利用二氧化氯和过氧化氢的排放控制系统技术方案

利用二氧化氯和过氧化氢的方法和设备可用来通过洗涤减少ＮＯｘ以及ＳＯｘ和汞（或其它重金属）从燃烧烟道气流中的排放。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来说涉及排放控制，具体地说涉及对来自燃烧源的排放的控制。
技术介绍
对来自化石燃料燃烧源排放的控制解决了主要的环境问题。环保署(EPA)通 过清洁空气条例(CIean Air Act)控制来自燃烧化石燃料的发电厂的排放。初始的控 制是针对氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx)的排放，但是最新的控制将包括对 控制重金属(Hg等)和二氧化碳的规定。来自燃烧过程的气流通常被洗涤，即与水或水溶液接触，以除去许多污染物。 但是，这些洗涤过程经常产生有害的废液，必需进行处理。此外，洗涤对一氧化氮 (NO)通常是无效的。为了除去这一污染物， 一般在洗涤之前先将一氧化氮转化 为二氧化氮(N02)。多种氧化剂已用于这一转化。但是，更有效的氧化剂也是更 不稳定的，可能不是经济有效的，并且难以保存或保存起来有危险。出于上述原因，以及本领域技术人员在阅读和理解了本申请说明书之后变得 显而易见的下述其它原因，本领域需要用于处理燃烧气流的其它方法和设备。
技术实现思路
本文中描述了利用二氧化氯(C102)来减少NOx排放的方法和设备。这些方 法和设备可以是独立的系统，或者可以进一步包括在更完整的系统中，例如利用过 氧化氢来减少SOx、 NOx和汞或者其它金属氧化物的排放的系统。该设备是组装 的，对于给定的去除操作，可根据具体的要求添加或去除部件。在一个实施方式中，本专利技术提供了处理气流以除去至少氮氧化物的方法。该 方法包括在连续的反应过程中产生二氧化氯，在产生的同时使所述气流与二氧化氯 混合，通过控制二氧化氯的产生速率在气流中保持所需的一氧化氮水平，以及用过 氧化氢溶液洗涤所述气流，由此制得第一洗涤液。该方法还包括通过控制所述第一 过氧化氢溶液的流量在第一洗涤液中保持所需的过氧化氢浓度。在另一个实施方式中，本专利技术提供了处理气流以除去至少硫氧化物和氮氧化 物，以及分离所得的硫酸和硝酸的方法。该方法包括用第一过氧化氢溶液洗涤所述 气流，由此制得主要仅含有硫氧化物的第一洗涤液，以及通过控制所述第一过氧化 氢溶液的流量以在第一洗涤液中保持所需的过氧化氢浓度。该方法还包括在所述第 一洗涤液中达到所需的硫酸浓度之后除去含有硫酸的副产物流。该方法还包括除雾 器以减少硫酸薄雾的输送。该方法还包括在用第一过氧化氢溶液洗涤所述气流之 后，使用适于将一氧化氮转化为二氧化氮的二氧化氯混合物来氧化所述气流，以及 在氧化所述气流之后，用第二过氧化氢溶液洗涤所述气流。该方法还包括用二氧化 氯将元素汞氧化为汞氧化物，以及在含有硝酸的第二过氧化氢溶液中洗涤所述气流 之后，溶解所述汞氧化物。在另一个实施方式中，本专利技术提供了用于从气流中除去至少氮氧化物的系统。该系统包括连接以接收气流和二氧化氯混合物的氧化塔，连接以接收从氧化塔中排 出的气流以及连接以接收过氧化氢溶液和来自洗涤器的循环液的洗涤器，用来减少 硝酸薄雾的除雾器，连接以接收从洗涤器排出的气流的中和器(将pH调节为7.0 ±2.0)，以及用于连续产生二氧化氯混合物并注入氧化塔的注射系统。在另一个实施方式中，本专利技术提供了用于从烟道气中除去至少硫氧化物和氮氧化物的系统。该系统包括换热器，以在进入烟道排气烟囱之前将热量从原料烟道 气流转移到经处理的烟道气流；连接以在其离开换热器时接收原料烟道气流的水或 冷却器/换热器；连接以接收从水或冷却器中排出的气流以及连接以接收第一过氧200680042504.3说明书第3/9页化氢溶液的第一洗涤器；连接以接收来自第一洗涤器的第一洗涤液以及在从第一洗 涤液中除去固体之后将循环的洗涤液提供给第一洗涤器的固体去除系统；以及控制 系统，用以在循环的洗涤液中保持所需的过氧化氢浓度并在循环的洗涤液中保持所 需的硫酸浓度。该系统还包括连接以接收从第一洗涤器中排出的气流的第一除雾 器，连接以接收从除雾器排出的气流以及二氧化氯混合物的氧化塔，以及连接以接 收从氧化塔排出的气流以及连接以接收第二过氧化氢溶液和来自第二洗涤器的循 环液的第二洗涤器。该系统还包括连接以接收从第二洗涤器排出的气体的第二除雾 器。该系统还包括连接以接收从连接在第二洗涤器上的第二除雾器中排出的气流的 中和器，以及用于连续产生二氧化氯混合物并注入氧化塔的二氧化氯产生和注射系 统。本专利技术还包括可变范围内的方法和设备。附图说明图1是根据本专利技术的实施方式的排放控制系统的方框图。图2是用于本专利技术的一个实施方式的过氧化氢浓度控制系统的示意图。 图3是用于本专利技术的一个实施方式的过氧化氢反应容器子系统。 图4是根据本专利技术的实施方式的二氧化氯产生和注射系统的功能示意图。具体实施例方式在以下对优选实施方式的详细描述中，对附图的参照构成描述的一部分，用 说明具体的优选的实施方式(可实施本专利技术)的方式进行说明。这些实施方式以详 细地足以使得本领域技术人员能实施本专利技术的方式进行描述，并且要理解，也可使 用其它实施方式，且在不偏离本专利技术的精神和范围的前提下，可进行逻辑的、机械 的和化学的改变。要注意，附图是没有标尺的，除非其上提供了标尺。因此，以下 详细的描述并非用来限制，本专利技术的范围仅由所附的权利要求书及其等价物来限 定。本专利技术的排放控制系统解决了环境污染物SOx、 NOx和重金属的问题。这些 系统设计为将这些环境污染物的排放减少到例如由EPA (美国环保署)所规定的水 平。该排放控制系统提供了基于过氧化氢的方法，用以将从燃烧源排放的SOx、NOx和金属及金属氧化物减少至EPA所规定的可接受的水平。另外，可分离有用 的硫酸、硝酸、这些酸的盐、以及用于制造金属氧化物的进料的副产物流。图1是根据本专利技术的实施方式的排放控制系统的方框图。该工序从已除去了 颗粒物的气流如原料烟道气150开始。对于该设计可以有多种选择，有些步骤可省 去，或者可根据安装的要求用其它替代单元操作来代替一般的工序。这些替代步骤 在对该工序的描述中注明。该工序的第一步是使用换热器102将热量从进入的烟道气转移到离开的烟道 气。本专利技术的另一个实施方式是使用转移到离开的烟道气的热量将烟道气的温度升 高以增加烟道气速度。本专利技术的另一个实施方式是通过降低烟道气的温度来提高洗 涤效率。理想的是在除去NOx排放之前，首先减少SOx排放，因为这使得硫酸和 硝酸分离，并使后者的去除更有效，所以在优选的实施方式中，洗涤的次序提高了 总效率，并降低了总成本。要记住，绝大多数的NOx污染物是NO，而非NOx， 并且在过氧化氢存在下，NO是不溶于水的，而SOx是溶于水的，这可使硫酸和硝 酸分离。在过氧化氢溶液中被洗涤之前，NO必须先氧化为N02。该工序中的第二步是使用冷却室103来提供对离开换热器的烟道气的附加冷 却。冷却水返回冷却池104。该工序的可替换的第一步骤可使用冷却和清洗室102来冷却和除去进入烟道 气150中的一些颗粒物。来自室103的工艺用水提供给清洗室102。颗粒物、清洗 水和热量从清洗室102送往沉淀和冷却池104。然后，水从池104再循环返回水室 103。经冷却或清洗的烟道气从冷却或清洗室103送往洗涤塔105，用以除去SOx 和/或重金属。洗涤塔105使用来自过氧化氢储罐112的过氧化氢将亚硫酸(H2S03) 氧化为硫酸(H2S04)以防止S02的再排放。过氧化氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理气流以除去至少氮氧化物的方法，该方法包括以下步骤：　　　　ａ）在连续的反应过程中产生二氧化氯；　　　　ｂ）在产生二氧化氯的同时使所述二氧化氯与所述气流混合；　　　　ｃ）通过控制二氧化氯的产生速率，使所述气流中的一氧化氮保持在所需的水平；　　　　ｄ）用过氧化氢溶液洗涤所述气流，由此产生第一洗涤液；以及　　　　ｅ）通过控制所述第一过氧化氢溶液的流量，在所述第一洗涤液中保持所需的过氧化氢浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CF帕里斯，L楚，
申请(专利权)人：美利坚和众国，所代表的行政部门为国家航空和宇宙航行局，
类型：发明
国别省市：US[美国]