CN115301057A - 一种烟气脱硫脱硝的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种烟气脱硫脱硝的设备和方法，涉及烟气脱硫脱硝技术领域。其包括：烟气进气管、一级喷淋系统和高级氧化喷淋系统，所述一级喷淋系统包括：喷淋塔、一级喷淋循环槽、一级循环泵和一级烟气排出管路，所述高级氧化喷淋系统包括：高级氧化塔、二级喷淋循环槽、二级循环泵和二级烟气排出管路。提供的脱硫脱硝设备和方法具有如下优势：具有显著的脱硫脱硝效率，该技术脱硫脱硝的效率可以实现近零排放；相比于SCR法，本发明提供的脱硫脱硝方法通过高级氧化塔实现烟气残留的SO2和NOX的氧化，运行成本具有明显的优势；同时实现对汞、挥发性有机化合物(VOCs)以及二噁英的有效脱除；无需昂贵的金属催化剂。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硫脱硝技术领域，具体而言，涉及一种烟气脱硫脱硝的设备和方法。
背景技术
世界上烟气脱硫工艺(FGD)普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90％以上。按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。
湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。
干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。
半干法FGD技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流程)，或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物(如喷雾干燥法)的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，按脱硫产物的用途，可分为抛弃法和回收法两种。
随着人们对大气污染中的另一个大问题，即氮氧化物NOX的污染问题，人们也开始了防治技术的研究和开发。NOX在阳光的作用下会引起光化学反应，形成光化学烟雾，从而造成严重的大气污染。七十年代以来NOX的大气污染问题已被日益重视，人们发现：人体健康的伤害、高含量硝酸雨、光化学烟雾、臭氧减少以及其他一些问题均与低浓度NOX有关系，而且其危害性比人们原先设想的要大得多。
脱硫脱硝成为企业必须要解决的重大环保问题，目前世界上脱硝主流的工艺分为：SCR和SNCR。这两种工艺除了由于SCR使用催化剂导致反应温度(250～420℃)比SNCR低外，其他并无太大区别，但如果从建设成本和运行成本两个角度来看，SCR的投入至少是SNCR投入的数倍，甚至10倍不止，并且这两种脱硝工艺都需要在较高温度下进行处理。
采用SNCR方法脱硝，还原剂是最大消耗品(但对于SCR脱硝来说催化剂的消费量更多)。水泥脱硝一般选用尿素或氨水(不选择液氨-危险品)作还原剂，但是尿素、氨水又是通过合成氨转换而生产出来的，可是合成氨单位产品综合能耗相当高。SNCR系统是一种“选择性非催化还原脱氮”工艺系统，可有效降低烟气中的氮氧化物含量。通过向焚烧炉内800℃到1,000℃之间的烟气区域，喷射一定浓度的尿素溶液，在高温下尿素与氮氧化物反应生成N2、H2O等无害物质，从而减少氮氧化物的排放量。800～1000℃的反应温度，意味着巨大的能耗。
现在技术也有采用活性炭吸附法进行脱硫与脱硝，但这种方式则意味着污染的转移而不是消除污染，活性炭一旦饱和，就需要脱附重生，氮氧化物和硫元素重又排入大气，造成二次污染。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟气脱硫脱硝的设备和方法以实现常温下的脱硫脱硝。本发明提供的设备和方法可实现脱硫脱硝。
本发明是这样实现的：
本发明提供了一种烟气脱硫脱硝的设备，其包括：烟气进气管、一级喷淋系统和高级氧化喷淋系统，一级喷淋系统包括：待处理烟气进气管、一级喷淋塔、一级喷淋循环槽、一级循环泵、一级喷淋循环管路、一级多排喷淋管嘴和一级烟气排出管路，高级氧化喷淋系统包括：高级氧化塔、二级喷淋循环槽、二级循环泵、二级喷淋循环管路、二级多排喷淋管嘴和二级烟气排出管路；
其中，待处理烟气进气管与一级喷淋塔连通，一级烟气排出管路的一端与一级喷淋塔的顶部连通，一级烟气排出管路的另一端作为二级烟气进口与高级氧化塔连通，二级烟气排出管路与高级氧化塔的顶部连通；
一级喷淋循环槽和二级喷淋循环槽均用于盛装增溶剂和助溶剂的混合水溶液，一级循环泵的进口端与一级喷淋循环槽连通，一级循环泵的出口端通过设置的管道一与一级喷淋塔中的一级多排喷淋管嘴连通，一级喷淋塔底设置有回流管一与一级喷淋循环槽；一级循环泵、一级喷淋循环槽、管道一、一级多排喷淋管嘴与回流管一构成一级循环管路；
二级循环泵的进口端与二级喷淋循环槽连通，二级循环泵的出口端通过设置的管道二与高级氧化塔中的二级多排喷淋管嘴连通，高级氧化塔底设置有回流管二与二级喷淋循环槽；二级循环泵、二级喷淋循环槽、管道二、二级多排喷淋管嘴与回流管二构成二级循环管路。
待处理烟气进气管位于一级喷淋管嘴下方，二级烟气进口位于二级多排喷淋管嘴的下方。
一级喷淋系统和高级氧化喷淋系统中加有增溶剂和助溶剂，助溶剂为碱性物质。
发明人采用了极为简便的设备，配合烟气脱硫脱硝领域内最常用的增溶剂和助溶剂，在喷淋塔内即可将大部分烟气中SO2和NOX吸收在含有增溶剂和助溶剂的水溶液中，助溶剂为碱性物质，SO2和NOX在碱性溶液中形成亚硫酸盐和亚硝酸盐，亚硫酸盐和亚硝酸盐再通过高级氧化塔与臭氧进一步反应，最终形成硫酸盐和硝酸盐。经过喷淋塔洗涤后的烟气残留的SO2和NOX，再通过串联的高级氧化塔，经过进一步氧化及在含有增溶剂和含碱性物质的助溶剂的水溶液中洗涤，残留的SO2和NOX再形成硫酸盐和硝酸盐。由于循环喷淋液是水与增溶剂和助溶剂配制的，可根据循环过程中，各物质的变化而相应配制，喷淋液与热的烟气接触，喷淋液温度会随着接触烟气的时间而变化，通常在20-90℃之间，在喷淋液初期开始循环时，温度通常在20℃左右，随着喷淋液长时间与热烟气的接触会趋于90℃左右的平衡温度，20-90℃属于常温，但趋于90℃左右的平衡温度也有利于后续高级氧化喷淋系统对残余SO2和NOX的氧化和吸收。
本发明的提出可以实现在较低的建设成本和运行成本(包括能耗成本)下，实现较高的脱硫率和脱硝率。而且可以根本上实现污染的消除，不会造成二次污染，具有较高的应用前景。
通过一级喷淋系统和高级氧化喷淋系统配合，可以保证较高的脱硫脱硝效果。
在一种实施方式中，高级氧化喷淋系统还包括：臭氧发生设备，臭氧发生设备通过设置的臭氧管路与高级氧化塔连通。通过臭氧实现残余SO2和NOX的氧化和吸收。且臭氧的运行费用要比向增溶剂和助溶剂的水溶液中添加其他强氧化剂的效果更优。
在一种实施方式中，为了去除烟气中残余的SO2和NOX，也可以不设置臭氧发生设备，仅仅在增溶剂和助溶剂的混合水溶液中添加强氧化剂，强氧化剂例如选自过氧化氢、亚氯酸钠。
在一种可选的实施方式中，过氧化物选自过氧化氢。
在本发明应用较佳的实施方式中，增溶剂选自如下物质中的至少一种：十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠。在其他实施方式中，增溶剂选自有极性的增溶剂均可行。
助溶剂选自如下物质中的至少一种：碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠。
增溶剂和助溶剂的混合水溶液中每100ml水含有0.5-5g增溶剂和0.5-5g助溶剂。
将增溶剂和助溶剂分别加入水中，能将二氧化硫在水中溶解度提高500％，将二氧化氮在水中溶解度提高300％，将原本不溶于水的一氧化氮变成可溶于水(体积比为1:10，即10L水可溶1L水)。
增溶剂和助溶剂的混合水溶液中增溶剂的含量为：0.5％、0.8％、1％、2％、3％、4％或5％。也可以是0.5-5％范围内的任何一个点值。
增溶剂和助溶剂的混合水溶液中助溶剂的含量为：0.5％、1％、2％、3％、4％或5％。也可以是0.5-5％范围内的任何一个点值。
在本发明应用较佳的实施方式中，高级氧化喷淋系统的数目为2-4个，且进出烟气的管路之间相互串联，相邻两个高级氧化喷淋系统之间可单独或并用一套喷淋循环槽和循环泵。
例如连续串联2个、3个或4个高级氧化喷淋系统。通过设置多个或多级的串联的高级氧化喷淋系统，有助于更彻底的实现烟气中SO2和NOX的脱除。
多个或多级的选择是根据SO2和NOX是否除净来选择的，如果有1个或1级就可完全除净，就不需要2个或2级，只有在1个或1级处理不彻底情况下再采用2个或2级处理。同理，2～4个或级是在能完全处理干净情况下，个数或级数越少越好。
在本发明应用较佳的实施方式中，每个高级氧化喷淋系统的高级氧化塔均通过臭氧管路连接有臭氧发生设备。
在一级喷淋循环槽与二级喷淋循环槽顶部均设置有加液、加药剂口，加液、加药剂口的开设不仅可以使加水和加药剂方便，另外可使循环液便于溶解空气中的氧气，便于溶液进一步氧化。
在本发明应用较佳的实施方式中，高级氧化塔内设置有至少一层塔盘。塔盘的设置有利于增加烟气与臭氧的接触几率。
在本发明应用较佳的实施方式中，塔盘上设置有鲍尔环或载体。鲍尔环的设置更能增加烟气与臭氧的接触几率。
在一种可选的实施方式中，载体为多孔氧化铝球或多孔活性炭；多孔活性炭含有更多的接触面积，多孔氧化铝球也含有更多的接触面积，以便于高效的进行反应。
在一种可选的实施方式中，载体上负载有催化剂，载体为多孔氧化铝球。催化剂的加入使含臭氧与烟气中的SO2和NOX反应活化能降低，更加促进反应的进程。
在本发明应用较佳的实施方式中，催化剂为TiO2。载体为多孔活性炭。催化剂与活性炭之间能发生原电池反应，相较氧化铝球作为载体，反应速度更快，反应更彻底。
当在催化剂为纳米TiO2，载体为氧化铝球或活性炭时，可使吸收SO2和NOX的亚硫酸盐和亚硝酸盐溶液，通过臭氧进一步被氧化成硫酸盐和硝酸盐，可以达到超低排放甚至近零排放的目的，以彻底消除烟气中的SO2和NOX。由于这些脱硫脱硝都是在较低温下进行的，设备运行起来极为方便安全，设备投资强度大大降低，运行成本低廉，可以更加彻底的进行污染治理。
本发明还提供了一种烟气脱硫脱硝的方法，包括采用上述的设备进行烟气脱硫脱硝，方法包括如下步骤：
在喷淋塔内以含增溶剂和助溶剂的混合水溶液对烟气进行喷淋以吸收烟气中SO2和NOX，经反应先形成亚硫酸盐和亚硝酸盐，喷淋塔洗涤后的烟气通入高级氧化塔进行氧化反应，最后形成硫酸盐和硝酸盐。
本发明是通过含所述增溶剂和助溶剂溶液在喷淋塔内喷淋，使溶液吸收SO2和NOX的能力成倍增加，使烟气中SO2和NOX极大地降低，且助溶剂为碱性物质，与SO2和NOX中和成亚硫酸盐和亚硝酸盐，很少部分亚硫酸盐和亚硝酸盐与溶液中的氧进一步反应，形成硫酸盐和硝酸盐，经过喷淋塔洗涤后的烟气残留的SO2和NOX再通过高级氧化塔，用臭氧进一步氧化及在含有增溶剂和助溶剂的水溶液洗涤，残留的SO2和NOX最终与喷淋液中和成硫酸盐和硝酸盐。
喷淋塔内的增溶剂和助溶剂的混合水溶液的喷淋温度为20-90℃。该温度属于常温，也有利于臭氧对残余SO2和NOX的氧化和吸收，并中和成盐。例如喷淋液温度为20-60℃或60-90℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的提供的烟气脱硫脱硝设备和方法具有如下优势：
(1)具有显著的脱硫脱硝效率，该技术脱硫脱硝的效率可以实现近零排放；
(2)相比于SCR法，本发明提供的脱硫脱硝方法通过高级氧化塔实现烟气残留的SO2和NOX的氧化，运行成本具有明显的优势；当气流过大，穿透水帘的二氧化硫或一氧化氮逸出时，使用高级氧化将逃出的气体氧化，并重新溶于含有增溶剂和助溶剂的喷淋液中；
(3)同时实现对汞、挥发性有机化合物(VOCs)以及二噁英的有效脱除；
(4)调整灵活，可根据烟气的初始NOX排放浓度变化，根据简单的摩尔比关系调节臭氧投加量或强氧化剂的投加量，以实现运行成本的优化控制；
(5)无需昂贵的金属催化剂，不存在催化剂中毒等现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为是实施例1的设备示意图；
图2是实施例2的设备示意图；
图3是实施例3的设备示意图。
图标：1-待处理废烟气进气管路；2-一级循环管路；21-出口管道一；22-两排喷淋管嘴一；23-喷淋塔底回流管一；3-一级烟气处理后管路；4-臭氧管路；5-二级循环管路；51-出口管道二；52-喷淋管嘴二；53-喷淋塔底回流管二；6-二级烟气处理后管路；7-塔盘；T01-喷淋塔；T02A-高级氧化喷淋塔一；T02B-高级氧化喷淋塔二；T03A-高级氧化喷淋塔三；T03B-高级氧化喷淋塔四；V01-一级喷淋循环槽；V02-二级喷淋循环槽；V03-四级和五级共用喷淋循环槽；P01-一级循环泵；P02-二级循环泵；P03-四级和五级共用循环泵；M01-二级臭氧发生设备，或二级和三级共用臭氧发生设备；M02-四级和五级臭氧发生设备。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参阅图1，本实施例提供了一种烟气脱硫脱硝的设备，其包括：烟气进气管、一级喷淋系统和高级氧化喷淋系统。待处理废烟气由烟气进气管进入，经过一级喷淋系统，在喷淋塔内即可将大部分烟气中SO2和NOX吸收在含有增溶剂和助溶剂的水溶液中，形成亚硫酸钠和亚硝酸钠，很少部分亚硫酸钠和亚硝酸钠与溶液中的氧进一步反应，形成硫酸盐和硝酸盐。经过喷淋塔洗涤后的烟气残留的SO2和NOX再通入高级氧化喷淋系统，经过含有增溶剂和助溶剂的水溶液中洗涤、吸收，通过臭氧高级氧化，最后形成硫酸钠和硝酸钠。从而实现烟气中的SO2和NOX的氧化吸收。
具体地，参阅图1所示，烟气进气管即为待处理废烟气进气管路1。一级喷淋系统包括喷淋塔T01、一级喷淋循环槽V01、一级循环泵P01、一级循环管路2、一级烟气处理后管路3(即为一级烟气排出管路)。
高级氧化喷淋系统包括：高级氧化喷淋塔T02A、二级臭氧发生设备M01、臭氧管路4、二级喷淋循环槽V02、二级循环泵P02、二级循环管路5、二级烟气处理后管路6(即为二级烟气排出管路)。
其中，待处理废烟气进气管路1与喷淋塔T01下侧面连通，一级烟气处理后管路3一端与喷淋塔T01顶部连通，另一端与高级氧化喷淋塔一T02A下侧面连通，二级烟气处理后管路6与高级氧化喷淋塔T02A的顶部连通；一级喷淋循环槽V01和二级喷淋循环槽V02内盛装的是添加增溶剂和助溶剂的水溶液。本实施例中增溶剂为：十二烷基苯磺酸钠，其质量含量比是，水:增溶剂＝100:5；助溶剂为：碳酸钠，其质量含量比是，水:助溶剂＝100:5。
喷淋塔T01内设置上下两排喷淋管嘴一22，每排设置四组(未画出)，高级氧化喷淋塔一T02A内设置上下两排喷淋管嘴二52，每排设置四组(未画出)；一级循环泵P01的进口端与一级喷淋循环槽V01连通，一级循环泵P01的出口通过出口管道一21与喷淋管嘴一22连通，喷淋塔T01底设置回流管一23插入一级喷淋循环槽V01溶液内；一级循环泵P01与一级喷淋循环槽V01与出口管道一21与喷淋管嘴一22与喷淋塔底回流管一23构成一级循环管路2。
二级循环泵P02的进口端与二级喷淋循环槽V02连通，二级循环泵P02的出口通过出口管道二51与两排喷淋管嘴二52连通，高级氧化喷淋塔T02A底设置回流管二53插入二级喷淋循环槽V02溶液内，二级循环泵P02与二级喷淋循环槽V02与出口管道二51与喷淋管嘴二52与喷淋塔底回流管二53构成二级循环管路5；一级喷淋循环槽V01与二级喷淋循环槽V02顶部均设置加液口，加液口的开设不仅可以使加水溶液方便，另外还可使循环液便于溶解空气中的氧气，便于溶液进一步氧化。本实施例设置高级氧化喷淋塔T02A所用二级循环泵P02与二级喷淋循环槽V02是一对一设置的。
二级臭氧发生设备M01通过臭氧管路4与高级氧化喷淋塔T02A下侧面连通，对于高级氧化喷淋塔T02A也是一对一设置的。
当然，本实施例也可以将V01和V02合并成一个V01，相应地，P01和P02也可以合并成一个P01。这样的设置有如下作用：即将一级循环吸收的SO2和NOx形成的亚硫酸钠和亚硝酸钠通过二级的高级臭氧氧化，形成硫酸钠和硝酸钠。
在高级氧化喷淋塔T02A内设置有两层塔盘7，塔盘7上设置鲍尔环。
烟气中原始SO2含量826mg/m3、NOx含量260mg/m3。通过本方法处理后，处理后烟气中SO2含量降至38.1mg/m3、NOx含量25.2mg/m3。计算可知：SO2处理效率95.58％，NOx处理效率90.31％。
实施例2
如图2所示，本实施例提供了一种烟气脱硫脱硝的设备，其包括：烟气进气管、一级喷淋系统和高级氧化喷淋系统。待处理废烟气由烟气进气管进入，经过一级喷淋系统，在喷淋塔内即可将大部分烟气中SO2和NOX吸收在含有增溶剂和助溶剂的水溶液中，形成亚硫酸钠和亚硝酸钠，很少部分亚硫酸钠和亚硝酸钠与溶液中的氧进一步反应，形成硫酸钠和硝酸钠。经过喷淋塔洗涤后的烟气残留的SO2和NOX再通入高级氧化喷淋系统，残留的SO2和NOX被吸收在含有增溶剂和助溶剂的水溶液中，经过高级臭氧的进一步氧化，形成硫酸钠和硝酸钠。从而实现烟气中的SO2和NOX的氧化吸收。
具体地，参阅图2所示，烟气进气管即为待处理废烟气进气管路1。一级喷淋系统包括喷淋塔T01、一级喷淋循环槽V01、一级循环泵P01、一级循环管路2、一级烟气处理后管路3(即为一级烟气排出管路)。
高级氧化喷淋系统包括：高级氧化喷淋塔一T02A、高级氧化喷淋塔二T02B、二级和三级共用臭氧发生设备M01、臭氧管路4、二级和三级共用的二级喷淋循环槽V02、二级和三级共用的二级循环泵P02、二级循环管路5、二级烟气处理后管路6(即为二级烟气排出管路)。高级氧化喷淋塔一T02A和高级氧化喷淋塔二T02B对处理含有SO2和NOX烟气采用的是串联式连接，可以多一级高级氧化，使未得到彻底处理的SO2和NOX得到彻底处理。本实施例二级喷淋循环槽和三级喷淋循环槽共用一个V02循环槽，并共用一个二级循环泵P02，参照图2所示。
在待处理废烟气进气管路1上设置有温度计、压力计和流量计。在二级烟气处理后管路6上设置温度计、压力计。其中，待处理废烟气进气管路1与喷淋塔T01下侧面连通，一级烟气处理后管路3一端与喷淋塔T01顶部连通，另一端与高级氧化喷淋塔T02A下侧面连通，二级烟气处理后管路6与高级氧化喷淋塔T02A的顶部连通；一级喷淋循环槽V01、二级喷淋循环槽和三级喷淋循环槽共用二级喷淋循环槽V02，内盛装的是添加增溶剂和助溶剂的水溶液。
喷淋塔T01内设置三排喷淋管嘴一22，每排喷淋管嘴有五组(未画出)，高级氧化喷淋塔T02A内设置两排喷淋管嘴二52，每排喷淋管嘴有六组(未画出)；一级循环泵P01的进口端与一级喷淋循环槽V01连通，一级循环泵P01的出口通过出口管道一21与喷淋管嘴一22连通，喷淋塔T01底设置回流管一23插入一级喷淋循环槽V01溶液内；一级循环泵P01与一级喷淋循环槽V01与出口管道一21与喷淋管嘴一22与喷淋塔底回流管一23构成一级循环管路2。
二级循环泵P02的进口端与二级喷淋循环槽V02连通，二级循环泵P02的出口通过出口管道二51与两排喷淋管嘴二52连通，高级氧化喷淋塔T02A(未画出)底设置回流管二53插入二级喷淋循环槽V02A(未画出)溶液内，二级循环泵P02A(未画出)与二级喷淋循环槽V02与出口管道二51与喷淋管嘴二52与喷淋塔底回流管二53构成二级循环管路5；一级喷淋循环槽V01与二级喷淋循环槽V02顶部均设置加液、加药剂口，加液、加药剂口的开设可以使所加增溶剂和助溶剂方便溶于水中。
在高级氧化喷淋塔T02A后面还串联有高级氧化喷淋塔二T02B，以进一步增加脱硫脱硝能力。三级循环泵P02B(未画出)和三级喷淋循环槽V02B(未画出)也与高级氧化喷淋塔二T02B连通；且三级喷淋循环槽V02B设置管路连通至高级氧化喷淋塔二T02B中，对塔体内的烟气进行喷淋。一级喷淋循环槽V01、二级喷淋循环槽V02A和三级喷淋循环槽V02B顶部均设置加液口。本实施例V02A和V02B实际上共用一个二级喷淋循环槽V02；二级和三级循环泵共用的二级循环泵P02。
二级臭氧发生设备M01A(未画出)和三级臭氧发生设备M01B(未画出)共用一个臭氧设备M01。二级臭氧发生设备M01通过臭氧管路4与高级氧化喷淋塔一T02A、高级氧化喷淋塔二T02B的下侧面连通。
增溶剂为:50％的十二烷基苯磺酸钠和50％的十二烷基硫酸钠，其质量含量比是，水:增溶剂＝100:2；
助溶剂为:50％的碳酸氢钠和50％的碳酸钠，其质量含量比是，水:助溶剂＝100:3。
高级氧化喷淋塔T02A、高级氧化喷淋塔二T02B内均设置两层塔盘7，塔盘7上设置含催化剂TiO2的多孔氧化铝球载体。
烟气中原始SO2含量684mg/m3、NOx含量535mg/m3，通过本方法处理后，处理后烟气中SO2含量降至15mg/m3、NOx含量42mg/m3，SO2处理效率97.81％，NOx处理效率92.15％。
实施例3
请参阅图3，本实施例提供了一种烟气脱硫脱硝的设备，其包括：烟气进气管、一级喷淋系统和高级氧化喷淋系统。待处理废烟气由烟气进气管进入，经过一级喷淋系统，在喷淋塔内即可将大部分烟气中SO2和NOX吸收在含有增溶剂和助溶剂的水溶液中，形成亚硫酸盐和亚硝酸盐。经过喷淋塔洗涤后的烟气残留的SO2和NOX再通入高级氧化喷淋系统，经过进一步氧化及在含有增溶剂和助溶剂的水溶液中洗涤，残留的SO2和NOX形成经臭氧氧化形成硫酸钠和硝酸钠。从而实现烟气中的SO2和NOX的氧化吸收。
具体地，烟气进气管即为待处理废烟气进气管路1。一级喷淋系统包括喷淋塔T01、一级喷淋循环槽V01、一级循环泵P01、一级循环管路2、一级烟气处理后管路3(即为一级烟气排出管路)。
高级氧化喷淋系统包括：高级氧化喷淋塔一T02A、高级氧化喷淋塔二T02B、高级氧化喷淋塔三T03A、高级氧化喷淋塔四T03B、二级臭氧发生设备M01A、三级臭氧发生设备M01B、四级臭氧发生设备M02A、五级臭氧发生设备M02B、臭氧管路4、二级喷淋循环槽V02A、三级喷淋循环槽V02B、四级喷淋循环槽V03A、五级喷淋循环槽V03B、二级循环泵P02A、三级循环泵P02B、四级循环泵P03A、五级循环泵P03B、二级循环管路5、二级烟气处理后管路6(即为二级烟气排出管路)。二级喷淋循环槽V02A和三级喷淋循环槽V02B可共用一个循环槽，四级喷淋循环槽V03A、五级喷淋循环槽V03B可共用一个循环槽，参照图3所示。本实施例M01A和M01B共用一个二级臭氧发生设备M01，M02A和M02B共用一个四级和五级臭氧发生设备M02；V02A和V02B共用一个二级喷淋循环槽V02，V03A和V03B共用一个四级和五级共用喷淋循环槽V03；P02A和P02B共用一个二级循环泵P02，P03A和P03B共用一个四级和五级共用循环泵P03。
在待处理废烟气进气管路1上设置有温度计、压力计和流量计。在二级烟气处理后管路6上设置温度计、压力计。其中，待处理废烟气进气管路1与喷淋塔T01下侧面连通，一级烟气处理后管路3一端与喷淋塔T01顶部连通，另一端与高级氧化喷淋塔T02A下侧面连通，二级烟气处理后管路6与高级氧化喷淋塔T02A的顶部连通；一级喷淋循环槽V01、二级喷淋循环槽V02A、三级喷淋循环槽V02B内盛装的是添加增溶剂和助溶剂的水溶液。
喷淋塔T01内设置三排喷淋管嘴一22，高级氧化喷淋塔T02A内设置两排喷淋管嘴二52；一级循环泵P01的进口端与一级喷淋循环槽V01连通，一级循环泵P01的出口通过出口管道一21与喷淋管嘴一22连通，喷淋塔T01底设置回流管一23插入一级喷淋循环槽V01溶液内；一级循环泵P01与一级喷淋循环槽V01与出口管道一21与喷淋管嘴一22与喷淋塔底回流管一23构成一级循环管路2。
二级循环泵P02的进口端与二级喷淋循环槽V02连通，二级循环泵P02的出口通过出口管道二51与两排喷淋管嘴二52连通，高级氧化喷淋塔T02A底设置回流管二53插入二级喷淋循环槽V02A溶液内，二级循环泵P02A与二级喷淋循环槽V02与出口管道二51与喷淋管嘴二52与喷淋塔底回流管二53构成二级循环管路5；一级喷淋循环槽V01与二级喷淋循环槽V02顶部均设置加液口，加液口的开设不仅可以使加水溶液方便，另外还可使循环液便于溶解空气中的氧气，便于溶液进一步氧化。
在高级氧化喷淋塔T02A后面还串联有高级氧化喷淋塔二T02B、高级氧化喷淋塔三T03A、高级氧化喷淋塔四T03B以进一步增加脱硫脱硝能力。三级循环泵P02B和三级喷淋循环槽V02B也与高级氧化喷淋塔二T02B连通；且三级喷淋循环槽V02B设置管路连通至高级氧化喷淋塔二T02B中，对塔体内的烟气进行喷淋。
四级循环泵P03A和四级喷淋循环槽V03A也与高级氧化喷淋塔三T03A连通。
五级循环泵P03B和五级喷淋循环槽V03B也与高级氧化喷淋塔四T03B连通。
二级臭氧发生设备M01A和三级臭氧发生设备M01B共用一个臭氧设备。二级臭氧发生设备M01A通过臭氧管路4与高级氧化喷淋塔一T02A、高级氧化喷淋塔二T02B的下侧面连通。
四级臭氧发生设备M02A、五级臭氧发生设备M02B、共用一个臭氧设备。四级臭氧发生设备M02A通过臭氧管路4与高级氧化喷淋塔三T03A、高级氧化喷淋塔四T03B的下侧面连通。
一级喷淋循环槽V01、二级喷淋循环槽V02A、三级喷淋循环槽V02B、四级喷淋循环槽V03A和五级喷淋循环槽V03B的顶部均设置加液口。
增溶剂为:50％的聚氧化乙烯醚与50％的十二烷基硫酸钠，其含量比是，水:增溶剂＝100:0.5；
助溶剂为:50％的氢氧化钠与50％的碳酸钠，其含量比是，水:助溶剂＝100:0.5。
高级氧化喷淋塔T02A、高级氧化喷淋塔二T02B、高级氧化喷淋塔三T03A、高级氧化喷淋塔四T03B内均设置两层塔盘7，塔盘7上设置含催化剂TiO2的多孔活性炭球载体。
烟气中原始SO2含量600mg/m3、NOx含量372mg/m3，通过本方法处理后，处理后烟气中SO2含量降至10mg/m3、NOx含量15mg/m3，SO2处理效率98.33％，NOx处理效率95.97％。
实施例4
与实施例1、2、3不同的是，本实施例不含臭氧发生设备M01、臭氧管路4、二级臭氧发生设备M01A、三级臭氧发生设备M01B、四级臭氧发生设备M02A、五级臭氧发生设备M02B及臭氧管道。
本实施例采用工业级双氧水(过氧化氢)或亚氯酸钠代替臭氧，亚氯酸钠或工业级双氧水直接加入到二级喷淋循环槽V02A、三级喷淋循环槽V02B、四级喷淋循环槽V03A、五级喷淋循环槽V03B中。在其他实施方式中，也可以设置在其中的任意一个循环槽中选择性添加双氧水。
经检测，脱硫和脱硝也能得到实施例1、2和3的效果，但安全性及成本较差于实施例1、2和3。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种烟气脱硫脱硝的设备，其特征在于，其包括：烟气进气管、一级喷淋系统和高级氧化喷淋系统，所述一级喷淋系统包括：待处理烟气进气管、一级喷淋塔、一级喷淋循环槽、一级循环泵、一级喷淋循环管路、一级多排喷淋管嘴和一级烟气排出管路，所述高级氧化喷淋系统包括：高级氧化塔、二级喷淋循环槽、二级循环泵、二级喷淋循环管路、二级多排喷淋管嘴和二级烟气排出管路；
其中，所述待处理烟气进气管与所述一级喷淋塔连通，所述一级烟气排出管路的一端与所述一级喷淋塔的顶部连通，所述一级烟气排出管路的另一端作为二级烟气进口与所述高级氧化塔连通，所述二级烟气排出管路与所述高级氧化塔的顶部连通；
所述一级喷淋循环槽和所述二级喷淋循环槽均用于盛装增溶剂和助溶剂的混合水溶液，所述一级循环泵的进口端与所述一级喷淋循环槽连通，所述一级循环泵的出口端通过设置的管道一与所述一级喷淋塔中的一级多排喷淋管嘴连通，所述一级喷淋塔底设置有回流管一与所述一级喷淋循环槽；所述一级循环泵、所述一级喷淋循环槽、所述管道一、所述一级多排喷淋管嘴与所述回流管一构成一级循环管路；
所述二级循环泵的进口端与所述二级喷淋循环槽连通，所述二级循环泵的出口端通过设置的管道二与所述高级氧化塔中的二级多排喷淋管嘴连通，所述高级氧化塔底设置有回流管二与所述二级喷淋循环槽；所述二级循环泵、所述二级喷淋循环槽、所述管道二、所述二级多排喷淋管嘴与所述回流管二构成二级循环管路；
所述待处理烟气进气管位于所述一级多排喷淋管嘴的下方，所述二级烟气进口位于所述二级多排喷淋管嘴的下方。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝的设备，其特征在于，所述高级氧化喷淋系统还包括：臭氧发生设备，所述臭氧发生设备通过设置的臭氧管路与所述高级氧化塔连通。
3.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝的设备，其特征在于，所述一级喷淋系统和高级氧化喷淋系统中的喷淋液中加有增溶剂和助溶剂，所述助溶剂为碱性物质；
所述增溶剂和助溶剂的混合水溶液中还添加有强氧化剂，所述强氧化剂选自过氧化氢和亚氯酸钠；
优选地，所述过氧化物选自过氧化氢。
4.根据权利要求3所述的烟气脱硫脱硝的设备，其特征在于，所述增溶剂选自如下物质中的至少一种：十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠；
所述助溶剂选自如下物质中的至少一种：碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠；
增溶剂和助溶剂的混合水溶液中每100ml水含有0.5-5g增溶剂和0.5-5g助溶剂。
5.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝的设备，其特征在于，所述高级氧化喷淋系统的数目为2-4个，且进出烟气的管路之间相互串联，相邻两个所述高级氧化喷淋系统之间可单独或并用一套喷淋循环槽和循环泵；
优选地，所述一级喷淋循环槽与二级喷淋循环槽顶部均设置加液口及加药剂口。
6.根据权利要求5所述的烟气脱硫脱硝的设备，其特征在于，每个所述高级氧化喷淋系统的高级氧化塔均通过臭氧管路连接有臭氧发生设备。
7.根据权利要求1-6任一项所述的烟气脱硫脱硝的设备，其特征在于，所述高级氧化塔内设置有至少一层塔盘。
8.根据权利要求7所述的烟气脱硫脱硝的设备，其特征在于，所述塔盘上设置有鲍尔环或载体；
优选地，所述载体为多孔氧化铝球或多孔活性炭；
优选地，所述载体上负载有催化剂。
9.如权利要求8所述的烟气脱硫脱硝的设备，其特征在于，所述催化剂为TiO2。
10.一种烟气脱硫脱硝的方法，包括采用权利要求1～9任一项所述的设备进行烟气脱硫脱硝，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
在喷淋塔内以含所述增溶剂和助溶剂的混合水溶液对烟气进行喷淋以吸收烟气中SO2和NOX，经反应先形成亚硫酸盐和亚硝酸盐，喷淋塔洗涤后的烟气通入高级氧化塔进行氧化反应，最后形成硫酸盐和硝酸盐；
优选地，所述喷淋塔内的增溶剂和助溶剂的混合水溶液的喷淋温度为20-90℃。
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