[发明专利]一种烟气的同时脱硫脱硝方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气的同时脱硫脱硝的方法。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤产量约占世界的25％，其中超过80％的煤炭都用于直接燃烧，煤燃烧会产生SO₂、NO_x等有害气体，造成酸雨、温室效应和臭氧层破坏等一系列大气污染，严重地影响着人类的生存环境。据2012年中国环境公报显示，2012年我国SO₂排放总量2117.6万吨，氮化物排放总量2337.8万吨。监测的466个市(县)中，出现酸雨的市(县)为215个，占总量的46.1％；酸雨频率在25％以上的市(县)为133个，占28.5％；酸雨频率在75％以上的市(县)为56个，占总量的12.0％。我国工业企业大部分地处经济比较发达、人口较为密集的环境敏感地区；绝大多数的企业处于国家划定的酸雨区和二氧化硫排放控制区内；同时，随着国家的烟气排放标准日趋苛刻，烟气达标排放及二氧化硫排放总量控制的管理越来越严格，企业的生存和发展正面临着越来越大的环境压力。SO₂和NO_x排放成为制约相关行业发展的一个瓶颈，烟气脱硫脱硝任务迫在眉捷。

目前，国内外较为成熟的烟气分段脱硫脱硝工艺主要为湿法脱硫+选择性催化还原工艺(WFGD+SCR)，该工艺先脱硝再脱硫，工艺技术成熟、脱硫脱硝效率稳定、满足排放需求，但其缺点也较为明显：催化剂价格昂贵、设备造价高、占地面积较大、能耗高、脱硝副产物(N₂)无价值。

针对上述问题，近年来国内外开始对同时脱硫脱硝技术进行深度研究并取得了部分成果。

在氨法脱硫脱硝工艺方面：中国专利CN10148057A公开的方法是：喷淋双氧水对烟气进行预氧化处理，然后烟气进入吸收塔完成脱硫脱硝的方法。该方法虽然取得较好的烟气处理效果，但双氧水耗量大，成本偏高。中国专利CN202778258U公开了氨水法烟气脱硫脱硝装置，该装置可实现同时脱硫脱硝功能，但具体所采用的氧化剂未明确指出。并且该专利说明书中涉及的化学反应式为NO和O₂的氧化反应，然而众所周知，实际脱硫脱硝工况下，无催化剂状态下上述反应几乎很难发生。

在臭氧氧化结合氨法吸收工艺方面：中国专利CN101485957A提供了臭氧氧化结合双塔洗涤同时脱硫脱硝的方法，在洗涤塔A内，通入与液相四价硫摩尔比为0.8-1.0的O₃，将四价硫氧化为六价硫，在洗涤塔B内喷入与烟气中NO_x摩尔比为0.5-1.0的O₃，实现NO的氧化。该方法需用O₃同时氧化吸收液中的四价硫和烟气中的NO，臭氧消耗量极大，脱硫脱硝的成本高。中国专利CN101053747A采用双氧水或臭氧预氧化烟气，双氧水或臭氧的喷入量为烟气中NO的1.0-1.2(摩尔比)倍，该方法同样存在臭氧耗量偏高的缺点，且在后续产物氧化处理中采用空气作为氧化剂，吸收液中的高浓度亚硫酸铵和亚硝酸铵能否发生充分氧化值得商榷。中国专利CN102247750A在吸收液中加入KMnO₄作为催化剂，将臭氧通入液相中，在催化剂作用下同时氧化烟气中的SO₂和NO，臭氧加入量为烟气中SO₂和NO_x总摩尔量的0.5-1.5倍，其核心仍在于用O₃同时氧化烟气中的硫氧化物和氮化物，而一般燃煤烟气中SO₂较NO_x含量更多，该方法对臭氧需求量仍然很大，装置运行成本高。

上述脱硫脱硝工艺的缺陷，制约了烟气的脱硫脱硝工艺的发展。现有的烟气脱硫脱硝工艺仍有待进一步研究和提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中，烟气的同时脱硫脱硝工艺臭氧消耗量高，能耗高的技术缺陷，提供了一种烟气的脱硫脱硝方法。该方法能够同时脱除烟气中的硫和硝，臭氧消耗量低，仅为烟气中NO_x的摩尔量的0.3-0.6，脱硫率达95％以上，脱硝率达80％以上，大部分达90％以上；脱硫脱硝效果稳定，可以实现产物资源化回收利用。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种烟气的同时脱硫脱硝方法，所述的方法包括以下步骤：

(1)将烟气与O₃混合均匀，得混合气体；其中，所述的O₃与所述的烟气中NO_x的摩尔比为(0.3-0.6)：1；