[發明專利]一種絡合吸收結合好氧反硝化煙氣脫硝工藝

有效

• 申請號: 201410353108.9
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN104190226B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 張玉;孫超越;王曉偉;陳明翔;孫繼宸;謝柄柯;周集體
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/84;B01D53/56
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 李寶元,梅洪玉

技術領域

本發明屬于煙氣凈化技術領域，涉及一種絡合吸收結合好氧反硝化煙氣脫硝工藝。

背景技術

NO_x包括N₂O,NO,NO₂,N₂O₃,N₂O₄,N₂O₅，主要來源于火山爆發、雷電、細菌活動等自然源及工業、交通運輸、化石燃料燃燒等人為活動的人為源，NO_x能與碳氫化合物形成光化學煙霧，產生酸雨、酸霧，損害植被、危害人類健康，同時NO_x還會破壞臭氧層。鑒于此，采取一定措施減少或消除NO_x的排放十分重要。

工業上應用較多的煙氣脫硝技術是選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)，但催化劑易失活、設備投資大、運行成本較高、產生二次污染等問題使其在煙氣脫硝中的應用難度增加。因此，開發一種經濟環保的煙氣脫硝技術尤為迫切。作為一種新型的煙氣脫硝方法，微生物煙氣脫硝技術以其設備簡單、投資運行成本低、環境污染小等優點逐漸得到人們的關注。

隨燃煤煙氣排放的NO_x中NO約占95％，而NO難溶于水，無法進入到液相介質中被微生物轉化利用，而且微生物表面的吸附能力又很差，使得NO實際脫除效率很低，因此完全采用微生物技術脫除NO_x存在較大的限制。上世紀80年代發展起來的絡合吸收結合生物轉化去除NO_x技術(即BioDeNO_x工藝)，將化學吸收劑(Fe^II(EDTA)等)絡合吸收和生物反硝化技術進行有機的結合，不僅強化了氣液傳質，增加NO在液相中的溶解度，而且能夠在微生物的作用下再生絡合吸收劑從而實現絡合劑的循環利用。雖然BioDeNO_x技術很好的解決了NO的氣液傳質問題，但實際燃煤煙氣中含有3％-8％的O₂，很容易將該工藝廣泛使用的Fe^II絡合劑氧化為Fe^III從而失去絡合能力，而且O₂的存在會影響傳統厭氧/兼氧反硝化菌的反硝化性能。氧氣干擾問題的解決可從該工藝中的絡合吸收和微生物還原兩過程出發來考慮。

首先，研究者就耐氧脫硝絡合劑的篩選問題做了大量研究。龍、辛等人(環境科學,2005,26(1):20-23.華東電力,2010,38(3):408-413.化學工程,2011,39(6):8-11.)研究發現鈷絡合劑能夠在氧氣存在條件下絡合并去除NO，去除機理包括以下過程：含有NO和O₂的廢氣通過鈷絡合劑后，NO和O₂被鈷絡合劑絡合吸收，形成絡合NO和絡合O₂，具有強氧化性的雙核雙氧橋式配合物絡合O₂將絡合NO氧化成NO₂，NO₂溶解于水生成NO₃^-和NO₂^-。另外申請號為200910216259.9、01105698.3、01105004.7、02110646.0、201210167859.2的中國專利中均有提到利用鈷絡合劑進行廢氣脫硝，上述專利脫硝產物都是溶解在水中NO₃^-和NO₂^-，脫硝廢水的排放存在二次污染的風險。

另一方面，上世紀80年代，Robertson(Archives?of?Microbiology,1984,139(4):351-354.Applied?and?Environmental?Microbiology,1988,54(11):2812-2818.)等人研究兼養微生物Thiosphaera?pantotropha(泛養硫球菌，現更名為脫氮副球菌Paracoccus?denitrificans)時發現，它能同時利用硝酸鹽和O₂作為最終電子受體進行協同呼吸，并把此現象定義為好氧反硝化。

由于絡合脫硝的吸收過程中氧氣會溶解在吸收液中，好氧反硝化菌的這一能在氧氣存在條件下進行反硝化的特性能夠避免溶解氧對脫硝產生的NO₃^-和NO₂^-反硝化過程的影響，因此好氧反硝化菌在絡合吸收結合反硝化煙氣脫硝工藝中顯示出它的優勢。