[发明专利]一种臭氧氧化协同氨法的脱硫脱硝系统及方法

说明书

本发明提供了一种臭氧氧化协同氨法的脱硫脱硝系统及方法，脱硫脱硝系统包括沿烟气流向依次连通的第一吸收装置和第二吸收装置；第一吸收装置的进口烟道中接入臭氧发生装置；第二吸收装置内沿烟气流向由下至上依次分为循环喷淋区以及至少两层多效喷淋区，循环喷淋区外接至少两个吸收剂储罐，吸收剂储罐分别独立地接入多效喷淋区，吸收剂储罐分别向循环喷淋区和多效喷淋区供给吸收剂；循环喷淋区外接回收单元。本发明采用双塔结构吸收，延长了吸收剂在塔内的停留时间，增加了与烟气的接触时间，提高了脱硫脱硝的效率。采用氨水和钙基吸收剂的混合吸收剂，将烟气中的NO_x转化为附加值更高的化肥和石膏。

技术领域

本发明属于脱硫脱硝技术领域，涉及一种脱硫脱硝系统及方法，尤其涉及一种臭氧氧化协同氨法的脱硫脱硝系统及方法。

背景技术

近年来，我国钢铁、焦化、冶金等非电行业的烟气SO₂、NO_x的减排受到了人们的广泛关注。国家和地方政府不断出台日趋严格的排放标准，使得行业面临巨大的减排压力。以钢铁、焦化行业为例，烧结烟气、焦炉烟气是主要的SO₂和NO_x排放源。这些烟气的排放温度普遍较低(150-250℃)，无法满足传统SCR工艺的温度窗口，因此，电力行业已成熟应用的SCR脱硝技术无法直接应用。采用提升烟气温度的方法尽管能够实现与传统SCR技术的匹配，但能源消耗巨大，成本高昂。因此，钢铁、焦化等非电行业针对低温烟气的低成本脱硫脱硝技术需求十分迫切。

对于二氧化硫的脱除，工程上常用湿法烟气脱硫技术，湿法烟气脱硫技术为气液反应，反应速度快，脱硫效率高，一般均高于90％，技术成熟，适用面广。湿法脱硫技术比较成熟，生产运行安全可靠，在众多的脱硫技术中，始终占据主导地位，占脱硫总装机容量的80％以上。生成物是液体或淤渣，较难处理，设备腐蚀性严重，洗涤后烟气需再热，能耗高，占地面积大，投资和运行费用高。系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高，一般适用于大型电厂。常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法和氨法等。

石灰石-石膏法是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO₂，生成亚硫酸钙，经分离的亚硫酸钙(CaSO₃)可以抛弃，也可以氧化为硫酸钙(CaSO₄)，以石膏形式回收。是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫效率达到90％以上。

氨法脱硫作为湿法脱硫工艺的一种，其装置以氨或亚硫酸铵等作为吸收剂吸收烟气中的SO₂，在国内外湿法脱硫工艺中应用较为广泛。其特点是脱硫率高、运行较稳定，脱硫副产物硫酸铵是一种使用价值较高的农用化肥，且整个系统不产生废水或废渣。

但是，氨法脱硫目前也存在些问题：循环液中含有对SO₂有吸收作用的亚硫酸铵的同时，也含有大量的硫酸铵成分，造成循环液泵动力的大量消耗能量浪费；氨吸收剂耗量大且存在氨逃逸的问题；出口烟气易携带小液滴及气溶胶，难以去除完全；副产硫酸铵品质不高，总体设备装置投资及运行成本较高等。因此，氨法脱硫脱硝装置结构仍有着较大的改进空间，研发高效、稳定、低成本的湿法脱硫脱硝装置，有着很强的现实意义和推广价值。

但这两种系统都难以处理氮氧化物，而且存在严重的出口烟气含碱性液滴的现象，对环境造成二次污染。对于氮氧化物的脱除，传统的方法主要有选择性催化还原法和选择性非催化还原法，前者虽然效率较高，但存在催化剂易中毒、氨泄漏等问题，后者又存在效率不高，适用温度较高和温度窗口范围窄的问题。