一种烟气的同时脱硫脱硝方法技术

本发明专利技术公开了一种烟气脱硫脱硝的方法，包括以下步骤：(1)将烟气与O3混合均匀，得混合气体；其中，所述的O3与所述的烟气中NOx的摩尔比为(0.3-0.6)：1；(2)混合气体与吸收液接触，即可；其中，所述的吸收液包括氨和/或铵，以及Fe3+；所述的吸收液中Fe3+的含量为1000ppm以上；所述的吸收液中的氨和/或铵的含量为0.1％以上，所述的百分比为质量百分比。该方法能够同时脱除烟气中的硫和硝，臭氧消耗量仅为烟气中NOx的摩尔量的0.3-0.6，脱硫率达95％以上，脱硝率达80％以上，大部分达90％以上；脱硫脱硝效果稳定，可以实现产物资源化回收利用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种烟气脱硫脱硝的方法，包括以下步骤：(1)将烟气与O3混合均匀，得混合气体；其中，所述的O3与所述的烟气中NOx的摩尔比为(0.3-0.6)：1；(2)混合气体与吸收液接触，即可；其中，所述的吸收液包括氨和/或铵，以及Fe3+；所述的吸收液中Fe3+的含量为1000ppm以上；所述的吸收液中的氨和/或铵的含量为0.1％以上，所述的百分比为质量百分比。该方法能够同时脱除烟气中的硫和硝，臭氧消耗量仅为烟气中NOx的摩尔量的0.3-0.6，脱硫率达95％以上，脱硝率达80％以上，大部分达90％以上；脱硫脱硝效果稳定，可以实现产物资源化回收利用。【专利说明】
本专利技术涉及一种烟气的同时脱硫脱硝的方法。
技术介绍
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤产量约占世界的25%，其中超过80%的煤炭都用于直接燃烧，煤燃烧会产生S02、NOx等有害气体，造成酸雨、温室效应和臭氧层破坏等一系列大气污染，严重地影响着人类的生存环境。据2012年中国环境公报显示，2012年我国SO2排放总量2117.6万吨，氮化物排放总量2337.8万吨。监测的466个市(县)中，出现酸雨的市(县)为215个，占总量的46.1 酸雨频率在25%以上的市(县)为133个，占28.5%;酸雨频率在75%以上的市(县)为56个，占总量的12.0%。我国工业企业大部分地处经济比较发达、人口较为密集的环境敏感地区；绝大多数的企业处于国家划定的酸雨区和二氧化硫排放控制区内；同时，随着国家的烟气排放标准日趋苛刻，烟气达标排放及二氧化硫排放总量控制的管理越来越严格，企业的生存和发展正面临着越来越大的环境压力。SO2和NOx排放成为制约相关行业发展的一个瓶颈，烟气脱硫脱硝任务迫在眉捷。目前，国内外较为成熟的烟气分段脱硫脱硝工艺主要为湿法脱硫+选择性催化还原工艺(WFGD+SCR)，该工艺先脱硝再脱硫，工艺技术成熟、脱硫脱硝效率稳定、满足排放需求，但其缺点也较为明显:催化剂价格昂贵、设备造价高、占地面积较大、能耗高、脱硝副产物(N2)无价值。针对上述问题，近年来国内外开始对同时脱硫脱硝技术进行深度研究并取得了部分成果。在氨法脱硫脱硝工艺方面:中国专利CN10148057A公开的方法是:喷淋双氧水对烟气进行预氧化处理，然后烟气进入吸收塔完成脱硫脱硝的方法。该方法虽然取得较好的烟气处理效果，但双氧水耗量大，成本偏高。中国专利CN202778258U公开了氨水法烟气脱硫脱硝装置，该装置可实现同时脱硫脱硝功能，但具体所采用的氧化剂未明确指出。并且该专利说明书中涉及的化学反应式为NO和O2的氧化反应，然而众所周知，实际脱硫脱硝工况下，无催化剂状态下上述反应几乎很难发生。在臭氧氧化结合氨法吸收工艺方面:中国专利CN101485957A提供了臭氧氧化结合双塔洗涤同时脱硫脱硝的方法，在洗涤塔A内，通入与液相四价硫摩尔比为0.8-1.0的O3，将四价硫氧化为六价硫，在洗涤塔B内喷入与烟气中NOx摩尔比为0.5-1.0的O3，实现NO的氧化。该方法需用O3同时氧化吸收液中的四价硫和烟气中的NO，臭氧消耗量极大，脱硫脱硝的成本高。中国专利CN101053747A采用双氧水或臭氧预氧化烟气，双氧水或臭氧的喷入量为烟气中NO的1.0-1.2 (摩尔比)倍，该方法同样存在臭氧耗量偏高的缺点，且在后续产物氧化处理中采用空气作为氧化剂，吸收液中的高浓度亚硫酸铵和亚硝酸铵能否发生充分氧化值得商榷。中国专利CN102247750A在吸收液中加入KMnO4作为催化剂，将臭氧通入液相中，在催化剂作用下同时氧化烟气中的SO2和NO，臭氧加入量为烟气中SO2和NOx总摩尔量的0.5-1.5倍，其核心仍在于用O3同时氧化烟气中的硫氧化物和氮化物，而一般燃煤烟气中SO2较NOx含量更多，该方法对臭氧需求量仍然很大，装置运行成本高。上述脱硫脱硝工艺的缺陷，制约了烟气的脱硫脱硝工艺的发展。现有的烟气脱硫脱硝工艺仍有待进一步研究和提升。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中，烟气的同时脱硫脱硝工艺臭氧消耗量高，能耗高的技术缺陷，提供了一种烟气的脱硫脱硝方法。该方法能够同时脱除烟气中的硫和硝，臭氧消耗量低，仅为烟气中NOx的摩尔量的0.3-0.6，脱硫率达95%以上，脱硝率达80%以上，大部分达90%以上；脱硫脱硝效果稳定，可以实现产物资源化回收利用。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题:，所述的方法包括以下步骤:(I)将烟气与O3混合均匀，得混合气体；其中，所述的O3与所述的烟气中NOx的摩尔比为(0.3-0.6):1 ；(2)混合气体与吸收液接触，即可；其中，所述的吸收液包括氨和/或铵，以及Fe3+ ；所述的吸收液中Fe3+的含量为IOOOppm以上；所述的吸收液中的氨和/或铵的含量为0.1%以上，所述的百分比为质量百分比。以下，针对上述技术方案作如下进一步的说明:步骤(I)中，所述的烟气为本领域常规的烟气。所述的烟气一般包括烟尘和气体。烟尘主要由燃料燃烧后留下固体的废物组成，大部分是灰分。烟气中的气体主要包括二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)和氮化物(NOx)。其中SO2的含量一般为2000-4000ppm，氮化物(NOx)的含量一般为200-1000ppm。所述的氮化物(NOx) —般包括NO和NO2，所述的NO占所述的NOx的体积比一般为85% -95%。较佳地，所述的混合均匀前，将所述的烟气按照本领域常规进行除尘处理。所述的除尘一般为在除尘器中按照本领域常规进行。所述的除尘器一般为机械除尘器、湿式除尘器(主要是洗涤式除尘器)、过滤式除尘器、电除尘器或声波除尘器。步骤(I)中，将烟气与(V混合均匀后，O3和烟气中的NO在特定的条件下，发生如下化学反应:①N0+03 — N02+02 ；即O3将烟气中氮化物的主要成分NO部分氧化生成N02。该反应的反应动力学时间仅为0.0ls,因此可以理解为混合后即刻发生化学反应。步骤(I)中，所述的反应的温度为150°C以下，较佳地为60_150°C。在该反应体系中，O3对SO2的氧化率低于10%，因为NO与的O3的反应活化能远低于SO2与O3反应的活化能，其优先反应级远大于S02。经实验证实，烟气中SO2的存在不会对O3氧化NO产生过多影响。步骤(I)中，所述的O3与所述的烟气中NOx的摩尔比较佳地为(0.5-0.6):1。步骤(I)中，所述的O3为本领域常规的O3，一般可在臭氧发生器中制备得到。步骤(2)中，混合气体与吸收液接触时，发生化学反应②和③:②Fe3+ 将 NO 氧化为 NO2:Fe3+ (aq) +NO — Fe2+ (aq) +NO2 ；③SO2反应生成的S032_，在Fe3+催化作用下与烟气中部分NO2发生如下反应:2N02+2S0广+H2O — N02_+N03_+2HS032_ ；2N02+S0广+H2O — 2H++2NCV+S0广；步骤(2)中，混合气体与吸收液接触，吸收液与所述的混合气体中的NO反应，转化为N02。SO2与吸收液中的氨和/或铵(以及少量的水)反应生成S032_，NO2和S032_在Fe3+催化作用下生成N02_和S042_，实现SO2和NOx的同时脱除。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气脱硫脱硝的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：(1)将烟气与O3混合均匀，得混合气体；其中，所述的O3与所述的烟气中NOx的摩尔比为(0.3‑0.6)：1；(2)混合气体与吸收液接触，即可；其中，所述的吸收液包括氨和/或铵，以及Fe3+；所述的吸收液中Fe3+的含量为1000ppm以上；所述的吸收液中的氨和/或铵的含量为0.1％以上，所述的百分比为质量百分比。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭少鹏，吕丽娜，仝明，陈昕，亢万忠，周彦波，鲁军，
申请(专利权)人：华东理工大学，中石化宁波技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31