一种利用旋转式活性炭脱硝器进行烟气脱硝的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用旋转式活性炭脱硝器进行烟气脱硝的方法，包括（1）降低烟气的温度；（2）将双氧水雾化；（3）将脱硝体中的活性炭通过可溶性碱液处理；（4）处理后的活性炭装入脱硝器，协同碱液、双氧水与烟气中的NO反应；（5）脱硝后的烟气从烟气出口出脱硝器；（6）随旋转式活性炭脱硝器转动，替换脱硝体等步骤。本发明专利技术具有将活性炭用于脱硝，克服技术偏见、脱硝效果好、运行成本低等优点。

A method of flue gas denitrification by using rotary activated carbon denitrator

【技术实现步骤摘要】
一种利用旋转式活性炭脱硝器进行烟气脱硝的方法
本专利技术涉及烟气脱硝
，尤其涉及一种利用旋转式活性炭脱硝器进行烟气脱硝的方法。
技术介绍
申请人于2018年12月29日提交的、名称为一种旋转式活性炭烟气脱硫、脱硝器（公开号为CN109908698A），公开了一种能够利用活性炭进行烟气脱硫脱硝的设备，该设备可用于钢厂烧结烟气的脱硫或脱硝、电厂锅炉烟气的脱硫或脱硝以及其他类似烟气脱硫或脱硝场合。该设备的使用能够克服活性炭在其他公知技术中易碎、强度不足、使用寿命短的弱点，使活性炭能够重复使用。但由于由于活性炭对烟气中的氮氧化物、尤其是一氧化氮的吸附能力较差，因此，该设备直接结合活性炭对烧结烟气、锅炉烟气等脱硝，有脱硝效率不是太高的缺点。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种利用旋转式活性炭脱硝器结合双氧水、可溶性碱进行脱硝的技术方案，其内容为：一种利用旋转式活性炭脱硝器进行烟气脱硝的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）降低烟气的温度至90℃以下；（2）将双氧水雾化，并喷入烟气中；（3）将脱硝体中的活性炭与可溶性碱液接触，使其润湿；（4）携带雾化双氧水的烟气通过烟气进口进入旋转式活性炭脱硝器，与脱硝器烟气侧内的脱硝体接触，经步骤（3）处理的活性炭吸附烟气中的一氧化氮和双氧水，并使之发生反应；（5）脱硝后的烟气从烟气出口出脱硝器；（6）随旋转式活性炭脱硝器中的托架转动，反应后的脱硝体进入脱硝器更换侧取出，如此同时，经过步骤（3）处理的脱硝体替换装入脱硝器；（7）随支架转动，替换的脱硝体进入烟气侧进行步骤（4），然后再进入脱硝器更换侧替换，并以此重复。优选的，其中步骤（1）的烟气温度降至60℃以下。优选的，其中步骤（2）中双氧水的喷射方向与烟气流向相同。优选的，其中通过调整雾化双氧水的喷入量保持活性炭保持润湿状态。优选的，其中将步骤（5）中更换后的脱硝体中的活性炭放入水中，通过浸泡提取亚硝酸盐和硝酸盐。结合现有技术，对上述
技术实现思路
阐述如下：CN109908698A披露了一种旋转式活性炭烟气脱硫、脱硝器。CN109908698A中披露，如设备用于脱硫，对应部件名称为脱硫器、脱硫体等；如设备用于脱硝，则对应部件为脱硝器、脱硝体等。本专利技术涉及脱硝工艺，因此在引用、使用以及参考CN109908698A相关内容时，将脱硫变换成为脱硝，如脱硝器、脱硝体等。另外，为简化起见，本专利技术在描述时，将旋转式活性炭烟气脱硫、脱硝器简化为脱硝器。除此之外，本专利技术中关于脱硝器中各部件的名称、以及其作用、与其他部件的配合关系和CN109908698A一致，参见CN109908698A。CN109908698A披露的技术方案，利用了脱硝器的动态旋转，从而将强度较差、具有一定脱硝效果的的活性炭应用于烟气脱硝且脱硝工艺为连续性脱硝。但是，已有技术表明，烟气中的氮氧化物以一氧化氮为主，而一氧化氮惰性大，不易与水、碱液等反应，而且烟气中的一氧化氮对活性炭来说，也具有吸附难、脱除效率不高等问题，因此单纯使用脱硝器和活性炭结合，也难以达到理想的脱硝效果，因此，还需对脱硝方案进行进一步改进。为此，本专利技术引入了双氧水、可溶性碱，来协同脱硝器共同进行脱硝的技术方案。具体内容是：（一）烟气脱硝前先将烟气温度降低。要求低温的原因是，当烟气温度高时，会导致后续工艺中的活性炭上的水分过度蒸发，由液体转变为气体，活性炭不能够处在润湿状态，从而使双氧水无法在液态环境下发生分解。因此，烟气的温度要低于相应条件下水的沸点，如常压下小于100℃。考虑到烟气的压力较低，烟气的温度要小于90℃，最好小于60℃，55℃，或者45℃，具体温度要根据烟气的具体条件选取。降低烟气的另一个目的是为保证双氧水中的过氧化氢在烟气中、在接触活性炭之前不发生分解。已有资料表明，当温度达到50-60℃时，30%的双氧水中的超过50%的过氧化氢会发生分解；90℃时超过80%分解。当双氧水在烟气中（未接触到碱性溶液）分解时，其脱硝效果极差。因此，本技术方案的一个重要技术特征就是要求烟气的温度不能高（如超过90℃）。降低烟气温度的方式有：（1）通过换热器，由外部冷源进行冷却。换热器可以是气气换热器，由外部冷气源进行冷却；可以是气液换热器，由外部冷却液进行冷却。换热器的结构有管壳式换热器、板式换热器等，均为通用设备；（2）可以通过水洗烟气来进行，具体措施是，设置一冷却塔，冷却塔的结构为喷淋塔，内部设置喷淋器，喷淋器可以设置多层。烟气进入冷却塔后上行，水作为冷却液，通过喷头向下喷出，与上行的烟气相遇，从而带走烟气中的热量，达到降温目的；（3）现行的湿法脱硫工艺，能够降低烟气的温度，因而，可在该工艺后结合本专利技术继续对烟气进行脱硝。（二）在脱硝体进入脱硝位置前，对脱硝体中的活性炭进行处理。处理的方式是使活性炭与可溶性碱液接触，使其带有可溶性碱液，至少使烟气能够接触部分的活性炭含有碱液，碱液电离出OH-离子。接触的方式包括但不限于将碱液直接喷淋活性炭、将脱硝体直接放入碱液中浸泡等方式。本专利技术中所述可溶性碱，是指能够在水中电离出氢氧根离子的物质，具体包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨、醇胺、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾等能够溶解于水，并且能够在在水中电离出氢氧根离子的物质。可溶性碱的作用主要为两个：其一，催化烟气中的双氧水分解，释放出活性氧，氧化烟气中的一氧化氮。实验得知，双氧水为中性或者酸性时，其会非常稳定。将含较低浓度的NO的烟气与酸性或者中性的双氧水接触，双氧水基本不会将NO进行氧化。而在碱性溶液中，双氧水会很快分解。分解时会产生大量的O2。其原因在于，碱性溶液中的OH-离子会对过氧化氢的分解起到催化作用。2H2O2=2H2O+O22NO+O2=2NO2（低温）氧气在低温时，具有将一氧化氮氧化为二氧化氮的能力，这也是本专利技术中要求烟气温度不能高的另一个原因；更主要的是，上述反应中，氧气的形成在于过氧化氢分子先释放出氧原子，氧原子又合成为氧气。相比氧气，氧原子具有更大的氧化性，因此很容易将一氧化氮氧化成为二氧化氮；另外，氧原子又可以与O2生成O3，而O3也具有较大的氧化性，能够将NO氧化为NO2。在此将双氧水分解时产生的O2、O、以及O3统称活性氧。经实验得知，雾化的双氧水不能独自氧化烟气中的一氧化氮；只有当双氧水遇到OH-离子时被电离分解，产生活性氧，活性氧将NO氧化为易于和水、碱液反应的高价态的氮氧化物。因此，本专利技术中，经可溶性碱处理的活性炭在脱硝时保持湿润状态，其目的就在于，可溶性碱能够在有水状态中电离出OH-离子。可溶性碱的OH-离子浓度以pH值衡量。经实验表明，当pH值达到9时，烟气中的NO就开始降低，其他条件不变的情况下，pH值越大，NO的脱除效果越好。当pH值为11时，NO的脱硝率即可超过50%，当pH值达到12时，NO的脱硝率超过83%。从成本考虑，pH值的范围以12-14为宜。活性炭润本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用旋转式活性炭脱硝器进行烟气脱硝的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）降低烟气的温度至90℃以下；（2）将双氧水雾化，并喷入烟气中；（3）将脱硝体中的活性炭与可溶性碱液接触，使其携带可溶性碱液，并保持润湿状态；（4）携带雾化双氧水的烟气通过烟气进口进入旋转式活性炭脱硝器，与脱硝器烟气侧内的脱硝体接触，经步骤（3）处理的活性炭吸附烟气中的一氧化氮和双氧水，并使之发生反应；（5）脱硝后的烟气从烟气出口出脱硝器；（6）随旋转式活性炭脱硝器中的托架转动，反应后的脱硝体进入脱硝器更换侧取出，如此同时，经过步骤（3）处理的脱硝体替换装入脱硝器；（7）后随支架转动，替换的脱硝体进入烟气侧进行步骤（4），然后再进入脱硝器更换侧替换，并以此重复。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用旋转式活性炭脱硝器进行烟气脱硝的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）降低烟气的温度至90℃以下；（2）将双氧水雾化，并喷入烟气中；（3）将脱硝体中的活性炭与可溶性碱液接触，使其携带可溶性碱液，并保持润湿状态；（4）携带雾化双氧水的烟气通过烟气进口进入旋转式活性炭脱硝器，与脱硝器烟气侧内的脱硝体接触，经步骤（3）处理的活性炭吸附烟气中的一氧化氮和双氧水，并使之发生反应；（5）脱硝后的烟气从烟气出口出脱硝器；（6）随旋转式活性炭脱硝器中的托架转动，反应后的脱硝体进入脱硝器更换侧取出，如此同时，经过步骤（3）处理的脱硝体替换装入脱硝器；（7）后随支架转动，替换的脱硝体进入烟气侧进行步骤（4），然后再进...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，张菡英，张振，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37