[发明专利]一种同时脱硫脱硝的工艺及产物制备复合肥料的方法

说明书

一种同时脱硫脱硝的工艺及产物制备复合肥料的方法，气相中实现催化臭氧氧化NO_x和SO₂，NO部分氧化为NO₂；氧化产物进入鼓泡塔实现液相氧化和吸收，利用残留的臭氧在碱性环境下产生的羟基自由基来活化过硫酸盐，进而产生硫酸根自由基，这些自由基共同完成对氮氧化物的深度氧化，同时将其转化为亚硝酸和硝酸，并吸收二氧化硫转化为亚硫酸和硫酸；吸收产物的氧化，即将亚硝酸氧化为硝酸，亚硫酸氧化为硫酸；吸收的最终产物为硫酸铵和硝酸铵的混合溶液,将其烘干至恒重的固体，得到可利用的复合肥料。本发明不仅能同时实现脱硫脱硝，而且利用污染气体中的硫、氮元素转化为复合肥料，使资源得到循环再利用，具有良好的经济效益和环保效益。

技术领域

本发明属于化学化工及环保工程技术领域，具体涉及一种同时脱硫脱硝的工艺及产物制备复合肥料的方法。

背景技术

二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_x)是燃煤烟气排放的主要大气污染物。这些气体的大量排放，不仅对大气环境造成污染，更会影响人体的健康。比如，SO₂是造成酸雨的主要原因，NO_x和碳氢化合物会产生光化学烟雾，SO₂和NO_x等还原性物质对臭氧层造成破坏，SO₂和NO_x对人体的呼吸道粘膜和肺部容易造成损伤。因此，我国对保护大气环境的工作提出明确的要求，并制定了严格的环境保护标准。

目前，NO_x的治理方法中，选择性催化还原(SCR)是应用最多、效率最高而且是最成熟的技术之一；SO₂的治理方式中，石灰石-石膏湿法脱硫是应用最广的一种脱硫技术。因而，现阶段我国主要的脱硫脱硝方式是这两种方法的联用。虽然该联用方法具有脱除效率高，技术成熟等优点，但是也有一些缺点，比如，两套系统的占地面积大，投资成本和运行成本高，运行系统复杂等。因此，越来越多的学者致力于同时脱硫脱硝技术的研究。

湿法脱除被认为是同时脱硫脱硝技术中最可行而且最有潜力的途径之一，然而该技术最大的瓶颈在于NO_x的脱除。这是因为在NO_x中，NO的含量占90％以上，NO的水溶性很差，大量存在的NO限制了湿法脱除的应用。因此，通过添加氧化剂先将NO氧化，得到水溶性较好的NO₂，再利用湿法脱除的方法可以实现同时脱硫脱硝。

在NO的气相氧化方面，臭氧作为一种强氧化剂可以高效、快速地实现NO的氧化。此外，通过引入催化剂可以有效的提高催化臭氧氧化效率，从而降低臭氧的浓度，这是因为臭氧在催化剂的作用下形成的羟基自由基(·OH)(E^o＝2.80V)和超氧自由基(O₂^-·)，它们与污染物的反应速率更高、氧化性更强。在NO的液相氧化方面，过硫酸铵作为一种氧化剂也可以进一步氧化液相中的NO和NO₂。值得一提的是，进入液相中的臭氧可以在碱性环境下产生·OH，·OH可以活化过硫酸根离子(S₂O₈^2-)产生硫酸根自由基(SO₄^-·)，SO₄^-·具有很强的氧化性(E^o＝2.65V)。SO₄^-·和·OH两种自由基可以一起氧化液相中的NO、NO₂,从而解决了湿法脱硝的问题。利用臭氧产生的·OH活化S₂O₈^2-产生SO₄^-·的技术方法目前主要应用在垃圾渗滤液的处理方面，而在脱硫脱硝方面还鲜有报道。