[發(fā)明專利]煙氣脫硝方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010248090.1
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN113457432A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王磊
• 申請（專利權(quán)）人: EDF（中國）投資有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/56;B01D53/14
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 南霆;李有財

本發(fā)明涉及一種煙氣脫硝方法，其中所述煙氣中含有NOx，所述方法包括：?通過酸化反應(yīng)活化脫硝劑，其中所述脫硝劑包含NaCIO或NaCIO2溶液，?通過光化學(xué)反應(yīng)活化所述脫硝劑，以及?用活化的脫硝劑氧化所述煙氣中的NOx。本發(fā)明還涉及一種煙氣脫硝系統(tǒng)，其中所述煙氣包含NOx，所述系統(tǒng)包括：?煙氣管道，所述煙氣在其中傳輸；?混料機，其中所述混料機的出口與所述煙氣管道流體連接。和?與所述煙氣管道的下游端流體連接的脫硝單元，該系統(tǒng)用于實施本發(fā)明的脫硝方法。本發(fā)明提高了脫硝效率并降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大氣污染控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及例如火力發(fā)電等的煙氣脫硝領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在火力發(fā)電廠中，可燃物(燃煤發(fā)電廠的煤和生物質(zhì)發(fā)電廠的可燃生物質(zhì))與空氣中的氧氣之間通過燃燒反應(yīng)釋放熱量，然后通過發(fā)電動力裝置把熱能轉(zhuǎn)換成電能，最終通過煙囪排出經(jīng)過燃燒的產(chǎn)物——煙氣。煙氣主要包含CO2和H2O，以及包含多種次要成分，例如氮氧化物(NOx)，硫氧化物(Sox)和空氣傳播的顆粒物或飛灰，這些次要成分是主要的空氣污染物。

近年來，針對空氣污染的要求變得越來越嚴格。目前，天然燃料的燃 燒已經(jīng)無法滿足這些要求。由此需要處理煙氣以去除大量的NOx(脫硝) 和SOx(脫硫)。

在這種越來越嚴格的污染物排放控制的趨勢下，各國都在加強排放控制，特別是對NO(NOx的主要成分)的控制。大約20年前就開始研究脫硝工藝，尤其是在脫硝過程中使用例如含有NaClO2(亞氯酸鈉)或NaClO(次氯酸鈉)的脫硝劑。近10年前中，現(xiàn)有技術(shù)中已提出一些使用此類脫硝劑的實踐方案。但是，自這些方案實施以來，尚未取得重大改善。因為，盡管NaClO2已被證明是在水存在下對NO的最佳氧化劑，但由于其效率低和成本高，大多數(shù)時候僅用作選擇性非催化氧化還原法(SNCR)的補充處理。例如，對于典型的生物質(zhì)發(fā)電廠，其初始NO水平約為300mg/m3，通過結(jié)合使用SNCR(50％去除效率)和NaClO2工藝，大多數(shù)電廠只能達到約100mg/Nm3 NO。

具體而言，實際上大多數(shù)情況下，在現(xiàn)有技術(shù)中NaClO2的脫硝過程會合并在脫硝脫硫單元中進行。在合并的脫硝脫硫單元中，脫硝操作通過以下三種不同的方式進行：

1.在濕式脫硫塔中對NaClO2+另一種堿性(例如Ca(OH)2，NaOH) 溶液進行濕式洗滌；

2.將NaClO2溶液混合到Ca(OH)2漿料中，然后注入用于脫SOx的半干法吸收器(SDA)；

3.將NaClO2溶液噴入干燥的循環(huán)流化床(CFB)柱中，該柱專門用于 SOx的干燥吸收。

以上所有3種方法均采用相同的脫硝機理，即NaClO2溶液在以下兩個主要步驟中與NO反應(yīng)：

1.離子ClO2-將NO氧化為N2O5。

2.N2O5被溶液吸收。

其中，步驟1適合在酸性環(huán)境下進行，以便形成對于NO更具有活性的ClO2。但是，第二個步驟，即吸收酸性氣體N2O5，僅能在堿性環(huán)境中進行。同時，出于穩(wěn)定性的考慮，在現(xiàn)有技術(shù)中，商用成品NaClO2儲存在堿性環(huán)境中，并且僅在堿性環(huán)境中使用NaClO2溶液。

圖1示了現(xiàn)有技術(shù)中的脫硝過程，其中脫硝劑和堿存儲罐1中的 NaClO2與煙氣管道中2的煙氣被送入脫硝單元3中進行氧化和吸收處理，然后經(jīng)過處理的煙氣通過排氣管道4進行排放。為了提高脫硝效果，就需要投入更多的試劑。然而，這將帶來許多不利影響。首先，效率的提高與試劑的增加不是線性關(guān)系，并且最高去除率僅能達到60％左右。其次，更重要的是，過量的未反應(yīng)的NaClO2會釋放到煙囪中，并可能在煙囪的頂部形成明顯的綠色氣體(氯氣)，這給環(huán)境帶來了更大的麻煩。

因此，上述存在悖論的反應(yīng)機理導(dǎo)致脫硝效率低下且成本高昂。

發(fā)明內(nèi)容