本發(fā)明涉及煙氣環(huán)保處理應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于處理高濃度氮氧化物煙氣的方法。

背景技術(shù)：

so2、nox一樣是被排放到大氣中的有害氣體，是造成大氣污染的主要成分之一。都可以形成光化學(xué)煙霧和酸雨，而且會(huì)對(duì)大氣臭氧層產(chǎn)生破壞，導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題不斷加重，嚴(yán)重威脅人們的生存環(huán)境。尤其是二氧化氮的毒性比一氧化氮高4-5倍。當(dāng)?shù)趸锖投趸蛟诖髿庵蟹e累到一定程度，在陽(yáng)光的照射下、發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而生成毒性更大的光化學(xué)煙霧，會(huì)破壞臭氧層，使臭氧層對(duì)地球的保護(hù)作用減弱，紫外光輻射增強(qiáng)，因此，還會(huì)威脅植物的生存，不利于生態(tài)平衡的維持。氮氧化物等酸性氣體還有可能在空氣中形成二次有機(jī)氣溶膠，嚴(yán)重影響氣候。因此，必須加強(qiáng)so2與氮氧化物等污染物質(zhì)的治理與控制，減少大氣中污染物的含量，保證生態(tài)平衡。

銅冶煉、金冶煉生產(chǎn)過(guò)程中通常需鼓入空氣進(jìn)行熔煉或利用硝酸進(jìn)行分解除雜，在熔煉過(guò)程、硝酸分解除雜過(guò)程中，將產(chǎn)生大量1000-15000m3/h的氮氧化物含硫煙氣，且其氮氧化物產(chǎn)生濃度呈拋物線的大波動(dòng)狀態(tài)，煙氣中氮氧化物濃度波動(dòng)極大，氮氧化物濃度最高可達(dá)2000-3000mg/m3，具有氣量較小、濃度波動(dòng)大等特點(diǎn)。

目前煙氣脫硫脫硝技術(shù)現(xiàn)狀主要有濕法、干法、半干法、sncr、scr、生物法及其它，其中：

(1)濕法：是指脫硫脫硝劑和脫硫脫硝生成物均為濕態(tài)的方法。目前，根據(jù)對(duì)no的處理方式以及吸收原理不同，可將濕法煙氣脫硝吸收技術(shù)主要分為氧化吸收、絡(luò)合吸收及還原吸收三類，no除能夠生成絡(luò)合物外，都不溶于水或者堿液。必須通過(guò)把no氧化為no2，再由堿液吸收脫除。目前人們研究較多的強(qiáng)氧化劑有naclo2、h2o2、kmno4、o3；絡(luò)合吸收是在液相脫硝溶劑中添加液相絡(luò)合物，可與no發(fā)生快速絡(luò)合反應(yīng)，從而增大no的的溶解度，以此實(shí)現(xiàn)脫硝的目的。研究較多的有鈷絡(luò)合物和ⅱ鐵絡(luò)合物；還原吸收是指在液相中將no還原成no2吸收過(guò)程。目前研究最多的是尿素堿性廢水脫硫脫硝一體化技術(shù)研究和亞硫酸銨。

(2)干法：是指加入的脫硫脫硝吸收劑為干態(tài)，脫硫脫硝產(chǎn)物仍為干態(tài)的脫硫工藝，其特點(diǎn)是固體吸收劑在于態(tài)下脫除so2和no，并在干態(tài)下處理或再生吸收劑，無(wú)廢液二次污染，但脫除效率低。如電子束法(eba)、脈沖電暈等離子體法、固相吸收再生法。

(3)半干法：是指把以水溶液或漿液為脫硫脫硝吸收劑，生成的脫硫脫硝產(chǎn)物為干態(tài)的脫硫工藝。其特點(diǎn)為一般在濕態(tài)下脫硫脫硝，干態(tài)下處理或再生。具有wfgd技術(shù)和dfgd技術(shù)的某些特點(diǎn)。

(4)生物法：是近年來(lái)處理污染物的研究熱點(diǎn)，并已通過(guò)可行性論證，生物法同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)利用脫氮硫桿菌在厭氧條件下通過(guò)自身的新城代謝將煙氣中的so2和no。轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩岣拖跛岣葻o(wú)機(jī)物及細(xì)胞質(zhì)等物質(zhì)。該技術(shù)具有設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，無(wú)二次污染，脫出效率較高等優(yōu)點(diǎn)。

(5)選擇性非催化還原。sncr脫硝技術(shù)的應(yīng)用方法為首先必須要在高溫的環(huán)境下進(jìn)行，需要控制溫度在800-1000℃，使氨類化合物與煙氣中含有的氮氧化物進(jìn)行發(fā)應(yīng)，在反應(yīng)后可以生成n2，由此可以分離出煙氣中的氮元素，直接減少了煙氣中氮氧化物的排放，能夠有效地改善空氣質(zhì)量。由于此項(xiàng)技術(shù)是在高溫的條件下進(jìn)行，可以避免使用催化劑使其進(jìn)行反應(yīng)，并且高溫可以確保物質(zhì)的活化反應(yīng)。此項(xiàng)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、阻力小、應(yīng)用成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是該種方法的脫硝率非常低，只能達(dá)到30％左右，在提高脫硝率的同時(shí)其氨逃逸率也素質(zhì)提高，造成環(huán)境的二次污染。

(6)選擇性催化還原。scr技術(shù)是選擇性催化還原中的主要技術(shù)手段，其工作原理為應(yīng)用催化劑，使氨與煙氣中含有的氮氧化物進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)之后會(huì)產(chǎn)生n2與水，應(yīng)用此種脫硝技術(shù)需要控制反應(yīng)環(huán)境的溫度在300-400℃。此項(xiàng)技術(shù)的脫硝率非常高，可以達(dá)到90％的脫硝率，因此火力發(fā)電領(lǐng)域多應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行煙氣的脫硝。

(7)其他：

①電化學(xué)法：電化學(xué)法包括兩直接法和問(wèn)接法兩種，直接法師將煙氣在電池液中被吸收及在電極反應(yīng)中直接被轉(zhuǎn)化，間接法是指煙氣中的組分在與電池分設(shè)的吸收器中用氧化還原中介劑吸收并轉(zhuǎn)化，吸收液在電池中進(jìn)行電化學(xué)再生，工業(yè)應(yīng)用一般是兩種模式的組合。

②液膜法：液膜法脫出煙氣中的二氧化硫和氮氧化物技術(shù)首先由美國(guó)提出，將液膜置于兩組多微孔憎水的中空纖維管之間，組成滲透器，由于這種結(jié)構(gòu)可以消除運(yùn)行過(guò)程中時(shí)干時(shí)濕的不穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了設(shè)備的壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種用于處理高濃度氮氧化物煙氣的方法，采用雙氧水催化氧化一級(jí)吸收、尿素還原二級(jí)吸收的聯(lián)合處置工藝，適用金冶煉、銅冶煉過(guò)程氮氧化物濃度波動(dòng)大的含硫煙氣處理。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于處理高濃度氮氧化物煙氣的方法，具體步驟如下:

s1、雙氧水催化氧化一級(jí)吸收：氮氧化物含硫煙氣依次經(jīng)急冷塔、文丘里除塵器、濕式除塵器處理后，煙氣進(jìn)入雙氧水催化氧化噴淋吸收系統(tǒng)，煙氣中的so2在雙氧水和催化劑的混合液噴淋下轉(zhuǎn)化為so3，so3被噴淋液吸收形成稀酸，至少部分no氧化為溶于水的高價(jià)氮氧化物并被噴淋液吸收形成稀酸；

s2、經(jīng)過(guò)步驟s1處理的煙氣進(jìn)入尿素噴淋吸收系統(tǒng)，煙氣中殘留的so2、so3、no以及no2吸收反應(yīng)所產(chǎn)生的no經(jīng)尿素、催化劑和堿液的混合液噴淋；催化劑使尿素與煙氣中含有的氮氧化物進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)之后會(huì)產(chǎn)生n2與水；殘留so2、so3、no2被堿液吸收形成硫酸鹽、亞硫酸鹽。

進(jìn)一步地，步驟s1中，雙氧水與so2和nox的總質(zhì)量的質(zhì)量比值大于或等于理論用量的1.05-1.15倍。

進(jìn)一步地，步驟s2中，尿素和氮氧化物nox的質(zhì)量比大于或等于理論用量的1.05-1.10倍。

進(jìn)一步地，步驟s1和s2中均采用硫酸亞鐵為催化劑。

本發(fā)明的有益效果在于：采用本發(fā)明煙氣脫硫脫硝技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)金冶煉、銅冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化物含硫煙氣的so2排放濃度低于200mg/nm3、氮氧化物低于100mg/nm3的技術(shù)指標(biāo)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例以本技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于本實(shí)施例。

本實(shí)施例提供一種用于處理高濃度氮氧化物煙氣的方法，包括還雙氧水催化氧化一級(jí)吸收、尿素還原二級(jí)吸收聯(lián)合處置工藝，so2經(jīng)雙氧水催化氧化吸收，大部分氮氧化物經(jīng)雙氧水氧化吸收，而少部分氮氧化物經(jīng)尿素還原、少部分氮氧化物被堿吸收。具體步驟如下:

s1、雙氧水催化氧化一級(jí)吸收：金冶煉、銅冶煉的氮氧化物含硫煙氣經(jīng)急冷塔、文丘里除塵器、濕式除塵器處理后，文丘里除塵器收集的煙塵返回?zé)焿m處理系統(tǒng)，除塵凈化后的煙氣進(jìn)入雙氧水催化氧化噴淋吸收系統(tǒng)，煙氣中的so2在雙氧水和催化劑的混合液噴淋下轉(zhuǎn)化為so3，so3被噴淋液吸收形成稀酸，部分no氧化為溶于水的高價(jià)氮氧化物(如二氧化氮(no2)或五氧化二氮(n2o5))并被噴淋液吸收形成稀酸；

s2、經(jīng)過(guò)步驟s1處理的煙氣進(jìn)入尿素噴淋吸收系統(tǒng)，煙氣中殘留的so2、so3、no以及no2吸收反應(yīng)所產(chǎn)生的no經(jīng)尿素、催化劑和堿液的混合液噴淋，催化劑使尿素與煙氣中含有的氮氧化物進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)之后會(huì)產(chǎn)生n2與水，殘留so2、so3、no2被堿液吸收形成硫酸鹽、亞硫酸鹽。

步驟s1中，雙氧水與so2和nox的總質(zhì)量的質(zhì)量比值大于或等于理論用量的1.05-1.15倍。

步驟s2中，尿素和氮氧化物nox的質(zhì)量比大于或等于理論用量的1.05-1.10倍。

步驟s1和s2均采用亞硫酸鐵作為催化劑。

需要說(shuō)明的是，雙氧水、尿素、堿液噴淋量根據(jù)煙氣中so2、nox含量進(jìn)行plc控制系統(tǒng)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了在線連續(xù)跟蹤調(diào)整加入量，確保煙氣處理達(dá)到預(yù)期效果。

實(shí)施例2

本實(shí)例中所處理煙氣為銅冶煉企業(yè)卡爾多爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，煙氣量12000m3/h，二氧化硫含量最高為5000mg/m3、氮氧化物含量最高為2000mg/m3，經(jīng)過(guò)雙氧水催化氧化一級(jí)吸收、尿素還原二級(jí)吸收后煙氣達(dá)標(biāo)排放，其中二氧化硫含量最高為185.2mg/m3，氮氧化物含量最高為86.8mg/m3：

(1)雙氧水催化氧化一級(jí)吸收：煙氣量12000m3/h，利用plc控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)雙氧水和催化劑混合液的噴淋量，雙氧水和(so2+nox)的質(zhì)量比值大于或等于理論用量的1.1倍，采用硫酸亞鐵為催化劑。

(2)尿素還原二級(jí)吸收：煙氣量12000m3/h，利用plc控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)尿素、催化劑和堿液的混合液噴淋量，尿素和nox的質(zhì)量比大于或等于理論用量的1.1倍，反應(yīng)之后產(chǎn)生n2與水，殘留so2、so3、no2被堿液吸收形成硫酸鹽、亞硫酸鹽，吸收過(guò)程保持堿液ph值不低于9-10。采用硫酸亞鐵為催化劑。

實(shí)時(shí)檢測(cè)經(jīng)上述過(guò)程處理后的煙氣，二氧化硫含量最高為185.2mg/m3，氮氧化物含量最高為86.8mg/m3，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

實(shí)施例3

本實(shí)例中所處理煙氣為銅冶煉企業(yè)卡爾多爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，煙氣量11000m3/h，二氧化硫含量最高為6000mg/m33、氮氧化物含量最高為1800mg/m3，經(jīng)過(guò)雙氧水催化氧化一級(jí)吸收、尿素還原二級(jí)吸收后煙氣達(dá)標(biāo)排放，其中二氧化硫含量最高為162.8mg/m3，氮氧化物含量最高為90.67mg/m3：

(1)雙氧水催化氧化一級(jí)吸收：煙氣量11000m3/h，利用plc控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)雙氧水和催化劑的混合液噴淋量，雙氧水和(so2+nox)的質(zhì)量比值大于或等于理論用量的1.15倍。采用硫酸亞鐵為催化劑。

(2)還原二級(jí)吸收：煙氣量11000m3/h，利用plc控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)尿素、堿液和催化劑的混合液噴淋量，尿素和nox的質(zhì)量比值大于或等于理論用量的1.05倍，反應(yīng)之后產(chǎn)生n2與水，殘留so2、so3、no2被堿液吸收形成硫酸鹽、亞硫酸鹽，吸收過(guò)程保持堿液ph值不低于9-10。采用硫酸亞鐵為催化劑。

實(shí)時(shí)檢測(cè)經(jīng)雙氧水催化氧化一級(jí)吸收、尿素還原二級(jí)吸收后煙氣的煙氣，二氧化硫含量最高為162.8mg/m3，氮氧化物含量最高為90.67mg/m3，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

實(shí)施例4

本實(shí)例中所處理煙氣為銅冶煉企業(yè)卡爾多爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，煙氣量10000m3/h，二氧化硫含量最高為3000mg/m3、氮氧化物含量最高為1500mg/m3，經(jīng)過(guò)雙氧水催化氧化一級(jí)吸收、尿素還原二級(jí)吸收后煙氣達(dá)標(biāo)排放，其中二氧化硫含量最高為88.5mg/m3，氮氧化物含量最高為85.93mg/m3：

(1)雙氧水催化氧化一級(jí)吸收：煙氣量10000m3/h，利用plc控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)雙氧水和催化劑的混合液噴淋量，雙氧水和(so2+nox)的質(zhì)量比大于或等于理論用量的1.05倍，采用硫酸亞鐵為催化劑。

(2)尿素還原二級(jí)吸收：煙氣量10000m3/h，利用plc控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)尿素、堿液和催化劑的混合液噴淋量，尿素和nox的質(zhì)量比大于或等于理論用量的1.10倍，反應(yīng)之后產(chǎn)生n2與水，殘留so2、so3、no2被堿液吸收形成硫酸鹽、亞硫酸鹽，吸收過(guò)程保持堿液ph值不低于9-10。采用硫酸亞鐵為催化劑。

實(shí)時(shí)檢測(cè)經(jīng)雙氧水催化氧化一級(jí)吸收、尿素還原二級(jí)吸收后煙氣的煙氣，二氧化硫含量最高為88.5mg/m3，氮氧化物含量最高為85.93mg/m3，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

實(shí)施例5

本實(shí)例中所處理煙氣為銅冶煉企業(yè)卡爾多爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，煙氣量7000m3/h，二氧化硫含量最高為6000mg/m3、氮氧化物含量最高為2000mg/m3，經(jīng)過(guò)雙氧水催化氧化一級(jí)吸收、尿素還原二級(jí)吸收后煙氣達(dá)標(biāo)排放，其中二氧化硫含量最高為87.8mg/m3，氮氧化物含量最高為83.66mg/m3：

(1)雙氧水催化氧化一級(jí)吸收：煙氣量7000m3/h，利用plc控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)雙氧水和催化劑的混合液噴淋量，雙氧水和(so2+nox)的質(zhì)量比值大于或等于理論用量的1.15倍，采用硫酸亞鐵為催化劑。

(2)尿素還原二級(jí)吸收：煙氣量7000m3/h，利用plc控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)尿素、催化劑和堿液的混合液噴淋量，尿素和nox的質(zhì)量比值大于或等于理論用量的1.10倍，反應(yīng)之后產(chǎn)生n2與水，殘留so2、so3、no2被堿液吸收形成硫酸鹽、亞硫酸鹽，吸收過(guò)程保持堿液ph值不低于9-10。采用硫酸亞鐵為催化劑。

實(shí)時(shí)檢測(cè)經(jīng)雙氧水催化氧化一級(jí)吸收、尿素還原二級(jí)吸收后煙氣的煙氣，二氧化硫含量最高為87.8mg/m3，氮氧化物含量最高為83.66mg/m3，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

表1各實(shí)施例效果對(duì)比表

從表1可見(jiàn)實(shí)例中處理后的二氧化硫、氮氧化物含硫分別低于200mg/m3、100mg/m3，通過(guò)實(shí)施例1方法處理高濃度氮氧化物含硫煙氣，具有較好的脫硫脫銷效果。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)以上的技術(shù)方案和構(gòu)思，給出各種相應(yīng)的改變和變形，而所有的這些改變和變形，都應(yīng)該包括在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種用于處理高濃度氮氧化物煙氣的方法，其特征在于，具體步驟如下:

s1、雙氧水催化氧化一級(jí)吸收：氮氧化物含硫煙氣依次經(jīng)急冷塔、文丘里除塵器、濕式除塵器處理后，煙氣進(jìn)入雙氧水催化氧化噴淋吸收系統(tǒng)，煙氣中的so2在雙氧水和催化劑的混合液噴淋下轉(zhuǎn)化為so3，so3被噴淋液吸收形成稀酸，至少部分no氧化為溶于水的高價(jià)氮氧化物并被噴淋液吸收形成稀酸；

s2、經(jīng)過(guò)步驟s1處理的煙氣進(jìn)入尿素噴淋吸收系統(tǒng)，煙氣中殘留的so2、so3、no以及no2吸收反應(yīng)所產(chǎn)生的no經(jīng)尿素、催化劑和堿液的混合液噴淋；催化劑使尿素與煙氣中含有的氮氧化物進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)之后會(huì)產(chǎn)生n2與水；殘留so2、so3、no2被堿液吸收形成硫酸鹽、亞硫酸鹽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度氮氧化物煙氣的方法，其特征在于，步驟s1中，雙氧水與so2和nox的總質(zhì)量的質(zhì)量比值大于或等于理論用量的1.05-1.15倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度氮氧化物煙氣的方法，其特征在于，步驟s2中，尿素和氮氧化物nox的質(zhì)量比大于或等于理論用量的1.05-1.10倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度氮氧化物煙氣的方法，其特征在于，步驟s1和s2中均采用硫酸亞鐵為催化劑。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于處理高濃度氮氧化物煙氣的方法，步驟如下:S1、雙氧水催化氧化一級(jí)吸收：氮氧化物含硫煙氣經(jīng)急冷塔、文丘里、濕式除塵處理后，煙氣進(jìn)入雙氧水催化氧化噴淋吸收系統(tǒng)，煙氣中的SO2轉(zhuǎn)化為SO3，并被噴淋液吸收形成稀酸，部分NO氧化為溶于水的高價(jià)氮氧化物并被噴淋液吸收形成稀酸；S2、經(jīng)過(guò)步驟S1處理的煙氣進(jìn)入尿素噴淋吸收系統(tǒng)，煙氣中殘留的SO2、SO3、NO以及NO2吸收反應(yīng)所產(chǎn)生的NO經(jīng)尿素和堿液的混合液噴淋，催化劑使尿素與煙氣中含有的氮氧化物進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)之后會(huì)產(chǎn)生N2與水，殘留SO2、SO3、NO2被堿液吸收形成硫酸鹽、亞硫酸鹽。采用本發(fā)明可以使得金冶煉、銅冶煉過(guò)程中氮氧化物含硫煙氣的SO2排放濃度低于200mg/Nm3、氮氧化物低于100mg/Nm3。

技術(shù)研發(fā)人員：林鴻漢;邱建森;廖元杭;林凡;張永鋒;吳思鴻;李濤

受保護(hù)的技術(shù)使用者：紫金銅業(yè)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2019.12.30

技術(shù)公布日：2020.04.21