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1、(10)申请公布号 CN 103157358 A (43)申请公布日 2013.06.19 CN 103157358 A *CN103157358A* (21)申请号 201310129271.2 (22)申请日 2013.04.15 B01D 53/75(2006.01) B01D 53/56(2006.01) (71)申请人 武汉大学 地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山武 汉大学 (72)发明人 王祖武 王志平 王红飞 车垚 成海容 (74)专利代理机构 武汉科皓知识产权代理事务 所 ( 特殊普通合伙 ) 42222 代理人 张火春 (54) 发明名称 一种基于高级氧化技术的烟气。
2、脱硝方法 (57) 摘要 本发明公开了一种基于高级氧化技术的烟气 脱硝方法， 即将双氧化剂溶液直接喷入烟道内与 烟气混合， 双氧化剂经过热活化将烟道气中 NO 氧 化为 NO2、 HNO2、 HNO3等高价态易溶的氮氧化物， 使 用碱性溶液洗涤经过氧化处理的烟气， 脱除烟气 中的氮氧化物。该方法采用双氧化剂的高级氧化 协同作用， 大大提高了 NO 氧化效率， 可达 90% 以 上， 经碱性溶液洗涤后脱硝效率 85%， 脱硝成本 低、 经济性能好， 不存在二次污染， 同时也很方便 对现有的脱硫装置加以改造， 实现同时脱硫脱硝。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1。
3、 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4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103157358 A CN 103157358 A *CN103157358A* 1/1 页 2 1. 一种基于高级氧化技术的烟气脱硝方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 1） 配制双氧化剂溶液， 该溶液包括 1wt%50wt% H2O2和 0.15mol/L Na2S2O8， 还包括活 性成分 Cl-、 OH-或 HPO4-中的一种或几种 ； 2） 将经过热活化的双氧化剂溶液直接喷入烟道内与烟气混合， 进行过氧化处理 ； 3） 使用碱性溶液洗涤经过氧化处理的烟。
4、气， 脱除烟气中的氮氧化物， 使其脱硝。 2. 根据权利要求 1 所述的一种基于高级氧化技术的烟气脱硝方法， 其特征在于 ： 所述 的热活化的温度范围为 90150。 3. 根据权利要求 1 所述的一种基于高级氧化技术的烟气脱硝方法， 其特征在于 ： 所述 的碱性溶液为氢氧化钠水溶液、 氢氧化钙水溶液、 氢氧化钾水溶液、 碳酸钙水溶液、 氧化钙 水溶液或尿素溶液中的一种或几种。 权 利 要 求 书 CN 103157358 A 2 1/4 页 3 一种基于高级氧化技术的烟气脱硝方法 技术领域 0001 本发明涉及一种基于高级氧化技术的烟气脱硝方法， 属于大气污染控制技术领 域。 背景技术 00。
5、02 我国是世界上最大的煤炭生产和消耗国， 煤炭占一次性能源消耗总量的 75%。目 前， 我国氮氧化物年均排放量约1000万吨，“十一五” 期间， 氮氧化物排放的快速增长加剧了 区域酸雨的恶化趋势使得酸雨类型从硫酸型向硝酸和硫酸复合型转变， 部分抵消了我国在 SO2减排方面所付出的巨大努力。 同时导致城市或区域灰霾、 光化学烟雾等复合型空气污染 加重。因此 NOx的治理迫在眉睫。 0003 目前常用的烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术 (SCR) 和选择性非催化还 原技术 (SNCR)。SCR 技术虽然脱硝效率高， 可以满足日益严格的烟气排放标准， 但是其工艺 和设备系统复杂， 投资和运行成。
6、本非常昂贵， 让大多数电厂尤其是中小工业炉窑望尘莫及。 虽然 SNCR 技术投资和运行成本低， 但是其脱硝效率不能满足日益严格的烟气排放标准。 0004 烟道气中 NOx中 90% 以上为 NO， 是一种难溶气体， 不能像 SO2那样直接通过湿法洗 涤加以去除， 而是需要将 NO 先氧化成为易溶的高价态氮氧化物才能加以湿法洗涤。公开号 为 CN1768902、 CN101352644 的中国发明专利分别提出了一种锅炉烟气臭氧氧化脱硝方法 和一种回收亚硝酸盐的湿法烟气脱硝工艺， 分别在温度范围为 110 150的锅炉烟道低 温段喷入臭氧以及在 400 600热活化或在 85 304进行 UV 光。
7、活化双氧水， 将锅炉烟 道气中的一氧化氮 NO 氧化成为易溶于水的高价态氮氧化物 NO2、 NO3或 N2O5， 但是采用臭氧 以及高温热活化或者 UV 光活化双氧水作为氧化剂均存在能耗高， 从而成本高。公开号为 CN102160959、 CN101352646 的中国发明专利分别提出了一种基于高级氧化结合湿法洗涤的 烟气净化系统和一种利用紫外光双重作用的烟气脱硝方法的方法分别均采用紫外光激活 氧化剂 O3或者双氧水产生强氧化性羟基自由基的高级氧化技术将烟气中 NO 氧化， 仍均存 在能耗高、 成本高的问题。公开号 101053750 的中国发明专利提出了一种烟气联合脱硫脱 硝的方法， 采用光。
8、催化氧化的方法将烟气中 NO 氧化， 但目前的光催化剂活性较低， 且当烟 气中存在 SO2时光催化剂易失活。 0005 由此可见， 烟道气中的 NO 氧化方法均存在着能耗高、 成本高， 光催化剂活性低、 易 失活等缺点。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题为克服现有技术的不足， 提供一种低能耗、 低成本、 高 效率的烟道气中 NO 的氧化技术。 0007 本发明为解决上述技术问题提供的技术方案为 ： 一种基于高级氧化技术的烟气脱 硝方法， 包括以下步骤 ： 0008 1） 配制双氧化剂溶液， 该溶液包括 1wt% 50wt%H2O2和 0.1 5mol/L Na2S2O8， 还 说 。
9、明 书 CN 103157358 A 3 2/4 页 4 包括活性成分 Cl-、 OH-或 HPO4-中的一种或几种 ； 0009 2） 将经过热活化的双氧化剂溶液直接喷入烟道内与烟气混合， 进行过氧化处理 ； 0010 3） 使用碱性溶液洗涤经过氧化处理的烟气， 脱除烟气中的氮氧化物， 使其脱硝。 0011 所述的热活化的温度范围为 90 150。 0012 所述的碱性溶液为氢氧化钠水溶液、 氢氧化钙水溶液、 氢氧化钾水溶液、 碳酸钙水 溶液、 氧化钙水溶液或尿素溶液中的一种或几种。 0013 本发明制备的双氧化剂溶液中的活性成分的含量可以根据实际的需要进行添加， 其含量的多少不影响该双氧化。
10、剂溶液的有益效果。 0014 与传统的臭氧直接氧化技术、 双氧水或者臭氧高级氧化技术以及光催化氧化技 术相比， 其特点在于双氧化剂的高级氧化协同作用， 双氧水在分解过程中释放热量使得 S2O82-均裂生成强氧化性自由基 SO4-( 硫酸盐自由基 )， 强氧化性自由基 SO4-激发双氧水 生成强氧化性自由基OH( 羟基自由基 )， OH 和 SO4-相互激发， 形成了氧化性更强的系 统， 进而诱发一系列链式反应， 将烟气中占90%以上的NO氧化成为NO2、 HNO2等， 进而通过碱 液洗涤达到 85% 以上的脱硝效率。反应机理如下 ： 0015 1） 自由基链式反应 0016 H2O2 H2O+。
11、12O2 0017 0018 0019 0020 OH+H2O2 H2O+HO2 0021 0022 HO2+H2O2 O2+H2O+OH 0023 0024 2） NO 氧化反应 0025 0026 NO+HO2 NO2+OH 0027 0028 0029 烟气的氧化段可以根据不同的工况， 设置在不同位置。 比如 ： 对烟气同时脱硫脱硝 时， 氧化段设置在除尘器前或除尘器后。 0030 本发明的有效益果为提供一种低能耗、 低成本、 高效率的烟气脱硝技术， 在双氧化 剂的高级氧化协同作用下， 将烟道气中 NO 氧化为易溶的 NO2、 HNO2、 HNO3等高价态的氮氧化 物， 经过碱性溶液洗涤。
12、后生成硝酸盐和亚硝酸盐， 加以回收利用。与其他脱硝方法相比， 大 大提高了NO氧化效率， 可达90%以上， 经碱性溶液洗涤后脱硝效率85%， 脱硝成本低、 经济 性能好， 不存在二次污染， 同时也很方便对现有的脱硫装置加以改造， 实现同时脱硫脱硝。 附图说明 0031 图 1 为实施例 1、 2 的装置示意图， 其中， 1 为锅炉炉膛 ； 2 为高效除尘器 ； 3 为双氧 说 明 书 CN 103157358 A 4 3/4 页 5 化剂液槽 ； 4 为吸收塔 ； 5 为除雾器 ； 6 为吸收剂液槽 ； 7 为烟囱 ； 8 为副产物回收系统。 0032 图 2 为实施例 3、 4 的装置示意图。
13、， 其中， 1 为锅炉炉膛 ； 2 为高效除尘器 ； 3 为双氧 化剂液槽 ； 4 为吸收塔 ； 5 为除雾器 ； 6 为吸收剂液槽 ； 7 为烟囱 ； 8 为副产物回收系统。 具体实施方式 0033 下面结合附图和具体实施例进一步详细描述本发明 0034 实施例 1 0035 烟气同时脱硫脱硝的不含尘布置方案 0036 1）配制双氧化剂溶液， 其中包括 1wt%H2O2， 0.1mol/LNa2S2O8， 以及活性成分 0.05mol/LCl-、 C(OH-):C(HPO4-)=1:1 ； 0037 2） 将制备好的双氧化剂溶液直接喷入烟道内与除尘后的烟气混合， 烟道反应温度 为 90 11。
14、0 ； 0038 3） 氧化后的烟气进入吸收塔 4， 利用 CaCO3浆液同时吸收 SO2和 NOx， 生成亚硫酸 钙、 硝酸钙和亚硝酸钙等副产物， 吸收液循环利用， 副产物经过副产物回收系统 8 加以回收 利用。烟气经过除雾器 5 后进入烟囱 7。该工艺可实现脱硝效率大于 85%。 0039 实施例 2 0040 烟气同时脱硫脱硝的不含尘布置方案 0041 1） 配制双氧化剂溶液， 其中包括 1wt%H2O2， 5mol/LNa2S2O8， 以及活性成分 0.03mol/ LCl-、 C(OH-):C(HPO4-)=1:1 ； 0042 2） 将制备好的双氧化剂溶液直接喷入烟道内与除尘后的烟。
15、气混合， 烟道反应温度 为 90 110 ； 0043 3） 氧化后的烟气进入吸收塔 4， 利用尿素溶液同时吸收 SO2和 NOx， 生成亚硫酸铵、 硫酸铵、 N2、 CO2等副产物， 吸收液循环利用， 副产物经过副产物回收系统 8 加以回收利用。 烟气经过除雾器 5 后进入烟囱 7。该工艺可实现脱硝效率大于 85%。 0044 实施例 1 和实施例 2 的方案如图 1 所示。 0045 实施例 3 0046 烟气同时脱硫脱硝的含尘布置方案 0047 1）配制双氧化剂溶液， 其中包括 50wt%H2O2， 0.1mol/LNa2S2O8， 以及活性成分 0.01mol/LCl-、 C(OH-)。
16、:C(HPO4-)=1:1 ； 0048 2） 将制备好的双氧化剂溶液直接喷入烟道中， 位置在高效除尘器之前， 烟道反应 温度为 110 150 ； 0049 3） 氧化后的烟气经过高效除尘器进入吸收塔4， 利用氢氧化钙浆液同时吸收SO2和 NOx， 生成亚硫酸钙、 硝酸钙和亚硝酸钙等副产物， 吸收液循环利用， 副产物经过副产物回收 系统 8 加以回收利用。烟气经过除雾器 5 后进入烟囱 7。该工艺可实现脱硝效率大于 85%。 0050 实施例 4 0051 烟气同时脱硫脱硝的含尘布置方案 0052 1） 配制双氧化剂溶液， 其中包括50wt%H2O2， 5mol/LNa2S2O8， 以及活性。
17、成分0.01mol/ LCl-、 C(OH-):C(HPO4-)=1:1 ； 0053 2） 将制备好的双氧化剂溶液直接喷入烟道中， 位置在高效除尘器之前， 烟道反应 说 明 书 CN 103157358 A 5 4/4 页 6 温度为 110 150 ； 0054 3） 氧化后的烟气经过高效除尘器进入吸收塔4， 利用尿素溶液同时吸收SO2和NOx， 生成亚硫酸铵、 硫酸铵、 N2、 CO2等副产物， 吸收液循环利用， 副产物经过副产物回收系统 8 加 以回收利用。烟气经过除雾器 5 后进入烟囱 7。该工艺可实现脱硝效率大于 85%。 0055 实施例 3 和实施例 4 的方案如图 2 所示。 0056 以上实施例中的活性成分的含量可以根据具体的实际情况进行添加， 不影响本发 明双氧化剂溶液的有益效果。 说 明 书 CN 103157358 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103157358 A 7 。