[发明专利]一种脱硫脱硝装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱硫脱硝装置和方法，尤其是一种脱除烟气中的硫氧化物和氮氧化物的装置和方法。

背景技术

SO₂是大气主要污染物之一，是衡量大气是否遭到污染的重要标志。它对人体健康、环境等方面都有巨大的危害，是形成酸雨的主要原因。中国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一。大量的燃煤导致我国SO₂污染及由此引起的酸沉降污染十分严重。我国的SO₂污染治理起步较晚，而且现在的形势依然十分严峻。同时，NOx排放量保持继续增长的态势，所以NOx的污染治理也已受到国家相关部门的高度重视。国家环境保护部已将控制燃煤锅炉、钢铁烧结球团设备NOx的排放列为继烟气除尘、脱硫之后的第三项污染重点治理工作，并且将标准由之前的400mg/Nm³(一般地区)、200mg/Nm³(重点地区)提高到了200mg/Nm³、100mg/Nm³。这促使人们研究、开发高效的同时脱硫脱硝技术，以更有效、更经济地完成烟气污染治理的任务。

目前，我国普遍采用的脱硫脱硝技术是湿法烟气脱硫技术WFGD(钙法居多)+选择性催化还原脱硝技术SCR(或选择性非催化还原脱硝技术SNCR)。虽然这种技术的脱除污染物效率较高，但是其工艺复杂，控制条件苛刻，投资、运行费用昂贵，中高硫煤适应性差，尤其是脱硝的副产物氮气N₂无利用价值，由于存在这些缺点，难以在我国实现大面积工业推广。

中国专利申请CN104258701A公开了如下一种脱硝工艺：脱硝烟气与脱硝氧化剂先进行氧化反应，采用亚氯酸钠作为脱硝氧化剂，在烟气进入塔内之前进行氧化反应，反应温度在120～130℃的烟温范围内，且尘含量在50～200mg/Nm³范围内，这种工艺方法存在氧化剂亚氯酸钠在高温下产生分解、氧化剂失去活性，造成脱硝效率较低的问题。而且，亚氯酸钠与有机物接触能引起爆炸，在使用中具有一定的局限性。同时，因为脱硝效率较低，这一工艺技术满足现有氮氧化物排放标准较难。亚氯酸钠价格超过一万元每吨，即使达到排放标准，其脱硝成本也非常高，大幅增加了企业的脱硫脱硝成本。

中国专利申请CN102327735A公开了一种基于H₂O₂作用的对烟气同时脱硫脱硝的系统和方法。中国专利申请CN103463978A公开了一种基于H₂O₂催化氧化烟气同时脱硫脱硝的装置和方法。两者都利用H₂O₂的强氧化性将烟气中的二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_X)氧化成硫酸和硝酸，其布置方式均是在烟气进口处注入H₂O₂，这种注入方式有以下几方面的缺陷：

1、由于H₂O₂具有不稳定性，在120℃以上，尤其是在140℃及以上时会发生无效分解(强烈分解成H₂O和O₂)，失去氧化氮氧化物(NO_X)的能力，而大部分烟气在烟道段(未进入吸收塔前)的烟气温度恰恰在这个温度范围之内。

2、无论是钢厂的烧结机烟气还是燃煤锅炉烟气都含有较多的粉尘，H₂O₂激发的活性物质羟基自由基遇到粉尘会失去活性，降低氧化效率。

3、H₂O₂在50～70℃，雾化含水率在10％～13％，环境含水量30％～40％的条件下会激发出更多的羟基自由基·OH和·O₂H，而烟气进口位置烟温过高且含水量较低，达不到这样的条件，导致H₂O₂激发出实质性氧化意义的活性物质羟基自由基·OH和·O₂H的量大大降低。

4、塔外用于脱硝的设备多且复杂，占地面积大，增加了投资、运行成本。

发明内容