[发明专利]一种新型低温氧化法烟气脱硝系统

说明书

一种新型低温氧化法烟气脱硝系统，属于环保技术领域的低温烟气脱硝技术。本发明湿法脱硫塔的烟气入口处置有臭氧喷射器。湿法脱硫塔内、烟气入口上方从下至上依次设置有多效耦合器和多层的喷淋层。多效耦合器和最底层的喷淋层构成NOx吸收区。湿法脱硫塔内底部为浆池。湿法脱硫塔外设有碱性脱硫剂输入管，碱性脱硫剂输入管分为两路，一路经碱性脱硫剂调节阀连接到浆池，另一路经碱性脱硫剂调节阀连接到位于最底层的喷淋层中，两路管路上分别置有脱硫剂流量计。本发明基于氧化法脱硝工艺，并与湿法烟气脱硫技术组合，可为低温烟气（80~180℃）提供烟气脱硝，既可以保证高的脱硝效率，还可以极大地降低成本，同时还可以提高脱硫效率。

技术领域

本发明属于环保技术领域的低温烟气脱硝技术，特别是新型低温氧化法烟气脱硝系统。

背景技术

近年来，随着环保要求的逐渐提高，为了降低排烟尾气中氮氧化物的排放量，许多行业（如电力、化工、钢铁、水泥、垃圾焚烧等）的锅炉和其他设备（如水泥窑、烧结机等）纷纷增设烟气脱硝装置。

选择性催化还原（SCR）烟气脱硝法，由于其效率高，性能稳定，广泛应用在国内外的工程中。但SCR脱硝系统要求烟气反应窗口温度为300~400℃，因而限制了SCR脱硝系统的应用范围。虽然经过技术改进和催化剂的优化配方，目前最低的SCR烟气反应窗口温度可降低至180℃，但对于部分排烟尾气，如烧结机烟气而言，这依然是难以达到的目标。因而这部分排烟尾气的治理就需要配备低温烟气（80~ 180℃）脱硝系统。

烟气中的氮氧化物（NOx）以一氧化氮（NO）为主，其难溶于水，因而无法被湿法烟气脱硫装置所吸收。针对这种情况，一种常见的低温烟气脱硝系统是氧化法烟气脱硝系统，它通过向低温烟气中喷入强氧化剂，如臭氧（O₃），将烟气中的NO氧化为溶于水的高价氮氧化物，如二氧化氮（NO₂）或五氧化二氮（N₂O₅），然后在湿法脱硫塔里，溶于水生成硝酸和亚硝酸，并与脱硫塔循环浆液中的碱液反应生成盐类，从而达到脱硝的目的。化学反应方程式如下：

NO + O₃→NO₂ + O₂

2NO₂ + O₃→N₂O₅ + O₂

2NO₂ + H₂O→HNO₃ + HNO₂

3HNO₂→HNO₃ + 2NO + H₂O

N₂O₅ + H₂O→2HNO₃

2HNO₃ + CaCO₃→Ca(NO₃)₂ + 2H₂O + CO₂

O₃喷入烟气中，首先将NO氧化为NO₂，此反应在80~180℃的范围内均可进行，因而可以实现脱硝的目的。由于湿法脱硫塔中浆液pH值通常为弱酸性（5~6），NO₂溶解于水后生成的亚硝酸（HNO₂）极易分解，生成硝酸（HNO₃）和NO。因而脱硫塔对NO₂的脱除效率是不完全的，理论极限脱除效率为66.7%。为达到更高的脱除效率，需要继续喷入O₃，将NO₂氧化为N₂O₅，理论O₃：NOx比例（摩尔比）应达到1.5，才能达到90%以上的脱硝效率。