[发明专利]烟气脱硝方法和系统

说明书

本发明涉及一种烟气脱硝方法，其中所述烟气中含有NOx，所述方法包括：‑通过酸化反应活化脱硝剂，其中所述脱硝剂包含NaCIO或NaCIO2溶液，‑通过光化学反应活化所述脱硝剂，以及‑用活化的脱硝剂氧化所述烟气中的NOx。本发明还涉及一种烟气脱硝系统，其中所述烟气包含NOx，所述系统包括：‑烟气管道，所述烟气在其中传输；‑混料机，其中所述混料机的出口与所述烟气管道流体连接。和‑与所述烟气管道的下游端流体连接的脱硝单元，该系统用于实施本发明的脱硝方法。本发明提高了脱硝效率并降低成本。

技术领域

本发明涉及大气污染控制技术领域，尤其是涉及例如火力发电等的烟气脱硝领域。

背景技术

在火力发电厂中，可燃物(燃煤发电厂的煤和生物质发电厂的可燃生物质)与空气中的氧气之间通过燃烧反应释放热量，然后通过发电动力装置把热能转换成电能，最终通过烟囱排出经过燃烧的产物——烟气。烟气主要包含CO2和H2O，以及包含多种次要成分，例如氮氧化物(NOx)，硫氧化物(Sox)和空气传播的颗粒物或飞灰，这些次要成分是主要的空气污染物。

近年来，针对空气污染的要求变得越来越严格。目前，天然燃料的燃 烧已经无法满足这些要求。由此需要处理烟气以去除大量的NOx(脱硝) 和SOx(脱硫)。

在这种越来越严格的污染物排放控制的趋势下，各国都在加强排放控制，特别是对NO(NOx的主要成分)的控制。大约20年前就开始研究脱硝工艺，尤其是在脱硝过程中使用例如含有NaClO2(亚氯酸钠)或NaClO(次氯酸钠)的脱硝剂。近10年前中，现有技术中已提出一些使用此类脱硝剂的实践方案。但是，自这些方案实施以来，尚未取得重大改善。因为，尽管NaClO2已被证明是在水存在下对NO的最佳氧化剂，但由于其效率低和成本高，大多数时候仅用作选择性非催化氧化还原法(SNCR)的补充处理。例如，对于典型的生物质发电厂，其初始NO水平约为300mg/m3，通过结合使用SNCR(50％去除效率)和NaClO2工艺，大多数电厂只能达到约100mg/Nm3 NO。

具体而言，实际上大多数情况下，在现有技术中NaClO2的脱硝过程会合并在脱硝脱硫单元中进行。在合并的脱硝脱硫单元中，脱硝操作通过以下三种不同的方式进行：

1.在湿式脱硫塔中对NaClO2+另一种碱性(例如Ca(OH)2，NaOH) 溶液进行湿式洗涤；

2.将NaClO2溶液混合到Ca(OH)2浆料中，然后注入用于脱SOx的半干法吸收器(SDA)；

3.将NaClO2溶液喷入干燥的循环流化床(CFB)柱中，该柱专门用于 SOx的干燥吸收。

以上所有3种方法均采用相同的脱硝机理，即NaClO2溶液在以下两个主要步骤中与NO反应：

1.离子ClO2-将NO氧化为N2O5。

2.N2O5被溶液吸收。

其中，步骤1适合在酸性环境下进行，以便形成对于NO更具有活性的ClO2。但是，第二个步骤，即吸收酸性气体N2O5，仅能在碱性环境中进行。同时，出于稳定性的考虑，在现有技术中，商用成品NaClO2储存在碱性环境中，并且仅在碱性环境中使用NaClO2溶液。

图1示了现有技术中的脱硝过程，其中脱硝剂和碱存储罐1中的 NaClO2与烟气管道中2的烟气被送入脱硝单元3中进行氧化和吸收处理，然后经过处理的烟气通过排气管道4进行排放。为了提高脱硝效果，就需要投入更多的试剂。然而，这将带来许多不利影响。首先，效率的提高与试剂的增加不是线性关系，并且最高去除率仅能达到60％左右。其次，更重要的是，过量的未反应的NaClO2会释放到烟囱中，并可能在烟囱的顶部形成明显的绿色气体(氯气)，这给环境带来了更大的麻烦。

因此，上述存在悖论的反应机理导致脱硝效率低下且成本高昂。

发明内容