[发明专利]一种常温废气的脱硫脱硝工艺控制系统及其使用方法

权利要求书

1.一种常温废气的脱硫脱硝工艺控制系统的使用方法，其特征在于：

所述的常温废气的脱硫脱硝工艺控制系统，包括SO₂吸附单元、脱硫喷淋塔（4）、脱硝喷淋塔（9）；所述的SO₂吸附单元由SO₂第一吸附单元（3）、SO₂第二吸附单元（11）并联组成；所述的SO₂第一吸附单元（3）设有废气进口端、热空气与臭氧进口端，废气进口端通过SO₂第一吸附单元吸附进气阀（A1）、第一风机（2）连接废气源，热空气与臭氧进口端通过SO₂第一吸附单元脱附进气阀（A3）与空气加热与臭氧发生单元连接；所述的SO₂第二吸附单元（11）也设有废气进口端、热空气与臭氧进口端，废气进口端通过SO₂第二吸附单元吸附进气阀（B1）、第一风机（2）连接废气源，热空气与臭氧进口端通过SO₂第二吸附单元脱附进气阀（B3）与空气加热与臭氧发生单元连接；所述的SO₂第一吸附单元（3）有两个废气出口端，其中一个废气出口端通过SO₂第一吸附单元脱附出气阀（A4）与脱硫喷淋塔（4）连接，另一个废气出口端通过SO₂第一吸附单元吸附出气阀（A2）与氧化箱（10）、脱硝喷淋塔（9）顺序连接；所述的SO₂第二吸附单元（11）也有两个废气出口端，其中一个废气出口端通过SO₂第二吸附单元脱附出气阀（B4）与脱硫喷淋塔（4）连接，另一个废气出口端通过SO₂第二吸附单元吸附出气阀（B2）与氧化箱（10）、脱硝喷淋塔（9）顺序连接；所述的脱硫喷淋塔（4）的出口、脱硝喷淋塔（9）的出口还顺序连接除水器（5）、臭氧分解单元（6）及NO_X、SO₂在线监测系统（7）、烟囱（8）；所述的空气加热与臭氧发生单元含有臭氧发生器（13）、加热系统（15）；臭氧发生器（13）的进口端与第二风机（12）连接，臭氧发生器（13）的出口端通过SO₂氧化管路臭氧进气阀（C2）分别与SO₂第一吸附单元脱附进气阀（A3）、SO₂第二吸附单元脱附进气阀（B3）连接，臭氧发生器（13）的出口端还通过NO_X氧化管路臭氧进气阀（C1）与氧化箱（10）连接；加热系统（15）的进口端与第三风机（14）连接，加热系统（15）的出口端分别与SO₂第一吸附单元脱附进气阀（A3）、SO₂第二吸附单元脱附进气阀（B3）连接；在第一风机（2）连接废气源的管路上还设有前置除尘装置（1）；它还设有PLC控制系统，所述的PLC控制系统与第一风机（2）、脱硫喷淋塔（4）、臭氧分解单元（6）、脱硝喷淋塔（9）、第二风机（12）、臭氧发生器（13）、第三风机（14）、加热系统（15）及各进气阀、各出气阀关联，并对脱硫脱硝工艺控制系统运行中的状态数据进行分析处理和控制；

将NO_X转化为HNO₃采用以下步骤实施：

1）SO₂第一吸附单元（3）SO₂、NO_X分离阶段

打开NO_X氧化管路臭氧进气阀（C1）、启动脱硝喷淋塔（9）、第二风机（12）、臭氧发生器（13），完成NO_X氧化吸收系统准备工作；臭氧发生器（13）采用紫外光光解臭氧发生器，脱硝喷淋塔吸收液为低浓度HNO₃溶液，HNO₃溶液质量浓度范围在10%～40%；完成上述准备工作后，开启第一风机（2），废气源经前置除尘装置（1）预处理，预处理后的废气经打开的SO₂第一吸附单元吸附进气阀（A1）送入SO₂第一吸附单元（3）除去废气中所含的SO₂，吸附单元的吸附剂采用圆柱状SO₂专用吸附材料；含NO_X的废气经SO₂第一吸附单元吸附出气阀（A2）送入氧化箱（10），与预先启动好的臭氧发生器（13）产生的臭氧混合，进行预氧化，氧化后的废气进入预先启动好的脱硝喷淋塔（9）进行净化，净化达标后的废气通过除水器（5）、臭氧分解单元（6）及NO_X、SO₂在线监测系统（7）、烟囱（8）排放到大气中；

2）SO₂第二吸附单元（11）SO₂、NO_X分离阶段

当NO_X、SO₂在线监测系统（7）显示SO₂超过设定值后，关闭SO₂第一吸附单元吸附进气阀（A1）、SO₂第一吸附单元吸附出气阀（A2），启动SO₂第二吸附单元吸附进气阀（B1）、SO₂第二吸附单元吸附出气阀（B2），废气源经前置除尘装置（1）预处理，预处理后的废气经打开的SO₂第二吸附单元吸附进气阀（B1）送入SO₂第二吸附单元（11）除去废气中所含的SO₂，含NO_X的废气经SO₂第二吸附单元吸附出气阀（B2）送入氧化箱（10），与预先启动好的臭氧发生器（13）产生的臭氧混合，进行预氧化，氧化后的废气进入预先启动好的脱硝喷淋塔（9）进行净化，净化达标后的废气通过除水器（5）、臭氧分解单元（6）及NO_X、SO₂在线监测系统（7）、烟囱（8）排放到大气中；

3）SO₂第一吸附单元（3）氧化、脱附阶段：

氧化阶段：先关闭SO₂第一吸附单元吸附进气阀（A1）、SO₂第一吸附单元吸附出气阀（A2），依次开启脱硫喷淋塔（4）、SO₂第一吸附单元脱附进气阀（A3）、SO₂第一吸附单元脱附出气阀（A4）、SO₂氧化管路臭氧进气阀（C2），臭氧发生系统产生的O₃进入SO₂第一吸附单元（3），使SO₂第一吸附单元（3）吸附材料中吸附的SO₂氧化成SO₃，氧化时间控制在5～20min；然后依次进入脱硫喷淋塔（4）、除水器（5）、臭氧分解单元（6）及NO_X、SO₂在线监测系统（7）、烟囱（8），净化达标后的废气最终排放到大气中；

脱附阶段：当步骤3）氧化阶段完成后，关闭SO₂氧化管路臭氧进气阀（C2），启动第三风机（14）、加热系统（15），脱附温度控制在80～300℃之间，脱附时间控制在16～24min；脱附后的SO₃废气，经脱硫喷淋塔（4）净化，脱硫喷淋塔吸收液为Ca(OH)₂与CaSO₃的混合液，净化达标后的废气经除水器（5）、臭氧分解单元（6）及NO_X、SO₂在线监测系统（7）、烟囱（8）排放到大气中；

4）上述工艺运行后，NO_X和SO₂分别以HNO₃溶液及CaSO₄沉淀形式被回收，NO_X、SO₂处理效率均达到98.2%以上。

2.一种常温废气的脱硫脱硝工艺控制系统的使用方法，其特征在于：

所述的常温废气的脱硫脱硝工艺控制系统，包括SO₂吸附单元、脱硫喷淋塔（4）、脱硝喷淋塔（9）；所述的SO₂吸附单元由SO₂第一吸附单元（3）、SO₂第二吸附单元（11）并联组成；所述的SO₂第一吸附单元（3）设有废气进口端、热空气与臭氧进口端，废气进口端通过SO₂第一吸附单元吸附进气阀（A1）、第一风机（2）连接废气源，热空气与臭氧进口端通过SO₂第一吸附单元脱附进气阀（A3）与空气加热与臭氧发生单元连接；所述的SO₂第二吸附单元（11）也设有废气进口端、热空气与臭氧进口端，废气进口端通过SO₂第二吸附单元吸附进气阀（B1）、第一风机（2）连接废气源，热空气与臭氧进口端通过SO₂第二吸附单元脱附进气阀（B3）与空气加热与臭氧发生单元连接；所述的SO₂第一吸附单元（3）有两个废气出口端，其中一个废气出口端通过SO₂第一吸附单元脱附出气阀（A4）与脱硫喷淋塔（4）连接，另一个废气出口端通过SO₂第一吸附单元吸附出气阀（A2）与氧化箱（10）、脱硝喷淋塔（9）顺序连接；所述的SO₂第二吸附单元（11）也有两个废气出口端，其中一个废气出口端通过SO₂第二吸附单元脱附出气阀（B4）与脱硫喷淋塔（4）连接，另一个废气出口端通过SO₂第二吸附单元吸附出气阀（B2）与氧化箱（10）、脱硝喷淋塔（9）顺序连接；所述的脱硫喷淋塔（4）的出口、脱硝喷淋塔（9）的出口还顺序连接除水器（5）、臭氧分解单元（6）及NO_X、SO₂在线监测系统（7）、烟囱（8）；所述的空气加热与臭氧发生单元含有臭氧发生器（13）、加热系统（15）；臭氧发生器（13）的进口端与第二风机（12）连接，臭氧发生器（13）的出口端通过SO₂氧化管路臭氧进气阀（C2）分别与SO₂第一吸附单元脱附进气阀（A3）、SO₂第二吸附单元脱附进气阀（B3）连接，臭氧发生器（13）的出口端还通过NO_X氧化管路臭氧进气阀（C1）与氧化箱（10）连接；加热系统（15）的进口端与第三风机（14）连接，加热系统（15）的出口端分别与SO₂第一吸附单元脱附进气阀（A3）、SO₂第二吸附单元脱附进气阀（B3）连接；在第一风机（2）连接废气源的管路上还设有前置除尘装置（1）；它还设有PLC控制系统，所述的PLC控制系统与第一风机（2）、脱硫喷淋塔（4）、臭氧分解单元（6）、脱硝喷淋塔（9）、第二风机（12）、臭氧发生器（13）、第三风机（14）、加热系统（15）及各进气阀、各出气阀关联，并对脱硫脱硝工艺控制系统运行中的状态数据进行分析处理和控制；

将NO_X转化为N₂采用以下步骤实施：

1）SO₂第一吸附单元（3）SO₂、NO_X分离阶段

启动脱硝喷淋塔（9）、第二风机（12）、臭氧发生器（13），开启NOx氧化管路臭氧进气阀（C1），完成NO_X氧化吸收系统准备工作；臭氧发生器采用低温等离子体臭氧发生器，脱硝喷淋塔吸收液采用尿素溶液，质量浓度范围在10%～90%；完成上述准备工作后，开启第一风机（2），废气源经前置除尘装置（1）进行预处理，预处理后的废气经打开的SO₂第一吸附单元吸附进气阀（A1）送入SO₂第一吸附单元（3）除去废气中所含的SO₂，其中吸附单元吸附剂为γ-Al₂O₃蜂窝状块体；含NO_X的废气经SO₂第一吸附单元吸附出气阀（A2）送入氧化箱（10），与预先启动好的臭氧发生器（13）产生的臭氧混合，进行预氧化，氧化后的废气进入预先启动好的脱硝喷淋塔（9）进行净化，净化达标后的废气通过除水器（5）、臭氧分解单元（6）及NO_X、SO₂在线监测系统（7）、烟囱（8）排放到大气中；

2）SO₂第二吸附单元（11）SO₂、NO_X分离阶段

当NO_X、SO₂在线监测系统（7）显示SO₂超过设定值后，关闭SO₂第一吸附单元吸附进气阀（A1）、SO₂第一吸附单元吸附出气阀（A2），启动SO₂第二吸附单元吸附进气阀（B1）、SO₂第二吸附单元吸附出气阀（B2），废气源经前置除尘装置（1）预处理，预处理后的废气经打开的SO₂第二吸附单元吸附进气阀（B1）送入SO₂第二吸附单元（11）除去废气中所含的SO₂，含NO_X的废气经SO₂第二吸附单元吸附出气阀（B2）送入氧化箱（10），与预先启动好的臭氧发生器（13）产生的臭氧混合，进行预氧化，氧化后的废气进入预先启动好的脱硝喷淋塔（9）进行净化，净化达标后的废气通过除水器（5）、臭氧分解单元（6）及NO_X、SO₂在线监测系统（7）、烟囱（8）排放到大气中；

3）SO₂第一吸附单元（3）氧化、脱附阶段：

氧化阶段：先关闭SO₂第一吸附单元吸附进气阀（A1）、SO₂第一吸附单元吸附出气阀（A2），依次开启脱硫喷淋塔（4）、SO₂第一吸附单元脱附进气阀（A3）、SO₂第一吸附单元脱附出气阀（A4）、SO₂氧化管路臭氧进气阀（C2），臭氧发生系统产生的O₃进入SO₂第一吸附单元（3），使SO₂第一吸附单元（3）吸附材料中吸附的SO₂氧化成SO₃，氧化时间控制在5～20min；然后依次进入脱硫喷淋塔（4）、除水器（5）、臭氧分解单元（6）及NO_X、SO₂在线监测系统（7）、烟囱（8），净化达标后的废气最终排放到大气中；

脱附阶段：当步骤3）氧化阶段完成后，关闭SO₂氧化管路臭氧进气阀（C2），启动第三风机（14）、加热系统（15），脱附温度控制在80～300℃之间，脱附时间控制在16～24min；脱附后的SO₃废气，经脱硫喷淋塔（4）净化，脱硫喷淋塔吸收液为NaOH与Na₂SO₃的混合液，净化达标后的废气经除水器（5）、臭氧分解单元（6）及NO_X、SO₂在线监测系统（7）、烟囱（8）排放到大气中；

4）上述工艺运行后，NO_X和SO₂分别以N₂排放及Na₂SO₄溶液形式被回收，NO_X、SO₂处理效率均达到98.5%以上。