專利名稱：一種煙氣脫硝混合溶液及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，具體涉及一種煙氣脫硝混合溶液及其應(yīng)用方法
背景技術(shù)：
燃煤鍋爐排放的煙氣中含有S02、N0x和粉塵等多種有害成份。其中氮氧化物(NOx)是重點(diǎn)控制的污染物之一。不僅對(duì)人體和動(dòng)物的肺臟、心臟等器官具有強(qiáng)烈的致毒作用，而且還可以形成酸霧、酸雨和光化學(xué)煙霧、破壞臭氧層，給生態(tài)環(huán)境和人類生產(chǎn)、生活帶來極大危害，所以含NOx廢氣治理已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)的重要組成部分，也是工業(yè)投產(chǎn)運(yùn)行的首要條件。目前比較流行的煙氣脫硫脫硝技術(shù)是先經(jīng)過煙氣脫硝，通常是選擇性催化還原法SCR，再經(jīng)過煙氣脫硫，應(yīng)用最廣的是濕法脫硫技術(shù)，然后通過煙 排放。該技術(shù)具有效率高優(yōu)點(diǎn)，脫硫效率可以達(dá)到90%以上，脫硝效率也可以達(dá)到80%以上，但是其缺點(diǎn)是系統(tǒng)阻力大，占地面積和投資大，運(yùn)行成本高。我國(guó)中小型燃煤工業(yè)鍋爐量大面廣，全國(guó)約有50萬臺(tái)。這些鍋爐能源利用效率低下，平均運(yùn)行效率僅60% 65%，比國(guó)外先進(jìn)水平低15% 20%，而且，污染物排放嚴(yán)重。我國(guó)中小型燃煤鍋爐由于其容量小、數(shù)量大、布點(diǎn)分散的特點(diǎn)而難以集中治理。中小型工業(yè)鍋爐每年消耗原煤約4億噸，排放SO2約600萬噸，NOx約360萬噸，其排放源小而分散，但是量大面廣，污染物排放總量很大，是僅次于火電廠的第二大煤煙型污染源。由于中小鍋爐容量小，SCR等方法脫硝投資大，經(jīng)濟(jì)上不劃算，嚴(yán)重制約了中小鍋爐的脫硝處理。十二五明確提出要加強(qiáng)推進(jìn)以水泥行業(yè)為主的其他行業(yè)氮氧化物排放控制，迫切需要解決中小型燃煤鍋爐脫硝問題。由于煙氣中的NO占NOx的90%左右，而NO是一種幾乎不被水或堿液吸收的惰性氣體，使得現(xiàn)存的濕法脫硫難以同時(shí)脫硝。如果將煙氣中的NO氧化到N02/N0=1 1.3，既可有效吸收NOx。但低濃度的NO在煙道中氧化速率非常緩慢，成為了吸收速率的限速反應(yīng)。因此在實(shí)際應(yīng)用中需要加入氧化劑加速其氧化，以達(dá)到同時(shí)脫硫脫硝的目的。近年來，在液相中添加化學(xué)試劑的方法已被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛嘗試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)中小型燃煤鍋爐脫硝問題，提供一種煙氣脫硝混合溶液及其應(yīng)用方法，混合溶液對(duì)NO同時(shí)發(fā)揮氧化和還原的作用，將煙氣中的NO氧化為NO2，最終還原為N2，達(dá)到煙氣脫硝目的。本發(fā)明的煙氣脫硝混合溶液，主要包含兩部分，一部分是煙氣氧化劑，包含O—40wt%亞氯酸鈉，O — 10wt%次氯酸鈉，O — 10wt%高錳酸鉀，O — 60wt%尿素，O— 25wt%Na0H，
O— 25wt°/4t化鈉。另一部分是氧化劑的保護(hù)劑，包含O — 5wt%Na2C03和O — 20wt%NaCl做保護(hù)劑，防止二氧化硫的存在過度消耗氧化劑本發(fā)明的混合溶液中氧化劑的加入加速NO氧化，轉(zhuǎn)化為NO2,使煙氣中的NO氧化到N02/N0=1 1.3，NO2易溶于水，然后液相中其他成分與其反應(yīng)，在液相氧化塔內(nèi)接觸并發(fā)生反應(yīng)從而達(dá)到脫硝。煙氣經(jīng)過除塵脫硫后進(jìn)入一氧化氮氧化塔，用本發(fā)明的混合溶液進(jìn)行同步氧化還原吸收，當(dāng)煙氣NOx濃度在200-700ppm時(shí)，匹配以氧化劑總摩爾數(shù)為NOx摩爾數(shù)0.5-2.5倍的混合溶液。由于實(shí)際煙氣中二氧化硫可能與氮氧化物競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)消耗一部分的氧化劑，實(shí)際消耗混合液具體的量會(huì)受煙氣成分的影響。經(jīng)過同步氧化還原吸收后，煙氣中二氧化氮幾乎可以完全除去，一氧化氮的去除率50-80%，氮氧化物總的去除率一般60-90%，主要化學(xué)反應(yīng)如下:NaC102+HCl — ClO2C102+N0 —NO22Na0H+2N02 — NaN03+NaN02+H202Na0H+2N02+N0 — 2NaN02+H202N02+Na2S — N2+Na2S04具體使用中，視二氧化硫濃度情況，可以在該混合溶液中加入一定的Na2CO3或NaCl做保護(hù)劑,防止二氧化硫過度消耗氧化劑。使用本發(fā)明的混合溶液對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝的方法為:將本發(fā)明的混合溶液置于氧化塔中，對(duì)煙氣進(jìn)行濕法吸收，匹配以氧化劑總摩爾數(shù)為NOx摩爾數(shù)0.5-2.5倍的混合溶液，塔中液氣體積比為l-20L/m3，氧化塔中氣體操作速度0.6-4m/so混合溶液pH控制在6-8最優(yōu)。本發(fā)明投資抵，價(jià)格適中，氮氧化物去除率在70%以上。相對(duì)于氣相氧化，液相吸收工藝而言，本方法反應(yīng)全部在液相中，可以再同一塔中進(jìn)行，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不僅操作簡(jiǎn)單，而且降低了投資成本與運(yùn)行成本。而且與傳統(tǒng)的液相氧化尋求把NO轉(zhuǎn)化為NO2進(jìn)而轉(zhuǎn)化為硝酸根不同，本發(fā)明主要是把NO轉(zhuǎn)化為NO2進(jìn)而轉(zhuǎn)化氮?dú)?，從工藝源頭上減少了副產(chǎn)物帶來的二次污染物，減少了對(duì)廢水進(jìn)行處理的成本，更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保，有利于其推廣應(yīng)用。


圖1，使用本發(fā)明混合溶液進(jìn)行煙氣脫硝的工藝示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以濕法脫硫技術(shù)為基礎(chǔ)，在氧化塔內(nèi)的溶液中添加可以改變氮氧化物氧化度的以NaC102、NaOH，尿素，硫化鈉按一定比例進(jìn)行混合的混合溶液，使氮氧化物被吸收除去。并加入一定的Na2C03、NaCl做保護(hù)劑，防止二氧化硫過度消耗氧化劑。采用如圖1所示的工藝流程，脫硫除塵后的煙氣由風(fēng)機(jī)送入氧化塔，煙氣中的NOx部分被同步氧化吸收入溶液中，煙氣后隨增壓風(fēng)機(jī)排入煙 進(jìn)行排放，脫硝之后的廢液排入廢液箱，進(jìn)行下步處理。實(shí)施例1:將脫硫除塵后的煙氣送入氧化塔，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)混合溶液和單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)氮氧化物摩爾比為2-6時(shí)，混合液中NaClO2質(zhì)量濃度為2%，尿素的質(zhì)量濃度為10%，NaOH質(zhì)量濃度2.5%，硫化鈉質(zhì)量濃度2.5%。進(jìn)入吸收塔后，脫硝效率在55%。實(shí)施例2:將脫硫除塵后煙氣送入氧化塔，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)混合溶液和單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)氮氧化物摩爾比為5-10時(shí)，混合液NaClO2質(zhì)量濃度為5%，尿素的質(zhì)量濃度為20%，NaOH質(zhì)量濃度10%，硫化鈉質(zhì)量濃度10%。Na2CO3的質(zhì)量濃度為10%，NaCl的質(zhì)量濃度為20%做保護(hù)劑。進(jìn)入吸收塔后，脫硝效率在75%。實(shí)施例3:將脫硫除塵后的煙氣送入氧化塔，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)混合溶液和單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)氮氧化物摩爾比為2-6時(shí)，混合液亞氯酸鈉質(zhì)量濃度為2%，次氯酸鈉濃度為3%，高錳酸鉀質(zhì)量濃度為2.5%，尿素的質(zhì)量濃度為10%，NaOH質(zhì)量濃度2.5%，硫化鈉質(zhì)量濃度2.5%。進(jìn)入吸收塔后，脫硝效率在55%。實(shí)施例4:將脫硫除塵后的煙氣送入氧化塔，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)混合溶液和單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)氮氧化物摩爾比為5-9時(shí)，混合液亞氯酸鈉質(zhì)量濃度為2%，次氯酸鈉濃度為3%，高錳酸鉀質(zhì)量濃度為2.5%，尿素的質(zhì)量濃度為10%，NaOH質(zhì)量濃度25%，硫化鈉質(zhì)量濃度2.5%。進(jìn)入吸收塔后，脫硝效率在75%。實(shí)施例5:將脫硫除塵后的煙氣送入氧化塔，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)混合溶液和單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)氮氧化物摩爾比為2-4時(shí)，混合液亞氯酸鈉質(zhì)量濃度為40%，尿素的質(zhì)量濃度為60%，NaOH質(zhì)量濃度2.5%，硫化鈉質(zhì)量濃度2.5%。進(jìn)入吸收塔后，脫硝效率在95%以上。實(shí)施例6:將脫硫除塵后的煙氣送入氧化塔，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)混合溶液和單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)氮氧化物摩爾比為2-6時(shí)，混合液次氯酸鈉濃度為10%，高錳酸鉀質(zhì)量濃度為2.5%，尿素的質(zhì)量濃度為10%，NaOH質(zhì)量濃度2.5%，硫化鈉質(zhì)量濃度2.5%。進(jìn)入吸收塔后，脫硝效率在60%。實(shí)施例7:將脫硫除塵后的煙氣送入氧化塔，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)混合溶液和單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)氮氧化物摩爾比為3-8時(shí)，混合液亞氯酸鈉質(zhì)量濃度為2%，次氯酸鈉濃度為3%，高錳酸鉀質(zhì)量濃度為10%，尿素的質(zhì)量濃度為10%，NaOH質(zhì)量濃度2.5%，硫化鈉質(zhì)量濃度2.5%。進(jìn)入吸收塔后，脫硝效率在45%。實(shí)施例8:將脫硫除塵后的煙氣送入氧化塔，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)混合溶液和單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔內(nèi)氮氧化物摩爾比為3-8時(shí)，混合液亞氯酸鈉質(zhì)量濃度為2%，次氯酸鈉濃度為3%，高錳酸鉀質(zhì)量濃度為10%，尿素的質(zhì)量濃度為10%，NaOH質(zhì)量濃度2.5%，硫化鈉質(zhì)量濃度25%。進(jìn)入吸收塔后，脫硝效率在65%。
權(quán)利要求
1.一種煙氣脫硝混合溶液,其特征在于,包含O—40wt%亞氯酸鈉,O一10wt%次氯酸鈉，O—10wt% 高錳酸鉀，O—60wt%尿素，O—25wt%NaOH，O—25wt°/c^1i化鈉；還包含 O—5wt%Na2C03和 O—20wt%NaCl。
2.使用權(quán)利要求1所述的混合溶液對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝的方法，其特征在: 將權(quán)利要求1所述的混合溶液置于氧化塔中，對(duì)煙氣進(jìn)行濕法吸收，所述混合溶液中氧化劑總摩爾數(shù)為煙氣中NOx摩爾數(shù)0.5-2.5倍，塔中液氣體積比為l-20L/m3，氧化塔中氣體操作速度0.6-4m/s ο
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法 ，其特征在于，混合溶液pH控制在6-8。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙氣脫硝混合溶液，其中包含0—40wt%亞氯酸鈉，0—60wt%尿素，0—25wt%NaOH，0—25wt%硫化鈉。使用本發(fā)明的混合溶液對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝的方法將混合溶液置于氧化塔中，對(duì)煙氣進(jìn)行濕法吸收，匹配以NOX摩爾數(shù)0.5-2.5倍的混合溶液，塔中液氣體積比為1-20L/m3，氧化塔中氣體操作速度0.6-4m/s?；旌先芤簆H控在6-8最優(yōu)。本發(fā)明投資抵，價(jià)格適中，氮氧化物去除率在70%以上。
文檔編號(hào)B01D53/56GK103170228SQ20131012864
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者王祖武, 王紅飛, 車垚, 王志平 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)