[发明专利]烟气处理装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气处理装置和方法，尤其是一种同时脱除烟气中的二氧化硫、氮氧化物、汞和粉尘的一体化装置和方法。

背景技术

工业排放的烟气中含有大量的粉尘、二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NO_X)等有害物质，而这些有害物质均是酸雨、雾霾的主要前体物和重要来源。单质汞(Hg⁰)是唯一一种在常温常压下呈气态的有毒重金属，拥有长距离扩散的能力，属于全球性的污染物。虽然工业烟气中汞的含量很低，但因烟气量大，其对环境的危害也不容忽视。因此，控制工业烟气中SO₂、NO_X、汞和粉尘的排放是大气污染控制领域中最主要的任务。

若对上述污染物分别进行脱除处理，需要引入多套设备，投资高、占地大，于是，近年来各种烟气多污染物新型控制技术不断涌现，例如实现一塔同时脱硫脱硝。在SO₂和NO_X的脱除中，NO_X的脱除要比SO₂困难的多，因此主要从脱除NO_X的角度出发，研究烟气多污染物的集成脱除净化处理。

目前，主流脱硝技术是选择性催化还原脱硝技术(SCR)或选择性非催化还原脱硝技术(SNCR)。SCR法脱硝效率高，二次污染小，但设备投资费用大，需要用到催化剂，运行维护费用高；而SNCR法投资和运行费用较少，但脱硝效率比较低。上述二种脱硝技术的脱除效率能达到目前国家制定的排放标准，但是其工艺复杂，控制条件苛刻，投资、运行费用昂贵，占地面积大，不适宜于改造项目。在排放标准不断提高的情况下，企业在脱硝上的支出费用日益加大，脱硝工作面临两难的处境：可选技术少；能应用到实际工程上的脱硝技术运行成本、建设成本都较高。因此，研究开发效率高、经济性好的脱硝工艺成为环保行业的重点工作和发展方向。

利用氧化剂结合湿法脱硫装置进行烟气同时脱硫脱硝是一种新型的脱硝技术，该方法利用强制氧化的原理将烟气中溶解度较小的NO氧化成NO₂或N₂O₅等高价态的氮氧化物(NO_X)，然后再用水或碱性物质吸收。氧化剂结合湿法脱硫装置进行烟气同时脱硫脱硝技术可充分利用原有脱硫系统，具有改造成本低、周期短、占地小、工艺简单、适应性强等优点。

CN103977682A、CN104056538A、CN203916431U公开了一种单独利用O₃作为氧化剂的烟气同时脱硫脱硝方法；CN102327735A公开了一种利用H₂O₂作为氧化剂的烟气同时脱硫脱硝方法；CN102343212A公开了一种H₂O₂和O₃协同氧化结合湿法脱硫装置的脱硫脱硝一体化工艺。以上专利文献均将氧化剂O₃、H₂O₂加入到烟道中，而烟道处环境不能提供氧化剂最佳的氧化条件，使氧化效率降低，增加了氧化剂的用量，大大提高了运行成本。

基于一种同时脱硫脱硝技术，利用氧化剂把NO氧化成易溶于水的高价态氧化物NO₂和N₂O₅的同时，也可利用氧化剂将汞(Hg)氧化成高价态汞而将其脱除。CN103736373A、CN103480251A均公开了一种同时脱硫脱硝脱汞方法，锅炉烟气经除尘后进入烟道，在烟道段内合适的位置喷入臭氧，烟气与臭氧进行混合、反应后送入湿法脱硫塔内与碱性浆液进行吸收反应。这些专利文献同样是在烟道中加入氧化剂，因而同样面临臭氧在120～160℃、尘含量为50～200mg/Nm³的烟温环境中发生分解、吸附粉尘而失去活性，造成氧化效率低，臭氧耗量过大，运行成本提高的问题。

随着雾霾天气的集中、频繁爆发，PM2.5逐渐被关注，同时脱硫脱硝脱汞已不能满足日益严格的环保要求。开发一种能同时脱硫脱硝除尘脱汞的工艺和装置已成为环保行业的主要研究方向。

CN203525547U公开了一种湿式集成脱硫脱硝脱汞除尘的脱除塔，在一塔上由下至上依次实现了湿法脱硫、氧化脱硝脱汞、湿电除尘。其除尘方式采用湿式除尘，不仅电耗高、阻力大，且除尘效果远不能满足新规范的要求，尤其对PM2.5的过滤甚微；并且，其脱硝脱汞段采用的氧化剂为次氯酸钠，氧化性能差，脱硝脱汞效率低。

发明内容