两级臭氧氧化协同吸收实现烟气二氧化硫和氮氧化物超低排放的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种两级臭氧氧化协同吸收实现烟气二氧化硫和氮氧化物超低排放的方法和装置，属于烟气污染控制技术领域。所述方法包括：待处理烟气依次经过一级氧化器、一级吸收塔二级氧化器和二级吸收塔，实现氮氧化物的高效脱除，得到净化烟气；净化烟气在二级吸收塔顶部进行除雾处理后排空；二级吸收塔的吸收母液循环使用至失去吸收作用后，用泵输送至亚盐氧化反应器，利用空气氧化，然后输送至后续副产物处理工序。本发明专利技术通过调控一级氧化和二级氧化的O3投加比例来调控氮氧化物的吸收效率，可有效避免O3的过量投加，降低能耗；通过本发明专利技术所述方法之后，氮氧化物被还原成N2，可实现氮氧化物的高效吸收脱除，避免产生二次污染。

Method and device for achieving super low emission of sulfur dioxide and nitrogen oxides from flue gas by two stage ozone oxidation synergistic absorption

The invention discloses a method and device for realizing ultra-low emission of sulfur dioxide and nitrogen oxide in flue gas by two-stage ozonation and synergistic absorption, belonging to the technical field of flue gas pollution control. The method comprises the following steps: the flue gas to be treated passes through the first-stage oxidizer, the second-stage oxidizer of the first-stage absorption tower and the second-stage absorption tower successively, realizing the efficient removal of nitrogen oxides, and obtaining the purified flue gas; the purified flue gas is disposed of after defogging at the top of the second-stage absorption tower, and the absorption mother liquor of the second-stage absorption tower is recycled to lose absorption. After the action, it is pumped to the salt oxidation reactor, oxidized by air, and then transported to the subsequent by-product treatment process. The absorption efficiency of nitrogen oxides can be regulated by adjusting the ratio of O3 addition of primary oxidation and secondary oxidation, which can effectively avoid the excessive addition of O3 and reduce energy consumption; after the method is adopted, the nitrogen oxides are reduced to N2, and the nitrogen oxides can be efficiently absorbed and removed, and the secondary pollution can be avoided.

【技术实现步骤摘要】
两级臭氧氧化协同吸收实现烟气二氧化硫和氮氧化物超低排放的方法和装置
本专利技术属于烟气污染控制
，涉及一种两级臭氧氧化协同吸收实现烟气二氧化硫和氮氧化物超低排放的方法和装置。
技术介绍
SO2和NOx是大气中的主要污染物，不仅直接危害人体健康和生态系统，也是雾霾、光化学烟雾和酸雨的前体物。最近20多年来，我国加大了烟气SO2和NOx排放的控制力度，火电行业普遍实现了超低排放，钢铁和建材等非电行业的烟气污染物超低排放改造也正逐步推行。目前，工业应用较为普遍的脱硫脱硝工艺是石灰石/石灰-石膏法脱硫和选择性催化还原法(SCR)脱硝，SCR脱硝适用于火电厂之类温度高且波动小的烟气。但对于水泥、钢铁、焦化等非电行业，由于烟气温度较低且波动较大，SCR技术实现高效稳定脱硝变得困难。另一方面，石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫串联SCR法脱硝工程涉及的大型设备多，占地面积通常较大，成本和运行费用也偏高，全面推广应用于非电行业非常困难，因此迫切需要开发新型高效多污染物协同处理技术。燃煤烟气中的氮氧化物NOx几乎全部是NO，难溶于水，湿法吸收脱除效率低，而高价态NOx(NO2，N2O3，N2O5)在水溶液中的溶解度较高，因此将NO部分或全部氧化为高价态NOx是实现湿法高效脱除的前提。O3的氧化还原电位为2.07eV，仅次于氟(2.5eV)，其氧化能力高于氯(1.36eV)和二氧化氯(1.5eV)，已有研究表明投加O3到烟气中可实现NO的快速高效氧化。并且O3的进气源是空气或氧气，反应后产物是氧气，清洁无二次污染。因此使用O3氧化NO的技术是切实可行的。现有O3氧化协同吸收脱硫脱硝相关专利主要集中在两个方面，其一是改善烟气与O3混合方式，以确保氧化效果，如CN205461724U公开的在混合器中设置多个扰流板；CN204710083U公开的利用O3输送母管、多根开有喷射孔的分配管、金属板阵列扰流装置来保证O3与烟气均匀混合；CN206304562U公开的将多个喷枪与O3主管路连接，利用两级流量调节装置实现对多个喷枪内O3流量的精准调节分配，以改进氧化效果。其二是设法提高脱硝效果，如CN104941411A公开了一种工业烟气的O3氧化联合氨法喷淋同步脱硫脱硝的方法，先利用O3将难溶的NO氧化为NO2，再在喷淋塔中喷淋氨水吸收脱除，采用相似工艺路线的还有CN106823731A、CN105148699A、CN105709574A、CN205796943U和CN102772990A等。
技术实现思路
吸收法脱硫脱硝的难点是在兼顾经济效益的前提下，实现高效脱硝。本专利技术提出了一种两级臭氧氧化协同吸收实现烟气二氧化硫和氮氧化物超低排放的方法和装置。本专利技术所述的方法和装置通过调控O3在一级氧化器和二级氧化器之间的分级投加配比，与一级碱液吸收和添加脱硝助剂二级吸收交替氧化吸收烟气中二氧化硫和氮氧化物，实现高效脱硫脱硝，所述方法包括以下步骤：(1)来自除尘器的待处理烟气与O3在一级氧化器中充分混合，并将烟气中的NO氧化为NO2，该部分烟气称为一次氧化烟气；所述一级氧化器中臭氧投放量为O3发生器产生的总量的10％-60％，其余臭氧投入到二级氧化器中。所述百分比为体积百分比。(2)一次氧化烟气自底部进入一级吸收塔，一级吸收塔内碱性吸收液由锥形喷淋头均匀喷下，与一次氧化烟气逆流接触，一次氧化烟气中几乎全部的SO2与少部分氮氧化物NOx被吸收，吸收后烟气称为脱硫烟气；(3)脱硫烟气在一级吸收塔顶部进行初步湿除雾，排出一级吸收塔后，进入二级氧化器，再次与O3混合，脱硫烟气中的NO和NO2被充分氧化为NO2和更高价态的氮氧化物NOx，此时的烟气称为二次氧化烟气；(4)二次氧化烟气进入二级吸收塔，与来自一级吸收塔的吸收母液和外加的脱硝助剂逆流接触，以实现氮氧化物NOx的高效脱除，得到净化烟气；(5)净化烟气在二级吸收塔顶部进行除雾处理后排空；(6)二级吸收塔的吸收母液循环使用至失去吸收作用后，用泵输送至亚盐氧化反应器，利用空气氧化，然后输送至后续副产物处理工序。优选的，总的O3投加量与待处理烟气中NO的摩尔比为0.8-1.2；优选的，步骤(2)中的一级吸收塔内碱性吸收液选择氨水或钠碱性溶液等，pH调节至7.5-8.0之间；优选的，步骤(4)中所述的外加的脱硝助剂选择尿素、有机胺、硫代硫酸钠和硫代硫酸铵中的一种或两种以上，pH控制在6.0-7.0之间；优选的，亚盐氧化在外设的氧化反应器中实现，吸收塔内不鼓入氧化空气。基于所述的两级O3氧化协同吸收实现烟气SO2和NOx超低排放的方法，本专利技术还提供一种两级O3氧化协同吸收实现烟气SO2和NOx超低排放的装置，所述的装置主要包括一级氧化器、一级吸收塔、二级氧化器、二级吸收塔、循环泵、排液泵、储液罐、亚盐氧化反应器和氧化风机等。所述一级氧化器置于一级吸收塔之前的烟道，所述二级氧化器置于一级吸收塔与二级吸收塔之间的烟道。所述一级吸收塔的底部气体入口与一级氧化器相连，上方气体出口与二级氧化器相连。所述二级吸收塔底部气体入口与二级氧化器相连，上方气体出口直接与大气环境连通。所述一级吸收塔和二级吸收塔的顶部分别配备有除雾装置、喷淋装置、吸收液循环泵及排液泵；一级吸收塔底部为碱液储液罐，二级吸收塔底部为脱硝助剂储液罐；亚盐氧化反应器与二级吸收塔底部之间连接排液泵，亚盐氧化反应器同时与氧化风机相连。本专利技术的有益效果：本专利技术将脱硫后生成的吸收母液循环用于脱硝，对现有企业改造简单，药剂成本较低；本专利技术在脱硫后的储液罐中添加还原性脱硝助剂，可实现NOx的高效吸收脱除；本专利技术通过调控一级氧化和二级氧化的O3投加比例来调控NOx的吸收效率，可有效避免O3的过量投加，降低能耗；本专利技术在一级吸收塔中可脱除95％以上的SO2和30％-50％的NOx，经二级吸收塔可去除98％以上的SO2和80％以上的NOx；以上百分比均为体积百分比。通过本专利技术所述方法脱除SO2和NOx之后，NOx被还原成N2，避免产生二次污染。附图说明如图1是实施例1-实施例4中所述的一种两级臭氧氧化协同吸收实现烟气二氧化硫和氮氧化物超低排放的方法和装置的示意图。图中：①-O3发生器，②-一级氧化器，③-二级氧化器，④-碱液储液罐，⑤、⑨、-排液泵，⑥、⑩-循环泵，⑦-一级吸收塔，⑧-脱硝助剂储液罐，-二级吸收塔，-亚盐氧化反应器，-氧化风机，-除雾装置，-喷淋装置。具体实施方式为更好地说明本专利技术，便于理解本专利技术的技术方案，下面对本专利技术进一步详细说明。但下述的实施方案仅仅是本专利技术的简易例子，并不代表或限制本专利技术的权利保护范围，本专利技术保护范围以权利要求书为准。实施例1本专利技术首先提供一种两级臭氧氧化协同吸收实现烟气二氧化硫和氮氧化物超低排放的装置，如图1所示，所述的装置包括一级氧化器、一级吸收塔、二级氧化器和二级吸收塔，在待处理烟气的烟道内顺次布置，最后将净化烟气排入大气环境。所述的一级氧化器②置于一级吸收塔⑦之前的烟道，二级氧化器③置于一级吸收塔⑦与二级吸收塔之间的烟道。一级吸收塔⑦的底部气体入口与一级氧化器②的出口相连，上方气体出口与二级氧化器③相连。二级吸收塔底部气体入口与二级氧化器③出口相连，上方气体出口用于排空净化烟气到大气环境中。一级吸收塔⑦和二级吸收塔的顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.两级臭氧氧化协同吸收实现烟气二氧化硫和氮氧化物超低排放的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)来自除尘器的待处理烟气与O3在一级氧化器中充分混合，并将烟气中的NO氧化为NO2，该部分烟气称为一次氧化烟气；(2)一次氧化烟气自底部进入一级吸收塔，一级吸收塔内碱性吸收液由锥形喷淋头均匀喷下，与一次氧化烟气逆流接触，一次氧化烟气中几乎全部的SO2与少部分氮氧化物NOx被吸收，吸收后烟气称为脱硫烟气；(3)脱硫烟气在一级吸收塔顶部进行初步湿除雾，排出一级吸收塔后，进入二级氧化器，再次与O3混合，脱硫烟气中的NO和NO2被充分氧化为NO2和更高价态的氮氧化物NOx，此时的烟气称为二次氧化烟气；(4)二次氧化烟气进入二级吸收塔，与来自一级吸收塔的吸收母液和外加的脱硝助剂逆流接触，以实现氮氧化物NOx的高效脱除，得到净化烟气；(5)净化烟气在二级吸收塔顶部进行除雾处理后排空；(6)二级吸收塔的吸收母液循环使用至失去吸收作用后，用泵输送至亚盐氧化反应器，利用空气氧化，然后输送至后续副产物处理工序。

【技术特征摘要】
1.两级臭氧氧化协同吸收实现烟气二氧化硫和氮氧化物超低排放的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)来自除尘器的待处理烟气与O3在一级氧化器中充分混合，并将烟气中的NO氧化为NO2，该部分烟气称为一次氧化烟气；(2)一次氧化烟气自底部进入一级吸收塔，一级吸收塔内碱性吸收液由锥形喷淋头均匀喷下，与一次氧化烟气逆流接触，一次氧化烟气中几乎全部的SO2与少部分氮氧化物NOx被吸收，吸收后烟气称为脱硫烟气；(3)脱硫烟气在一级吸收塔顶部进行初步湿除雾，排出一级吸收塔后，进入二级氧化器，再次与O3混合，脱硫烟气中的NO和NO2被充分氧化为NO2和更高价态的氮氧化物NOx，此时的烟气称为二次氧化烟气；(4)二次氧化烟气进入二级吸收塔，与来自一级吸收塔的吸收母液和外加的脱硝助剂逆流接触，以实现氮氧化物NOx的高效脱除，得到净化烟气；(5)净化烟气在二级吸收塔顶部进行除雾处理后排空；(6)二级吸收塔的吸收母液循环使用至失去吸收作用后，用泵输送至亚盐氧化反应器，利用空气氧化，然后输送至后续副产物处理工序。2.根据权利要求1所述的两级臭氧氧化协同吸收实现烟气二氧化硫和氮氧化物超低排放的方法，其特征在于：所述臭氧由臭氧发生器提供，其中一级氧化器中臭氧投放量为臭氧发生器产生的总量的10％-60％，其余臭氧投入到二级氧化器中，所述百分比为体积百分比。3.根据权利要求1或2所述的两级臭氧氧化协同吸收实现烟气二氧化硫和氮氧化物超低排放的方法，其特征在于：一级氧化器和二级氧化器...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱天乐，郭小艳，孙也，谢德援，李帅帅，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11