CN113856445A - 一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系及方法 - Google Patents

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赵俊雄
魏琦峰
潘雁甲
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Harbin Institute of Technology Weihai
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Harbin Institute of Technology Weihai
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Abstract

本发明公开一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系及方法，烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系由水相氧化剂和有机相吸收剂组成的乳浊液；水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为(2～8):(2～5)。烟气脱硫脱硝双相连续吸收方法采用上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系对烟气进行脱硫脱硝，先将水相氧化剂和有机相吸收剂混合形成乳浊液，然后将烟气预除尘之后通入乳浊液中，使烟气中的NOX和SO2与乳浊液反应。本发明烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系在现有脱硫洗涤塔装置的基础上，将烟气通入水相氧化剂和有机相吸收剂混合成的乳浊液中反应即可完成同步脱硫脱硝。相比于其它烟气脱硫脱硝方法，本发明运行装置结构简单、设备投资少。

Description

一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系及方法
技术领域
本发明涉及烟气处理技术领域。具体地说是一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系及方法。
背景技术
随着世界经济的快速发展，各国对化石燃料的需求日益增大。与此同时，海洋船舶发动机及火力发电厂燃煤锅炉等使用化石能源提供动力的设备会排放大量有害气体，而尾气中包含的NOX及SO2等有毒物质对环境和人体健康带来极大危害，必须加以控制。其中，NOX及SO2不仅对人体呼吸系统具有损伤性，引起或加重肺气肿和支气管炎等呼吸系统疾病，而且还会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾、水体富营养化等环境问题。
脱硫技术可分为干法、半干法和湿法，目前主要以湿法脱硫技术为主。湿法脱硫技术主要是使废气通过液体介质，通过与液体介质中碱性成分发生化学反应达到去除气体中SOX的目的，主要包括海水脱硫法、石灰石膏法、循环钠碱法等方法。
脱硝技术主要有选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR) 两种，以SCR为主。SCR催化装置常以V2O5-WO3、TiO2等金属氧化物作为催化剂，以NH3或者尿素(CO(NH2)2)为还原剂选择性地与排放尾气中的NOX发生反应，转化成N2和H2O。
以上脱硫及脱硝技术都只能完成单独脱硫或单独脱硝的任务，要想达到烟气脱硫脱硝的要求，必须将两者结合起来。SCR催化剂材料存在容易结垢、堵塞和中毒等缺点，而处理废气中的NOX也受诸多条件影响，例如温度、燃油品质、SO2等。另外，SCR系统的最佳工作温度为300-400℃，系统中温度过高或过低都不能使其正常工作。若在SCR催化装置前进行脱硫处理，可有效减少催化剂SO2中毒现象，然而目前脱硫处理装置大多数是采用循环钠碱法的湿法洗涤装置脱去SO2，且船舶排放出的高温尾气经过脱硫装置后，其温度会迅速降低，因此，SCR催化装置催化效率会大打折扣。
针对以上问题，国内外研究人员提出在湿法脱硫装置的基础上将NOX一并除去的设想。由于烟气中NOX的主要成分NO具有不溶于水的特性，如果通过湿法洗涤的方式除去NOX，通常需要加入氧化剂，先将NO氧化为易溶于水的高价NOX，再将NOX吸收或还原，从而达到湿法脱硝的目的。
专利CN107638792A公开了一种复合烟气脱硝氧化剂及其应用办法。该方法使用过硫酸氢钾复合物、次氯酸钠等组成的复合脱硝氧化剂对烟气进行脱硝，烟气中的NO先被氧化成NO2，随后通入吸收塔内用碱液进行吸收。该法尽管脱硝效率高，但是氧化剂组成复杂，烟气经过两种洗涤塔，压损较大。
专利CN105879642A公开了一种燃煤烟气脱硝脱硫方法。该方法通过将烟气依次通过次氯酸钠溶液、氧气、紫外线及过硫酸钠溶液，最后通过设有蜂窝孔板体的吸附过滤管，达到脱硫脱硝的目的，该法氧化步骤繁琐，蜂窝孔的填料需要定期更换，易堵塞；另外，该法对烟气温度要求较高，控制在 50-60℃之内，需要大幅度降温。
专利CN113117487A公开了一种烟气同时脱硫脱硝的工艺。该工艺将二氧化氯与空气混合获得氧化剂，将烟气氧化后与硫化床吸收塔内的吸收剂干粉加水反应，达到脱硫脱硝的目的。但是，该工艺所使用的吸收剂干粉包含氢氧化钙及氧化钙等碱激发剂，易堵塞设备管道及喷头，并且反应副产物难以处理。
在上述举例及目前公开的专利中，大部分是将烟气中NO氧化及NOX的吸收过程分开进行，这是由于NO2的水解速率较慢，不能被氧化剂完全吸收，若不将NO氧化及NOX的吸收分开，待反应至氧化剂吸收饱和后，NO2便会逸出，导致NOX脱除率降低。另外，在目前使用含氯氧化剂脱硝体系的研究中，都出现了NO2难以去除的问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，这种吸收体系可将烟气中的NOX和SO2同时除去，NO的氧化及NOX的吸收同步进行且NOX吸收较为完全，解决了NO2等NOX脱除率低、难以去除的问题；基于此，本发明还提供一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收方法，可将其应用于海洋船舶发动机及火力发电厂燃煤锅炉等使用化石能源提供动力的设备排放的烟气中，以实现同步脱硫脱硝。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，由水相氧化剂和有机相吸收剂组成的乳浊液；水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为(2～8):(2～5)；若水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比超出上述范围，比如在增加或减少水相氧化剂比例的情况下，即使提高水相氧化剂的有效氯含量、降低烟气流速以增加烟气的吸收时间等，该吸收体系对烟气的脱硫脱硝效果仍达不到理想效果。这可能是因为在上述体积比范围内，既可以确保水相氧化剂对NOX和SO2具有较高的氧化能力，使有机相吸收剂的存在对水相氧化剂的氧化吸收能力影响最小，而且又能确保有机相吸收剂可以及时将生成的NO2吸收。
上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，水相氧化剂为次氯酸钠溶液，次氯酸钠溶液中有效氯为0.1～5wt％。
上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，水相氧化剂的制备方法为：将海水或海水淡化截留液加入次氯酸钠发生器中反应，次氯酸钠发生器的工作温度为10～50℃之间，反应制得有效氯为5～10wt％的次氯酸钠溶液，稀释并调节次氯酸钠溶液的pH至5～12范围内，即制备得到水相氧化剂。同一条件下，利用海水淡化截留液通过次氯酸钠发生器制备的次氯酸钠溶液的有效氯含量比海水制备的要高；另外，海水淡化截留液是船舶制备淡水产生的废液，将其制备成次氯酸钠溶液是废物利用，绿色友好的。
上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，水相氧化剂中有效氯为0.5～ 2.5wt％，水相氧化剂的pH为5～10。次氯酸钠溶液的pH直接影响着双相连续吸收体系对烟气中NO的氧化能力及氧化产生NO2的吸收能力。其次，不同的酰胺类化合物或叔胺类化合物作为有机相吸收剂吸收NO2的能力也有差别。但对于SO2的吸收来说，pH越高，SO2的吸收越好，因此，在保证脱硝效果的前提下，还要兼顾SO2的吸收。本发明通过将pH为5～12范围内的次氯酸钠水相氧化剂与酰胺类化合物或叔胺类化合物的有机相吸收剂进行组合，可达到不同pH值下NO高氧化、NO2高吸收，同时达到SO2有效吸收的目的。另外，该体系也能因此对不同烟气条件适配。
上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，有机相吸收剂是酰胺类化合物或叔胺类化合物，或者有机相吸收剂由酰胺类化合物和叔胺类化合物混合组成；所述酰胺类化合物为单一酰胺化合物、或者为两种或两种以上酰胺化合物组成的混合物，所述叔胺类化合物为单一叔胺化合物、或者为两种或两种以上叔胺化合物组成的混合物。酰胺类化合物或叔胺类化合物是弱碱性的有机物，在烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系中主要起到吸收氧化生成的NO2，防止NO2逸出的作用，以解决目前使用含氯氧化剂难以吸收NO2的问题，而其它类有机物没有吸收NO2的能力，或者效果很差，反而会减少NO的氧化能力，得不偿失；有机相吸收剂中所用的酰胺类化合物和叔胺类化合物均为液态。
上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，酰胺类化合物的结构式为：
Figure BDA0003369699570000041
结构式(Ⅰ)中，R1为烷基、环烷基、卤代烃基、苯基、苯基同系物、吡啶基、四氢吡咯基、哌啶基、吗啉基、吡咯基或噻吩基；R2、R3均为H、 Na+、K+、烷基、磺酰基、环烷基、卤代烃基、苯基、苯基同系物、吡啶基、四氢吡咯基、哌啶基、吗啉基、吡咯基或噻吩基中的一种；烷基的碳原子数小于或等于20；酰胺类化合物的沸点大于110℃。本发明选择沸点大于110 ℃的酰胺类化合物作为有机相吸收剂的原因是：在烟气脱硫脱硝过程中，通过控制烟气的温度在60～180℃范围内，可以确保烟气经脱硫脱硝双相连续吸收体系洗涤后温度下降到110℃以下，从而避免有机相吸收剂因温度过高蒸发而导致吸收剂损失以及吸收效果下降等问题。
上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，叔胺类化合物的结构式为：
Figure BDA0003369699570000051
结构式(Ⅱ)中，R1、R2、R3均为烷基、环烷基、苯基、苯基同系物、吡啶基、四氢吡咯基、哌啶基、吗啉基、吡咯基或噻吩基中的一种；烷基的碳原子数小于或等于20；叔胺类化合物的沸点大于130℃。本发明选择沸点大于130℃的叔胺类化合物作为有机相吸收剂的原因与选择沸点大于110℃的酰胺类化合物作为有机相吸收剂的原因类似。
一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收方法，采用上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系对烟气进行脱硫脱硝，先将水相氧化剂和有机相吸收剂混合形成乳浊液，然后将烟气预除尘之后通入乳浊液中，使烟气中的NOX和SO2与乳浊液充分反应。
上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收方法，烟气的流速为2～15m/s，烟气在乳浊液中的停留时间为1～7s，烟气的温度控制在60～180℃范围内。本发明将烟气流速控制在2～15m/s范围内一方面是根据实际烟气洗涤塔中气流流速及实验室模拟烟气气流流速选择，另一方面是因为在该流速下，烟气中NOX和SO2可与吸收体系充分反应，若流速过快，不但会影响吸收效率，还可能会增大洗涤剂的损失；若流速过慢，在实际烟气洗涤中需要增大洗涤塔高度及洗涤塔直径，应用受限。而烟气在乳浊液中的停留时间与烟气流速直接相关，若停留时间过长，在实际中洗涤塔的高度及直径是固定的，难以满足；若停留时间过短，达不到烟气脱硫脱硝标准要求。烟气的温度控制在 60～180℃范围内是因为若烟气温度高，经过气液传热后导致吸收体系的温度升高，温度过高会导致水相氧化剂和有机相吸收剂损失过快，影响其对NOX和SO2的吸收，实际烟气的温度通常在230℃左右，经过换热即可达到180 ℃以下，而180℃以下的烟气经过本发明的吸收体系洗涤后，温度通常在90 ℃左右，不仅有利于减少有机相吸收剂的损失，而且能够使水相氧化剂和有机相吸收剂的氧化和吸收能力保持在较高水平，确保烟气脱硫脱硝体系安全高效运行。本发明将烟气温度控制60℃以上，主要是因为若要将烟气温度降低到60℃以下，则需要较大换热器功率，热量损耗较大，而且脱硫脱硝吸收体系对NOX和SO2的吸收效率并不会有明显提高。
上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收方法，水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为8:4，水相氧化剂为有效氯为1wt％的次氯酸钠溶液，水相氧化剂的pH为8；有机相吸收剂为N,N-二苯基乙酰胺；烟气的流速为12.5m/s，烟气在乳浊液中的停留时间为1.2s，烟气的温度控制在130℃。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
1、本发明提出一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，该体系通过在水相氧化剂的基础上添加液态有机相吸收剂，能够将水相氧化剂氧化NO生成的NO2完全吸收，不需要将NO氧化及NOX的吸收独立分开，同时也不需要添加额外的碱性无机吸收剂。本发明的烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系在现有的脱硫洗涤塔装置的基础上，将烟气通入水相氧化剂和有机相吸收剂混合成的乳浊液中充分反应即可完成同步脱硫脱硝。相比于其它烟气脱硫脱硝方法，本发明需要的运行装置结构简单、设备投资少、成本低廉、操作简便、经济环保。
2、本发明将烟气预除尘后，用水相氧化剂和有机相吸收剂混合成的乳浊液在洗涤塔中对烟气中的氮氧化物及硫氧化物进行脱除。其中，有机相吸收剂能够将水相氧化剂氧化NO生成的NO2完全吸收，很好地解决了含氯氧化剂脱硝体系难以去除NO氧化产生的NO2的问题，达到烟气同步脱硫脱硝的目的。次氯酸钠溶液(水相氧化剂)与酰胺类化合物或叔胺类化合物的单一或混合有机化合物(有机相吸收剂)制得的乳浊液与烟气反应，烟气中的SO2被吸收体系中的氧化剂氧化生成硫酸盐，NO被氧化剂氧化为NO2，然后NO2在有机相吸收剂中被吸收，从而达到脱硫脱硝的目的。采用本发明中烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系及方法进行烟气处理，脱硫率最高可达99％，脱硝率最高可达到85％以上。
3、本发明通过控制水相氧化剂和有机相吸收剂的体积比，并选择特定 pH的次氯酸钠溶液作为水相氧化剂，确保其具有较高的氧化活性，选择酰胺类或叔胺类化合物作为有机相吸收剂，使得有机相吸收剂的存在对水相氧化剂的氧化吸收能力影响最小，且有机相吸收剂能够及时将生成的NO2吸收，达到高效脱硫脱硝的目的。若水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比超出 (2～8):(2～5)这一范围，比如在增加或减少水相氧化剂比例的情况下，即使提高水相氧化剂的有效氯含量、降低烟气流速以增加烟气的吸收时间等，该吸收体系对烟气的脱硫脱硝效果仍达不到理想效果。这可能是因为在上述体积比的范围内，既可以确保水相氧化剂对NOX和SO2具有较高的氧化能力，使有机相吸收剂的存在对水相氧化剂的氧化吸收能力影响最小，而且又能确保有机相吸收剂可以及时将生成的NO2吸收。
具体实施方式
实施例1
本实施中烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系由水相氧化剂和有机相吸收剂组成的乳浊液；水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为6:3；水相氧化剂为次氯酸钠溶液；水相氧化剂的制备方法为：采用计量泵将海水淡化截留液输送至次氯酸钠发生器中进行反应，次氯酸钠发生器的工作温度为20℃，反应制得有效氯为10wt％的次氯酸钠溶液；将有效氯为10wt％的次氯酸钠溶液稀释成有效氯为0.5wt％的次氯酸钠溶液，并调节其pH至6，即制得水相氧化剂；有机相吸收剂为三月桂胺，其结构式如结构式(Ⅲ)所示。
Figure BDA0003369699570000071
采用上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系对烟气进行脱硫脱硝：先将水相氧化剂和有机相吸收剂按照6:3的体积之比充分混合，形成乳浊液；然后将烟气预除尘之后通入烟气管道中，预除尘烟气中，NO和SO2浓度分别为 1200mg/m3和3400mg/m3，在烟气管道中将预除尘烟气降温至150℃；然后以10m/s的流速将预除尘烟气通入烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系中，预除尘烟气的停留时间为1.5s；脱硫脱硝之后，测定脱硫率为96％，脱硝率为86％。
实施例2
本实施中烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系由水相氧化剂和有机相吸收剂组成的乳浊液；水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为8:4；水相氧化剂为次氯酸钠溶液；水相氧化剂的制备方法为：采用计量泵将海水淡化截留液输送至次氯酸钠发生器中进行反应，次氯酸钠发生器的工作温度为40℃，反应制得有效氯为5wt％的次氯酸钠溶液；将有效氯为5wt％的次氯酸钠溶液稀释成有效氯为1wt％的次氯酸钠溶液，并调节其pH至8，即制得水相氧化剂；有机相吸收剂为N,N-二苯基乙酰胺，其结构式如结构式(Ⅳ)所示。
Figure BDA0003369699570000081
采用上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系对烟气进行脱硫脱硝：先将水相氧化剂和有机相吸收剂按照8:4的体积之比充分混合，形成乳浊液；然后将烟气预除尘之后通入烟气管道中，预除尘烟气中，NO和SO2浓度分别为 1200mg/m3和3400mg/m3，在烟气管道中将预除尘烟气降温至130℃；然后以12.5m/s的流速将预除尘烟气通入烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系中，预除尘烟气的停留时间为1.2s；脱硫脱硝之后，测定脱硫率为99％，脱硝率为85％。
实施例3
本实施中烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系由水相氧化剂和有机相吸收剂组成的乳浊液；水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为4:2；水相氧化剂为次氯酸钠溶液；水相氧化剂的制备方法为：采用计量泵将海水淡化截留液输送至次氯酸钠发生器中进行反应，次氯酸钠发生器的工作温度为25℃，反应制得有效氯为10wt％的次氯酸钠溶液；将有效氯为10wt％的次氯酸钠溶液稀释成有效氯为2wt％的次氯酸钠溶液，并调节其pH至7，即制得水相氧化剂；有机相吸收剂为三丁胺，其结构式如结构式(Ⅴ)所示。
Figure BDA0003369699570000091
采用上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系对烟气进行脱硫脱硝：先将水相氧化剂和有机相吸收剂按照4:2的体积之比充分混合，形成乳浊液；然后将烟气预除尘之后通入烟气管道中，预除尘烟气中，NO和SO2浓度分别为 1200mg/m3和3400mg/m3，在烟气管道中将预除尘烟气降温至120℃；然后以8.3m/s的流速将预除尘烟气通入烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系中，预除尘烟气的停留时间为1.8s；脱硫脱硝之后，测定脱硫率为97％，脱硝率为86％。
实施例4
本实施中烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系由水相氧化剂和有机相吸收剂组成的乳浊液；水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为7:2；水相氧化剂为次氯酸钠溶液；水相氧化剂的制备方法为：采用计量泵将海水淡化截留液输送至次氯酸钠发生器中进行反应，次氯酸钠发生器的工作温度为30℃，反应制得有效氯为10wt％的次氯酸钠溶液；将有效氯为10wt％的次氯酸钠溶液稀释成有效氯为1.5wt％的次氯酸钠溶液，并调节其pH至6.5，即制得水相氧化剂；有机相吸收剂为三丁胺与N,N-二苯基乙酰胺按照体积比为1:1 的比例混合而成，N,N-二苯基乙酰胺和三丁胺的结构式分别如结构式(Ⅳ) 和结构式(Ⅴ)所示。
采用上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系对烟气进行脱硫脱硝：先将水相氧化剂和有机相吸收剂按照7:2的体积之比充分混合，形成乳浊液；然后将烟气预除尘之后通入烟气管道中，预除尘烟气中，NO和SO2浓度分别为 1200mg/m3和3400mg/m3，在烟气管道中将预除尘烟气降温至140℃；然后以10m/s的流速将预除尘烟气通入烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系中，预除尘烟气的停留时间为1.5s；脱硫脱硝之后，测定脱硫率为96％，脱硝率为86％。
实施例5
本实施中烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系由水相氧化剂和有机相吸收剂组成的乳浊液；水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为5:2；水相氧化剂为次氯酸钠溶液；水相氧化剂的制备方法为：采用计量泵将海水输送至次氯酸钠发生器中进行反应，次氯酸钠发生器的工作温度为50℃，反应制得有效氯为5wt％的次氯酸钠溶液；将有效氯为5wt％的次氯酸钠溶液稀释成有效氯为2wt％的次氯酸钠溶液，并调节其pH至6，即制得水相氧化剂；有机相吸收剂为三丁胺与三月桂胺按照体积比为2:1的比例混合而成，三丁胺与三月桂胺的结构式分别如结构式(Ⅴ)和结构式(Ⅲ)所示。
采用上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系对烟气进行脱硫脱硝：先将水相氧化剂和有机相吸收剂按照5:2的体积之比充分混合，形成乳浊液；然后将烟气预除尘之后通入烟气管道中，预除尘烟气中，NO和SO2浓度分别为 1200mg/m3和3400mg/m3，在烟气管道中将预除尘烟气降温至110℃；然后以7.5m/s的流速将预除尘烟气通入烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系中，预除尘烟气的停留时间为2s；脱硫脱硝之后，测定脱硫率为96.5％，脱硝率为83％。
实施例6
本实施中烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系由水相氧化剂和有机相吸收剂组成的乳浊液；水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为2:2；水相氧化剂为次氯酸钠溶液；水相氧化剂的制备方法为：采用计量泵将海水淡化截留液输送至次氯酸钠发生器中进行反应，次氯酸钠发生器的工作温度为10℃，反应制得有效氯为10wt％的次氯酸钠溶液；将有效氯为10wt％的次氯酸钠溶液稀释成有效氯为2.5wt％的次氯酸钠溶液，并调节其pH至8，即制得水相氧化剂；有机相吸收剂为2-溴-N,N-二丁基乙酰胺与N-(1-萘基)-2-苯基乙酰胺按照体积比为1:1的比例混合而成，2-溴-N,N-二丁基乙酰胺与N-(1- 萘基)-2-苯基乙酰胺的结构式分别如结构式(Ⅵ)和结构式(Ⅶ)所示。
Figure BDA0003369699570000111
采用上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系对烟气进行脱硫脱硝：先将水相氧化剂和有机相吸收剂按照2:2的体积之比充分混合，形成乳浊液；然后将烟气预除尘之后通入烟气管道中，预除尘烟气中，NO和SO2浓度分别为 1200mg/m3和3400mg/m3，在烟气管道中将预除尘烟气降温至160℃；然后以15m/s的流速将预除尘烟气通入烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系中，预除尘烟气的停留时间为1s；脱硫脱硝之后，测定脱硫率为98％，脱硝率为 78％。
实施例7
本实施中烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系由水相氧化剂和有机相吸收剂组成的乳浊液；水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为5:1；水相氧化剂为次氯酸钠溶液；水相氧化剂的制备方法为：采用计量泵将海水淡化截留液输送至次氯酸钠发生器中进行反应，次氯酸钠发生器的工作温度为40℃，反应制得有效氯为5wt％的次氯酸钠溶液；将有效氯为5wt％的次氯酸钠溶液稀释成有效氯为1wt％的次氯酸钠溶液，并调节其pH至8，即制得水相氧化剂；有机相吸收剂为N,N-二苯基乙酰胺，其结构式如(Ⅳ)所示。
采用上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系对烟气进行脱硫脱硝：先将水相氧化剂和有机相吸收剂按照5:1的体积之比充分混合，形成乳浊液；然后将烟气预除尘之后通入烟气管道中，预除尘烟气中，NO和SO2浓度分别为 1200mg/m3和3400mg/m3，在烟气管道中将预除尘烟气降温至130℃；然后以12.5m/s的流速将预除尘烟气通入烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系中，预除尘烟气的停留时间为1.2s；脱硫脱硝之后，测定脱硫率为91％，脱硝率为75％。
实施例8
本实施中烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系由水相氧化剂和有机相吸收剂组成的乳浊液；水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为1:5；水相氧化剂为次氯酸钠溶液；水相氧化剂的制备方法为：采用计量泵将海水淡化截留液输送至次氯酸钠发生器中进行反应，次氯酸钠发生器的工作温度为40℃，反应制得有效氯为5wt％的次氯酸钠溶液；将有效氯为5wt％的次氯酸钠溶液稀释成有效氯为1wt％的次氯酸钠溶液，并调节其pH至8，即制得水相氧化剂；有机相吸收剂为N,N-二苯基乙酰胺，其结构式如式(Ⅳ)所示。
采用上述烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系对烟气进行脱硫脱硝：先将水相氧化剂和有机相吸收剂按照1:5的体积之比充分混合，形成乳浊液；然后将烟气预除尘之后通入烟气管道中，预除尘烟气中，NO和SO2浓度分别为 1200mg/m3和3400mg/m3，在烟气管道中将预除尘烟气降温至130℃；然后以12.5m/s的流速将预除尘烟气通入烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系中，预除尘烟气的停留时间为1.2s；脱硫脱硝之后，测定脱硫率为87％，脱硝率为73％。
在其它一些实施例中，当有机相吸收剂为两种或两种以上的酰胺类化合物时，或者为两种或两种以上的叔胺类化合物时，在体系组分彼此互溶的前提下，其中任一化合物所占的体积百分数能够任意调整。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，其特征在于，由水相氧化剂和有机相吸收剂组成的乳浊液；水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为(2～8):(2～5)。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，其特征在于，水相氧化剂为次氯酸钠溶液，次氯酸钠溶液中有效氯为0.1～5wt％。
3.根据权利要求2所述的烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，其特征在于，水相氧化剂的制备方法为：将海水或海水淡化截留液加入次氯酸钠发生器中反应，次氯酸钠发生器的工作温度为10～50℃之间，反应制得有效氯为5～10wt％的次氯酸钠溶液，稀释并调节次氯酸钠溶液的pH至5～12范围内，即制备得到水相氧化剂。
4.根据权利要求3所述的烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，其特征在于，水相氧化剂中有效氯为0.5～2.5wt％，水相氧化剂的pH为5～10。
5.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，其特征在于，有机相吸收剂是酰胺类化合物或叔胺类化合物，或者有机相吸收剂由酰胺类化合物和叔胺类化合物混合组成；所述酰胺类化合物为单一酰胺化合物、或者为两种或两种以上酰胺化合物组成的混合物，所述叔胺类化合物为单一叔胺化合物、或者为两种或两种以上叔胺化合物组成的混合物。
6.根据权利要求5所述的烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，其特征在于，酰胺类化合物的结构式为：
Figure FDA0003369699560000021
结构式(Ⅰ)中，R1为烷基、环烷基、卤代烃基、苯基、苯基同系物、吡啶基、四氢吡咯基、哌啶基、吗啉基、吡咯基或噻吩基；R2、R3均为H、Na+、K+、烷基、磺酰基、环烷基、卤代烃基、苯基、苯基同系物、吡啶基、四氢吡咯基、哌啶基、吗啉基、吡咯基或噻吩基中的一种；烷基的碳原子数小于或等于20；酰胺类化合物的沸点大于110℃。
7.根据权利要求5所述的烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系，其特征在于，叔胺类化合物的结构式为：
Figure FDA0003369699560000022
结构式(Ⅱ)中，R1、R2、R3均为烷基、环烷基、苯基、苯基同系物、吡啶基、四氢吡咯基、哌啶基、吗啉基、吡咯基或噻吩基中的一种；烷基的碳原子数小于或等于20；叔胺类化合物的沸点大于130℃。
8.一种烟气脱硫脱硝双相连续吸收方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的烟气脱硫脱硝双相连续吸收体系对烟气进行脱硫脱硝，先将水相氧化剂和有机相吸收剂混合形成乳浊液，然后将烟气预除尘之后通入乳浊液中，使烟气中的NOX和SO2与乳浊液充分反应。
9.根据权利要求8所述的烟气脱硫脱硝双相连续吸收方法，其特征在于，烟气的流速为2～15m/s，烟气在乳浊液中的停留时间为1～7s，烟气的温度控制在60～180℃范围内。
10.根据权利要求8所述的烟气脱硫脱硝双相连续吸收方法，其特征在于，水相氧化剂与有机相吸收剂的体积之比为8:4，水相氧化剂为有效氯为1wt％的次氯酸钠溶液，水相氧化剂的pH为8；有机相吸收剂为N,N-二苯基乙酰胺；烟气的流速为12.5m/s，烟气在乳浊液中的停留时间为1.2s，烟气的温度控制在130℃。
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