[发明专利]工业窑炉烟气重金属和氟氯硫硝净化及资源化利用方法

说明书

工业窑炉烟气重金属和氟氯硫硝净化及资源化利用方法，包括以下步骤：（1）脱污氧化剂粉料或脱污氧化剂溶液的制备；（2）脱污氧化。本发明利用无毒、无腐蚀性、无氯的环保型复合氧化剂工艺原料，采用半干法或干法喷雾处理烟气，以中性至碱性条件下的强氧化作用净化烟气中的硫、硝、氟、氯和重金属污染物，并高效氧化清除烟气中未燃尽的碳氢化合物，且资源化利用清污产物作为化工原料或农肥，工艺方法简单，投资少，运营成本较低，对工业窑炉生产线设备无腐蚀，具有较好的经济和环境效益。

技术领域

本发明涉及环境保护领域，尤其涉及一种工业窑炉烟气重金属和氟氯硫硝净化及资源化利用方法。

背景技术

当前，我国仍是以化石能源煤为主要能源的发展中国家，煤中重金属汞的含量一般从0.01～28mg/kg不等，我国煤中汞的含量一般为0.01～0.5mg/kg，平均值约0.195mg/kg，这些汞85%以上随烟气排放于大气中，全世界每年燃煤排放至大气中的汞逾3000t，燃煤释放的汞已成为我国汞污染的主要来源，据不完全统计，仅贵州一个省每年由燃煤所排放的汞就超过600t。工业生产过程中，煤的燃烧烟气中会产生大量重金属及氟、氯、硫、硝类污染危害物，为了减少大气污染，就需要对这些气体进行处理，传统的处理方法有烟气脱硫技术和烟气脱硝技术。

传统的烟气脱硫技术包括湿法和干法及海水烟气脱硫技术，其湿法烟气脱硫技术是借助碱性溶液或浆液（如石粉浆）来实现，脱硫效率大于90%，但操作流程长、环节多、投资大、运行成本高，且在脱硫的过程中会产生一定量的生产废水，易造成二次污染。其干法烟气脱硫技术包括反应器内置吸收剂吸收二氧化硫法和电子束烟气脱硫法（将烟气用高能电子束照射，通过辐射反应实现脱硫），干法脱硫率都较低且稳定性偏差。海水烟气脱硫仅能用于滨海区，客观上加剧海洋酸化和海产品重金属污染，进而影响人类健康，如患水俣病。

传统的脱硝技术广泛采用选择性催化还原脱硝法或选择性非催化还原脱硝法，选择性催化还原脱硝反应温度为250～450℃时，脱硝率70%～90%。但设备投资大，需预热处理烟气，催化剂昂贵且使用寿命短，存在氨泄漏、设备易腐蚀等问题。选择性非催化还原温度区域为870～1200℃，脱硝率小于50%，存在氨逸和设备易腐蚀等问题。

在传统的独立的脱硫技术和脱硝技术基础上发展起来的联合脱硫脱硝一体化技术包括湿法和干法技术，湿法联合脱硫脱硝技术主要是湿式烟气脱硫与选择性催化还原或选择性非催化还原技术脱硝组合，工程庞大，初投资和运行费用高，且容易形成二次污染。其次是干法烟气联合脱硫脱硝一体化技术，包括固相吸收/再生法、气/固催化同时脱硫脱硝技术、吸收剂喷射法以及高能电子活化氧化法。干法烟气联合脱硫脱硝系列技术的研究应用虽取得了显著的进步，但因存在各种缺陷，或应用条件较苛刻，或处理复杂，或效果稳定性偏差，或投资偏大、运行成本高，或尚处于实验中，尚不能普适性的解决烟气中重金属、氟、氯、硫、硝污染物问题。为此，大量的科技工作者就新式湿法同步脱硫脱硝方式进行了开发性试验，新式湿法同步脱硫脱硝的方法包括氧化法和湿式络合法，大多尚处于研究阶段。

氧化法包括氯酸氧化法、二氧化氯氧化法、黄磷氧化法、酸化双氧水法，氧化法实质上都是采用湿式洗涤系统，在一套设备中同时脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物。工艺采用氧化吸收塔和碱式吸收塔两段工艺，试图在脱除二氧化硫和氮氧化物的同时，脱除有毒微量金属元素如砷、铋、镉、铬、铅、汞等。其中的氯酸氧化法、二氧化氯氧化法、酸化双氧水法，为增强氧化效果都必须采用盐酸或硫酸溶液活化，即必须在强酸性条件下才能具有较好的氧化效果，而强酸和氯对生产设备的腐蚀性强，氯酸氧化法、二氧化氯氧化法工艺过程亦产生有毒的气体氯气，且工艺中酸性条件下的氧化效果稳定性偏差，客观上尚难以稳定的同步脱除硫硝和重金属。其中的黄磷氧化法是以黄磷为原料将NO氧化为NO₂，再用液态的碱性吸收浆液吸收反应生成硫酸盐和硝酸盐，对二氧化硫和氮氧化物的去除率达到95%以上，但黄磷具有易燃性、不稳定性和毒性，尚缺乏可靠的预处理解决方法。