本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)窯爐煙氣重金屬和氟氯硫硝凈化及資源化利用方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，我國(guó)仍是以化石能源煤為主要能源的發(fā)展中國(guó)家，煤中重金屬汞的含量一般從0.01～28mg/kg不等，我國(guó)煤中汞的含量一般為0.01～0.5mg/kg，平均值約0.195mg/kg，這些汞85%以上隨煙氣排放于大氣中，全世界每年燃煤排放至大氣中的汞逾3000t，燃煤釋放的汞已成為我國(guó)汞污染的主要來(lái)源，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅貴州一個(gè)省每年由燃煤所排放的汞就超過(guò)600t。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，煤的燃燒煙氣中會(huì)產(chǎn)生大量重金屬及氟、氯、硫、硝類污染危害物，為了減少大氣污染，就需要對(duì)這些氣體進(jìn)行處理，傳統(tǒng)的處理方法有煙氣脫硫技術(shù)和煙氣脫硝技術(shù)。

傳統(tǒng)的煙氣脫硫技術(shù)包括濕法和干法及海水煙氣脫硫技術(shù)，其濕法煙氣脫硫技術(shù)是借助堿性溶液或漿液（如石粉漿）來(lái)實(shí)現(xiàn)，脫硫效率大于90%，但操作流程長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多、投資大、運(yùn)行成本高，且在脫硫的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的生產(chǎn)廢水，易造成二次污染。其干法煙氣脫硫技術(shù)包括反應(yīng)器內(nèi)置吸收劑吸收二氧化硫法和電子束煙氣脫硫法（將煙氣用高能電子束照射，通過(guò)輻射反應(yīng)實(shí)現(xiàn)脫硫），干法脫硫率都較低且穩(wěn)定性偏差。海水煙氣脫硫僅能用于濱海區(qū)，客觀上加劇海洋酸化和海產(chǎn)品重金屬污染，進(jìn)而影響人類健康，如患水俁病。

傳統(tǒng)的脫硝技術(shù)廣泛采用選擇性催化還原脫硝法或選擇性非催化還原脫硝法，選擇性催化還原脫硝反應(yīng)溫度為250～450℃時(shí)，脫硝率70%～90%。但設(shè)備投資大，需預(yù)熱處理煙氣，催化劑昂貴且使用壽命短，存在氨泄漏、設(shè)備易腐蝕等問(wèn)題。選擇性非催化還原溫度區(qū)域?yàn)?70～1200℃，脫硝率小于50%，存在氨逸和設(shè)備易腐蝕等問(wèn)題。

在傳統(tǒng)的獨(dú)立的脫硫技術(shù)和脫硝技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)包括濕法和干法技術(shù)，濕法聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)主要是濕式煙氣脫硫與選擇性催化還原或選擇性非催化還原技術(shù)脫硝組合，工程龐大，初投資和運(yùn)行費(fèi)用高，且容易形成二次污染。其次是干法煙氣聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)，包括固相吸收/再生法、氣/固催化同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)、吸收劑噴射法以及高能電子活化氧化法。干法煙氣聯(lián)合脫硫脫硝系列技術(shù)的研究應(yīng)用雖取得了顯著的進(jìn)步，但因存在各種缺陷，或應(yīng)用條件較苛刻，或處理復(fù)雜，或效果穩(wěn)定性偏差，或投資偏大、運(yùn)行成本高，或尚處于實(shí)驗(yàn)中，尚不能普適性的解決煙氣中重金屬、氟、氯、硫、硝污染物問(wèn)題。為此，大量的科技工作者就新式濕法同步脫硫脫硝方式進(jìn)行了開(kāi)發(fā)性試驗(yàn)，新式濕法同步脫硫脫硝的方法包括氧化法和濕式絡(luò)合法，大多尚處于研究階段。

氧化法包括氯酸氧化法、二氧化氯氧化法、黃磷氧化法、酸化雙氧水法，氧化法實(shí)質(zhì)上都是采用濕式洗滌系統(tǒng)，在一套設(shè)備中同時(shí)脫除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物。工藝采用氧化吸收塔和堿式吸收塔兩段工藝，試圖在脫除二氧化硫和氮氧化物的同時(shí)，脫除有毒微量金屬元素如砷、鉍、鎘、鉻、鉛、汞等。其中的氯酸氧化法、二氧化氯氧化法、酸化雙氧水法，為增強(qiáng)氧化效果都必須采用鹽酸或硫酸溶液活化，即必須在強(qiáng)酸性條件下才能具有較好的氧化效果，而強(qiáng)酸和氯對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕性強(qiáng)，氯酸氧化法、二氧化氯氧化法工藝過(guò)程亦產(chǎn)生有毒的氣體氯氣，且工藝中酸性條件下的氧化效果穩(wěn)定性偏差，客觀上尚難以穩(wěn)定的同步脫除硫硝和重金屬。其中的黃磷氧化法是以黃磷為原料將NO氧化為NO₂，再用液態(tài)的堿性吸收漿液吸收反應(yīng)生成硫酸鹽和硝酸鹽，對(duì)二氧化硫和氮氧化物的去除率達(dá)到95%以上，但黃磷具有易燃性、不穩(wěn)定性和毒性，尚缺乏可靠的預(yù)處理解決方法。

濕式絡(luò)合法一般采用鐵或鈷作催化劑。以水溶液中能絡(luò)合NO的絡(luò)合劑使之結(jié)合成絡(luò)合物。絡(luò)合物與溶解于溶液中的SO₂、SO₃反應(yīng)。濕式絡(luò)合吸收法工藝可以同時(shí)脫硫脫硝，但工業(yè)穩(wěn)定性差，絡(luò)合劑再生困難、利用率低，運(yùn)行費(fèi)用高，難以有效解決煙氣中的氟氯和重金屬污染問(wèn)題。

今天，選擇環(huán)保綠色的無(wú)毒無(wú)害材料，同步解決煙氣中脫硫脫硝脫氟脫氯脫除重金屬污染物，并實(shí)施資源化利用，已經(jīng)成為各國(guó)控制煙氣污染的研發(fā)熱點(diǎn)和難題。當(dāng)前，大多數(shù)脫硫脫硝一體化工藝僅停留在研究階段，盡管已經(jīng)有少量示范應(yīng)用工程，但由于有毒、腐蝕性工藝原料的應(yīng)用，加之運(yùn)行費(fèi)用較高，制約了其大規(guī)模推廣應(yīng)用。開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情，無(wú)毒無(wú)腐蝕、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、效率高、副產(chǎn)品資源化利用的煙氣脫硫脫硝脫氟脫氯脫除重金屬污染物及資源化利用技術(shù)已成為解決大氣環(huán)境污染的當(dāng)務(wù)之急。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工業(yè)窯爐煙氣重金屬和氟氯硫硝凈化及資源化利用方法， 該方法簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)營(yíng)成本較低，對(duì)工業(yè)窯爐生產(chǎn)線設(shè)備無(wú)腐蝕。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，一種工業(yè)窯爐煙氣重金屬和氟氯硫硝凈化及資源化利用方法，用過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鹽復(fù)合氧化脫除工業(yè)窯爐煙氣中的重金屬和氮氧化物、二氧化硫及氟、氯污染物，使之轉(zhuǎn)化為農(nóng)用肥和化工原料，具體包括如下步驟：

（1）脫污氧化劑粉料或脫污氧化劑溶液的制備：按有效成份的質(zhì)量濃度計(jì)，以過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鹽及活化劑的質(zhì)量比為過(guò)碳酸鈉10～90:高鐵酸鹽10～90:活化劑0.01～5（優(yōu)選過(guò)碳酸鈉15～75：高鐵酸鹽15～75：活性劑0.1～2.0）的比例配料,混合均勻制成粉料，即得固體脫污氧化劑粉料，或以公知的方法制成有效質(zhì)量濃度為0.5%～15%的水溶液，得脫污氧化劑溶液。

所述高鐵酸鹽為高鐵酸鈉、高鐵酸鉀、高鐵酸鎂、高鐵酸鈣、高鐵酸鋇、高鐵酸鋅等中的至少一種。

所述活化劑為公知的鐵、錳、銅、鎳、鈷的水溶性化合物，優(yōu)選如絡(luò)合鐵、硫酸鐵、氯化鐵、硝酸錳、氯化錳、硫酸銅、氯化銅、氯化鎳、硝酸鎳、氯化鈷、硝酸鈷等中的至少一種。

（2）脫污氧化：將步驟（1）所得的脫污氧化劑粉料或脫污氧化劑溶液霧化噴入工業(yè)窯爐的煙氣管道中，和/或霧化噴入設(shè)置于煙氣管道上的脫污氧化器中，以工業(yè)窯爐的煙氣管道和/或脫污氧化器作為脫污氧化反應(yīng)的裝置，脫除煙氣中的重金屬、氟、氯、硫、硝、二氧化硫、氮氧化合物等污染物，并氧化清除煙氣中未燃盡的碳?xì)浠衔铩?/p>

所述脫污氧化劑粉料或溶液的用量，根據(jù)煙氣污染物含量變化（客觀上煙氣污染物隨原燃材料變化及窯爐工況的變化而變化）及在線檢測(cè)污染物排放達(dá)標(biāo)的要求，實(shí)時(shí)調(diào)整脫污氧化劑的用量以使排放煙氣達(dá)到排放要求。脫污氧化劑的用量越多，煙氣中的污染物的含量越低。

本發(fā)明將具有強(qiáng)氧化作用的脫污氧化劑霧化噴入煙氣管道中或脫污氧化器中，以過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鹽復(fù)合的脫污劑的超強(qiáng)氧化作用，將工業(yè)窯爐產(chǎn)生的煙氣中的二氧化硫氧化為三氧化硫，再轉(zhuǎn)化為硫酸或硫酸鈉、硫酸鐵等硫酸鹽而脫硫，將煙氣中的一氧化氮（約占NOx總量的90%）氧化為二氧化氮，再轉(zhuǎn)化為硝酸或硝酸鈉、硝酸鐵等硝酸鹽而脫硝，將氟、氯化合物氧化轉(zhuǎn)化為氟化鈉、氯化鈉等鹽而脫除氟、氯，將煙氣中的重金屬氧化為離子態(tài)（如將原燃材料帶入產(chǎn)生的少量的汞氧化為汞離子、砷氧化為砷酸根）生成無(wú)機(jī)鹽（如硫酸汞、硝酸汞、硫酸砷、硝酸砷、砷酸鈉）而脫除煙氣中重金屬污染物，并高效氧化清除煙氣中未燃盡的碳?xì)浠衔铩?/p>

本發(fā)明還可以增加步驟（3）資源化利用：將經(jīng)步驟（2）處理的脫除重金屬、氟、氯、硫、硝、二氧化硫、氮氧化合物等污染物所得的以硫酸鹽、硝酸鹽、氟鹽、氯鹽為主要成分的混合物，按公知的化工分離方法，視情況分離出其中的重金屬鹽、氟鹽、氯鹽、硫酸鹽、硝酸鹽，所得的硝酸鹽作為農(nóng)業(yè)用肥或作為化工原料，所得的重金屬鹽、氟鹽、氯鹽供應(yīng)冶金或化工，硫酸鹽用于農(nóng)肥或建材，實(shí)現(xiàn)資源化利用，或分離出其中的重金屬后作為水泥及混凝土用早強(qiáng)劑原料或農(nóng)肥，或直接作為水泥及混凝土外加劑用替代性原料（利用水泥砼的硅酸鹽及鋁酸鹽膠凝礦物固化重金屬）。

進(jìn)一步，步驟（1）中，在脫污氧化劑粉料或脫污氧化劑溶液中，可以加入輔料無(wú)毒的氧化劑（如過(guò)氧化尿素、過(guò)氧乙酸等）及可與酸性物質(zhì)反應(yīng)的吸收劑（如氨、尿素、燒堿、水玻璃、偏鋁酸鈉等）。

進(jìn)一步，步驟（1）的脫污氧化劑或脫污氧化劑溶液的制備中，所述過(guò)碳酸鈉、高鐵酸鹽可選用市售產(chǎn)品或用公知的方法現(xiàn)場(chǎng)制備。

進(jìn)一步，步驟（2）中的脫污氧化，可采取單段式集中脫污氧化、分段或分級(jí)脫污氧化。

進(jìn)一步，步驟（2）中采取分段或分級(jí)脫污氧化時(shí)，末段或末級(jí)加入可與酸性物質(zhì)反應(yīng)的吸收劑如氨、尿素、燒堿、水玻璃、偏鋁酸鈉等中的至少一種?？砂垂幕すに囍迫》€(wěn)定的硝酸銨和/或硫酸銨。

進(jìn)一步，步驟（2）中采取分段或分級(jí)脫污氧化時(shí)，末段或末級(jí)可按公知的化工工藝制備硫酸和硝酸的混合酸。

本發(fā)明的有益效果：

（1）選用綠色環(huán)保型的強(qiáng)氧化劑過(guò)碳酸鈉（國(guó)際上普遍用于民用洗滌去污和制氧）和高鐵酸鹽（還原后產(chǎn)物為三價(jià)鐵或氫氧化鐵）為工藝原料、輔配以無(wú)毒無(wú)害的活化劑作為復(fù)合氧化劑，氧化能力強(qiáng)于活化的過(guò)碳酸鈉及高鐵酸鹽，能有效脫除煙氣中的重金屬、氟、氯、硫、硝污染物，并能高效氧化清除煙氣中未燃盡的碳?xì)浠衔?，但?duì)人無(wú)毒無(wú)害，對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕，無(wú)二次污染物產(chǎn)生，無(wú)廢渣廢水排放，利于生產(chǎn)安全和環(huán)保。

（2）煙氣脫污氧化產(chǎn)物便于資源化利用，作為化工原料和/或農(nóng)肥，煙氣有害污染物凈化處理和利用徹底，利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（3）工藝簡(jiǎn)單且便于自動(dòng)化控制調(diào)整，投資少，處理成本相對(duì)較低，經(jīng)濟(jì)性較好，利于推廣，為有效解決大、中、小各類工業(yè)窯爐煙氣的高效凈化提供了一種有效的技術(shù)方案。

本發(fā)明利用無(wú)毒、無(wú)腐蝕性、無(wú)氯的環(huán)保型復(fù)合氧化劑工藝原料，采用半干法或干法噴霧處理煙氣，以中性至堿性條件下的強(qiáng)氧化作用凈化煙氣中的硫、硝、氟、氯和重金屬污染物，并高效氧化清除煙氣中未燃盡的碳?xì)浠衔?，且資源化利用清污產(chǎn)物作為化工原料或農(nóng)肥，工藝方法簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)營(yíng)成本較低，對(duì)工業(yè)窯爐生產(chǎn)線設(shè)備無(wú)腐蝕，具有較好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

某紅磚廠，采用燃煤為燃料，該廠煙氣經(jīng)除塵器除塵后由煙道煙囪直接排入大氣中，煙氣有刺鼻的氣味。試驗(yàn)中的煙氣凈化以現(xiàn)有的煙道煙囪為脫污氧化空間，試驗(yàn)時(shí)裝設(shè)西安聚能儀器有限公司的TR-9300煙氣在線監(jiān)測(cè)分析儀。未脫污氧化時(shí)，在線檢測(cè)煙氣中成份，NO_x 含量為976mg/Nm³、SO₂ 含量為1287mg/Nm³、CO含量為0.43mg/Nm³，煙氣取樣檢測(cè)含汞量為 30.21 μg/Nm³、含氟量為26.9mg/Nm³、含氯量為45.37mg/Nm³、碳?xì)浠衔锖繛镃H_x2134mg/Nm³。試驗(yàn)選用市售的過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鉀作為氧化劑，選用市售的硫酸錳、硫酸銅作為活化劑，按如下步驟進(jìn)行工業(yè)窯爐煙氣重金屬和氟氯硫硝凈化及資源化利用方法的試驗(yàn)：

（1）脫污氧化劑制備：按有效成份計(jì)，將過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鉀及活化劑按質(zhì)量比為過(guò)碳酸鈉69:高鐵酸鉀30.7:活化劑0.3（其中硫酸錳0.2、硫酸銅0.1）的比例配料，制成有效成分質(zhì)量濃度為5.6%的脫污氧化劑溶液；

（2）脫污氧化：將步驟（1）所得的脫污氧化劑溶液霧化噴入工業(yè)窯爐收塵器出口后的煙氣管道中，直接以煙氣管道煙囪作為脫污氧化反應(yīng)的裝置，脫除煙氣中的重金屬、氟、氯、硫、硝、二氧化硫、氮氧化合物等污染物，并氧化清除煙氣中未燃盡的碳?xì)浠衔?。調(diào)整脫污氧化劑溶液噴入量，在線檢測(cè)煙氣中有害物質(zhì)含量，使其含量穩(wěn)定控制在NO_x＜100mg/Nm³、SO₂＜100mg/Nm³、CO含量≤0.02 mg/Nm³。煙氣取樣檢測(cè)含汞量為1.77μg/Nm³、含氟量為1.9mg/Nm³、含氯量為1.8mg/Nm³、CH_x含量為113mg/Nm³，煙氣異味消失。

本試驗(yàn)將強(qiáng)氧化作用的脫污氧化劑霧化噴入收塵器出口后的煙氣管道中，以過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鹽復(fù)合脫污劑的超強(qiáng)氧化作用，能將煙氣中的二氧化硫氧化為三氧化硫，再轉(zhuǎn)化為硫酸鈉、硫酸鐵等硫酸鹽而脫硫；能將煙氣中的一氧化氮（約占NO_x總量的90%）氧化為二氧化氮，再轉(zhuǎn)化為硝酸鈉、硝酸鐵等硝酸鹽而脫硝；能將氟、氯化合物氧化轉(zhuǎn)化為氟化鈉、氯化鈉等鹽類而脫除氟氯；能將重金屬氧化轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)化合物（如硫酸汞、硝酸汞等）而脫除煙氣中的重金屬污染物，并能高效氧化清除煙氣中未燃盡的碳?xì)浠衔铩?/p>

（3）資源化利用：將經(jīng)步驟（2）處理的脫除重金屬、氟、氯、硫、硝、二氧化硫、氮氧化合物等污染物所得的以硫酸鹽、硝酸鹽、氟鹽、氯鹽為主要成分的混合物，直接送至某商品混凝土站作為混凝土復(fù)合早強(qiáng)劑中的無(wú)機(jī)鹽替代原料，反饋效果與使用現(xiàn)有混凝土復(fù)合早強(qiáng)劑相當(dāng)，未發(fā)現(xiàn)任何異常；采用此替代原料作混凝土早強(qiáng)劑的混凝土塊進(jìn)行毒性浸出試驗(yàn)，重金屬浸出量無(wú)顯見(jiàn)變化，說(shuō)明水泥混凝土能有效固化其中的重金屬離子。

實(shí)施例2

某山區(qū)冶煉廠，該廠煙氣經(jīng)除塵器除塵后由煙道煙囪直接排入大氣中，煙氣有刺鼻的氣味。試驗(yàn)中的煙氣凈化從現(xiàn)有的煙道與煙囪之間設(shè)置一個(gè)脫污氧化器，試驗(yàn)時(shí)裝設(shè)西安聚能儀器有限公司的TR-9300煙氣在線監(jiān)測(cè)分析儀。未脫污氧化時(shí)，在線檢測(cè)煙氣成份，煙氣中NO_x含量為1478mg/Nm³、SO₂含量為3586mg/Nm³、CO含量為0.29mg/Nm³，煙氣取樣檢測(cè)含汞量為38.44μg/Nm³、含氟量為57.3mg/Nm³、含氯量為44.37mg/Nm³、碳?xì)浠衔锖繛镃H_x837mg/Nm³。試驗(yàn)選用市售的過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鉀作為氧化劑，選用市售的硫酸鎳、硫酸鈷作為活化劑，輔料選用燒堿，按如下步驟進(jìn)行工業(yè)窯爐煙氣重金屬和氟氯硫硝凈化及資源化利用方法試驗(yàn)：

（1）脫污氧化劑溶液的制備：按有效成份計(jì)，將過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鉀及活化劑按質(zhì)量比為過(guò)碳酸鈉32:高鐵酸鉀67.89:活化劑0.11（其中硫酸鈷0.01、硫酸鎳0.1）的比例配料，輔料按過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鉀總質(zhì)量的35%配入，各組份加水混合均勻，制成有效成分質(zhì)量濃度為3.3%的脫污氧化劑溶液；

（2）脫污氧化：將步驟（1）所得的脫污氧化劑溶液霧化噴入脫污氧化器中，脫除煙氣中的重金屬、氟、氯、硫、硝、二氧化硫、氮氧化合物等污染物，并氧化清除煙氣中未燃盡的碳?xì)浠衔铩Ｕ{(diào)整脫污氧化劑溶液噴入量，在線檢測(cè)煙氣中有害物質(zhì)含量，使各有害物質(zhì)含量穩(wěn)定控制在NO_x＜180mg/Nm³、SO₂＜180mg/Nm³、CO含量＜0.02 mg/Nm³。煙氣取樣檢測(cè)，其含汞量為2.83μg/Nm³、含氟量為2.6mg/Nm³、含氯量為2.2mg/Nm³、CH_x為17mg/Nm³。煙氣異味消失。

本試驗(yàn)將強(qiáng)氧化作用的脫污氧化劑霧化噴入收塵器出口后的脫污氧化塔中，以過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鹽復(fù)合脫污劑的超強(qiáng)氧化作用，能將煙氣中的二氧化硫氧化為三氧化硫，再轉(zhuǎn)化為硫酸鈉、硫酸鐵等硫酸鹽而脫硫；能將煙氣中的一氧化氮（約占NO_x總量的90%）氧化為二氧化氮，再轉(zhuǎn)化為硝酸鈉、硝酸鐵等硝酸鹽而脫硝；能將氟、氯化合物氧化轉(zhuǎn)化為氟化鈉、氯化鈉等鹽類而脫除氟氯；能將煙氣中的重金屬氧化為離子態(tài)（原燃材料帶入產(chǎn)生的汞蒸氣氧化為汞離子）生成無(wú)機(jī)化合物（如硫酸汞、硝酸汞等）而脫除煙氣中重金屬污染物，并能高效氧化清除煙氣中未燃盡的碳?xì)浠衔铩?/p>

（3）資源化利用：將脫除重金屬、氟、氯、硫、硝、二氧化硫、氮氧化合物等污染物所得的以硫酸鹽、硝酸鹽、氟鹽、氯鹽為主要成分的混合物，按公知的化工分離方法，分離出其中的重金屬鹽（硫酸汞、氯化汞、砷酸鈉）、氟鹽（氟化鐵）、氯鹽（氯化鈉）、硫酸鹽（硫酸鈉、硫酸鐵）、硝酸鹽（硝酸鈉），所得的硝酸鈉作為農(nóng)業(yè)用肥澆草，所得的重金屬鹽、氟鹽、氯鹽、硫酸鹽、砷酸鹽用作化工原料，實(shí)現(xiàn)資源化利用。

實(shí)施例3

某廠供熱鍋爐煙氣凈化，該廠供熱鍋爐煙氣經(jīng)水洗除塵器除塵后由煙道煙囪直接排入大氣中，煙氣中含大量水蒸汽顯白色。試驗(yàn)中的煙氣凈化從現(xiàn)有的煙道與煙囪之間設(shè)置一個(gè)脫污氧化器，試驗(yàn)時(shí)裝設(shè)西安聚能儀器有限公司的TR-9300煙氣在線監(jiān)測(cè)分析儀。未脫污氧化時(shí)，在線檢測(cè)煙氣中有害成份含量，煙氣中NO_x含量為1236mg/Nm³、SO₂含量為886mg/Nm³、CO含量為0.19 mg/Nm³，煙氣取樣檢測(cè)含汞量為20.73μg/Nm³、含氟量為12.1mg/Nm³、含氯量為16.4mg/Nm³、碳?xì)浠衔锖繛镃H_x217mg/Nm³。試驗(yàn)選用市售的過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鉀作為氧化劑，選用市售的硫酸鎳、硫酸銅作為活化劑，按如下步驟進(jìn)行工業(yè)窯爐煙氣重金屬和氟氯硫硝凈化及資源化利用方法試驗(yàn)。

（1）脫污氧化劑制備：按有效成份計(jì)，將過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鉀及活化劑按質(zhì)量比為過(guò)碳酸鈉84:高鐵酸鉀15.3:活化劑0.7（其中硫酸銅0.5、硫酸鎳0.2）的比例配料，混合均勻，制成細(xì)度小于120目的脫污氧化劑粉料。

（2）脫污氧化：將步驟（1）所得的脫污氧化劑粉料用壓縮空氣霧化噴入脫污氧化器中，脫除煙氣中的重金屬、氟、氯、硫、硝、二氧化硫、氮氧化合物等污染物，并氧化清除煙氣中未燃盡的碳?xì)浠衔铩Ｕ{(diào)整脫污氧化劑噴入量，在線檢測(cè)煙氣中有害物質(zhì)含量，將煙氣中有害物質(zhì)含量穩(wěn)定控制在NO_x含量＜150mg/Nm³、SO₂含量＜150mg/Nm³、CO含量＜0.02 mg/Nm³。煙氣取樣檢測(cè)含汞量為1.7μg/Nm³、含氟量為1.1mg/Nm³、含氯量為1.3mg/Nm³、CH_x含量為24mg/Nm³。

本試驗(yàn)將強(qiáng)氧化作用的脫污氧化劑霧化噴入收塵器出口后的脫污氧化器中，以過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鹽復(fù)合脫污劑與水蒸汽作用后的超強(qiáng)氧化作用，能將煙氣中的二氧化硫氧化為三氧化硫，轉(zhuǎn)化為硫酸鈉、硫酸鐵等硫酸鹽而脫硫；能將煙氣中的一氧化氮（約占NO_x總量的90%）氧化為二氧化氮，轉(zhuǎn)化為硝酸鈉、硝酸鐵等硝酸鹽而脫硝；能將氟、氯化合物氧化轉(zhuǎn)化為氟化鈉、氯化鈉等化合物而脫除氟氯；能將煙氣中的重金屬氧化為離子態(tài)（原燃材料帶入產(chǎn)生的汞蒸氣氧化為汞離子）生成無(wú)機(jī)化合物（如硫酸汞、硝酸汞等）而脫除煙氣中的重金屬污染物，并能高效氧化清除煙氣中未燃盡的碳?xì)浠衔铩?/p>

（3）資源化利用：將經(jīng)步驟（2）處理的脫除重金屬、氟、氯、硫、硝、二氧化硫、氮氧化合物等污染物所得的以硫酸鹽、硝酸鹽、氟鹽、氯鹽為主要成分的混合物，按公知的化工分離方法，分離出其中的重金屬鹽（硫酸汞、氯化汞、砷酸鈉）、氟鹽（氟化鐵）、氯鹽（氯化鈉）、硫酸鹽（硫酸鈉）、硝酸鹽（硝酸鈉），所得的硝酸鈉作為農(nóng)業(yè)用肥澆草，所得的重金屬鹽、氟鹽、氯鹽、硫酸鹽、砷酸鹽用作化工原料，實(shí)現(xiàn)資源化利用。

實(shí)施例4

某廠供熱鍋爐煙氣凈化，該廠供熱鍋爐煙氣經(jīng)除塵器除塵后由煙道煙囪直接排入大氣中。試驗(yàn)中的煙氣凈化從現(xiàn)有的煙道與煙囪之間設(shè)置一、二兩級(jí)脫污氧化器，煙氣經(jīng)第一級(jí)后進(jìn)入第二級(jí)。試驗(yàn)時(shí)裝設(shè)西安聚能儀器有限公司的TR-9300煙氣在線監(jiān)測(cè)分析儀。未脫污氧化時(shí)，在線檢測(cè)煙氣中有害物質(zhì)的含量，NO_x含量為1203mg/Nm³、SO₂含量為843mg/Nm³、CO含量為0.17 mg/Nm³，煙氣取樣檢測(cè)含汞量為17.73μg/Nm³、含氟量為17.1mg/Nm³、含氯量為21.4mg/Nm³、碳?xì)浠衔锖繛镃H_x239mg/Nm³。試驗(yàn)選用市售的過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鈉作為氧化劑，選用市售的硫酸鎳、硫酸銅作為活化劑，輔料選用燒堿，按如下步驟進(jìn)行工業(yè)窯爐煙氣重金屬和氟氯硫硝凈化及資源化利用方法試驗(yàn)。

（1）脫污氧化劑溶液制備：按有效成份計(jì)，第一級(jí)脫污氧化器主要脫除重金屬及氟氯，所用脫污氧化劑按過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鉀及活化劑的質(zhì)量比為過(guò)碳酸鈉84.8:高鐵酸鈉15:活化劑0.2（其中硫酸銅0.1、硫酸鎳0.1）的比例配料，各組份加水混合均勻，制成有效成分質(zhì)量濃度為7%的脫污氧化劑溶液（A劑）。第二級(jí)脫污氧化器主要氧化脫除脫硝和碳?xì)浠衔?，所用脫污氧化劑按過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鉀及活化劑的質(zhì)量比為過(guò)碳酸鈉15:高鐵酸鉀84.8:活化劑0.2（其中硫酸銅0.1、硫酸鎳0.1）的比例配料，輔料燒堿按過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鉀總質(zhì)量的40%配入，各組份加水混合均勻，制成有效成分質(zhì)量濃度為2.2%的脫污氧化劑溶液（B劑）。

（2）脫污氧化：分級(jí)脫污氧化。將A劑霧化噴入一級(jí)脫污氧化器中，脫除煙氣中的以重金屬、氟、氯為主的煙氣污染物。B劑霧化噴入二級(jí)脫污氧化器中，脫除煙氣中的以二氧化硫、氮氧化合物、碳?xì)浠衔餅橹鞯奈廴疚铩Ｕ{(diào)整一、二級(jí)脫污氧化器中脫污氧化劑溶液A劑、B劑噴入量，在線檢測(cè)煙氣中有害污染物的含量，使其含量穩(wěn)定控制在NO_x＜100mg/Nm³、SO₂＜100mg/Nm³、CO含量＜0.01 mg/Nm³。煙氣取樣檢測(cè)含汞量為1.5μg/Nm³、含氟量為0.0mg/Nm³、含氯量為0.0mg/Nm³、CH_x含量為16mg/Nm³。

（3）資源化利用：將收集的第一級(jí)脫污氧化器脫除的以氟、氯和重金屬鹽為主的混合物曬干，直接作為助熔劑替代原料供應(yīng)冶金與制釉試驗(yàn)，反饋助熔效果良好。將收集的第二級(jí)脫污氧化器脫除的以硫酸鈉、硝酸鈉為主的混合物曬干，作為混凝土外加劑用硫酸鈉、硝酸鈉的替代原料，供應(yīng)制作混凝土外加劑，反饋用其制成的混凝土外加劑的性能與用硫酸鈉、硝酸鈉制成的外加劑性能相當(dāng)。

實(shí)施例5

某山區(qū)冶煉廠煙氣凈化，該廠煙氣經(jīng)除塵器除塵后由煙道煙囪直接排入大氣中。試驗(yàn)中的煙氣凈化從現(xiàn)有的煙道與煙囪之間設(shè)置一級(jí)脫污氧化器和二級(jí)脫污氧化吸收器，煙氣經(jīng)第一級(jí)脫污氧化器后進(jìn)入第二級(jí)脫污氧化吸收器。試驗(yàn)時(shí)裝設(shè)西安聚能儀器有限公司的TR-9300煙氣在線監(jiān)測(cè)分析儀。未脫污氧化時(shí)，在線檢測(cè)煙氣中有害污染物的含量，NO_x含量為1475mg/Nm³、SO₂含量為3478mg/Nm³、CO含量為0.29 mg/Nm³，煙氣取樣檢測(cè)含汞量為31.73μg/Nm³、含氟量為47.1mg/Nm³、含氯量為31.4mg/Nm³、碳?xì)浠衔顲H_x含量為1464mg/Nm³。

試驗(yàn)選用市售的過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鉀作為氧化劑，選用市售的硫酸鎳、硫酸銅作為活化劑，輔料選用市售的氨和過(guò)氧化尿素，按如下步驟進(jìn)行工業(yè)窯爐煙氣重金屬和氟氯硫硝凈化及資源化利用方法試驗(yàn)。

（1）脫污氧化劑溶液的制備：按有效成份計(jì)，第一級(jí)脫污氧化器所用脫污氧化劑按過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鈉及活化劑的質(zhì)量比為過(guò)碳酸鈉19:高鐵酸鈉80.5:活化劑0.5（其中硫酸銅0.4、硫酸鎳0.1）的比例配料，各組份加水，混合均勻，制成有效成分質(zhì)量濃度為3.5%的脫污氧化劑溶液（A劑）。第二級(jí)脫污氧化吸收器所用脫污氧化劑按過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鈉及活化劑的質(zhì)量比為過(guò)碳酸鈉89:高鐵酸鈉10.8:活化劑0.2（其中硫酸銅0.1、硫酸鎳0.1）的比例配料，輔料過(guò)氧化尿素、氨分別按過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鉀總質(zhì)量的5%和100%配入，各組份加水混合，制成有效成分質(zhì)量濃度為12%的脫污氧化劑溶液（B劑）。

（2）脫污氧化：分級(jí)脫污氧化。將A劑霧化噴入一級(jí)脫污氧化器中，氧化脫除煙氣中的以重金屬、氟、氯為主的煙氣污染物，并將部分二氧化硫、氮氧化合物、碳?xì)浠衔镅趸?。將B劑霧化噴入二級(jí)脫污氧化吸收器，進(jìn)一步脫除煙氣中的二氧化硫、氮氧化合物等污染物，并將煙氣中的硫硝轉(zhuǎn)化為硫酸氨、硝酸氨等。調(diào)整一、二級(jí)脫污氧化器中脫污氧化劑溶液A劑、B劑噴入量，在線檢測(cè)煙氣中污染物含量，使煙氣中的污染物含量穩(wěn)定控制在NO_x含量＜100mg/Nm³、SO₂含量＜100mg/Nm³、CO含量＜0.01mg/Nm³。煙氣取樣檢測(cè)含汞量為1.5μg/Nm³、含氟量為0.0mg/Nm³、含氯量為0.0mg/Nm³、CH_x含量為2mg/Nm³。

（3）資源化利用：將收集的第一級(jí)脫污氧化器脫除的以氟、氯和重金屬鹽為主的混合物，按公知的化工分離方法制取重金屬液汞、氟鹽及氟化鈉、氯化鈉化工原料。將收集的第二級(jí)脫污氧化吸收器脫污所得的以硫酸氨、硝酸氨為主的混合物按公知的化工方法清除其中的汞、鉛、砷元素后作為化肥澆草。

實(shí)施例6

某山區(qū)鉛鋅冶煉廠煙氣凈化，該廠煙氣經(jīng)除塵器除塵后由煙道煙囪直接排入大氣中。試驗(yàn)中的煙氣凈化從現(xiàn)有的煙道與煙囪之間設(shè)置四段式脫污氧化器，末段（第四段）循環(huán)制酸。試驗(yàn)時(shí)裝設(shè)西安聚能儀器有限公司的TR-9300煙氣在線監(jiān)測(cè)分析儀。未脫污氧化時(shí)，在線檢測(cè)煙氣中污染物的含量，NO_x含量為1026mg/Nm³、SO₂含量＞4500mg/Nm³、CO含量為0.29 mg/Nm³，煙氣取樣檢測(cè)含汞量為31.73μg/Nm³、含氟量為47.1mg/Nm³、含氯量為31.4mg/Nm³。試驗(yàn)選用市售的過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鈉作為氧化劑，選用市售的硫酸鎳、硫酸銅作為活化劑，按如下步驟進(jìn)行工業(yè)窯爐煙氣重金屬和氟氯硫硝凈化及資源化利用方法試驗(yàn)。

（1）脫污氧化劑溶液制備：按有效成份計(jì)，按過(guò)碳酸鈉和高鐵酸鈉及活化劑的質(zhì)量比為過(guò)碳酸鈉16:高鐵酸鈉83.8:活化劑0.2（其中硫酸銅0.1、硫酸鎳0.1）的比例配料，各組份加水混合均勻，制成有效成分質(zhì)量濃度為5.5%的脫污氧化劑溶液；

（2）脫污氧化：分段脫污氧化，將脫污氧化劑溶液霧化噴入脫污氧化器的一、二、三段中，氧化脫除煙氣中的以重金屬、氟、氯為主的煙氣污染物，使之轉(zhuǎn)化為氟化鹽、氯化鹽為主的化合物，并將二氧化硫、氮氧化合物氧化為三氧化硫、二氧化氮。調(diào)整脫污氧化器一、二、三段中脫污氧化劑溶液的噴入量，在線檢測(cè)煙氣中污染物的含量，使煙氣中污染物的含量穩(wěn)定控制在NO_x含量＜100mg/Nm³、SO₂含量＜100mg/Nm³、CO含量＜0.01mg/Nm³。煙氣取樣檢測(cè)含汞量為1.5μg/Nm³、含氟量為0.0mg/Nm³、含氯量為0.0mg/Nm³、CH_x 含量為2mg/Nm³。末段按公知的制酸工藝循環(huán)吸收被氧化的硫、硝，至硫酸和硝酸的混合酸質(zhì)量濃度達(dá)到20%以上。

（3）資源化利用：將收集的脫污氧化器中一至三段脫除的氟、氯和重金屬鹽為主的混合物按公知的化工分離方法制取重金屬液汞、氟鹽及氯鹽化工原料。末段收集的硫酸和硝酸的混合酸，其質(zhì)量濃度為31.7%，作為化工原料。