一种低温脱硝和氮硫资源化利用的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低温脱硝和氮硫资源化利用的方法及系统，通过喷嘴逆流喷入臭氧气体，同时通过后续旋流板使烟气与臭氧气体充分混合并发生氧化反应，然后通过吸收反应塔进行吸收，达到氮硫资源化利用的目的。同时，向吸收反应塔的碱液池内通入十微米(μm)以下至百纳米(nm)级之间的臭氧超微细气泡，保证浆液池内亚硝酸盐和亚硫酸盐等能够充分氧化，提高氮氧化物和硫氧化物的吸收效率，从而提高臭氧同时脱氮脱硫的脱除率，进而提高氮硫资源的利用率。本发明专利技术的臭氧氧化脱硝工艺及系统简单，容易在原有脱硫塔基础上改造并实现脱硫脱硝同时进行，脱硝效率高(可达90％以上)，且能够实现氮硫资源化利用，运行成本低，初期投资估计只有SCR技术的2/3～1/2左右。

Method and system for low temperature denitration and resource utilization of nitrogen and sulfur

The invention discloses a method and a system for low temperature denitrification and nitrogen utilization of sulfur resources, through the nozzle countercurrent spray into the ozone gas, and through the subsequent swirl plate and the flue gas and ozone gas are fully mixed and oxidized, and then through the absorption reaction tower for absorption of nitrogen and sulfur, achieve resource utilization purpose. At the same time, to absorb the reaction tower lye tank into ten micron (m) to 100 nm (nm) micro bubble level between ozone, ensure the slurry pool of nitrite and sulfite oxidation can improve the absorption efficiency, nitrogen oxide and sulfur oxide, so as to improve the desulfurization and denitrification and ozone removal the rate, and improve the utilization rate of nitrogen and sulfur resources. The invention of the ozone oxidation Denitration Process and the system is simple, easy to realize and the transformation of desulfurization and denitrification simultaneously based on the original desulfurization tower, high denitration efficiency (more than 90%), which can realize the nitrogen and sulfur resource utilization, low operation cost, the initial investment is estimated that only the SCR technology of 2/3 ~ 1/2.

【技术实现步骤摘要】
一种低温脱硝和氮硫资源化利用的方法及系统
本专利技术属于烟气脱硫脱硝
，具体涉及一种低温脱硝和氮硫资源化利用的方法及系统。
技术介绍
目前烟气脱硝技术主要有SCR法(选择性催化还原)和SNCR法(选择性非催化还原)，两者技术各有利弊，其中SCR法脱硝效率高，但其工艺和设备系统较复杂，需要价格昂贵的催化剂，装置运行成本高；SNCR法不需要催化剂，工艺和设备系统较简单，运行成本不高，但脱硝率不能保证。且SCR的反应温度为300-400℃，SNCR的反应温度为850-1100℃，两种方法反应环境都需要比较高的温度，均需要采用还原剂(液氨、氨水、尿素等)将烟气中得NOx转化成N2排放，不能实现氮硫资源的回收利用。而利用氧化的原理将NOx中不溶于水的NO氧化成溶于水的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物，再通过溶液吸收形成亚硝酸盐或硝酸盐，从而达到烟气脱硝的方法，可以在低温状态下完成脱硝，具有投资少、占地小、工艺简单等优点。如公开号为CN1923341的中国专利公开了一种利用臭氧氧化SO2与NO的方法，但只是简单的在低温段喷入臭氧，同时利用碱液吸收，存在氧化效率不高，臭氧泄露等问题。公开号为CN101053747的中国专利申请文件公开了使用双氧水或臭氧将NO氧化成NO2，然后用氨水吸收反应生成亚硫酸铵、硝酸铵及亚硝酸铵，再用空气氧化成硫酸铵和硝酸铵，但也存在氧化不充分等不足。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：针对现有的脱硝工艺中存在不足之处，尤其低温脱硝及资源化利用技术，提供一种新型的低温脱硝和氮硫资源化利用的方法及系统。本专利技术采用如下技术方案实现：一种低温脱硝和氮硫资源化利用的方法，包括如下步骤：(1)在一个单独的混合氧化室内通入除尘余热利用后的烟气，同时通过喷嘴向混合氧化室内注入臭氧气体，将烟气与臭氧气体充分混合，使烟气中的NO氧化成溶于水的NO2、N2O3、N2O5的高价态氮氧化物，部分SO2氧化成SO3；(2)将混合氧化后的混合气体送入吸收反应塔，氧化后的混合气体通过鼓气或喷淋的方式被吸收反应塔内的碱液吸收；(3)向吸收反应塔内的碱液池通入臭氧超微细气泡，将碱液池中部分亚硝酸盐氧化为硝酸盐，亚硫酸盐氧化为硫酸盐；(4)吸收后的烟气经除雾后排放。进一步的，所述第(1)步骤中的臭氧气体喷入点温度为120-140℃之间。进一步的，所述第(1)步骤中喷入的臭氧气体摩尔质量为烟气中NO摩尔质量的0.5-1.0倍，臭氧气体与烟气的混合氧化时间不小于为0.5s。进一步的，所述第(2)步骤中采用碱液循环喷淋的方式，所用碱液为氨水、石灰石浆液、氢氧化钠溶液中的任一种。进一步的，所述第(3)步骤中的臭氧气体通过超微细气泡发生器形成直径在十微米以下至百纳米级之间的超微细气泡，加入碱液池内的臭氧气体摩尔质量为烟气中(NO+SO2)摩尔质量的1.0-1.2倍。本专利技术还公开了一种低温脱硝和氮硫资源化利用的系统，可用于上述方法进行烟气脱硝，包括吸收反应塔、臭氧发生器和混合氧化室；所述吸收反应塔为设有碱液池的喷淋塔，所述吸收反应塔的进气口与混合氧化室连通，所述混合氧化室内与除尘余热利用后的烟气管道连通，所述混合氧化室内在烟气流通通道上布置有若干喷嘴，所述喷嘴通过管道与臭氧发生器连接，所述臭氧发生器还通过超微细气泡发生器与吸收反应塔内部的碱液池连通。进一步的，所述喷嘴的喷气方向与烟气方向逆向设置，在喷嘴的后方还设有旋流板。进一步的，所述吸收反应塔的进气口位于浆液池上方，进气口上方的吸收反应塔内设有若干层喷淋层，所述喷淋层通过浆液喷淋循环系统与底部的浆液池连通。进一步的，所述喷淋层和吸收反应塔的进气口之间还设有用于均布烟气气流的双托盘。进一步的，所述喷淋层上方和吸收反应塔出气口之间设有除雾器。本专利技术强化烟气臭氧氧化及同时脱硫脱硝的脱除效率问题，通过喷嘴逆流向烟气中喷入臭氧气体，同时通过后续旋流板使烟气与臭氧气体充分混合并发生氧化反应，然后通过吸收反应塔进行吸收，达到氮硫资源化利用的目的。同时，向吸收反应塔的碱液池内通入臭氧气泡，保证浆液池内亚硝酸盐和亚硫酸盐等能够充分氧化，提高氮氧化物和硫氧化物的吸收效率，从而提高臭氧同时脱氮脱硫的脱除率，进而提高氮硫资源的利用率。本专利技术公开的系统可用于低温脱硝和氮硫资源化利用的方法，该系统工作时，臭氧发生器产生的臭氧气体通过喷嘴喷入混合氧化室与烟气接触发生氧化反应，烟气中的NO氧化成溶于水的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物，部分二氧化硫被氧化为三氧化硫。混合氧化后的混合气体从吸收反应塔下部进入吸收反应塔内被喷淋的碱液吸收，同时通过超微细气泡发生器向吸收反应塔内通入臭氧，保证浆液池内亚硝酸盐和亚硫酸盐等能够充分氧化，提高氮氧化物和硫氧化物的吸收效率，从而提高臭氧同时脱氮脱硫的脱除率。淋洗治理后的烟气由吸收反应塔顶部经除雾器除雾后排出，最后由烟囱排入大气中。本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术的臭氧氧化脱硝方法及系统简单，容易在原有脱硫塔基础上改造并实现脱硫脱硝同时进行；脱硝效率高(可达90％以上)，能够实现氮硫资源化利用。(2)系统运行温度低，可实现低温脱硝处理，运行成本低，初期投资估计只有SCR技术的2/3～1/2左右。(3)臭氧的氧化能力也能实现对烟气中其它有害成分(如汞)的氧化脱除，能满足将来越来越严的环保要求。(4)该工艺系统技术成熟、稳定，运行简单，脱硝效率高，可以运用于温度较低的烟气脱硝中，以及燃煤电站锅炉的烟气深度脱硝。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。附图说明图1为实施例中的低温脱硝和氮硫资源化利用的系统示意图。图中标号：1-吸收反应塔，2-臭氧发生器，3-超微细气泡发生器，4-烟道，5-混合氧化室，6-喷嘴，7-旋流板，8-浆液池，9-双托盘，10-喷淋层，11-除雾器，12-浆液喷淋循环系统，L1-第一管道，L2-第二管道。具体实施方式实施例参见图1，图示中的低温脱硝和氮硫资源化利用系统为本专利技术的优选实施方式，具体包括吸收反应塔1、臭氧发生器2、超微细气泡发生器3、烟道4、混合氧化室5、喷嘴6、旋流板7等部件。混合氧化室5一端与除尘余热利用后的烟气连通，另一端通过烟道4与吸收反应塔1的进气口连接，在混合氧化室内布置有若干喷嘴6，在喷嘴后设置旋流板7。臭氧发生器2通过第一管道L1与混合氧化室5内的喷嘴6连通，同时还通过第二管道L2与吸收反应塔1底部的浆液池8连接。超微细气泡发生器3布置在吸收反应塔1和臭氧发生器2连接的第二管道L2上。在混合氧化室5内，喷嘴6的喷气方向与烟气方向逆向设置，使喷出的臭氧气体与烟气逆向接触，旋流板7布置在喷嘴6后，进一步促使臭氧气体与烟气更充分接触，混合更均匀，提高臭氧对烟气中的氮硫氧化物的混合氧化作用。经除尘余热降温后的烟气进入混合氧化室5，同时臭氧发生器2产生的臭氧通过喷嘴6喷入混合氧化室5与烟气接触发生氧化反应，烟气中的NO氧化成溶于水的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物，部分二氧化硫被氧化为三氧化硫。混合氧化后的混合气体通过烟道4从吸收反应塔1下部进入，吸收反应塔1采用双托盘逆流喷淋塔，在吸收反应塔的进气口上方依次布置有双托盘9和若干层喷淋层10，双托盘9均布烟气气流，提高气液接触表面积，延长烟气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温脱硝和氮硫资源化利用的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在一个单独的混合氧化室内通入除尘余热利用后的烟气，同时通过喷嘴向混合氧化室内注入臭氧气体，将烟气与臭氧气体充分混合，使烟气中的NO氧化成溶于水的NO

【技术特征摘要】
1.一种低温脱硝和氮硫资源化利用的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在一个单独的混合氧化室内通入除尘余热利用后的烟气，同时通过喷嘴向混合氧化室内注入臭氧气体，将烟气与臭氧气体充分混合，使烟气中的NO氧化成溶于水的NO2、N2O3、N2O5的高价态氮氧化物，部分SO2氧化成SO3；(2)将混合氧化后的混合气体送入吸收反应塔，氧化后的混合气体通过鼓气或喷淋的方式被吸收反应塔内的碱液吸收；(3)向吸收反应塔内的碱液池通入臭氧超微细气泡，将碱液池中部分亚硝酸盐氧化为硝酸盐，亚硫酸盐氧化为硫酸盐；(4)吸收后的烟气经除雾后排放。2.根据权利要求1中的一种低温脱硝和氮硫资源化利用的方法，所述第(1)步骤中的臭氧气体喷入点温度为120-140℃之间。3.根据权利要求2中的一种低温脱硝和氮硫资源化利用的方法，所述第(1)步骤中喷入的臭氧气体摩尔质量为烟气中NO摩尔质量的0.5-1.0倍，臭氧气体与烟气的混合氧化时间不小于为0.5s。4.根据权利要求1中的一种低温脱硝和氮硫资源化利用的方法，所述第(2)步骤中采用碱液循环喷淋的方式，所用碱液为氨水、石灰石浆液、氢氧化钠溶液中的任一种。5.根据权利要求1中的一种低温脱硝和氮硫资源化利用的方法，所述第(3)步骤中的臭氧气...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜强，尹涛，叶明强，
申请(专利权)人：凯天环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43