[发明专利]一种舰船烟气光催化氧化脱硫和还原脱硝工艺

说明书

本发明公开了一种舰船烟气光催化氧化脱硫和还原脱硝工艺，包括以下步骤：船舶烟气经过除尘控温后从塔底自下而上通过真空紫外灯和负载有规整陶瓷光催化剂的填料床层，将烟气中的部分SO₂和NO催化氧化成SO₃和NO₂；然后从塔顶喷淋NaHSO₃海水溶液，通过光催化剂/VUV/NaHSO₃体系将NO_X还原成N₂和少量NH₄⁺，NaHSO₃溶液被氧化成Na₂SO₄溶液，同时吸收脱除SO₂、SO₃，补充溶液中的HSO₃^‑；处理后的洁净烟气通过塔顶经烟囱排放，反应后pH值较低的海水溶液从塔底排放进入曝气池，将少量未反应完的HSO₃^‑氧化成SO₄^2‑，再与大量新鲜海水混合，使pH值和NO₃^‑浓度达到排放标准，直接排入大海。本发明具有高脱硫脱硝率，操作简单，设备占地面积小，投资少，操作弹性大，运行成本低，无二次污染的优点，产生的Na₂SO₄和N₂能直接排放到海洋和大气中。

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硫脱硝工艺，特别涉及一种船舶烟气光催化氧化脱硫和还原脱硝工艺，属于环境保护/废气处理技术领域。

背景技术

现代社会经济发展迅速，各国之间的贸易联系日益密切，海上运输方便高效的优点使其成为国际交通中的主要方式。与机动车烟气相比，船舶的燃料主要是重柴油，所以船舶烟气中含有较高浓度的NO_X和SO₂，如不经任何处理，烟气经大气循环和水循环的迁移、转化、沉积，将导致海洋酸化和陆地生态系统衰退，对全球气候变化造成严重影响。

船舶燃用低品质重油所释放的烟气污染物成分复杂，主要有NO_X、SO₂、CO、CO₂、HC(碳氢化合物)、PM(颗粒物)等，其中NO_x和SO₂所占的比例很高，是主要污染物。2018年中国船舶排放的SO₂和NO_x分别是58.8万吨、151.1万吨，其中NO_x占非道路移动源排放的29.2％。2019年船舶排放NO_x为139.1万吨，占非道路移动源排放的28.2％。而NO_x和SO₂的排放严重威胁着海洋生态环境和沿海居民的健康。国际海事组织(IMO)将NO_X和SO₂列为首要控制的船舶烟气污染物。

烟气中的NO_x主要包括NO、NO₂、N₂O、N₂O₅等，其中NO占90％以上。NO在空气中容易氧化为NO₂，会对人体的肺和心脏产生毒害作用，也会形成光化学烟雾，对人的眼睛和呼吸道有毒害作用，甚至致癌。NO_X还会对臭氧层产生破坏作用，NO_X与O₃反应，从而使O₃变成O₂，使之失去对紫外光辐射的屏蔽作用。同时也是形成酸雨的主要污染物。SO_X中95％为SO₂，SO₃仅占5％。SO₂对人体健康有直接的损害，造成呼吸道疾病；高浓度时，还侵害中枢神经系统和心脏等，使人和动物昏迷，直至死亡。SO_X还是酸雨的主要成因，严重破坏生态环境。所以，控制船舶烟气中的NO_X、SO_X排放的关键是对NO和SO₂进行脱除。