[发明专利]一种含氯气的高浓度NOX废气处理方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种含氯气的高浓度NO_X废气处理方法，属于环保废气处理技术领域。

背景技术

化工生产用雷尼催化剂在焙烧过程中产生高浓度NO_X废气，与电厂、硝酸工业、电子行业产生的NO_X废气不同，雷尼催化剂在焙烧过程产生的NO_X具有浓度高(通常>5000mg/m³)且含有毒气体如氯气。目前对于高浓度NO_X废气目前一般采用先稀释后脱硝处理，而对于含氯气的高浓度NO_X废气目前还没有成熟高效的脱氯脱硝处理工艺。

氯气易溶于水，可与碱、还原剂反应，工业上通常采用碱液吸收，或者采用FeCl₂溶液吸收，吸收效果好，氯气脱除率高，通常大于95％。

目前成熟的脱硝技术分为干法脱硝和湿法脱硝，常用的废气脱硝技术主要为湿法脱硝中的液体湿法吸收技术和干法脱硝中的气相干法还原技术。

气相干法还原方法分为选择性催化还原(SCR)、非选择性催化还原(SNCR)。干法还原是在高温下利用氨气的还原性将氮氧化物处理为无害气体，反应过程如下所示：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

非选择性催化还原(SNCR)由于反应温度高(约800-1100℃)，已经逐步被选择性催化还原(SCR)取代。中国公开专利CN 101998878A和CN 1903412A等均公开了采用SCR处理NO_X废气的技术，由于催化剂的作用反应温度可降至300-400℃，但由于废气中含有的重金属砷、卤素和水蒸气凝结等会引起催化剂中毒，另外将SCR应用于高浓度NO_X脱硝过程，由于反应放热量大、温度高，会导致催化剂烧结老化，活性组分催化活性降低，减少催化剂使用寿命；更严重的是如果废气中含有Cl₂容易与NH₃反应生成NH₄Cl堵塞催化剂，造成催化效率降低；因此对于含氯气的高浓度NO_X废气不适合采用SCR处理。

液体湿法吸收主要是以稀硝酸吸收、碱性溶液吸收、氧化吸收和还原吸收四种方法对NO_X通过反应的方式处理。由于吸收法对气体浓度没有限制，所以适合用来处理高浓度NO_X废气，各方法对比如表一：

表1液体湿法脱硝四种方案比较

稀硝酸吸收法主要应用于硝酸工业的废气吸收，中国公开专利CN103566739A中公开了以稀硝酸为吸收剂，利用硝酸的强氧化性使NO_X氧化，处理NO_X的同时还可得到浓度较高的硝酸溶液回用，但是废气中的杂质气体会使回收的硝酸不纯无法使用，该方法对设备要求高，需耐受30％以上的浓硝酸。

碱溶液吸收法已经相当成熟也是目前常用的脱硝方法之一，其工艺流程和设备均较简单，但对于氮氧化物气体的氧化度(NO₂/NO_X)有一定要求，当氧化度>50％时处理效果较好。通常为了提高氮氧化物在碱性溶液中的吸收效率，在碱溶液中加入氧化剂将NO氧化为NO₂提高氧化度，如中国公开专利CN103203166 A中公开了以亚氯酸钠作为氧化剂的湿法脱硝技术，但由于NO难溶于水，而氧化剂仅存在于液相中，NO的溶解成为氧化反应的控制步骤，氧化效果一般、脱硝效率低。此外，还可以采用还原剂将氮氧化物变成无害物质，中国公开专利CN 102068904A中公开的以尿素为还原剂的湿法脱硝技术，但此法弊端在于吸收液引入二次污染物尿素，后续处理困难。王娇等人采用配氮法，通过向废气中添加一部分NO₂提高废气的氧化度，再采用碱液、还原性溶液吸收，吸收效果均得到明显提高，可见采用湿法脱硝的难点在于如何在吸收过程进行中提高废气的氧化度，以提高脱硝效率。