[发明专利]基于pH值和ORP值自动控制的烟气脱硫脱硝方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，是一种基于pH值和ORP值自动控制技术对湿式氨法吸收液进行调控，从而实现同步高效稳定脱硫脱硝的烟气处理方法。

背景技术

燃煤、工业炉窑和垃圾焚烧等过程产生的烟气中含有大量污染大气环境的污染物，包括烟尘，SO₂和NO_x(x=1，2)等。其中SO₂与NO_x(x=1，2)会引起酸雨、光化学烟雾等环境问题，严重威胁着人类的日常生活和身心健康，烟气脱硫脱硝对于保障大气环境质量起着非常重要的作用。

烟气脱硫方法分为湿法、干法和半干法。其中，湿法脱硫技术最为成熟，常用的湿法脱硫技术包括石灰石(石灰)-石膏法、氨水吸收法等。其中，石灰石(石灰)-石膏法是目前利用最广泛的烟气脱硫方法，但此法也存在投资大,设备腐蚀、磨损、堵塞严重,运行维护费用高等问题。湿式氨法脱硫具有吸收液碱性强、吸收反应速度快且吸收液利用率高、系统简单、副产物硫酸铵和硝酸铵可资源再利用等特点，是一种高效的脱硫方法，但也存在氨污染等问题。干法和半干法脱硫技术虽具有工艺紧凑，占地面积小，投资运行费用低等优点，但脱硫效率通常较低。

烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原法、选择性非催化还原法、碱液吸收法等。选择性催化还原技术是目前应用最为广泛且净化效果最佳的脱硝技术，但其工艺与设备复杂，催化剂制备及作用环境要求较高，建设运行费用也较高。选择性非催化还原法脱硝系统最主要的优点是建设为一次性投资，运行成本低，设备占地面积小，但脱硝效率较低，难以达到日益严格的排放要求。碱液吸收法具有工艺设备简单,操作温度低,耗能少等优点，但因燃煤烟气中NO_x(x=1，2)主要以低溶解度的NO形式存在，限制了该法在烟气脱硝领域的发展。

传统烟气脱硫脱硝技术采用的是一对一污染物处理方案，即采用脱硫和脱硝装置分别处理SO₂和NO_x(x=1，2)，这必然导致处理流程长，设备复杂，占地面积大，建设、运行和维护的费用比较高等问题，因此，实现烟气同步脱硫脱硝成为现今烟气治理领域的新目标。目前，湿式洗涤法被认为是实现同步脱硫脱硝最有效的方法之一，在公告号为CN101053747A和CN1923341A的专利说明书《同步脱硫脱硝的湿式氨法烟气结晶工艺及其系统》和《燃煤锅炉烟气臭氧氧化同时脱硫脱硝及其方法》中，均提出了采用O₃或H₂O₂注入的烟气氧化技术结合碱液或氨液吸收实现烟气的同步脱硫脱硝，通过预氧化将NO氧化成NO₂，而后与H₂O反应生成NO₂^-和NO₃^-实现NO_x(x=1，2)的吸收，化学反应式如下所示。

2NO₂+H₂O→2H⁺+NO₂^-+NO₃^-

然而，经过实验证明，单纯依靠氨液或碱液吸收NO₂的效率很低，整体脱硝效率并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用pH值和ORP值（ORP是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写，它表示溶液的氧化还原电位）自控技术调控吸收过程的湿式氨法同步脱硫脱硝方法。该方法利用氨法脱硫产物四价硫与NO₂发生快速氧化还原反应的原理，具体步骤如下：

烟气进入预洗涤和洗涤前先进行除尘和预氧化，所述的预氧化是使烟气中NO氧化为NO₂，所述的预洗涤和洗涤采用吸收液对烟气中SO₂和NO₂洗涤吸收，洗涤后，气相SO₂被吸收后转化生成的四价硫组分，NO₂发生氧化还原反应还原为N₂，洗涤吸收过程中，调节控制吸收液的pH值和ORP值，维持吸收液pH值为5.5~6.5，ORP值为-150mV~0mV。

本发明还提供一种用于实现上述方法的实现装置，所述的实现装置通过烟道与锅炉出口连接，主要包括顺序通过连接在锅炉出口和烟囱之间的除尘设备、烟气氧化设备、预洗涤塔、洗涤塔，以及与预洗涤塔连接的氧化浓缩系统，与洗涤塔连接的氨水储液池、氧化抑制剂储液池。