一种化学氧化吸收处理烟气污染物的方法技术

一种化学氧化吸收处理烟气污染物的方法，它是将含有氮氧化物和二氧化硫的烟气引入脱硫单元，脱除其中的二氧化硫；脱硫后烟气进入氧化单元，向脱硫后烟气中投加氧化剂将其中的NO氧化为NO

A method of chemical oxidation absorption treatment of flue gas pollutants

A method for chemical oxidation absorption and treatment of flue gas pollutants is to introduce flue gas containing nitrogen oxide and sulfur dioxide into desulfurization unit to remove sulfur dioxide; after desulfurization, flue gas enters into oxidation unit, adding oxidant to desulfurization flue gas to oxidize no into No

【技术实现步骤摘要】
一种化学氧化吸收处理烟气污染物的方法
本专利技术涉及烟气污染物的处理，尤其涉及对化学氧化吸收法烟气处理工艺的改进。
技术介绍
随着国家节能减排工作的不断深入，非电行业的烟气净化处理已进入关键阶段。从技术角度而言，由于非电行业烟气温度远低于电力行业，在电力行业普遍使用的催化还原脱硝+湿法烟气脱硫(SCR+FGD)组合烟气净化工艺，难以在非电行业得到推广应用，取而代之的是COA化学氧化吸收法协同处理技术。COA技术的原理是通过氧化剂(O3、ClO2、H2O2、KMNO4、NaClO2、NaClO等)将烟气中难溶于水的NO氧化为可与水发生化学吸收反应的NO2、NO3，再通过化学吸收脱除其中的NOx，目前均利用脱硫系统作为NOx的化学吸收系统，实现NOx、SO2、汞的同时吸收脱除。由于COA技术具有无需升温即能实现多污染物协同处理的突出优势，已成为低温烟气净化处理的主流工艺。上述COA化学氧化吸收法协同处理技术起源于美国，2003年，美国加州能源委员会《新烟气处理技术分析》报导了一种新兴的NOx控制技术，[Emergingenvironmentaltechnologies：ananalysisofnewtreatmenttechnologiesfortheCaliforniaenergycommission[R].EPRI，PaloAlto，CA，CaliforniaEnergyCommission.Sacramento，CA：2003]、上述NOx控制采用低温氧化技术(LoTO；TM技术)，其工艺原理是在烟道气内注入臭氧，将烟气中不溶于水的NO气相氧化成高价态的NO2和NO3，利用其能与水发生化学吸收反应的特点，采用水洗涤脱除烟气中的NOX。LoTO；TM技术达到的指标是：在保证NOX脱除率为80％-95％的情况下，运行费用为1700-1950美元/吨NOx。其脱硝反应机理如反应(1)、反应(2)、反应(3)：NO+O3→NO2+O2反应(1)NO2+O3→N2O3+O2反应(2)NO2+NO3+H2O→2HNO3反应(3)SO2+H2O→H2SO3反应(4)此后，LoTO；TM技术(低温氧化技术)的专利技术人美国BOC公司将该项技术授权给Belco(贝尔哥)公司，将此技术与Belco公司的EDV湿式洗涤器结合起来，并在大西洋中部的某石油精炼厂烟气处理中进行了工程应用，实现了NOx，SO2同时脱除。2013，中国石油化工股份有限公司金陵分公司引进该项技术对其石油催化裂解产生的含SO2、NOX烟气进行净化处理，[陈永康..硫酸工业，2017，5(5)：脱硫+LoTO；TM臭氧氧化脱硝技术在催化裂化装置中的应用，27-30.]，该装置采用臭氧先将NO氧化成NO2、NO3，并采用钠基吸收液喷淋吸收工艺，同时脱除烟气中的NOX和SO2，取得了满意的效果，其烟气脱硝处理产物为硝酸钠。但是，由于LoTO技术氧化反应(1)(2)的理论O3/NO摩尔比需达到1.5，而在该装置的实际工程应用中其O3/NO摩尔比已超过1.5，氧化剂成本高；加之脱硫工艺采用的钠碱吸收，同时脱除烟气中的SO2和NOX，SO2(反应4)的去除成本是现有常规脱硫技术的5倍以上。受使用成本制约，上述技术只在烟气量少，产品附加值高的石化行业具有应用业绩。2007年，浙江大学“能源清洁国家重点实验室”王智化等对臭氧氧化同时脱硫脱硝进行了实验研究，并发表了《用臭氧氧化技术同时脱除锅炉烟气中NOx及SO2的实验研究》[王智化，周俊虎，魏林生等..中国电机工程学报，2007，27(11)：1-5.]和《利用臭氧同时脱硫脱硝过程中NO的氧化机理研究》.[王智化，周俊虎，温正城等..浙江大学学报：工学版，2007，41(5)：765-769]。其实验装置的工艺流程是：采用臭氧将烟气中的NO氧化成NO2，然后采用水同时吸收烟气中的NOX和SO2。上述文献的主要研究成果引证如下：1)“NO和O3之间的氧化反应比O3和SO2之间的氧化反应进行的速度要快得多，SO2的存在对NOx的臭氧氧化反应影响较小”；2)“在[O3]/NO]为1.0时O3对NO的氧化效率可达85％左右”；3)“在O3/NO摩尔比为0.9的条件下，采用水吸收NOX，SO2，脱硝效率达到86.27％，脱硫效率达到100％”。与LoTO；TM技术相比,上述实验研究成果的积极意义在于：1)臭氧氧化具有选择性，烟气中的SO2对臭氧氧化NO基本无影响,可以直接向混合烟气中投加臭氧；2)只需进行反应(1)，无需将NO2氧化为NO3，O3/NO摩尔比只需达到0.9，其脱硝效率即能满足排放要求，相对于LoTO；TM技术，臭氧消耗可降低40％；3)水可以作为吸收剂实现SO2和NOX的同时高效吸收脱除，由于现有湿法脱硫系统均采用碱性物质作为脱硫剂，其吸收传质效率应远高于水，上述工艺必然能够在现有湿法脱硫系统的基础上实施。而其研究成果：“O3/NO摩尔比0.9”以及“86.27％的脱硝效率”参数，已成为国内COA系统工程设计的基础参数，按照上述设计参数，目前全国已有近百套的COA系统已建成投运。但是，根据中国金属协会近期对在烧结、焦化烟气处理中应用的湿法COA系统调研(中国金属协会，2018，8，《关于钢铁企业烧结、焦化烟气超低排放情况的调研报告》)，其采用的工艺均为先烟道氧化，再采用湿法脱硫系统同时吸收脱除氮氧化物和二氧化硫，在O3/NO为0.9的条件下，其脱硝效率只能达到50％左右。在臭氧氧化NO机理方面，浙江大学上述研究成果提出了65步的化学反应机理，得出了具有参考价值的研究结论。但其研究结论“SO2的存在对NOx的臭氧氧化反应影响较小”，以及“在O3/NO摩尔比0.9，采用水吸收脱硝效率达到86.27％，脱硫效率达到100％”的研究结论，并未从反应机理角度验证其正确性，并且，上述实验结论与传统的氧化和吸收传质理论不符。为此，我们重复浙江大学上述实验，验证其实验结果，实验条件如下：混合气体SO2浓度50-2000mg/m3、NO浓度200mg/m3、温度135℃，混合气体经臭氧氧化后进入喷淋吸收塔吸收，臭氧投加方式模拟烟道条件，采用点源投加烟道扩散方式，氧化段停留时间2秒；喷淋吸收塔设置六层喷淋，每层的喷淋液气比为5L(水)/立方米(气)，采用常温水作为喷淋吸收液，吸收液直接外排不循环。为防止烟气分析仪的误差，我们通过测定完成吸收后外排吸收液中(亚)硫酸根、(亚)硝酸根离子总量的方式，计算脱硫、脱硝效率。实验结果表明：1)在5-30L(水)/立方米(气)不同的喷淋液气比下，外排吸收液的PH始终低于4.52，脱硫和脱硝效率始终未超过36.8％和52.6％，提高喷淋液气比对SO2脱除效率提升影响明显，而对NOx脱除效率基本无影响；2)脱硝产物全部为硝酸，由于吸收液不循环，亚硝酸被氧化的情况可以忽略不计；3)按O3/NO摩尔比1，气相氧化NOx、SO2混合气体，调节SO2浓度由2000mg/m3降低到120mg/m3，NO氧化率由70.5％提高到90.2％。继续降低SO2浓度，氧化率无明显提高。4)在SO2浓度12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学氧化吸收处理烟气污染物的方法，其特征在于包括以下步骤：/n将含有氮氧化物和二氧化硫的烟气引入脱硫单元，脱除其中的二氧化硫；脱硫后烟气进入氧化单元，向脱硫后烟气中投加氧化剂将其中的NO氧化为NO

【技术特征摘要】
1.一种化学氧化吸收处理烟气污染物的方法，其特征在于包括以下步骤：
将含有氮氧化物和二氧化硫的烟气引入脱硫单元，脱除其中的二氧化硫；脱硫后烟气进入氧化单元，向脱硫后烟气中投加氧化剂将其中的NO氧化为NO2；氧化后烟气进入脱硝单元，采用PH不小于7.0的循环吸收液循环吸收烟气中的氮氧化物，生成亚硝酸盐。


2.根据权利要求1所述的化学氧化吸收处理烟气污染物的方法，其特征在于：所述的脱硫单元是指采用吸收剂固体吸收SO2的干法脱硫系统或采用吸收剂悬浮液或溶液吸收SO2的湿法脱硫系统。


3.根据权利要求2所述的化学氧化吸收处理烟气污染物的方法，其特征是：干法脱硫系统采用氧化钙或氢氧化钙作为吸收剂。


4.根据权利要求2所述的化学氧化吸收处理烟气污染物的方法，其特征是：湿法脱硫系统采用氧化钙、氢氧化钙、氧化镁或氨作为吸收剂。


5.根据权利要求1所述的化学氧化吸收处理烟气污染物的方法，其特征在于：所述的脱硫后烟气其SO2浓度小于120mg/m3。


6.根据权利要求1所述的化学氧化吸收处理烟气污染物的方法，其特征在于：所述的向脱硫后烟气中投加氧化剂将其中的NO氧化为NO2，所投加的氧化剂是臭氧或/和双氧水。


7.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆泳凯，陶树宝，陈连方，
申请(专利权)人：江苏联慧资源环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32