一种同时脱除废气中二氧化硫和氮氧化物的方法技术

本发明专利技术是一种同时脱除废气中二氧化硫和氮氧化物的湿法氧化方法。系在常规的反应器中，采用氯酸盐和脱硫剂的水溶液与含有氮氧化物和ＳＯ↓［２］的烟气进行反应，脱除废气中二氧化硫和氮氧化物。本发明专利技术的方法简单，经济合理，大大降低湿法脱硫脱硝的治理成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种同时脱硫脱硝的方法，尤其是涉及电厂烟气中NO和S02的同时脱除的方法。
技术介绍
酸雨的污染及其造成的危害己成为世界各国关注的环境问题之一。S02和NOx是排放量 最多、危害性最大的两种污染气体，也是形成酸雨的主要物质。在以煤为主要能源的国家， 煤燃烧产生1000 4000ppm S02和300 800ppm NOx，是工业废气污染和酸雨危害的主要根 源。N(X是氮氧化物的统称，包括N20、 NO、 N203、 N02、 1^205等。NOx的危害性不仅在于 它是酸雨性气体，而且NO与氟氯烃一样可显著破坏臭氧层，NO和N20同时也是温室气体， NO能和烃在阳光下反应造成光化学污染，对人体有致毒作用。NOx的去除相当困难，主要原因是烟道气中NOx的主要成分是浓度为ppm级的NO，而 NO相对来说比较稳定，并且烟道气中还含有浓度高于NO的水蒸气、C02和S02。经过多年 的研究，国内外研究开发了各种各样的脱硝方法，如催化还原法、催化分解法、吸收法、吸 附法、电子射线照射法、碱吸收法、酸吸收法、生成络盐吸收法、氧化吸收法、液相还原法 等(见文献Nature, 1990, 343:151-153. Nature, 1994， 369: 139-141. Chem. Eng. Sci., 1977, 33:315-318. Chem. Eng. Sci.， 1996,51:2649-2654. Ind. Eng. Chem. Res. 1993,32:2580-2594. Environ. Progress, 1998,17:80-85. Chem. Eng. Prog., 1994,1:39 - 45.)。研究的方法虽然很多，然 而只有选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction)是目前唯一能在高含氧气氛下脱除 NO的实用方法，在火力发电厂得到应用。但SCR法的主要缺点是催化剂易中毒、氨泄漏以 及投资费用和操作费用过高(见文献Heck， H. M., Farrauto， R. J. Catalytic Air Pollution Control:Commercial Technology; Van Nostrand Reinhold: New York,1995.)。因此国内外仍在努 力研究探索新的脱硝技术。世界各国现有的烟气脱硫装置中，喷雾干燥脱硫工艺约占8.4%，吸收剂再生脱硫工艺约 占3.4%，炉内喷吸收剂脱硫工艺约占1.9%，而大量的是湿法脱硫工艺，约占85%，其中石 灰石一石膏法为36.7%，其它湿法为48.3%。由于目前广泛运用的成熟脱硫方法是湿法，因此对已有的湿法脱硫工艺加以改进，使脱硫脱硝同时进行，是国内外广泛关注并进行研究的 一个热点，能否开发出高效、经济的湿法脱硝技术是这一工艺能否工业应用的关键。NOx脱 除的主要困难在于NO的惰性，NOx脱除的立足点是强化NO的吸收。NO的湿法脱除有两个途经可考虑， 一个是与溶液中的络盐络合,将NO从废气中脱除掉; 另一个就是采用液相氧化剂进行氧化，把NO氧化为易溶于水的N02。亚氯酸钠溶液氧化吸 收NO的方法，因其氧化速度快，而得到普遍重视，但由于其价格昂贵和不稳定性限制了其 广泛应用。亚氯酸钠氧化NO反应机理是亚氯酸钠在酸性溶液中产生C102(反应式1)， C102再将NO 氧化成硝酸(反应式2)，5M C702 + 4//C/——>4C702 + 5M a + 2/f20 (1) 5M + 3C/02 + 4/f 20——> 5i/M 3 + 3船 (2)总的反应式4NO + 3NaC102 + 2H20——^ 4HN03 + 3NaCl (3)实际上亚氯酸钠的生产是先由氯酸钠在酸性溶液中还原产生C102，再以NaOH和H202 还原C102制取的，因此亚氯酸钠的成本远远高于氯酸钠。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出，进一步说是一种 NO的氯酸钠湿法氧化方法，使NO的氧化和吸收同时进行，同时使S02的氧化和吸收也同 时进行，大大降低湿法脱硫脱硝的治理成本，提高湿法脱硫脱硝技术的市场竞争力。本专利技术的构思是这样的以二氧化硫还原NaCK)3制取C102气体(反应式4)， S02被氧化成硫酸根，而NaC103还 原生成的C102将NO氧化硝酸(反应式5)，这样就实现了 NO和S02的氧化和吸收同时进行， 总反应见式6。<formula>formula see original document page 4</formula>实现本专利技术目的的技术方案将氯酸盐和脱硫剂溶解在水溶液中用作吸收液，和含有NO和S02的废气通入常规的反 应器，二氧化硫还原NaC103制取C102气体(式4)， S02被氧化成硫酸根，而NaC103还原生 成的C102将NO氧化成硝酸，这样就实现了 NO和S02的氧化和吸收同时进行。所述的脱硫 剂是二价金属氧化物、氢氧化合物或碳酸盐等，可以是氧化钙(石灰)、氢氧化f5、氧化镁、 Mg(OH)2或碳酸钙(石灰石)等。加入脱硫剂，可提高S02的脱除率，实现高效率地同时脱除NO和S02，并可得到硫酸 钙或硫酸镁等作副产物。本专利技术的NO浓度范围为100~1000ppm; S02的浓度范围为500~3000ppm。操作压力为常压，温度范围为10~90'C，最佳值为30 60°C。pH范围为1~11，最佳值为4 7， 02的浓度为0~20%。氯酸盐的浓度范围为0.005 0.2moll"，优选为0.05-0.1 mol r1。脱硫剂的浓度为0 0.3 mol r1。优选为0.005-0.3 mol r1。例如氧化钙的浓度范围为 0.005-0.3 mol 1"，推荐为O.OM).l mol r1;氧化镁的浓度范围为0.005~0.3 mol r1,推荐为 0.01~0.1 moll'1;碳酸l^的浓度范围为0.005 0.3moir1,推荐为0.01 ~0.1 molr1。通常气液比为10 300: 1，推荐通常气液比为200: 1，所述的比例是体积流量比。氯酸盐可从常用的氯酸钠、氯酸钾中任选一种，优选氯酸钠。本专利技术对反应器没有特别要求，NOx和S02的脱除可在常见的气液反应器如填料塔、板 式塔或鼓泡塔等中进行。本专利技术的方法简单，能够在使NO和S02同时进行氧化和吸收，经济合理，大大降低湿 法脱硫脱硝的治理成本。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步阐述，但不能限制本专利技术的内容。实施例1在直径2cm，高卯cm的鼓泡反应器中进行，反应器液体加入量为200ml，其中氯酸钠 浓度为0.04moir1， pH值为6;气体流量为200ml/minute，温度为50°C;气体进口组成为NO: 480ppm， S02: 1500ppm， 02: 5.2%，其余为氮气。 气体出口浓度由红外光谱仪进行在线分析，每两分钟自动取样一次，在180min内，气体出口浓度为NO: 30ppm， S02: 200ppm。实施例2在直径2cm、高100cm的填料塔中进行,气液两相逆流，空塔气速为0.1m/s,液体喷淋密度 为5m3/m2.hr， 500ml吸收液循环使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时脱除废气中二氧化硫和氮氧化物的方法，其特征在于该方法通过下述二步骤：　　　　（１），用常规方法配制含氯酸盐和脱硫剂的水溶液；　　　　其中：氯酸盐浓度为０．００５～０．２ｍｏｌｌ↑［－１］；所述的脱硫剂是二价金属氧化物、氢氧化合物或碳酸盐，浓度为０～０．３ｍｏｌｌ↑［－１］；溶液的ＰＨ值在１～９；　　　　（２），将上述（１）的溶液在常规的反应器中与含有氮氧化物和ＳＯ↓［２］的烟气进行反应；　　　　其中：反应温度为１０～８０℃；烟气ＮＯ浓度为１００～２０００ｐｐｍ；ＳＯ↓［２］浓度为５００～５０００ｐｐｍ；氧的浓度０～２０％；气液体积流量比为１０～３００∶１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙湘犁，李伟，陶力三，袁渭康，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]