CN103170228A - 一种烟气脱硝混合溶液及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气脱硝混合溶液，其中包含0—40wt%亚氯酸钠，0—60wt%尿素，0—25wt%NaOH，0—25wt%硫化钠。使用本发明的混合溶液对烟气进行脱硝的方法：将混合溶液置于氧化塔中，对烟气进行湿法吸收，匹配以NO_X摩尔数0.5-2.5倍的混合溶液，塔中液气体积比为1-20L/m3，氧化塔中气体操作速度0.6-4m/s。混合溶液pH控在6-8最优。本发明投资抵，价格适中，氮氧化物去除率在70%以上。

Description

一种烟气脱硝混合溶液及其应用方法

技术领域

本发明属于环境工程领域，具体涉及一种烟气脱硝混合溶液及其应用方法

背景技术

燃煤锅炉排放的烟气中含有SO₂、NOx和粉尘等多种有害成份。其中氮氧化物(NOx)是重点控制的污染物之一。不仅对人体和动物的肺脏、心脏等器官具有强烈的致毒作用,而且还可以形成酸雾、酸雨和光化学烟雾、破坏臭氧层,给生态环境和人类生产、生活带来极大危害,所以含NOx废气治理已经成为环境保护的重要组成部分,也是工业投产运行的首要条件。

目前比较流行的烟气脱硫脱硝技术是先经过烟气脱硝，通常是选择性催化还原法SCR，再经过烟气脱硫，应用最广的是湿法脱硫技术，然后通过烟囱排放。该技术具有效率高优点，脱硫效率可以达到90%以上，脱硝效率也可以达到80%以上，但是其缺点是系统阻力大，占地面积和投资大，运行成本高。

我国中小型燃煤工业锅炉量大面广，全国约有50万台。这些锅炉能源利用效率低下，平均运行效率仅60%～65%，比国外先进水平低15%～20%，而且，污染物排放严重。我国中小型燃煤锅炉由于其容量小、数量大、布点分散的特点而难以集中治理。中小型工业锅炉每年消耗原煤约4亿吨，排放SO₂约600万吨，NOx约360万吨，其排放源小而分散，但是量大面广，污染物排放总量很大，是仅次于火电厂的第二大煤烟型污染源。由于中小锅炉容量小，SCR等方法脱硝投资大，经济上不划算，严重制约了中小锅炉的脱硝处理。十二五明确提出要加强推进以水泥行业为主的其他行业氮氧化物排放控制，迫切需要解决中小型燃煤锅炉脱硝问题。

由于烟气中的NO占NOx的90%左右，而NO是一种几乎不被水或碱液吸收的惰性气体，使得现存的湿法脱硫难以同时脱硝。如果将烟气中的NO氧化到NO₂/NO=l～1.3，既可有效吸收NOx。但低浓度的NO在烟道中氧化速率非常缓慢，成为了吸收速率的限速反应。因此在实际应用中需要加入氧化剂加速其氧化，以达到同时脱硫脱硝的目的。近年来，在液相中添加化学试剂的方法已被国内外学者广泛尝试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对中小型燃煤锅炉脱硝问题，提供一种烟气脱硝混合溶液及其应用方法，混合溶液对NO同时发挥氧化和还原的作用，将烟气中的NO氧化为NO₂，最终还原为N₂，达到烟气脱硝目的。

本发明的烟气脱硝混合溶液，主要包含两部分，一部分是烟气氧化剂，包含0—40wt%亚氯酸钠，0—10wt%次氯酸钠，0—10wt%高锰酸钾，0—60wt%尿素，0—25wt%NaOH，0—25wt%硫化钠。另一部分是氧化剂的保护剂，包含0—5wt%Na₂CO₃和0—20wt%NaCl做保护剂，防止二氧化硫的存在过度消耗氧化剂

本发明的混合溶液中氧化剂的加入加速NO氧化，转化为NO₂，使烟气中的NO氧化到NO₂/NO=l～1.3，NO₂易溶于水，然后液相中其他成分与其反应，在液相氧化塔内接触并发生反应从而达到脱硝。

烟气经过除尘脱硫后进入一氧化氮氧化塔，用本发明的混合溶液进行同步氧化还原吸收，当烟气NO_X浓度在200-700ppm时，匹配以氧化剂总摩尔数为NO_X摩尔数0.5-2.5倍的混合溶液。由于实际烟气中二氧化硫可能与氮氧化物竞争反应消耗一部分的氧化剂，实际消耗混合液具体的量会受烟气成分的影响。经过同步氧化还原吸收后，烟气中二氧化氮几乎可以完全除去，一氧化氮的去除率50-80%，氮氧化物总的去除率一般60-90%,主要化学反应如下：

NaClO₂+HCl→ClO₂

ClO₂+NO→NO₂

2NaOH+2NO₂→NaNO₃+NaNO₂+H₂O

2NaOH+2NO₂+NO→2NaNO₂+H₂O

2NO₂+Na₂S→N₂+Na₂SO₄

具体使用中，视二氧化硫浓度情况，可以在该混合溶液中加入一定的Na₂CO₃或NaCl做保护剂，防止二氧化硫过度消耗氧化剂。

使用本发明的混合溶液对烟气进行脱硝的方法为：

将本发明的混合溶液置于氧化塔中，对烟气进行湿法吸收，匹配以氧化剂总摩尔数为NO_X摩尔数0.5-2.5倍的混合溶液，塔中液气体积比为1-20L/m³，氧化塔中气体操作速度0.6-4m/_s。混合溶液pH控制在6-8最优。

本发明投资抵，价格适中，氮氧化物去除率在70%以上。相对于气相氧化，液相吸收工艺而言，本方法反应全部在液相中，可以再同一塔中进行，简化了系统结构，不仅操作简单，而且降低了投资成本与运行成本。而且与传统的液相氧化寻求把NO转化为NO₂进而转化为硝酸根不同，本发明主要是把NO转化为NO₂进而转化氮气，从工艺源头上减少了副产物带来的二次污染物，减少了对废水进行处理的成本，更加经济环保，有利于其推广应用。

附图说明

图1，使用本发明混合溶液进行烟气脱硝的工艺示意图。

具体实施方式

本发明以湿法脱硫技术为基础，在氧化塔内的溶液中添加可以改变氮氧化物氧化度的以NaClO₂、NaOH，尿素，硫化钠按一定比例进行混合的混合溶液，使氮氧化物被吸收除去。并加入一定的Na₂CO₃、NaCl做保护剂，防止二氧化硫过度消耗氧化剂。

采用如图1所示的工艺流程，脱硫除尘后的烟气由风机送入氧化塔，烟气中的NOx部分被同步氧化吸收入溶液中，烟气后随增压风机排入烟囱进行排放，脱硝之后的废液排入废液箱，进行下步处理。

实施例1：

将脱硫除尘后的烟气送入氧化塔，单位时间内进入吸收塔内混合溶液和单位时间内进入吸收塔内氮氧化物摩尔比为2-6时，混合液中NaClO₂质量浓度为2%，尿素的质量浓度为10%，NaOH质量浓度2.5%，硫化钠质量浓度2.5%。进入吸收塔后，脱硝效率在55%。

实施例2：

将脱硫除尘后烟气送入氧化塔，单位时间内进入吸收塔内混合溶液和单位时间内进入吸收塔内氮氧化物摩尔比为5-10时，混合液NaClO₂质量浓度为5%，尿素的质量浓度为20%，NaOH质量浓度10%，硫化钠质量浓度10%。Na₂CO₃的质量浓度为10%，NaCl的质量浓度为20%做保护剂。进入吸收塔后，脱硝效率在75%。

实施例3：

将脱硫除尘后的烟气送入氧化塔，单位时间内进入吸收塔内混合溶液和单位时间内进入吸收塔内氮氧化物摩尔比为2-6时，混合液亚氯酸钠质量浓度为2%，次氯酸钠浓度为3%，高锰酸钾质量浓度为2.5%，尿素的质量浓度为10%，NaOH质量浓度2.5%，硫化钠质量浓度2.5%。进入吸收塔后，脱硝效率在55%。

实施例4：

将脱硫除尘后的烟气送入氧化塔，单位时间内进入吸收塔内混合溶液和单位时间内进入吸收塔内氮氧化物摩尔比为5-9时，混合液亚氯酸钠质量浓度为2%，次氯酸钠浓度为3%，高锰酸钾质量浓度为2.5%，尿素的质量浓度为10%，NaOH质量浓度25%，硫化钠质量浓度2.5%。进入吸收塔后，脱硝效率在75%。

实施例5：

将脱硫除尘后的烟气送入氧化塔，单位时间内进入吸收塔内混合溶液和单位时间内进入吸收塔内氮氧化物摩尔比为2-4时，混合液亚氯酸钠质量浓度为40%，尿素的质量浓度为60%，NaOH质量浓度2.5%，硫化钠质量浓度2.5%。进入吸收塔后，脱硝效率在95%以上。

实施例6：

将脱硫除尘后的烟气送入氧化塔，单位时间内进入吸收塔内混合溶液和单位时间内进入吸收塔内氮氧化物摩尔比为2-6时，混合液次氯酸钠浓度为10%，高锰酸钾质量浓度为2.5%，尿素的质量浓度为10%，NaOH质量浓度2.5%，硫化钠质量浓度2.5%。进入吸收塔后，脱硝效率在60%。

实施例7：

将脱硫除尘后的烟气送入氧化塔，单位时间内进入吸收塔内混合溶液和单位时间内进入吸收塔内氮氧化物摩尔比为3-8时，混合液亚氯酸钠质量浓度为2%，次氯酸钠浓度为3%，高锰酸钾质量浓度为10%，尿素的质量浓度为10%，NaOH质量浓度2.5%，硫化钠质量浓度2.5%。进入吸收塔后，脱硝效率在45%。

实施例8：

将脱硫除尘后的烟气送入氧化塔，单位时间内进入吸收塔内混合溶液和单位时间内进入吸收塔内氮氧化物摩尔比为3-8时，混合液亚氯酸钠质量浓度为2%，次氯酸钠浓度为3%，高锰酸钾质量浓度为10%，尿素的质量浓度为10%，NaOH质量浓度2.5%，硫化钠质量浓度25%。进入吸收塔后，脱硝效率在65%。

Claims (3)

1.一种烟气脱硝混合溶液，其特征在于，包含0—40wt%亚氯酸钠，0—10wt%次氯酸钠，0—10wt%高锰酸钾，0—60wt%尿素，0—25wt%NaOH，0—25wt%硫化钠；还包含0—5wt%Na₂CO₃和0—20wt%NaCl。

2.使用权利要求1所述的混合溶液对烟气进行脱硝的方法，其特征在：

将权利要求1所述的混合溶液置于氧化塔中，对烟气进行湿法吸收，所述混合溶液中氧化剂总摩尔数为烟气中NO_X摩尔数0.5-2.5倍，塔中液气体积比为1-20L/m³，氧化塔中气体操作速度0.6-4m/s。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，混合溶液pH控制在6-8。