專利名稱：一種煙氣濕式氧化脫硝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣的凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煙氣濕式氧化脫硝方法。
背景技術(shù)：
燃料燃燒生成的氣體中含有有害成分氮氧化物，其中主要是一氧化氮，二氧化氮，三氧化二氮及微量的五氧化二氮，簡記作N0X。消除N0X，使排放氣體凈化的工藝過程叫脫硝。目前，我國對(duì)于燃燒產(chǎn)生的NOx控制方法主要有燃燒前控制、燃燒中控制和燃燒后控制三類。燃燒前控制是指選用低氮燃料，但成本很高，工程應(yīng)用較少。燃燒中控制是指改進(jìn)燃燒方式和生產(chǎn)工藝，采用低NOx燃燒技術(shù)，降低爐內(nèi)NOx生成量，該方法費(fèi)用較低，但由于爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)的局限性，使得NOx的控制效果不能令人滿意。燃燒后控制是指在煙道尾部加裝脫硝裝置，將煙氣中的NOx轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的N2或有用的肥料。由于煙氣脫硝的NOx脫除率高，運(yùn)行簡單，因此，探求技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理的煙氣脫硝技術(shù)是我國控制NOx排放工作的重點(diǎn)。煙氣脫硝技術(shù)主要有選擇性催化還原法(SCR)、非選擇性催化還原法(NSCR)、選擇性非催化還原法(SNCR)、臭氧氧化吸收法、活性炭聯(lián)合脫硫、脫硝法等。由于SCR法脫硝效率高達(dá)90%以上，運(yùn)行可靠，是目前國內(nèi)外應(yīng)用最多且最為成熟的煙氣脫硝技術(shù)之一。但SCR煙氣脫硝技術(shù)的發(fā)明權(quán)屬于美國，且有造價(jià)高昂，設(shè)備投入大，運(yùn)行費(fèi)用較高，催化劑強(qiáng)度不夠和容易中毒等劣勢。因此研究一種工作效率高，運(yùn)行費(fèi)用低，資源消耗少，配置設(shè)備和工藝簡便，具有創(chuàng)新性的自主產(chǎn)權(quán)的煙氣脫硝技術(shù)意義重大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種煙氣濕式氧化脫硝方法。本發(fā)明提供一種煙氣濕式氧化脫硝方法，將含有NOx的待處理煙氣通入酸性二價(jià)鐵溶液中，吸收N0X，二價(jià)鐵離子立即與一氧化氮結(jié)合生成深褐色的亞硝基亞鐵鹽、硝酸和亞硝酸的混合液，而后將該混合液進(jìn)行氧化解吸處理。進(jìn)一步地，將含有NOx的待處理煙氣通入酸性二價(jià)鐵溶液中，在一個(gè)大氣壓、O-1OO0C的溫度條件下，反應(yīng)0_4h，吸收N0X，二價(jià)鐵離子立即與一氧化氮結(jié)合生成深褐色的亞硝基亞鐵鹽、硝酸和亞硝酸的混合液，而后將該混合液加入氧化劑進(jìn)行氧化解吸處理，在解吸過程中，二價(jià)鐵被氧化為三價(jià)鐵放出一氧化氮，同時(shí)一氧化氮又立即被氧化成二氧化氮。進(jìn)一步地，將含有NOx的待處理煙氣通入酸性二價(jià)鐵溶液中，在0-100°C的溫度條件下，反應(yīng)0-4h，吸收N0X，二價(jià)鐵離子立即與一氧化氮結(jié)合生成深褐色的亞硝基亞鐵鹽、硝酸和亞硝酸的混合液，而后將該混合液加入氧化劑進(jìn)行氧化解吸處理，在解吸過程中，二價(jià)鐵被氧化為三價(jià)鐵放出一氧化氮，同時(shí)一氧化氮又立即被氧化成二氧化氮。釋放出的N02氣體經(jīng)液體吸收，得到不同產(chǎn)品，使煙氣達(dá)到資源化利用目的。進(jìn)一步地，還包括氧化處理解吸所得含三價(jià)鐵離子的解吸液加入還原劑進(jìn)行處理，生成的含二價(jià)鐵離子的吸收液進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)吸收過程。 進(jìn)一步地，對(duì)放出的二氧化氮進(jìn)行收集并安全儲(chǔ)存。進(jìn)一步地，所述酸性二價(jià)鐵溶液包括氯化亞鐵和/或硫酸亞鐵，其中溶液中二價(jià)鐵溶液的濃度控制在l-3mol/L。進(jìn)一步地，所述酸性二價(jià)鐵溶液中初始?xì)潆x子濃度為O. 6-lmol/L。進(jìn)一步地，所述酸性二價(jià)鐵溶液中氫離子濃度為O. 3_2mol/L。進(jìn)一步地，所述煙氣達(dá)到資源化利用包括所述氧化反應(yīng)釋放出的NO2氣體被水、氨水、氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液吸收，釋放出的NO2氣體被水吸收回收硝酸、釋放出的NO2氣體被氨水吸收回收硝酸銨、釋放出的NO2氣體被氫氧化鉀溶液吸收回收硝酸鉀、釋放出的NO2氣體被氫氧化鈉溶液吸收回收硝酸鈉。進(jìn)一步地,所述氧化劑包括氧氣或臭氧。進(jìn)一步地,所述還原劑包括鐵粉或硫化亞鐵。本發(fā)明提供的一種煙氣濕式氧化脫硝方法，在實(shí)現(xiàn)脫硝的同時(shí)，將煙氣中的氮氧化物最終作為氮資源回收，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，循環(huán)經(jīng)濟(jì)，變廢為寶，潛在經(jīng)濟(jì)效益巨大。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種煙氣濕式氧化脫硝方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1所示，本發(fā)明采用二價(jià)鐵酸性溶液做含NOx煙氣的吸收液，二價(jià)鐵溶液的濃度控制在l_3mol/L，其酸性介質(zhì)中氫離子濃度為O. 6-lmol/L，在0-100°C的溫度條件下，吸收N0X，二價(jià)鐵離子立即與一氧化氮結(jié)合生成深褐色的亞硝基亞鐵鹽，硝酸和亞硝酸的混合液。其中兩價(jià)鐵溶液包括氯化亞鐵和/或硫酸亞鐵等；酸介質(zhì)中的酸的種類包括鹽酸和/或硫酸。上述所得深褐色的亞硝基亞鐵鹽，硝酸和亞硝酸的混合液可通過氧化法處理，使其實(shí)現(xiàn)資源化和無害化。分別取確定體積的吸收混合液，通入或加入下列氧化劑之一種，氧化劑包括氧氣或臭氧等。吸收液中二價(jià)鐵被氧化到三價(jià)，同時(shí)釋放的一氧化氮，立即被氧化到二氧化氮，其中大部接著進(jìn)入適當(dāng)?shù)奈找褐斜晃?，生成相?yīng)的化工產(chǎn)品。三價(jià)鐵離子的解吸液加入還原劑進(jìn)行處理，生成含二價(jià)鐵離子的吸收液進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)吸收過程；多次循環(huán)利用后，煙氣吸收液進(jìn)行分離，純化，結(jié)晶得硝酸鐵或氯化鐵產(chǎn)品。NO2的適當(dāng)吸收液包括水，氨水，氫氧化鉀溶液，氫氧化鈉溶液等。以水做吸收液可回收硝酸；以氨水為吸收液可回收硝酸銨，以氫氧化鉀，氫氧化鈉等溶液做吸收液可回收硝酸鉀，硝酸鈉等。實(shí)施例1取氫離子濃度為lmol/L，二價(jià)鐵濃度為2. 7mol/L的二氯化鐵溶液1L，而后于30°C，一個(gè)大氣壓下，通入一氧化氮?dú)怏w，通入量為1.7mol，反應(yīng)時(shí)間為0-4h，至吸收液變成深褐色停止，靜置Ih后，該吸收液通入氧氣1. 35mol，反應(yīng)時(shí)間為3_5h，釋放出的二氧化氮?dú)怏w被IL蒸餾水吸收，至放出的殘留氣中無二氧化氮為止。測得吸收液中所含硝酸濃度為 O. 77mol/L。實(shí)施例2將某坑口電廠排出的煙氣引出一部分，通入氫離子濃度為lmol/L ,濃度為1. 8mol/L的二價(jià)鐵溶液中，于70°C下，吸收NOx生成深褐色的亞硝基亞鐵鹽、硝酸和亞硝酸的混合液，一年后，取脫硝處理所得混合液5L，通入過量氧氣，吹出的二氧化氮經(jīng)水一級(jí)吸收制得濃度為O. lmol/L的稀硝酸溶液200ml。這表明溫度高，時(shí)間長，吸收效果和資源化效果會(huì)降低。實(shí)施例3取氫離子濃度為O. 7mol/L, 二價(jià)鐵濃度為1. 3mol/L的二氯化鐵溶液300ml，而后于30°C，一個(gè)大氣壓下，通入一氧化氮?dú)怏w，通入量為O. 39mol，反應(yīng)時(shí)間為0_3h，至吸收液變成深褐色停止，靜置Ih后，該吸收液通入氧氣O. 22mol，反應(yīng)時(shí)間為0_5h，釋放出的二氧化氮?dú)怏w被500ml蒸餾水吸收，至放出的殘留氣中無二氧化氮為止。測得吸收液中所含硝酸濃度為O. 48mol/L。本發(fā)明提供的一種煙氣濕式氧化脫硝方法具有以下有益效果1、改變現(xiàn)有處理工藝，實(shí)現(xiàn)脫硝的同時(shí)，減少了投資成本和裝置規(guī)模，降低了運(yùn)行費(fèi)用，是對(duì)煙氣脫硝技術(shù)的一次重大突破，真正實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的有機(jī)統(tǒng)一。2、本發(fā)明開啟了脫硝行業(yè)的一次技術(shù)性革命，具有良好的工程應(yīng)用前景。技術(shù)領(lǐng)先，屬國內(nèi)首創(chuàng)，并將填補(bǔ)國際空白。其轉(zhuǎn)化應(yīng)用將具有深遠(yuǎn)的社會(huì)價(jià)值。3、該工藝技術(shù)用于脫硝過程中的鐵系吸收液，能夠再生，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，從而降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。煙氣中的氮氧化物最終作為氮資源回收，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，循環(huán)經(jīng)濟(jì)，變廢為寶，潛在經(jīng)濟(jì)效益巨大。4、該工藝技術(shù)運(yùn)行的處理過程和資源化利用過程中，無二次污染，實(shí)現(xiàn)煙氣的無害化和清潔化排放，環(huán)境效益明顯。5、與現(xiàn)有脫硝技術(shù)相比，具有設(shè)備精簡，占地少，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，脫硝效率穩(wěn)定，操作簡單可靠，管理方便的特點(diǎn)。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種煙氣濕式氧化脫硝方法，其特征在于將含有NOx的待處理煙氣通入酸性二價(jià)鐵溶液中，吸收N0X，二價(jià)鐵離子立即與一氧化氮結(jié)合生成深褐色的亞硝基亞鐵鹽、硝酸和亞硝酸的混合液，而后將該混合液進(jìn)行氧化解吸處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將含有NOx的待處理煙氣通入酸性二價(jià)鐵溶液中，在一個(gè)大氣壓、0-100°C的溫度條件下，反應(yīng)0-4h，吸收N0X，二價(jià)鐵離子立即與一氧化氮結(jié)合生成深褐色的亞硝基亞鐵鹽、硝酸和亞硝酸的混合液，而后將該混合液加入氧化劑進(jìn)行氧化解吸處理，在解吸過程中，二價(jià)鐵被氧化為三價(jià)鐵放出一氧化氮，同時(shí)一氧化氮又立即被氧化成二氧化氮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將含有NOx的待處理煙氣通入酸性二價(jià)鐵溶液中，在0-100°C的溫度條件下，反應(yīng) 0-4h，吸收N0X，二價(jià)鐵離子立即與一氧化氮結(jié)合生成深褐色的亞硝基亞鐵鹽、硝酸和亞硝酸的混合液，而后將該混合液加入氧化劑進(jìn)行氧化解吸處理，在解吸過程中，二價(jià)鐵被氧化為三價(jià)鐵放出一氧化氮，同時(shí)一氧化氮又立即被氧化成二氧化氮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括經(jīng)氧化解吸處理后所得含三價(jià)鐵離子的解吸液加入還原劑進(jìn)行處理，生成的含二價(jià)鐵離子的吸收液進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)吸收過程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于對(duì)放出的二氧化氮進(jìn)行收集并安全儲(chǔ)存。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述煙氣包括所有燃料高溫燃燒產(chǎn)生的含NOx氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述酸性二價(jià)鐵溶液包括氯化亞鐵和/或硫酸亞鐵，其中溶液中二價(jià)鐵溶液的濃度控制在l-3mol/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述酸性二價(jià)鐵溶液中初始?xì)潆x子濃度為O. 6-lmol/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述酸性二價(jià)鐵溶液中氫離子濃度為O. 3-2mol/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述煙氣達(dá)到資源化利用包括所述氧化反應(yīng)釋放出的NO2氣體被水、氨水、氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液吸收，釋放出的 NO2氣體被水吸收回收硝酸、釋放出的NO2氣體被氨水吸收回收硝酸銨、釋放出的NO2氣體被氫氧化鉀溶液吸收回收硝酸鉀、釋放出的NO2氣體被氫氧化鈉溶液吸收回收硝酸鈉。
11.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于所述氧化劑包括氧氣或臭氧。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述還原劑包括鐵粉或硫化亞鐵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煙氣濕式氧化脫硝方法，包括將含有NOX的待處理煙氣通入酸性二價(jià)鐵溶液中，吸收NOX，二價(jià)鐵離子立即與一氧化氮結(jié)合生成深褐色的亞硝基亞鐵鹽、硝酸和亞硝酸的混合液，而后將該混合液進(jìn)行氧化解吸處理。將脫硝的吸收液加入氧化劑，使二氧化氮放出并溶于水、氨水、氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液，生成硝酸，硝酸銨，硝酸鉀，硝酸鈉等，從而實(shí)現(xiàn)資源化利用。
文檔編號(hào)B01D53/78GK102989302SQ201210581279
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者田文學(xué), 賈漢東, 李慧, 陳晨 申請(qǐng)人:河南綠典環(huán)保節(jié)能科技有限公司