[发明专利]臭氧分级氧化结合湿法吸收实现同时脱硫脱硝的方法

说明书

本发明涉及烟气脱硫脱硝处理技术，旨在提供一种臭氧分级氧化结合湿法吸收实现同时脱硫脱硝的方法。该方法是将臭氧添加至烟气中对NO_x进行氧化处理，然后利用湿法洗涤吸收系统吸收氧化反应后的气体产物；在臭氧氧化处理过程中，根据烟气脱硫脱硝处理的排放标准，对臭氧添加量进行分级控制。本发明通过臭氧分级氧化结合湿法吸收技术路线，实现NO_x和SO₂的高效协同脱除，同时最大限度降低臭氧投入，节约投资和运行成本。适合各种小容量锅炉、工业炉窑等设备，满足氮氧化物排放标准，工艺改造简单，脱硫效率维持90％以上，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及烟气脱硫脱硝处理技术，具体是一种臭氧分级氧化结合湿法吸收实现同时脱硫脱硝的方法。

背景技术

烟气脱硫大多采用石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术(WFGD)，该方法的脱硫效率可达90％以上。但是，为了进一步满足“超低排放标准”的要求，往往需要采用湿法喷淋塔的双塔设计及超细雾化技术。烟气脱硝技术主要分为还原法脱硝和氧化法脱硝。其中，还原法脱硝包括选择性非催化还原技术(SNCR)和选择性催化还原技术(SCR)，其主要原理是烟道中喷入氨水或者尿素等还原剂，将烟气中的NO_x还原为N₂。由于SNCR和SCR脱硝技术对特定的温度窗口要求较高，而钢铁烧结机、生物质焚烧炉、炭黑尾气炉、玻璃窑炉等工业烟气往往烟温偏低且富含金属、碱金属飞灰，容易导致SCR催化剂中毒失效和堵塞等问题，同时也受限于高额的脱硝成本和改造空间，应用推广存在一定困难。

与还原法相比，强制氧化法脱硝技术在低温、复杂组分烟气的处理方面具有一定优势，是以多种污染物一体化脱除为背景提出的。烟气中的NO_x大部分(95％)都以NO的形式存在。NO的水溶性较差，而NO_x的溶解度随着N元素的价态的升高而升高。因此可以利用臭氧这一具有强氧化性且生存周期长的氧化剂将难溶于水的NO在气相中氧化为水溶性较好的NO₂或更高价态的NO_x，而后结合后部的湿法洗涤塔与SO₂实现一塔同时脱除，其他高效吸收脱硫系统亦可组合实现同时脱除。

ZL200610053090.6公开了一种利用臭氧同时氧化SO₂和NO的方法，在烟气110～150℃温度区间内喷入臭氧，将NO氧化为高价态氮氧化物，而后经由碱液吸收、结晶，从而回收氮元素。ZL200810012741.6中，利用臭氧分别氧化NO和SO₂，而后进行湿法洗涤吸收，国内外文献和实验研究均表明臭氧选择性氧化NO，对于SO₂的氧化几乎可以忽略。ZL200710052129.7和ZL201010174281.4中对活性分子(O₃或者H₂O₂)氧化NO进行了简要研究和说明。ZL201510298744.0中根据活性分子O₃与NO的反应动力学特性，分为初步氧化和深度氧化两步，臭氧的投入亦采用两段式喷射。初步氧化过程，NO氧化为NO₂，深度氧化过程，NO₂进一步被氧化为N₂O₅。传统的脱硫浆液和洗涤塔参数可实现30～40％NO₂的吸收脱除，但可实现接近100％N₂O₅的吸收脱除。不同的烟气NO_x排放初始浓度和需要面向的排放标准不同，从经济角度可优选不同技术路线。在烟气NO_x排放初始浓度高于200mg/m³(本发明所述NO_x浓度均按照排放标准中执行的标准氧浓度进行折算)时，一般优选SNCR或SCR与臭氧氧化脱除结合的技术路线：通过SNCR或SCR首先将NO_x降低至200mg/m³以下，随后根据排放标准需求，选择不同的臭氧氧化脱除技术路线。