硝操作流程为：先配制含有O2、NO、SO2的模拟烟气，然后将模拟烟气通入氧化反应器中，经氧化后的烟气再通入到吸收反应器中，最后将处理后的烟气通入检测器中，经检测器出气口排空。
脱硝效果评价：烟气流量1600mL/min，反应温度26℃，原烟气中O2、SO2、NOX的浓度分别为17％、500mg/m3、500mg/m3，反应后的尾气中SO2、NOX的浓度分别为0mg/m3、75mg/m3，脱硝率为85％。
实施例3采用本发明方法进行氧化脱硝
配制pH值在7左右、体积为1.5L、浓度为25g/L的氧化剂溶液：按质量比称取所需物质(成分1次氯酸钠:成分2亚氯酸钠:成分3氯酸钠＝4:1:0.3)，并逐一溶解在去离子水中，待溶质完全溶解后加入浓度为0.1mol/L的盐酸溶液，调节pH值在7左右。
配制pH值＞8、体积为2L、浓度为15g/L的吸收剂剂溶液：按要求称取所需物质，溶解在去离子水中，即得。
具体的脱硝操作流程为：先配制含有O2、NO、SO2的模拟烟气，然后将模拟烟气通入氧化反应器中，经氧化后的烟气再通入到吸收反应器中，最后将处理后的烟气通入检测器中，经检测器出气口排空。
脱硝效果评价：烟气流量8L/min，反应温度26℃，原烟气中O2、SO2、NOX的浓度分别为17％、500mg/m3、500mg/m3，反应后的尾气中SO2、NOX的浓度分别为0mg/m3、70mg/m3，脱硝率为86％。
实施例4采用本发明方法进行氧化脱硝
配制pH值在7左右、体积为3L、浓度为50g/L的氧化剂溶液：按质量比称取所需物质(成分1次氯酸钠:成分2亚氯酸钠:成分3氯酸钠＝4:1:0.3)，并逐一溶解在去离子水中，待溶质完全溶解后加入浓度为0.1mol/L的盐酸溶液，调节pH值在7左右。
配制pH值＞8、体积为4L、浓度为15g/L的吸收剂剂溶液：按要求称取所需物质，溶解在去离子水中，即得。
具体的脱硝操作流程为：先配制含有O2、NO、SO2的模拟烟气，然后将模拟烟气通入氧化反应器中，经氧化后的烟气再通入到吸收反应器中，最后将处理后的烟气通入检测器中，经检测器出气口排空。
脱硝效果评价：烟气流量15L/min，反应温度26℃，原烟气中O2、SO2、NOX的浓度分别为17％、500mg/m3、400mg/m3，反应后的尾气中SO2、NOX的浓度分别为0mg/m3、40mg/m3，脱硝率为90％。
实施例5采用本发明方法进行氧化脱硝
配制pH值在7左右、体积为5L、浓度为75g/L的氧化剂溶液：按质量比称取所需物质(成分1次氯酸钠:成分2亚氯酸钠:成分3氯酸钠:成分4高氯酸钠＝4:1:0.3:0.1)，并逐一溶解在去离子水中，待溶质完全溶解后加入浓度为0.3mol/L的盐酸溶液，调节pH值在7左右。
配制pH值＞8、体积为4L、浓度为25g/L的吸收剂剂溶液：按要求称取所需物质，溶解在去离子水中，即得。
具体的脱硝操作流程为：先配制含有O2、NO、SO2的模拟烟气，然后将模拟烟气通入氧化反应器中，经氧化后的烟气再通入到吸收反应器中，最后将处理后的烟气通入检测器中，经检测器出气口排空。
脱硝效果评价：烟气流量25L/min，反应温度26℃，原烟气中O2、SO2、NOX的浓度分别为17％、500mg/m3、300mg/m3，反应后的尾气中SO2、NOX的浓度分别为0mg/m3、30mg/m3，脱硝率为90％。
实施例6采用本发明方法进行氧化脱硝
配制pH值在7左右、体积为8L、浓度为100g/L的氧化剂溶液：按质量比称取所需物质(成分1次氯酸钠:成分2亚氯酸钠＝4:1)，并逐一溶解在去离子水中，待溶质完全溶解后加入浓度为0.5mol/L的盐酸溶液，调节pH值在7左右。
配制pH值＞8、体积为5L、浓度为25g/L的吸收剂剂溶液：按要求称取所需物质，溶解在去离子水中，即得。
具体的脱硝操作流程为：先配制含有O2、NO、SO2的模拟烟气，然后将模拟烟气通入氧化反应器中，经氧化后的烟气再通入到吸收反应器中，最后将处理后的烟气通入检测器中，经检测器出气口排空。
脱硝效果评价：烟气流量25L/min，反应温度26℃，原烟气中O2、SO2、NOX的浓度分别为17％、500mg/m3、500mg/m3，反应后的尾气中SO2、NOX的浓度分别为0mg/m3、45mg/m3，脱硝率为91％。

Claims (10)

1.低温烟气液相氧化脱硝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将低温烟气与液相的氧化剂接触，保持温度为20～100℃，停留时间为1～5s；
b、氧化后的烟气通入吸收剂中，吸收温度为20～60℃，吸收时间为2～7s。
2.根据权利要求1所述的低温烟气液相氧化脱硝的方法，其特征在于：步骤a所述的低温烟气的温度为20～150℃。
3.根据权利要求1所述的低温烟气液相氧化脱硝的方法，其特征在于：步骤a所述的氧化剂组成包括：次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠或高氯酸钠中的至少两种。
4.根据权利要求1所述的低温烟气液相氧化脱硝的方法，其特征在于：步骤a所述的氧化剂原料质量比至少满足下述一项：
当两种原料混合时：所述的次氯酸钠:亚氯酸钠＝1～10︰1；所述的次氯酸钠:氯酸钠＝0.5～15︰1；所述的次氯酸钠:高氯酸钠＝0.1～20︰1；所述的亚氯酸钠:氯酸钠＝1～15︰1；所述的亚氯酸钠:高氯酸钠＝1～10︰1；所述的氯酸钠:高氯酸钠＝1～5︰1；
当三种原料混合时，所述的次氯酸钠:亚氯酸钠:氯酸钠＝0.5～15︰0.5～15︰1；所述的次氯酸钠:亚氯酸钠:高氯酸钠＝1～10︰0.5～15︰1；所述的亚氯酸钠:氯酸钠:高氯酸钠＝1～10︰0.5～10︰1；所述的次氯酸钠:氯酸钠:高氯酸钠＝0.5～15︰1～5︰1；
当四种原料混合时，所述的次氯酸钠:亚氯酸钠:氯酸钠:高氯酸钠＝1～20︰0.5～15︰0.5～15︰1。
5.根据权利要求1所述的低温烟气液相氧化脱硝的方法，其特征在于：步骤a所述的氧化剂为次氯酸钠与亚氯酸钠按重量比4︰1混合而成。
6.根据权利要求1所述的低温烟气液相氧化脱硝的方法，其特征在于：步骤a所述的氧化剂为次氯酸钠、亚氯酸钠和氯酸钠和/或高氯酸钠的混合物。
7.根据权利要求6所述的低温烟气液相氧化脱硝的方法，其特征在于：步骤a所述的氧化剂当组成为次氯酸钠、亚氯酸钠和氯酸钠时，三种原料的质量比为4︰1︰0.3；当组成为次氯酸钠、亚氯酸钠和高氯酸钠时，三种原料的质量比为4︰1︰0.2；当组成为次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠和高氯酸钠时，四种原料的质量比为4︰1︰0.3︰0.2。
8.根据权利要求1所述的低温烟气液相氧化脱硝的方法，其特征在于：步骤a所述的接触是指将低温烟气以鼓泡的方式通入氧化剂中或采用氧化剂喷淋低温烟气。
9.根据权利要求1所述的低温烟气液相氧化脱硝的方法，其特征在于：步骤b所述的吸收剂为NaOH、CaO或Ca(OH)2中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的低温烟气液相氧化脱硝的方法，其特征在于：所述的吸收剂状态为溶液、浆液或的颗粒。
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