[发明专利]一种臭氧注入硫化钠脱硝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种臭氧注入硫化钠法脱硝方法，属于烟气净化技术领域。

背景技术

化石燃料的燃烧产生了大量的氮氧化物和二氧化硫，促使了烟气脱硫脱硝技术的发展。一些湿式洗涤包括石灰石-石膏法，氧化镁法，双碱洗涤法已被应用于二氧化硫的脱除。氮氧化物主要通过催化氧化，吸收和吸附的方法来控制，其中选择性催化还原技术被认为是最有效的脱硝技术，虽然能够满足严格的烟气排放标准，但其工艺和设备系统复杂，且需要特殊的催化剂，整个系统投资与运行成本偏高。公开号ZL200710052129.7“同时脱硫脱硝的湿式氨法烟气洁净工艺及其系统”的发明专利提出使烟气中的一氧化氮进行氧化生成二氧化氮，然后通入氨水溶液，反应生成亚硫酸铵，硝酸铵和亚硝酸铵，同时对脱硫脱硝后的烟气进行除雾，最终获得洁净烟气。此发明存脱硝效率不高的问题；ZL201420574429.7“一种SNCR脱硝喷射控制系统”提出一种脱硝净化装置：包括若干个脱硝还原剂喷射点，布置于喷射点的若干个喷射装置，以及与喷射装置连通的脱硝还原剂分配系统，脱硝还原剂分配系统由若干个分配支路组成，每一分配支路分别独立地与完全覆盖各喷射点的若干喷射装置相连。此发明存在操作复杂的问题。为了去克服这些问题，有很多尝试，如低温等离子体技术，电子束辐射技术和吸附技术被用来同时脱硫脱硝，但很少有工业化应用的报道。

氮氧化物主要由二氧化氮（NO₂）和一氧化氮（NO）组成，其中一氧化氮占大部分比例，不像一氧化氮的低溶解性，二氧化氮具有较好的溶解性，因此，将一氧化氮转化为二氧化氮，就可以通过湿法洗涤技术脱除氮氧化物。最理想的方式是湿法吸收氮氧化物后转化为无害的氮气排出。硫化钠可以用来吸收二氧化氮，然后转化为氮气和硫酸钠。为了更有利于氮氧化物的脱除，首先废气中的一氧化氮应被转化为二氧化氮。

发明内容

本发明的目的是提供一种臭氧注入硫化钠法脱硝方法，具体包括以下步骤：

（1）工业炉窑烟气经除尘、水洗预处理后，烟气温度冷却到45℃以下；

（2）将含有氮氧化物的废气与臭氧氧化2~3秒，NO被转化为NO₂；

（3）经臭氧氧化后的废气通入质量百分比浓度为10%~30%的硫化钠溶液中，吸收净化后的气体排出，当吸收液的pH值为11~12时，加入质量百分比浓度为10%~20%氢氧化钠溶液调节pH值到13~14继续反应，待溶液的pH值低于10后反应完成。

优选的，臭氧通入的摩尔量为烟气中一氧化氮摩尔量的1~1.5倍。

优选的，废气与吸收液之间接触时间为0.5~1.5s之间。

吸收反应开始时溶液的pH值在13左右，二氧化氮与硫化钠反应生成氮气和硫酸钠，随着反应的进行pH会降低，当pH值低于11时会逐渐产生硫化氢和一氧化氮气体，加入氢氧化钠溶液调节pH到13~14之后，可以抑制硫化氢气体和一氧化氮的产生，当pH值低于10后反应完成。

发明原理：

（1）臭氧氧化反应为

NO+O₃→NO₂+O₂

（2）pH值在11及以上时溶液中主要发生的反应为

NO₂+Na₂S→Na₂SO₄+N₂

（3）pH值低于11，溶液仍为碱性时发生的反应为

NO₂+H₂O→HNO₂+HNO₃

HNO₂→H⁺+NO₂^-

HNO₃→H⁺+NO₃^-

NO+NO₂+2NaOH→2NaNO₂

硫化钠与酸根离子反应生成H₂S

Na₂S+H⁺→H₂S+Na⁺

硝酸与硫化钠会反应产生硫磺和NO

3Na₂S+8HNO₃→6NaNO₃+3S+2NO+4H₂O

本发明的有益效果：