一种烟气湿式氧化脱硝及能源化利用方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103007725 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103007725 A *CN103007725A* (21)申请号 201210580919.3 (22)申请日 2012.12.27 201210337736.9 2012.09.12 CN B01D 53/79(2006.01) B01D 53/56(2006.01) (71)申请人 河南绿典环保节能科技有限公司 地址 450001 河南省郑州市郑州高新区冬青 街 22 号 2 层 213 号 (72)发明人 田文学 贾汉东 李慧 陈晨 (74)专利代理机构 北京市德权律师事务所 11302。

2、 代理人 刘丽君 (54) 发明名称 一种烟气湿式氧化脱硝及能源化利用方法 (57) 摘要 本发明涉及一种烟气湿式氧化脱硝及能源化 利用方法， 包括将含有NOX的待处理烟气通入酸性 二价铁溶液中， 在 0-100 C 的温度条件下， 吸收 NOX， 生成深褐色的亚硝基亚铁盐、 硝酸和亚硝酸 的混合液， 而后将该混合液进行氧化处理。 将脱硝 的吸收液加入氧化剂， 使二氧化氮放出收集并安 全储存， 然后把二氧化氮做助燃剂与燃料一起燃 烧， 产生热能和动力， 实现供热或热 / 电联供， 达 到能源化利用目的。 (66)本国优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 。

3、1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种烟气湿式氧化脱硝及能源化利用方法， 其特征在于 ： 将含有 NOX的待处理烟气通入酸性二价铁溶液中， 在 0-100 C 的温度条件下， 吸收 NOX， 生成深褐色的亚硝基亚铁盐、 硝酸和亚硝酸的混合液， 而后将该混合液进行氧化处理， 从而产生二氧化氮， 把二氧化氮做助燃剂与燃料一起燃烧， 产生热能和动力， 实现供热或热 / 电联供。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 将含有 NOX的待处理烟气通入酸性二价铁溶液中， 在一个大气压、。

4、 0-100 C 的温度条 件下， 反应 0-4h， 吸收 NOX， 二价铁离子立即与一氧化氮结合生成深褐色的亚硝基亚铁盐、 硝 酸和亚硝酸的混合液， 而后将该混合液进行氧化处理， 混合液中二价铁被氧化为三价铁的 同时释放一氧化氮， 一氧化氮又立即被氧化成二氧化氮。 3. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 将含有 NOX的待处理烟气通入酸性二价铁溶液中， 在 0-100 C 的温度条件下， 反应 0-4h， 吸收 NOX， 二价铁离子立即与一氧化氮结合生成深褐色的亚硝基亚铁盐、 硝酸和亚硝 酸的混合液， 而后将该混合液进行氧化处理， 混合液中二价铁被氧化为三价铁的同时释放 一氧化。

5、氮， 一氧化氮又立即被氧化成二氧化氮。 4. 根据权利要求 1-3 任一项所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 将氧化处理解吸所得含三价铁离子的解吸液中加入还原剂进行处理， 生成的含二价铁 离子的吸收液进入下一个循环吸收过程 ； 释放出的二氧化氮进行收集并安全储存， 作为助 燃剂与燃料一起燃烧， 产生热能和动力， 实现供热或热 / 电联供， 使待处理烟气达到清洁化 的同时实现能源化利用。 5. 根据权利要求 1-3 任一项所述的方法， 其特征在于 ： 所述烟气包括 ： 所有燃料高温燃烧产生的含 NOX气体。 6. 根据权利要求 1-3 任一项所述的方法， 其特征在于 ： 所述酸性二价铁溶液包。

6、括 ： 氯化亚铁和 / 或硫酸亚铁， 其中溶液中二价铁溶液的浓度 控制在 1-3mol/L。 7. 根据权利要求 1-3 任一项所述的方法， 其特征在于 ： 所述酸性二价铁溶液中初始氢离子浓度为 0.6-1mol/L。 8. 根据权利要求 1-3 任一项所述的方法， 其特征在于 ： 所述酸性二价铁溶液中氢离子浓度为 0.3-2mol/L。 9. 根据权利要求 1-3 任一项所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 将上述亚硝基亚铁盐、 硝酸和亚硝酸的吸收液中加入氧化剂， 进行氧化反应， 吸收液中 二价铁被氧化到三价铁的同时释放 NO， 一氧化氮立即被氧化成二氧化氮放出， 对放出的二 氧化氮进行收。

7、集并安全储存。 10. 根据权利要求 4 所述的方法， 其特征在于 ： 所述燃料包括 ： 固体燃料， 液体燃料和气体燃料。 11. 根据权利要求 4 所述的方法， 其特征在于 ： 所述氧化剂包括氧气或臭氧 ； 所述还原剂包括铁粉或硫化亚铁。 权 利 要 求 书 CN 103007725 A 2 1/3 页 3 一种烟气湿式氧化脱硝及能源化利用方法 技术领域 0001 本发明涉及烟气的净化技术领域， 特别涉及一种烟气湿式氧化脱硝及能源化利用 方法。 背景技术 0002 燃料燃烧生成的气体中含有有害成分氮氧化物， 其中主要是一氧化氮， 二氧化氮， 三氧化二氮及微量的五氧化二氮， 简记作 NOX。消。

8、除 NOX， 使排放气体净化的工艺过程叫脱 硝。 0003 目前， 我国对于燃烧产生的 NOx控制方法主要有燃烧前控制、 燃烧中控制和燃烧后 控制三类。燃烧前控制是指选用低氮燃料， 但成本很高， 工程应用较少。燃烧中控制是指改 进燃烧方式和生产工艺， 采用低 NOx燃烧技术， 降低炉内 NOx生成量， 该方法费用较低， 但由 于炉内低氮燃烧技术的局限性， 使得NOx的控制效果不能令人满意。 燃烧后控制是指在烟道 尾部加装脱硝装置， 将烟气中的 NOx转变为无害的 N2 或有用的肥料。由于烟气脱硝的 NOx 脱除率高， 运行简单， 因此， 探求技术上先进， 经济上合理的烟气脱硝技术是我国控制 N。

9、Ox排 放工作的重点。 0004 烟气脱硝技术主要有选择性催化还原法 (SCR)、 非选择性催化还原法 (NSCR)、 选 择性非催化还原法 (SNCR)、 臭氧氧化吸收法、 活性炭联合脱硫、 脱硝法等。由于 SCR 法脱硝 效率高达90以上， 运行可靠， 是目前国内外应用最多且最为成熟的烟气脱硝技术之一。 但 SCR 烟气脱硝技术的发明权属于美国， 且有造价高昂， 设备投入大， 运行费用较高， 催化剂强 度不够和容易中毒等劣势。 0005 因此研究一种工作效率高， 运行费用低， 资源消耗少， 配置设备和工艺简便， 具有 创新性的自主产权的烟气脱硝技术意义重大。 发明内容 0006 本发明目的。

10、在于提供一种烟气湿式氧化脱硝及能源化利用方法。 0007 本发明提供一种烟气湿式氧化脱硝及能源化利用方法， 将含有 NOX的待处理烟气 通入酸性二价铁溶液中， 吸收 NOX， 生成深褐色的亚硝基亚铁盐、 硝酸和亚硝酸的混合液， 而 后将该混合液进行氧化处理， 从而产生二氧化氮， 把二氧化氮做助燃剂与燃料一起燃烧， 产 生热能和动力， 实现供热或热 / 电联供。 0008 进一步地， 将含有 NOX的待处理烟气通入酸性二价铁溶液中， 在一个大气压、 0-100 C 的温度条件下， 反应 0-4h， 吸收 NOX， 二价铁离子立即与一氧化氮结合生成深褐色 的亚硝基亚铁盐、 硝酸和亚硝酸的混合液， 。

11、而后将该混合液进行氧化处理， 混合液中二价铁 被氧化为三价铁的同时释放一氧化氮， 一氧化氮又立即被氧化成二氧化氮。 0009 进一步地， 将含有 NOX的待处理烟气通入酸性二价铁溶液中， 在 0-100 C 的温度 条件下， 反应 0-4h， 吸收 NOX， 二价铁离子立即与一氧化氮结合生成深褐色的亚硝基亚铁盐、 硝酸和亚硝酸的混合液， 而后将该混合液进行氧化处理， 混合液中二价铁被氧化为三价铁 说 明 书 CN 103007725 A 3 2/3 页 4 的同时释放一氧化氮， 一氧化氮又立即被氧化成二氧化氮。 0010 进一步地， 将氧化处理解吸所得含三价铁离子的解吸液中加入还原剂进行处理，。

12、 生成的含二价铁离子的吸收液进入下一个循环吸收过程 ； 释放出的二氧化氮进行收集并安 全储存， 作为助燃剂与燃料一起燃烧， 产生热能和动力， 实现供热或热 / 电联供， 使待处理 烟气达到清洁化的同时实现能源化利用。 0011 进一步地， 所述烟气包括 ： 所有燃料高温燃烧产生的含 NOX气体。 0012 进一步地， 所述酸性二价铁溶液包括 ： 氯化亚铁和 / 或硫酸亚铁， 其中溶液中二价 铁溶液的浓度控制在 1-3mol/L。 0013 进一步地， 所述酸性二价铁溶液中氢离子浓度为初始 0.6-1mol/L。 0014 进一步地， 所述酸性二价铁溶液中氢离子浓度为 0.3-2mol/L。 0。

13、015 进一步地， 还包括 ： 将上述亚硝基亚铁盐、 硝酸和亚硝酸的吸收液中加入氧化剂， 进行氧化反应， 吸收液中二价铁被氧化到三价铁的同时释放 NO， 一氧化氮立即被氧化成二 氧化氮放出， 对放出的二氧化氮进行收集并安全储存。 0016 进一步地， 所述燃料包括 ： 固体燃料， 液体燃料和气体燃料。 0017 进一步地， 所述氧化剂包括氧气或臭氧 ； 所述还原剂包括铁粉或硫化亚铁。 0018 本发明提供的一种烟气湿式氧化脱硝及能源化利用方法， 在实现脱硝的同时， 将 烟气中的氮氧化物最终作为新的能源利用， 真正实现节能减排， 循环经济， 变废为宝， 潜在 经济效益巨大。 附图说明 0019 。

14、图 1 为本发明实施例提供的一种烟气湿式氧化脱硝及能源化利用方法的流程示 意图。 具体实施方式 0020 参见图 1 所示， 本发明采用二价铁酸性溶液做含 NOX烟气的吸收液， 二价铁溶液的 浓度控制在 1-3mol/L， 其酸性介质中氢离子浓度为 0.6-1mol/L， 在 0-100的温度条件下， 吸收 NOX， 二价铁离子立即与一氧化氮结合生成深褐色的亚硝基亚铁盐， 硝酸和亚硝酸的混 合液。其中两价铁溶液包括 ： 氯化亚铁和 / 或硫酸亚铁等 ； 酸介质中的酸的种类包括 ： 盐酸 和 / 或硫酸。 0021 上述所得深褐色的亚硝基亚铁盐， 硝酸和亚硝酸的混合液可通过氧化剂解吸处 理， 使。

15、其实现能源化和无害化。 分别取确定体积的吸收混合液， 通入或加入下列氧化剂之一 种， 氧化剂包括 ： 氧气或臭氧等。吸收液中二价铁被氧化到三价的同时释放一氧化氮， 立即 又被氧化成二氧化氮。 0022 对放出的二氧化氮进行收集并安全储存。 对含三价铁离子的解吸液加入还原剂铁 粉或硫化亚铁进行处理， 生成的含二价铁离子的吸收液进入下一个循环吸收过程。多次循 环利用后， 烟气吸收液进行分离， 纯化， 结晶得硝酸铁或氯化铁产品 ； 以二氧化氮做助燃剂， 与燃料 （固体， 液体或气体） 一起燃烧， 产生热能和动力， 实现供热或热电联共， 达到能源化 利用目的。 0023 实施例 1 说 明 书 CN 。

16、103007725 A 4 3/3 页 5 0024 取氢离子浓度为 1mol/L， 二价铁浓度为 2.7mol/L 的二氯化铁溶液 1L， 而后于 30 C， 一个大气压下， 通入一氧化氮气体， 通入量为 1.7mol， 反应时间为 0-4h 至吸收液变 成深褐色停止， 静置 1h 后， 该吸收液通入氧气 0025 1.35mol， 反应时间为 3-5h， 释放出的二氧化氮气体通入燃烧炉燃烧， 喷入煤油 30g， 燃烧炉升温温差为 180 C。 0026 实施例 2 0027 取氢离子浓度为 0.7mol/L， 二价铁浓度为 1.3mol/L 的二氯化铁溶液 300ml， 而后 于30C， 。

17、一个大气压下， 通入一氧化氮气体， 通入量为0.39mol， 反应时间为0-3h至吸收液 变成深褐色停止， 静置 1h 后， 该吸收液通入氧气 0.22mol， 反应时间为 0-5h， 释放出的二氧 化氮气体通入燃烧炉燃烧， 喷入煤油 22g， 燃烧炉升温温差为 120 C。 0028 实施例 3 0029 取氢离子浓度为 0.7mol/L， 二价铁浓度为 1.3mol/L 的二氯化铁溶液 300ml， 而后 于30C， 通入一氧化氮气体， 通入量为0.39mol， 反应时间为0-3h， 至吸收液变成深褐色停 止， 静置 1h 后， 该吸收液通入氧气 0.22mol， 反应时间为 0-5h， 。

18、释放出的二氧化氮气体通入 燃烧炉燃烧， 喷入煤油 22g， 燃烧炉升温温差为 120 C ； 在密封式耐压炉内燃烧压力可高达 约 28 个大气压。 0030 本发明提供的一种烟气湿式氧化脱硝及能源化利用方法具有以下有益效果 ： 0031 1、 改变现有处理工艺， 实现脱硝的同时， 减少了投资成本和装置规模， 降低了运行 费用， 是对烟气脱硝技术的一次重大突破， 真正实现了社会效益， 经济效益和环境效益的有 机统一。 0032 2、 本发明开启了脱硝行业的一次技术性革命， 具有良好的工程应用前景。技术领 先， 属国内首创， 并将填补国际空白。其转化应用将具有深远的社会价值。 0033 3、 该工。

19、艺技术用于脱硝过程中的铁系吸收液， 能够再生， 可实现循环利用， 从而降 低系统的运行成本。烟气中的氮氧化物最终作为新能源利用， 真正实现节能减排， 循环经 济， 变废为宝， 潜在经济效益巨大。 0034 4、 该工艺技术运行的处理过程和能源化利用过程中， 无二次污染， 实现烟气的无 害化和清洁化排放， 环境效益明显。 0035 5、 与现有脱硝技术相比， 具有设备精简， 占地少， 投资省， 运行费用低， 脱硝效率稳 定， 操作简单可靠， 管理方便的特点。 0036 最后所应说明的是， 以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照实例对本发明进行了详细说明， 本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明 的技术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的精神和范围， 其均应涵盖 在本发明的权利要求范围当中。 说 明 书 CN 103007725 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103007725 A 6 。