本发明专利技术提供了一种结合湿法脱硫技术降低中小型工业燃煤锅炉烟气中氮氧化物的方法。包括：对燃煤锅炉产生的烟气进行除尘与初级脱硫，并收集含双碱法初级脱硫的脱硫产物亚硫酸钠的碱液；将预处理后的烟气进行氧化处理，使得烟气中的NO和剩余的二氧化硫一体化氧化；将所述氧化处理后的烟气与所述碱液接触，以将烟气中的经氧化后生成的二氧化氮与硫氧化物加以吸收脱除，从而得到净化后烟气；气水分离，将环境达标烟气排放。与现行的干法烟气脱硝技术相比，仅需对现有双碱法吸收体系增加一个氧化反应器段即可实现同时脱硫脱硝，经济性能非常高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大气污染控制
，具体涉及一种结合湿法脱硫技术的降低中小型工业燃煤锅炉烟气中氮氧化物的方法。
技术介绍
大气氮氧化物污染问题日益严重，据估计污染大气的氮氧化物约有70 %是由于燃料燃烧排放的。工业燃煤锅炉烟气排放是中国大气污染的主要污染源之一，其排放的氮氧化物可导致PM2.5的大量增加，形成酸雨、光化学烟雾等严重危害。燃煤锅炉烟气二氧化硫的治理，目前已经较为成熟可靠，其中双碱法烟气脱硫技术为目前市场占有率最高的烟气脱硫技术之一，Na2S03是采用该法最主要的脱硫中间产物。对于氮氧化物的治理研宄，则主要集中在大功率的电站锅炉，应用还原法的选择性非催化还原技术(SNCR)、选择性催化还原技术(SCR)以及电子束照射技术。比较而言SNCR技术要求的反应最佳温度在900 - 1100°C，有效反应温度狭窄，一般功率较小的工业燃煤锅炉炉膛内达不到这一温度，而且其运行负荷波动大；SCR技术则需要使用价格昂贵的催化剂。由于这类烟气治理技术需要较大的基础投资、较高的运行费用，并不适用于中小型工业燃煤锅炉的烟气氮氧化物的脱除。许多企业自行建设，用于配合自身生产的锅炉由于建设年代、投资运行成本等原因均属于中小型工业燃煤锅炉，因此急需开发适用于此类锅炉烟气治理的有关技术。燃煤锅炉烟气中90?95%的吨为NO，而NO在水中溶解度很低导致难以在现有湿法脱硫的条件下完成氮氧化物的脱除。为使NO得到有效脱除，将其高效快速氧化为溶解度高的NO2，并将其有效快速吸收是关键。如何实现烟气中的NO快速氧化为NO2并与现有工业燃煤锅炉脱硫技术有效联合应用，低成本、高效率的处理中小工业燃煤锅炉产生的烟气，使处理后排放的烟气达到不断提高的国家和地方规定的锅炉烟气大气污染物排放标准，则是目前急需解决的难题。
技术实现思路
本专利技术针对中小型工业燃煤锅炉，提出了一种降低工业燃煤锅炉烟气中氮氧化物排放浓度的方法。其设备改造投资小，可沿用原有锅炉湿法脱硫设备，运行费用低。该方法可同时实现对二氧化硫与氮氧化物的净化处理，脱除效率高，可满足日益严格的环保要求，适合我国国情。本专利技术所提供的降低中小型工业燃煤锅炉烟气中氮氧化物的方法包括下述步骤:I)对燃煤锅炉产生的烟气进行除尘与初级脱硫得到预处理后的烟气，其中，所述初级脱硫通过双碱法碱喷淋实现，并收集含双碱法初级脱硫的脱硫产物亚硫酸钠的碱液；2)将所述预处理后的烟气进行氧化处理得到氧化处理后的烟气，使得烟气中的NO和剩余的二氧化硫一体化氧化，其中，烟气中的NO被氧化为NO2;3)将所述氧化处理后的烟气与所述碱液接触，以将烟气中的经氧化后生成的二氧化氮与硫氧化物加以吸收脱除，从而得到净化后烟气，其中，烟气中大部分NO2被亚硫酸钠还原为氮气，剩余的NO2直接被碱液吸收脱除，硫氧化物直接被碱液吸收脱除；4)将所述净化后烟气进行气水分离，再将环境达标烟气排放。上述方法步骤I)中，所述除尘为采用麻石塔(精制花岗岩石塔)水膜法进行除尘；所述初级脱硫为采用双碱法进行碱喷淋初级脱硫，并且在所述初级脱硫过程中生成脱硫产物亚硫酸钠，所述脱硫产物亚硫酸钠用于后续氮氧化物的吸收。上述方法步骤2)中，所述氧化处理中使用的氧化剂为质量浓度为0.1% -2.0%的亚氯酸钠溶液，所述亚氯酸钠溶液与烟气的液气比为6-24L/M3，经氧化处理后烟气中的NO和剩余SO2的氧化率大于95%。以产能20T蒸汽/h的一组三台链条炉排燃煤锅炉的烟气进行氮氧化物的脱除配置的亚氯酸钠反应系统为例，需配备一个带搅拌装置容积为5M3的溶药池，一个容积30M3的配药池，一个带药液过滤网的总容积72.9M3 (长:9.0m ;宽3.0m ;面积27.0m2;深:2.7m)的亚氯酸钠循环供药池。亚氯酸钠溶液由循环泵进行泵送和回收，循环泵组由两台额定功率45kw，转速1475r/min，工作频率30?60Hz，可变频调节的三相异步电动机与功率45kw ;转速1450r/min，流量150mVh，扬程45m的耐腐耐磨砂浆泵所组成；供液采用PPR材质，内径Φ 90mm管路。亚氯酸钠溶液通过泵送至氧化塔段与经过除尘、初步脱硫后的烟气反应，进行氮氧化物中NO的快速氧化过程。烟气经初级除尘脱硫段后，温度由120?160°C降温至约60?80°C。在此工艺段，烟气自下而上，在亚氯酸钠药液逆流洗涤下，使烟气中的NO氧化成为NO2O氧化段的设计将脱硫段与氧化段合并设计为一塔完成，下半段为脱硫段，上半段为氮氧化物NO氧化段。初步脱硫后的烟气经文丘里管改变方向进入氮氧化物氧化段。氮氧化物氧化段塔体设计为间隔1.5m设置2组带收扩变向鼓泡装置涡流式喷嘴用于亚氯酸钠药液的喷洒，使其与待反应烟气充分、有效接触。NOx氧化塔浆池区大小为1.8X1.5m,氧化塔段吸收区直径与高度为Φ1.6πιΧ7πι。与烟气反应后的亚氯酸钠药液经循环泵作用回流至循环池中。上述方法步骤3)中，所述碱液的pH范围为7.0-11.0 ;钠离子浓度为0.05-5mol/L，所述碱液与烟气的液气比为12-50L/M3。所述碱液为步骤I)中双碱法初级脱硫的排出液，根据需要，可以对所述碱液的pH值以及碱液中的亚硫酸钠浓度通过外加氢氧化钠与亚硫酸钠进行调节，以达到最佳的二氧化氮与硫氧化物吸收脱除效果。经吸收后达到95%以上的二氧化硫脱除效率以及60?90%的氮氧化物脱除效率。以产能20T蒸汽/h的一组三台链条炉排燃煤锅炉的烟气进行氮氧化物的吸收净化配置的碱液吸收系统为例，需配备一个总容积252M3(长:14.0m ;宽6.0m ;面积84.0m2;深:3.0m)的碱液吸收循环池。含亚硫酸钠碱液由循环泵进行泵送和回收，循环泵组由四台额定功率90kw，转速1490r/min，工作频率50Hz的三相异步电动机与功率90kw ;转速1490r/min，流量300m3/h，扬程45m的无密封自控自吸泵所组成。上述方法在步骤I)之前，还可包括控制燃煤锅炉炉膛含氧量以实现低含氧量燃烧的步骤。所述控制燃煤锅炉炉膛含氧量为:将锅炉燃烧时的炉膛含氧量控制在6% -12%，以降低空气过剩系数，使燃烧时氧化氛围降低从而减少锅炉燃烧产生总量的10% -20%。同时，本专利技术的方法还可与还原法等其它减低燃煤锅炉烟气氮氧化物排放的方法联合应用，进一步降低燃煤锅炉烟气的氮氧化物排放水平。本专利技术的反应过程如下:烟气碱法脱硫生成亚硫酸钠与碱再生A、二氧化硫吸收过程 S02+H20 — H2SO3^ 2H ++SO32-2Na0H+2H++S0广—Na 2S03+2H20Na2S03+S02+H20 — 2NaHS03B、再生过程:Ca0+H20 — Ca (OH) 2Ca (OH) 2+2NaHS03— Na 2S03+CaS03+l.5H20Ca (OH) 2+Na2S03— 2Na0H+CaS0 3再生的NaOH等脱硫剂可以循环使用。C、氧化过程:CaS03+l/202— CaSO 4亚氯酸钠一体化氧化氮氧化物中NO与烟气剩余二氧化硫4N0+3NaC102+4H+— 4HN0 3+3NaCl2N0+NaC102— 2N0 2+NaCl4N02+4H++NaC102— 4HN0 3+NaCl2S02+NaC102+4H+— 2H本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种降低工业燃煤锅炉烟气中氮氧化物的方法，包括下述步骤：1)对燃煤锅炉产生的烟气进行除尘与初级脱硫得到预处理后的烟气，其中，所述初级脱硫通过双碱法碱喷淋实现，并收集含双碱法初级脱硫的脱硫产物亚硫酸钠的碱液；2)将所述预处理后的烟气进行氧化处理得到氧化处理后的烟气；3)将所述氧化处理后的烟气与所述碱液接触，得到净化后烟气；4)将所述净化后烟气进行气水分离，再将环境达标烟气排放。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李光俊，赵伟，闫满利，李岩，姜波，
申请(专利权)人：北京燕京啤酒股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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