一种烟气污染物去除系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种烟气污染物去除系统及方法，用于从待处理烟气中去除气体组分NOx、SOx、颗粒物等多种污染物，系统包括：烟气预处理装置，其位于待处理烟气的入口端，用于将待处理烟气的温度降至150℃以下；气体混合氧化段，其位于烟气预处理装置和湿法洗涤装置之间，主要用于将经烟气预处理装置处理后的烟气中低价态的NOx转化为高价态的NOx和其他易溶于水的硝基化合物，以及湿法洗涤装置，其位于净化后烟气的出口端，主要用于对经气体混合氧化段处理后的烟气进行湿法洗涤，吸收去除烟气中SOx、颗粒物、高价态的NOx以及其他易溶于水的硝基化合物。本发明专利技术能够在注入臭氧摩尔量与烟气中NOx摩尔量之比不大于1的条件下，取得十分良好的脱硝效果。

A Flue Gas Pollutant Removal System and Method

The invention discloses a flue gas pollutant removal system and method for removing pollutants such as NO x, SOx and particulate matter from the flue gas to be treated. The system includes: a flue gas pretreatment device, which is located at the inlet end of the flue gas to be treated, and is used to reduce the temperature of the flue gas to below 150 degrees C; a gas mixed oxidation section, which is located in the flue gas pretreatment device and wet washing. Among the polyester plants, it is mainly used for converting the low-valent NOx in flue gas treated by flue gas pretreatment device into high-valent NOx and other nitro compounds soluble in water, and for wet scrubbing device, which is located at the outlet of the purified flue gas. It is mainly used for wet scrubbing of flue gas treated by gas mixed oxidation section, absorption and removal of SOx, particulate matter and high-valence in flue gas. The state of NOx and other water-soluble nitro compounds. The invention can achieve very good denitrification effect under the condition that the molar ratio of injected ozone to NOx in flue gas is not more than 1.

【技术实现步骤摘要】
一种烟气污染物去除系统及方法
本专利技术涉及一种从烟气中去除气体组分NOx、SOx、颗粒物等多种污染物的系统及方法。更具体地，本专利技术涉及一种系统和一种方法，所述系统和方法是通过臭氧与醇类气体协同，选择性地将烟气中低价态的NOx转化为高价态的NOx以及其他易溶于水的硝基化合物，再经湿法洗涤综合去除NOx、SOx、颗粒物等多种污染物。
技术介绍
化石燃料燃烧产生烟气中的NOx是主要大气污染物之一。NOx在大气中可形成硝酸型酸雨和光化学烟雾，还会对人体和动物的呼吸系统造成严重的损害。因此，针对NOx污染物排放问题，各国环境部门均制定了严格的大气污染排放标准。2014年5月16日，我国环保部制定《锅炉大气污染物排放标准》，规定自2014年7月1日起，新建燃煤锅炉产生的烟气中NOx的含量不超过300mg/m3。为进一步减少NOx的排放，全国各地区陆续出台了更为严格的地方标准。2018年6月7日，上海市发布了《锅炉污染物排放标准》，规定自2020年1月1日起，上海市范围内气态燃料锅炉燃烧产生的烟气中NOx的含量不超过50mg/m3。为了满足人们对NOx超低排放要求，亟需开发高效的烟气脱硝新技术、新工艺。目前，人们采用的烟气深度脱硝技术主要包括低温SCR技术、湿法氧化洗涤技术、臭氧高级氧化技术等。其中低温SCR技术中的催化剂正处于大规模研发和试制阶段。湿法氧化洗涤技术的脱硝效果较好，但在湿法洗涤过程中需要消耗大量的氧化剂。氧化剂的高成本在很大程度上限制了湿法氧化洗涤技术的大规模应用。臭氧高级氧化技术是采用强氧化性的臭氧作为脱硝氧化剂，通过向烟气中通入大量的臭氧，将烟气中难溶于水的NOx氧化为易溶于水的N2O5，再通过碱液湿法洗涤的方式予以吸收去除。该工艺具有氧化效率高、无二次污染等优点，因此，近年来该技术在烟气深度脱硝方面得到了越来越多的应用。专利CN1923337A公开了一种臭氧氧化同时脱除锅炉烟气中多种污染物的装置及方法。其装置主要由臭氧发生装置、碱液洗涤塔、汞稳定剂添加装置及相应烟道组成。该方法先采用臭氧将NO氧化为NO2、N2O5等高价态氮氧化物，再通过湿法洗涤吸收烟气中的NOx、SOx、Hg、HCl等多种污染物。所述方法中注入臭氧摩尔量与烟气中NOx摩尔量之比为1.1-2.0。专利CN104941410A公开了一种臭氧两步氧化烟气硫硝一体化脱除方法及装置。其装置主要由臭氧发生装置、湿法洗涤塔、氮硫元素回收装置及相应烟道组成。该方法先将部分臭氧从烟道反应器前段注入，将烟气中NO氧化为NO2。剩余臭氧从烟道反应器末端注入，进一步将烟气中NO2氧化为NO3或N2O5。再通过湿法洗涤从而实现同时脱硫脱硝。所述方法中注入臭氧摩尔量与烟气中NOx摩尔量之比为1.2-2.5。虽然现有的基于臭氧高级氧化法的烟气处理技术可高效地将烟气中的NO氧化为高价态的NO3或N2O5，再通过湿法洗涤等方式同时去除烟气中NOx、SOx、颗粒物等多种污染物，但注入臭氧摩尔量与烟气中NOx的比值通常较高。由于臭氧的产生过程需要消耗大量的电能，这就会导致现有基于臭氧高级氧化法的烟气处理工艺在设备投资和维护运行等方面的成本过高，限制了相关工艺的大规模商业化应用。因此，如何在保证烟气处理效果的前提下，有效减少烟气处理过程中注入臭氧摩尔量与烟气中NOx摩尔量的比值，是促进基于臭氧高级氧化法的烟气处理技术产业化应用的关键问题。
技术实现思路
针对现有的基于臭氧高级氧化法的烟气处理工艺中注入臭氧摩尔量与烟气中NOx摩尔量比值较高，进而导致工艺成本过高的问题。本专利技术提供了一种烟气污染物去除系统及方法，本专利技术能够在所注入臭氧摩尔量与烟气中NOx摩尔量之比不大于1的情况下，取得十分良好的同时脱硫脱硝脱颗粒物的效果，有利于节省大量的电能，降低投资成本与运行成本。本专利技术采用的技术手段如下：一种烟气污染物去除系统，用于从待处理烟气中去除气体组分NOx、SOx、颗粒物等多种污染物，包括：烟气预处理装置，其位于待处理烟气的入口端，用于将待处理烟气的温度降至150℃以下；由于臭氧在烟气温度较高时会发生大量自分解，因此本专利技术提出采用烟气预处理装置将待处理烟气温度控制在150℃以下，从而提高臭氧的利用率。气体混合氧化段，其位于烟气预处理装置和湿法洗涤装置之间，主要用于将经烟气预处理装置处理后的烟气中低价态的NOx转化为高价态的NOx和其他易溶于水的硝基化合物，所述气体混合氧化段由依次连通的醇类混合段和臭氧混合段组成或为整体烟道，若所述气体混合氧化段由依次连通的醇类混合段和臭氧混合段组成，则所述醇类混合段上设有向其内雾化注入醇类溶液的醇类注入装置，所述臭氧混合段上设有向其内注入臭氧的臭氧发生装置(醇类溶液在臭氧前注入)；若所述气体混合氧化段为整体烟道，则其上设有向整体烟道内雾化注入醇类溶液的醇类注入装置和向整体烟道内注入臭氧的臭氧发生装置(醇类溶液与臭氧在相同位置注入)；以及所述湿法洗涤装置，其位于净化后烟气的出口端，主要用于对经气体混合氧化段处理后的烟气进行湿法洗涤，吸收去除烟气中SOx、颗粒物、高价态的NOx以及其他易溶于水的硝基化合物。所述醇类注入装置包括：用于盛装醇类溶液的储存柜，用于将所述储存柜内的醇类溶液注入至位于气体混合氧化段内的雾化喷头的计量泵。采用计量泵输送储存柜中的醇类溶液，经雾化喷头充分雾化之后，与烟气预处理装置处理后的烟气进行混合。所述醇类溶液具有良好的挥发性，在烟道内遇热而快速挥发，形成醇类气体，与烟气预处理装置处理后的烟气之间充分混合。混合后的烟气中醇类摩尔量与混合后的烟气中NOx摩尔量之比在0.3-2范围内。所述臭氧发生装置的工作原理包括但不限于光化学法、电化学法、电晕放电法等；所述臭氧发生装置的工作气体包括但不限于空气、氧气、以及其他含氧混合气体；所述臭氧发生装置产生的臭氧注入到气体混合氧化段中，与烟气预处理装置处理后的烟气、醇类气体充分混合并发生化学反应，选择性地将气体混合氧化段内烟气中NOx转化为易溶于水的物质，注入臭氧摩尔量与气体混合氧化段内烟气中NOx摩尔量之比不大于1。所述湿法洗涤装置上设有与气体混合氧化段连通且用于引入经气体混合氧化段处理后的烟气的烟气入口和用于引入洗涤溶液的溶液入口，所述湿法洗涤装置上端设有用于排放净化后烟气的烟气出口，下端设有与用于收集洗涤后溶液的储液装置连通的溶液出口。所述洗涤溶液包括但不限于采用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸盐、碳酸氢盐等碱性化合物中的一种或几种配制而成的碱性溶液。经气体混合氧化段处理后的烟气自烟气入口进入湿法洗涤装置，所述湿法洗涤装置采用鼓泡或喷淋或填料等湿法洗涤方式。在所述湿法洗涤装置内部，烟气与洗涤溶液充分接触并发生反应，从而去除烟气组分中NOx、SOx、颗粒物等多种污染物，净化后烟气从烟气出口排出。根据本专利技术，所述湿法洗涤装置可设置为开式系统和闭式系统等不同形式。本文中的所述术语“开式系统”是指其中的洗涤溶液在与烟气接触之后会被排出的系统。本文中的所述术语“闭式系统”是指其中的洗涤溶液可回收以接受再处理和可不断地再循环的系统。所述气体混合氧化段内设有布气装置，以提高待处理烟气与醇类气体和臭氧的混合效果。本专利技术还公开了一种使用上述所述的系统进行烟气污染物去除的方法，若所述气体混合氧化段由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气污染物去除系统，用于从待处理烟气中去除气体组分NOx、SOx、颗粒物等多种污染物，其特征在于，包括：烟气预处理装置，其位于待处理烟气的入口端，用于将待处理烟气的温度降至150℃以下；气体混合氧化段，其位于烟气预处理装置和湿法洗涤装置之间，主要用于将经烟气预处理装置处理后的烟气中低价态的NOx转化为高价态的NOx和其他易溶于水的硝基化合物，所述气体混合氧化段由依次连通的醇类混合段和臭氧混合段组成或为整体烟道，若所述气体混合氧化段由依次连通的醇类混合段和臭氧混合段组成，则所述醇类混合段上设有向其内雾化注入醇类溶液的醇类注入装置，所述臭氧混合段上设有向其内注入臭氧的臭氧发生装置；若所述气体混合氧化段为整体烟道，则其上设有向整体烟道内雾化注入醇类溶液的醇类注入装置和向整体烟道内注入臭氧的臭氧发生装置；以及所述湿法洗涤装置，其位于净化后烟气的出口端，主要用于对经气体混合氧化段处理后的烟气进行湿法洗涤，吸收去除烟气中SOx、颗粒物、高价态的NOx以及其他易溶于水的硝基化合物。

【技术特征摘要】
1.一种烟气污染物去除系统，用于从待处理烟气中去除气体组分NOx、SOx、颗粒物等多种污染物，其特征在于，包括：烟气预处理装置，其位于待处理烟气的入口端，用于将待处理烟气的温度降至150℃以下；气体混合氧化段，其位于烟气预处理装置和湿法洗涤装置之间，主要用于将经烟气预处理装置处理后的烟气中低价态的NOx转化为高价态的NOx和其他易溶于水的硝基化合物，所述气体混合氧化段由依次连通的醇类混合段和臭氧混合段组成或为整体烟道，若所述气体混合氧化段由依次连通的醇类混合段和臭氧混合段组成，则所述醇类混合段上设有向其内雾化注入醇类溶液的醇类注入装置，所述臭氧混合段上设有向其内注入臭氧的臭氧发生装置；若所述气体混合氧化段为整体烟道，则其上设有向整体烟道内雾化注入醇类溶液的醇类注入装置和向整体烟道内注入臭氧的臭氧发生装置；以及所述湿法洗涤装置，其位于净化后烟气的出口端，主要用于对经气体混合氧化段处理后的烟气进行湿法洗涤，吸收去除烟气中SOx、颗粒物、高价态的NOx以及其他易溶于水的硝基化合物。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述醇类注入装置包括：用于盛装醇类溶液的储存柜，用于将所述储存柜内的醇类溶液注入至位于气体混合氧化段内的雾化喷头的计量泵。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述湿法洗涤装置上设有与气体混合氧化段连通且用于引入经气体混合氧化段处理后的烟气的烟气入口和用于引入洗涤溶液的溶液入口，所述湿法洗涤装置上端设有用于排放净化后烟气的烟气出口，下端设有与用于收集洗涤后溶液的储液装置连通的溶液出口。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体混合氧化段内设有布气装置。5.一种使用权利要求1所述的系统进行烟气污染物去除的方法，其特征在于，若所述气体混合氧化段由依次连通的醇类混合段和臭氧混合段组成，则所述方法具有如下步骤：S1、待处理烟气经所述烟气预处理装置处理后，将烟气温度控制在150℃以下；S2、向气体混合氧化段内雾化注入一定量的醇类溶液，所述醇类溶液遇热快速挥发成醇类气体，并与烟气预处理装置处理后的烟气充分混合，混合后的烟气中醇类摩尔浓度与混合后的烟气中NOx摩尔浓度之比在0.3-2范围内；S3、向气体混合氧化段内注入一定量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志涛，潘新祥，邹天宇，兰田，王启锰，王俊名，高宇，赵东升，杜还，武文通，郭志豪，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21