[发明专利]一种消除烟气中氮氧化物的方法及纳米烟气脱硝系统

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种废气处理方法及系统，尤其是一种消除烟气中氮氧化物的方法及纳米烟气脱硝系统。

(二)背景技术：

硝(NOx)是氮氧化物的一种通称，该术语是指NO和NO₂(一氧化氮和二氧化氮)的合计浓度。氮氧化物和空气中挥发性有机物(VOCs)在阳光下会产生化学反应而形成臭氧。儿童和在户外工作或运动的人很容易受到臭氧的不良影响。臭氧能导致哮喘、破坏肺组织、以及降低肺功能等。臭氧还可以通过风和气流被输送，对健康的影响远远的超过原来的氮氧化物。臭氧其它的影响还包括破坏植物生长而导致农作物产量下降。此外、氮氧化物和二氧化硫与空气中其它物质反应形成酸雨，参杂在降落于地面的雨、雾、雪或微颗粒之中。酸雨损坏汽车、建筑物和造成历史古迹的恶化；酸雨导致湖泊和溪流变成酸性，导致自然水域生态的不平衡。酸性的微颗粒深入到肺部的敏感部位，可以引起或加重呼吸系统疾病，如肺气肿、支气管炎、和加重原有的心脏疾病。酸性的微颗粒还可阻挡光线的透射而减低能见度，造成了雾霾的天气,人们终年看不到蓝天。即使氮氧化物不成为臭氧、酸雨、或吸附在微颗粒上，额外的氮溶于溪流与湖泊中，加速了水质的“富营养化”，从而导致氧气过份消耗，因而减少了鱼类和贝类的数量。

根据中国电力的报导，一台30万千瓦机组进行脱硝改造建设的成本应该大约在6000万元左右。2013年九月华电能源工程公司所属北京龙电宏泰环保科技有限公司与河南煤化集团商丘裕东发电有限责任公司正式签署了《2x315MW(三十一万五千瓦)机组烟气脱硝改造工程EPC总承包合同》，合同总金额1.2亿元。也印证了这一普遍成本。除了制造成本，脱硝的运行成本也非常的高。根据报导：“一台30万千瓦脱硝改造设备要实施脱硝电价确实要1.2分/千瓦才能刚刚抵消成本，运行成本最高的机组达到2.7分/千瓦”。此外，目前国内脱硝的效率只能达到40％～70％。浙江某电厂一位工程师曾在专业报刋上表示过，目前国内选优的火电机组脱硝设施建成、投产的不多，烟气监测和自动控制方面的技术尚不够成熟，相关技术仍处于摸索和吸收转化过程中。现有的SCR脱硝技术，激射的氨逃逸监测的准确性、低负荷下喷氨量和效率的控制等问题都还有待解决。目前国内脱硝最成熟与应用最广泛的技术为选择性催化还原(SCR)，缺少其它具有实用价值及应用前景的新技术。SCR技术的关键为催化剂。目前催化剂在国内市场上供不应求，市场上供应的基本都是国外产品，国产催化剂的研究与应用刚刚开始。所以整体来说，目前国内的SCR设备与材料全部都得依靠国外进口，这也无形中增加了其制造与运行成本。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种消除烟气中氮氧化物的方法及纳米烟气脱硝系统，它能够解决现有技术的不足，本发明可消除燃煤锅炉排放所有的氮氧化物NOx，无需像目前的RSC脱硝系统一样使用任何尿素和氨水，通过一个更经济、更高效的方式来控制空气污染。

本发明的技术方案：一种消除烟气中氮氧化物的方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)含氮氧化物的烟气在预处理容器中进行预处理，预处理过程除去烟气中的直径大于10微米的固体颗粒，并将NO氧化为NO₂：

预处理容器中加入含有氧化剂且PH值小于等于3的溶液；

将烟气通入预处理容器中，与液体充分接触，使直径大于10微米的固体颗粒留在溶液中，NO氧化为NO₂；

将含有固体颗粒的溶液导出预处理容器；

(2)经预处理的烟气进入脱硝容器中，氮氧化物与氧化剂反应生成硝酸：

脱硝容器中加入含有氧化剂且PH值小于等于3的溶液；

将经过预处理的烟气进入脱硝容器中，与氧化剂充分接触反应，生成硝酸；

(3)净化后的气体排出脱硝容器。

所述预处理容器和脱硝容器中首先使用硝酸调整pH值至3以下，然后加入氧化剂。

所述预处理容器和脱硝容器中的氧化剂为过氧化氢、氧化钼和氧化钨的混合物、氧化镁和氢氧化镁的混合物或三氧化二铁，其中，氧化钼、氧化钨、氧化镁、氢氧化镁和三氧化二铁固体颗粒的直径小于20nm，过氧化氢与水的体积比为1：18～22，氧化钼和氧化钨的摩尔比为1：1，氧化镁和氢氧化镁的摩尔比为1：1，氧化钼与水的用量比大于等于10mol/L，氧化钨与水的用量比大于等于10mol/L，氧化镁与水的用量比大于等于10mol/L，氢氧化镁与水的用量比大于等于10mol/L，三氧化二铁与水的用量比大于等于20mol/L。