[发明专利]臭氧氧化联合裂解激发烟气脱硫脱硝一体化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程废气治理领域，特别涉及臭氧氧化联合裂解激发烟气脱硫脱硝一体化装置及方法。

背景技术

随着我国经济和生活水平的日益提高，社会公众对环境的要求和关注越来越高。2010年以来，大中型城市群的雾霾天气出现得更加频繁，更加严重，雾霾出现的范围更大。近年来国家出台了严格的污染物排放限值。2011年国家环保部修订了《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），要求2014年7月1日起，执行标准规定的烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放限值。2013年9月国务院印发了“大气污染防治行动计划”，提出了2017年地级及以上城市可吸入颗粒物浓度的控制指标。2014年3月，国家环保部提出了在2014年底前北京、天津、河北地区火电机组要达到GB13223-2011规定的特别排放限值（粉尘不超过20mg/m³、二氧化硫不超过50mg/m³、氮氧化物不超过100mg/m³）的要求。

硫、硝及工业粉尘是环境污染的主要贡献者。烟气脱硫脱硝一体化治理技术是近年来国内外竞相研制和开发的新型烟气净化工艺，它的技术和经济性明显优于单独脱硫和单独脱氮技术，因此，是一种更有发展前途和推广价值的新一代烟气净化技术，在同时脱硫脱硝的研究进程中，脱硝存在的难点较大。

我国的电厂、钢铁厂、水泥、化工、城市锅炉等的脱硝基本上采用国外的SCR和SNCR两种技术，这两种技术的特点是用一个污染物治理另一个污染物，没有达到真正治理污染的目的，同时运行成本很高。SCR技术脱硝效率高无副产物、不形成二次污染、装置结构简单、运行可靠、便于维护和操作等，但易出现催化剂中毒活性下降、堵塞设备、投资与运行费用较高。SNCR无需采用催化反应器，投资小，但NOx的脱除率不高，氨消耗量大，运行费用高，对反应所处的温度范围敏感。

近期开发的臭氧氧化烟气脱硝技术，用强氧化剂臭氧把气相中NO氧化成易于吸收的NO₂，再用氢氧化钙吸收后，生成硝酸钙溶液，饱和后经除杂、蒸发、结晶，提纯处理后产生硝酸钙。脱除率70-95%。废气排放可以达到国家排放标准，但由于气相污染物转移到液相，废水治理成本仍然昂贵，使得其推广和应用受到很大限制。

发明内容

为解决现有的同时脱硫脱硝技术存在的产生高浓度含氮的废水、对温度的要求高、费用高的难题，现提出臭氧氧化联合裂解激发烟气脱硫脱硝一体化装置及方法，投资运行费用省、脱硫脱硝效率高、温度的控制容易、无二次污染。

本发明实现上述目的所采用的技术方案如下：

臭氧氧化联合裂解激发烟气脱硫脱硝一体化装置，主要包括臭氧源，氧化反应器，裂解激发装置，洗涤塔，污水处理装置。所述的臭氧源连接至所述的氧化反应器，所述的氧化反应器连接至所述的裂解激发装置，所述的裂解激发装置连接至所述的洗涤塔，所述的污水处理装置循环洗涤塔内循环水。

优选的，所述的裂解激发装置可以是低温等离子体裂解装置，还可以是光裂解激发装置。

优选的，所述的洗涤塔可以是NaOH洗涤塔，还可以是Ca(OH)₂洗涤塔。

优选的，所述的污水处理装置可以是尿素还原装置，还可以是生物处理装置，也可以连接至其他污水处理装置处理。

臭氧氧化联合裂解激发烟气脱硫脱硝一体化方法，其实现方案如下：

（1）臭氧源产生臭氧；

（2）烟气与臭氧一起输送至氧化反应器；

（3）经由氧化反应器后的NO、NO₂与烟气一起输送至裂解激发装置；

（4）经由裂解激发装置激发后的烟气进入洗涤塔脱硫脱硝；

（5）洗涤塔产生的废水经由污水处理装置处理后循环回流至洗涤塔；

（6）洁净气体外排。

优选的，上述步骤（2）氧化反应器内在臭氧的强氧化作用下，约一半的NO氧化为NO₂。

优选的，上述步骤（3）裂解激发装置内产生大量的OH、O、HO₂、O₃等高活性自由基，这些高活性自由基能够激发几乎所有分子的内能，降低后续反应所需的活化能。

优选的，上述步骤（4）采用碱法脱硫脱硝，将NO、NO₂、SO₂转化为亚硝酸盐、硝酸盐，亚硫酸盐、硫酸盐。