一種煙氣同時脫硫脫硝方法技術

本發明專利技術提供一種煙氣同時脫硫脫硝方法，將煙氣在紫外線輻射下產生的大量活性物質與煙氣中的SO2和NOx發生反應，生成穩定的硫酸和硝酸兩種重要的工業產物。這兩種產物可以使用酸霧去除裝置收集，也可通入氨生成硫酸銨和硝酸銨兩種重要的化肥或噴入碳酸鈣生成硫酸鈣和硝酸鈣，最終將煙氣中SO2和NOx去除，轉化為具有工業或農業價值的產物。本發明專利技術方法適用于新建大型鍋爐的煙氣脫硝脫硫，也適用于已建燃燒設備的改造應用，能夠達到同時去除SO2和NOx的效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于化工技術、氣體污染物治理
，具體涉及一種對煙氣同時脫硫脫硝的方法。
技術介紹
我國近年來SO2和NOx排放量增加形勢嚴峻，加強SO2和NOx污染物的排放控制非常重要。根據“十二五”規劃提出SO2和NOx降低8%和10%約束性指標以及更加嚴格的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)，今后煙氣的控制趨勢將是同時高效脫硫脫硝。SO2和NOx同時高效去除是煙氣治理的重難點，現在使用最多的脫硫脫硝一體化設備不是嚴格意義上的同時處理，而是聯合處理，即將已經成熟應用的脫硫裝置(如石灰石石 膏法)和脫硝裝置(如SCR法等)聯合串聯使用，但是利用兩套設備來同時去除SO2和NOx不僅裝置規模大，占地面積大，操作流程復雜，投資和運行費用高，且存在二次污染等問題。這些原因將限制其進一步推廣應用。為應對兩套設備的不足，在一套裝置中同時脫硫脫硝技術的研究越來越多，許多方法相繼出現，但是能夠達到工業化運行規模的不多。這些方法主要有電子束照射法(EBA法)、NOXSO法、活性炭(焦)法、WSA-SNOx法、DESONOx法、SNRB法、CFB法、尿素凈化工藝、石灰/尿素噴射工藝、干式一體化法、噴霧干燥LILAC工藝、氨法和濕式絡合吸收工藝等(I、鐘秦.燃煤煙氣脫硫脫硝技術及工程實例.北京化學工業出版社.2002. 2、宋增林，王麗萍，程璞.火電廠鍋爐煙氣同時脫硫脫硝技術進展.熱力發電.2005，(2) :6-9. 3、方朝君，聞常峰，余美玲.同時脫硫脫硝技術的應用與發展現狀.2010(29卷增刊)361-365. 4、雷士文等氨法煙氣脫硫脫硝的技術特征.電力環境保護.2006. 22(2) :32-34. 5、柏源，李忠華，薛建明，王小明.煙氣同時脫硫脫硝一體化技術研究.電力科技與環保.2010，26(3):8-12.)。但由于這些工業化試驗方法還存在技術未成熟、投資高、運行費用高、能耗高、同時脫硫脫硝效率不理想，二次污染等問題，使得這些工業化運行的工藝并沒有一種非常成功地推廣運行。目前仍需要研究和開發簡便高效的同時脫硫脫硝的方法。紫外線照射作為一種重要的活性物質產生手段，開始在同時脫硫脫硝研究中得到應用。目前，波長在200-400nm的紫外光(UV)作為輔助手段在UV/H202法和UV/Ti02光催化法中參與同時脫硫脫硝。UV/H202高級氧化法通過主波長為254nm的紫外光解H2O2產生大量羥基自由基(OH)處理煙氣，該法需要消耗大量過氧化氫，且該方法屬于液相法，會產生廢水，難以處理(Yangxian Liu. , Jun Zhang. , Changdong Sheng. , Yongchun Zhang. , LiangZhao. Wet Removal of Sulfur Dioxide and Nitric Oxide from Simulated Coal-FiredFlue Gas by UV/H202Advanced Oxidation Process. Energy Fuels. 2010. 24:4931-4936.)。UV/Ti02光催化法通過主波長為254nm的紫外線照射半導體TiO2產生活性物質如羥基自由基來氧化煙氣中的SO2和NOx，光催化法需要堆積態的負載TiO2催化劑的載體，這種方法屬于氣固相反應，在實際運用過程中處理煙氣量會受限，此外，酸性產物會覆蓋在TiO2催化劑上，降低活性物質的產量，進而影響處理SO2和NOx的效率(趙毅，趙莉，韓靜，許勇毅，王淑勤.TiO2光催化煙氣同時脫硫脫硝方法及其機理研究.中國科學E輯科學技術· 2008. 38(5). 755 - 763. )。Tsuji等使用短波長的真空紫外(100_200nm)研究了 SO2或者NO2的光化學去除過程，研究中用的是幾十到幾百瓦的氙燈或氪燈光源，對靜態和動態體系的去除效率和產物進行了分析測定。SO2在N2中光解為S和O2，在空氣中被轉化為-SO4 ;空氣條件、流動體系下200ppmS02的去除效率是45% (Masaharu Tsuji, TakashiKawahara, Masashi Kawahara, Naohiro Kamo, Nobuyuki Hishinuma. PhotochemicalRemoval of SO2 and CO2 by 172nm Xe2 and 146nm Kr2 Excimer lamp in N2 or Air atAtmospheric Pressure. Jap. J. AppI. Phys. , 47 (12)，8943-8949)。NO2 在 N2 中光解的產物為N2和O2，在空氣中的產物為N205、HNO3> N2和O2 ;空氣條件、流動體系下200-400ppmN02可完全被去除(Masaharu Tsuji, Masashi Kawahara, Kenji Noda, Makoto Senda, HiroshiSako, Naohiro Kamob, Takashi Kawahara, Khairul Sozan Nor Kamarudin. Photochemicalremoval of NO2 by using 172—nm Xe2 excimer lamp in N2 or air at atmosphericpressure. Journal of Hazardous Materials. 2009, 162:1025 - 1033.)。目前，利用真空紫外福照同時處理煙氣中的SO2、NO和NO2的研究還未見報道。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種可以對煙氣同時脫硫脫硝的方法，該方法也可用于單獨脫硫或單獨脫硝。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案，其步驟包括I)通過對煙氣進行紫外線輻射產生大量活性物質，使該活性物質與煙氣中的SO2和NOx反應生成硫酸和硝酸；2)收集所述硫酸和硝酸，或者將所述硫酸和硝酸轉化為其它產物。上述方法的步驟流程如圖I所示，該方法是將煙氣在紫外線輻射下產生的大量活性物質與煙氣中的S02、NOx (NO和NO2)發生反應，生成穩定的硫酸和硝酸兩種重要的工業產物。這兩種產物可以使用酸霧去除裝置收集也可通入氨生成硫酸銨和硝酸銨兩種重要的化肥或噴入碳酸鈣生成硫酸鈣和硝酸鈣，最終將煙氣中S02、NO和NO2去除轉化為具有工業或農業價值的產物。優選地，所述紫外線的波長為100-300nm，進一步優選為150-300nm。在具體實施例中，可以選擇能夠發出特征波長為185nm和254nm紫外線的紫外燈來實現。優選地，所述紫外線直接照射煙氣，也可透過石英玻璃參與處理煙氣。該石英玻璃能夠透過大部分紫外線。上述方法中，紫外線光解產生的活性物質如羥基自由基(0H)，氧原子(0)，過氧羥基自由基(HO2),臭氧(O3)等是參與去除S02、NO和NO2反應的主要氧化劑。上述方法中，NOx的去除比SO2要快很多，而SO2 —般而言較容易去除。這一特性使得該方法可以用于改造已有只安裝脫硫裝置(如石灰石石膏法濕式，海水法等)的鍋爐，最終可達到同時去除S02，NO和NO2的效果。為了增加紫外線的利用效率，在煙氣中可以設置高反射率本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種煙氣同時脫硫脫硝方法，其步驟包括：1）對煙氣進行紫外線輻射產生大量活性物質，通過該活性物質與煙氣中的SO2和NOx反應生成硫酸和硝酸；2）收集所述硫酸和硝酸，或者將所述硫酸和硝酸轉化為其它產物。

【技術特征摘要】
1.一種煙氣同時脫硫脫硝方法，其步驟包括 1)對煙氣進行紫外線輻射產生大量活性物質，通過該活性物質與煙氣中的SO2和NOx反應生成硫酸和硝酸； 2)收集所述硫酸和硝酸，或者將所述硫酸和硝酸轉化為其它產物。2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，通過以下方式中的一種或兩種將所述硫酸和硝酸轉化為其它產物 1)在煙氣中通入氨，與所述硫酸和硝酸反應生成硫酸銨和硝酸銨； 2)在煙氣中噴入碳酸鈣，與所述硫酸和硝酸反應生成硫酸鈣和硝酸鈣。3.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于所述紫外線的波長為100-300nm。4.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于所述活性物質包括羥基自由基、氧原子、過氧輕基自由基和臭氧。5.根據權利要求I或2所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尚靜，葉俊輝，朱彤，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：發明
國別省市：