一種燒結(jié)煙氣脫硫脫硝的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煙氣凈化方法，尤其涉及一種通過預(yù)氧化低溫?zé)Y(jié)達(dá)到煙氣脫硫 脫硝的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼鐵企業(yè)在進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的S〇2、N〇x、HCl、HF、C〇2、CO、：-g 等污染物，而且鋼鐵企業(yè)40 %~60 %的SO2均排放到大氣中，鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生的ΝΟχ 48 %都來 自于燒結(jié)工序，因此有必要對(duì)燒結(jié)煙氣進(jìn)行脫硫脫硝等凈化處理以減少鋼鐵工業(yè)對(duì)環(huán)境的 污染。
[0003] 目前國內(nèi)外正在研究和應(yīng)用的煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)主要有活性炭法、石灰石/ 石膏-SCR法、氧化吸收法等。活性炭法是一種干式固相吸收和再生工藝，主要由吸附、解析 和硫回收三部分組成。煙氣進(jìn)入含有活性炭的移動(dòng)床吸收塔后，S0 2主要是被活性炭吸收， 通過噴入氨將煙氣中的ΝΟχ進(jìn)行脫除，從而達(dá)到較高的脫硫脫硝效率。雖然與傳統(tǒng)煙氣治理 ΝΟχ及S02的工藝相比，具有投資省、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，但是目前活性炭?jī)r(jià)格相對(duì)較高，在吸 附、再生、循環(huán)使用中損耗大。吸附法脫硫存在脫硫容量低、脫硫速率慢、再生頻繁等缺點(diǎn)， 阻礙了其工業(yè)推廣應(yīng)用。石灰石/石膏-SCR法是目前世界上應(yīng)用比較廣泛的煙氣脫硫脫硝 工藝，該聯(lián)合工藝具有較好的脫硫脫硝效果，但是由于采用了兩套裝置分別進(jìn)行脫硫和脫 硝，因此存在占地面積大、流程復(fù)雜、投資和操作費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
[0004] 氧化吸收法是利用強(qiáng)氧化劑把煙氣中的N0和S02分別氧化成N02和S〇3,然后再將煙 氣通入到堿性、氧化性或者還原性的吸收液將其吸收脫除的方法。常用的氧化劑有NaC10 2、 C102、03和H202等。此類工藝一般具有脫硫脫硝效率高，占地面積少的優(yōu)點(diǎn)。但也存在一些尚 未解決的問題，例如在NaC10 2氧化吸收法中，存在產(chǎn)生難以處理的二次污染，反應(yīng)生成的 C102對(duì)設(shè)備具有很強(qiáng)的腐蝕能力以及NaC102目前生產(chǎn)成本較高等問題。
[0005] 專利申請(qǐng)CN102772986A公開了一種煙氣脫硫脫硝一體化工藝。該專利用包含石灰 石、活性焦、催化劑和水的吸收劑漿液氧化并吸收脫除煙氣中的ΝΟχ和S02,能達(dá)到較好的脫 硫脫硝效果。但是該發(fā)明的工藝復(fù)雜，要求用到的設(shè)備多，運(yùn)行費(fèi)用高；而且采用噴灑高溫 霧化的氧化漿液對(duì)煙氣中的N0和S0 2進(jìn)行氧化吸收，氧化漿液溫度需要加熱到320-370°C， 這將消耗大量的能量，增加運(yùn)行成本。
[0006] 專利申請(qǐng)CN102343212A公開了一種臭氧和過氧化氫協(xié)同氧化結(jié)合濕法吸收的脫 硝工藝。該專利需要噴入臭氧來激活H 202,使之產(chǎn)生大量的氫過氧自由基H02 ·，氫過氧自由 基將N0氧化成高價(jià)態(tài)氮氧化物，再利用濕法吸收系統(tǒng)的脫硫漿液吸收氮氧化物和二氧化 硫。由于該工藝不僅需要H 202作為氧化劑，還需要03作為活化劑和副氧化劑，而產(chǎn)生03需要 耗費(fèi)大量的電量，因此增加了該工藝的運(yùn)行成本。當(dāng)脫硫漿液出渣后的濾液中硝酸根、亞硝 酸根的含量過高時(shí)需要及時(shí)更換、補(bǔ)充新的工藝水，這將增加廢水處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，影響工 藝的經(jīng)濟(jì)性。
[0007] 因此，在開發(fā)高效氧化吸收法對(duì)燒結(jié)煙氣脫硫脫硝的同時(shí)，在保證高的脫硫效率 和脫硝效率的前提下，做到工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低時(shí)非常有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氧化劑和吸收劑用量 少、工藝簡(jiǎn)單、投資和運(yùn)行成本低的適用于燒結(jié)煙氣脫硫脫硝的工藝。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：
[0010] -種燒結(jié)煙氣脫硫脫硝的工藝，包括以下步驟：
[0011] (1)在燒結(jié)煙道中增設(shè)一個(gè)煙氣預(yù)氧化器(利用燒結(jié)煙道的長(zhǎng)度空間，將其與吸收 塔連接的部分改裝成煙氣預(yù)氧化器），將燒結(jié)煙氣通入預(yù)氧化器中，同時(shí)向預(yù)氧化器中噴入 霧化的過氧化氫溶液與所述燒結(jié)煙氣充分接觸反應(yīng)，對(duì)燒結(jié)煙氣中N0預(yù)氧化和初步脫硫脫 硝處理；
[0012] (2)將步驟(1)后的燒結(jié)煙氣通入氨水中進(jìn)行深度同步脫硫脫硝。
[0013] 在上述步驟（1)中，霧化過氧化氫溶液以細(xì)小液滴形式存在，顆粒直徑小于5微米， 并且噴入的霧化過氧化氫溶液經(jīng)分散器分散開來具有良好的分散效果。
[0014] 在上述步驟（1)中，過氧化氫溶液在霧化前無需加熱或經(jīng)紫外光照射活化，只需要 用霧化器在常溫下霧化噴入即可。霧化的過氧化氫溶液是以小液滴形式進(jìn)入燒結(jié)煙氣中， 由于煙氣的余熱對(duì)過氧化氫進(jìn)行閃蒸，將H 202中的Η0-0Η化學(xué)鍵斷裂產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的· 0H自由基，游離的· 0H自由基氧化燒結(jié)煙氣中的N0，反應(yīng)式如下所示：
[0015]
[0016] 霧化的過氧化氫溶液與燒結(jié)煙氣中的氮氧化物和S02發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，吸收脫除氮 氧化物和S02，反應(yīng)式如下所示：
[0017]
[0018] 因而，在步驟（1)中，噴入的過氧化氫溶液既可以作為預(yù)氧化燒結(jié)煙氣的氧化劑； 又可以吸收脫除燒結(jié)煙氣中的S02和氮氧化物。
[0019] 在上述步驟(2)中，將預(yù)氧化并經(jīng)初步脫硫脫硝的燒結(jié)煙氣通入氨水吸收系統(tǒng)，在 與氨水接觸的過程中，S〇2和氮氧化物被氨水充分吸收脫除，反應(yīng)式如下所示：
[0020]
[0021] 在氨水吸收階段，初步脫硫脫硝的燒結(jié)煙氣中未反應(yīng)完的霧化雙氧水將繼續(xù)氧化 吸收氮氧化物和S〇2，而且有氨水的存在時(shí)，氧化吸收更順利。
[0022] 因?yàn)椋诓襟E（2)中，氨水既可以作為燒結(jié)煙氣的吸收劑，吸收脫除S02和氮氧化 物;同時(shí)又促進(jìn)霧化雙氧水對(duì)氮氧化物的吸收，使得脫硫脫硝效果更好。
[0023] 上述的工藝，優(yōu)選的，所述步驟（1)中，燒結(jié)煙氣中N0含量為300~600ppm，S02含量 為380~2000ppm，02含量為13~16%，C02含量為3%~10%，其余為N 2;燒結(jié)煙氣的溫度為80 ~200°C;燒結(jié)煙氣通入預(yù)氧化器中的流量為10L/min。
[0024]上述的工藝，優(yōu)選的，燒結(jié)煙氣中含塵量小于100mg/Nm3;燒結(jié)煙氣的溫度為80~ 140°C。在此溫度下，霧化的過氧化氫溶液既能產(chǎn)生· 0H自由基，保證一定的化學(xué)反應(yīng)速率， 又不至于因溫度過高分解為H20和02而造成H 2〇2的內(nèi)耗損失。
[0025]上述的工藝，優(yōu)選的，所述步驟（1)中，過氧化氫溶液的噴入量與燒結(jié)煙氣中N0的 摩爾比為0.4~2.0:1，保證此時(shí)燒結(jié)煙氣中N0氧化率在40 %~50 %左右，強(qiáng)化后續(xù)氮氧化 物的吸收轉(zhuǎn)化。
[0026] 上述的工藝，所述步驟(2)中，氨水的質(zhì)量百分比濃度為1%~18%。優(yōu)選的，氨水 的質(zhì)量百分比濃度為1%~10%，通過預(yù)氧化煙氣處理，可采用更低濃度的氨水吸收液，減 少煙氣脫硫脫硝過程氨水逃逸的出現(xiàn)。
[0027] 上述的工藝，優(yōu)選的，所述步驟（1)中，燒結(jié)煙氣是通過導(dǎo)向分岔分散器噴入預(yù)氧 化器中的，即將穩(wěn)態(tài)流動(dòng)的煙氣瞬間改變成湍流流動(dòng)，強(qiáng)化與霧化過氧化氫的混合效果，提 高預(yù)氧化效率。而過氧化氫溶液則通過高速旋轉(zhuǎn)噴霧裝置噴入預(yù)氧化器中。
[0028] 上述的工藝，優(yōu)選的，所述步驟（2)中，初步脫硫脫硝的燒結(jié)煙氣是通過分散漏斗 通入氨水中的，將煙氣流速大幅度降低，擴(kuò)大氣液接觸界面和延長(zhǎng)氣液反應(yīng)吸收時(shí)間。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0030] (1)與現(xiàn)有的氧化吸收法同時(shí)脫硫脫硝的工藝相比，本發(fā)明的工藝所用的氧化劑 種類少、只需要用過氧化氫來氧化燒結(jié)煙氣，而且所需的霧化過氧化氫溶液的噴入量小，減 少了氧化劑的用量。
[0031] (2)本發(fā)明工藝中霧化過氧化氫溶液在霧化前無需加熱或紫外光照射活化，只需 要用霧化裝置在常溫下霧化噴入即可，節(jié)省了能源的消耗。
[0032] (3)本發(fā)明的工藝中采用氨水作為吸收液，所需的濃度低，其用量減少，因此運(yùn)行 成本低。
[0033] (4)與現(xiàn)有的氧化吸收法同時(shí)脫硫脫硝的工藝相比，本工藝簡(jiǎn)單，可以在現(xiàn)有氨法 脫硫工藝的基礎(chǔ)上改建成本發(fā)明的工藝，投資和工程造價(jià)低。
[0034] (5)本發(fā)明的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，脫硫脫硝效率高，有利于燒結(jié)煙氣脫硫脫 硝的工藝在工業(yè)上的應(yīng)用。