專利名稱：一種含HCl工業(yè)廢氣的臭氧氧化脫硝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種含HC1的工業(yè)廢氣臭氧氧化脫硝方法。 技術(shù)背景和燃煤鍋爐煙氣相比較，工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氮化合物(包括NO和N02等)，因其 分布集中、排放量大、排放濃度高，其對環(huán)境和人體的危害較大，是繼S02之后亟待治理的重要大氣污染物質(zhì)之一。當(dāng)前，廢氣脫硝技術(shù)比較成熟的有選擇性非催化還原法(SNCR)和選擇性催化還原法 (SCR)兩種技術(shù)，均是在確定的反應(yīng)條件下，利用氨基還原劑將氮氧化物NOx轉(zhuǎn)化為無害 的氮氣N2和水蒸氣H20。其中SNCR法是在900-1200。C的高溫條件下進行；SCR法則是在 250-600'C的溫度范圍內(nèi)，同時有催化劑存在的條件下進行。SNCR法的主要缺點是①對管路和設(shè)備的要求高，造價昂貴；②還原劑消耗量大，能 耗很高，除非工業(yè)廢氣本身具有極高的溫度；③廢氣脫硝效率低，僅為40-50%;相對于SNCR 法，SCR法具有脫硝效率高， 一般可達80%以上，反應(yīng)溫度低等優(yōu)點，但在實際使用中仍存 在下列缺點①對管路和設(shè)備的要求高，造價昂貴，投資較大；②由于NH3的計量控制加入 量會出現(xiàn)誤差，容易造成二次污染；③易泄漏，操作及存儲困難，且易于形成(NH4)2S04堵塞 管路和設(shè)備；④為避免催化劑失活，對廢氣中含有的其它污染物限制較多，且由于催化劑成 本高，使得運行費用提高。目前，SCR技術(shù)在美國、德國和日本等國家電力系統(tǒng)已經(jīng)采用，我國正在試用于發(fā)電行 業(yè)燃煤鍋爐的煙氣脫硝。但對于含氮化合物濃度高達lX10Smg/r^—lX10Smg/m3、而且共 存有相類濃度的HC1氣體的工業(yè)廢氣的處理技術(shù)還未見報導(dǎo)，隨著公眾對環(huán)境的要求日益關(guān) 切，對NOx排放的限制也將日趨嚴(yán)格，因此盡快找到適合的廢氣脫硝方法己經(jīng)成為當(dāng)前環(huán)境 大氣治理技術(shù)的重點課題。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種含有HC1的工業(yè)廢氣臭氧氧化脫硝 方法。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案得以實現(xiàn)的 一種含HC1工業(yè)廢氣的臭氧氧化脫硝方法，包括以下步驟(1)在水洗吸收塔內(nèi)由洗滌吸收劑與含HC1工業(yè)廢氣，廢氣溫度范圍為50-20(TC時充分 接觸，使含HCI工業(yè)廢氣在水洗吸收塔的出口濃度，按體積百分比低于0.5%;同時得到稀鹽酸副產(chǎn)品。作為優(yōu)選，所述的洗滌吸收劑為水、氫氧化鈉水溶液、氫氧化鎂水溶液、氫氧化鈣水溶 液及氨水溶液等，在平常，用得最多的是水，作為最佳洗滌吸收劑。作為本發(fā)明的一種延伸， 采用濕法洗滌的吸收劑可選用其他堿性物質(zhì)的水溶液，廢氣的脫硝效率不變，產(chǎn)生的副產(chǎn)物 為相應(yīng)的鹽溶液。(2) 出了吸收塔的含HC1工業(yè)廢氣進入氧化吸收塔，氧化吸收塔內(nèi)溫度范圍為25-6(TC， 向氧化吸收塔內(nèi)噴入臭氧03或含臭氧03氣體，使含HC1工業(yè)廢氣與臭氧03或含臭氧03氣 體充分混合反應(yīng)；可以將廢氣中的含氮化合物，包括不同比例的NO和N02等，快速地氧化 成為易溶于水的高價態(tài)氮氧化物N02、 N203和N205。作為本發(fā)明的一種選擇，噴入臭氧的位置也可選在廢氣進入氧化吸收塔的管道上。 作為優(yōu)選，在氧化吸收塔內(nèi)的溫度范圍為35-5(TC，臭氧與廢氣中含氮化合物的摩爾質(zhì)量比例為1: 0.3-1.8。作為更佳選擇，在氧化吸收塔內(nèi)，臭氧與廢氣中含氮化合物的摩爾質(zhì)量比例為1: 0.3 1.0。為了實現(xiàn)更好的反應(yīng)效果，在氧化吸收塔內(nèi)的與含HCI工業(yè)廢氣的反應(yīng)氣體為臭氧03。 為了保證在氧化吸收塔內(nèi)的反應(yīng)充分，應(yīng)當(dāng)確保有足夠長的時間，但為了更經(jīng)濟、合理 的設(shè)備要求，所述的在氧化吸收塔內(nèi)的含HC1工業(yè)廢氣與臭氧03或含臭氧03氣體的反應(yīng)時 間為0.5-30秒，為了更好體現(xiàn)技術(shù)效果及經(jīng)濟效益，在氧化吸收塔內(nèi)的含HC1工業(yè)廢氣與臭 氧03或含臭氧03氣體的反應(yīng)時間為0.5-3秒。(3) 經(jīng)反應(yīng)后的混合氣體，再進入氧化吸收塔上部噴淋注水區(qū)，使反應(yīng)后的混合氣體與 噴淋水混合接觸，出氧化吸收塔的氣體為脫HC1、脫硝廢氣，噴淋水流出為稀硝酸。得到稀 硝酸副產(chǎn)品，經(jīng)處理后廢氣的脫硝效率為90%以上。本發(fā)明的有益效果為該方法立足于提供一種投資省，效率高，運行費用低的工業(yè)廢氣 脫硝技術(shù)，結(jié)合濕法洗滌吸收工藝可以達到90%以上的脫硝效率，而其投資僅為SCR技術(shù)的 2/3。作為強氧化劑的臭氧還可氧化其它污染物，例如有機含氮化合物，例如甲胺、二甲胺、 三甲胺及有機腈化物等，采用本工藝可同時消除惡臭物質(zhì)的污染。與其它的脫硝方法相比， 該種脫硝方法具有脫硝效率高，投資省，運行費用低，和適應(yīng)性廣等特點?？蓮V泛應(yīng)用于含 HC1等多種污染物的工業(yè)廢氣脫硝處理，尤其適用于含有可致SCR技術(shù)中催化劑失活的污染 物的工業(yè)廢氣脫硝處理。


圖1一種工業(yè)廢氣塔內(nèi)注入臭氧氧化結(jié)合濕法洗滌脫硝工藝的流程示意2 —種工業(yè)廢氣管道內(nèi)注入臭氧氧化結(jié)合濕法洗滌脫硝工藝的流程示意圖1、產(chǎn)生廢氣的生產(chǎn)裝置 2、廢氣輸送管道 3、水洗吸收塔4、稀鹽酸儲槽5、氧化吸收塔 6、稀硝酸儲槽 7、制氧裝置 8、臭氧發(fā)生器 9、煙囪具體實施方式
-在某含HCl的工業(yè)廢氣排放的NOx中，NO占90。/。以上，其他為N02等，NO不溶于水， 是難處理的氣態(tài)污染物之一，而高價態(tài)氮氧化物N203和N205可與水反應(yīng)生成硝酸HN03， 結(jié)合濕法洗滌吸收工藝可以達到90%以上的脫硝效率。臭氧是一種強氧化劑，除鉑、金、銥、 氟之外，溫度范圍50-20(TC時，臭氧幾乎可與元素周期表中的所有元素反應(yīng)，通過在廢氣吸 收塔內(nèi)噴入臭氧，03/NOx摩爾質(zhì)量比例控制在l以下，反應(yīng)時間約l秒，可以將廢氣中的一 氧化氮NO氧化成為易溶于水的高價態(tài)氮氧化物，再通過濕洗吸收工藝達到氧化脫硝的目的。下面結(jié)合附圖和具體實例進一步詳細(xì)描述本發(fā)明。 實施例1是工業(yè)廢氣塔內(nèi)注入臭氧氧化結(jié)合濕法洗滌脫硝工藝，按如圖1。首先將由產(chǎn)生廢氣的生產(chǎn)裝置1排放出來的工業(yè)廢氣(10000 m3/h 、含HC1 lX105mg/ m3、含NOx5Xl(Ang/m3 )通過廢氣輸送管道2引入一個除HC1的水洗吸收塔3，在水洗吸 收塔3內(nèi)噴淋流速為50 m"h的水流，將廢氣中的HC1吸收到水中，生產(chǎn)稀鹽酸，排入到稀 鹽酸儲槽4內(nèi)，同時脫除HC1氣體，在水洗吸收塔3的出口處，HC1的濃度為5X 102mg/ m3。 空氣經(jīng)干燥器凈化后送入制氧裝置7，制成的氧氣送入臭氧發(fā)生器8制備臭氧，臭氧通過噴 射器和擴散管注入氧化吸收塔，臭氧發(fā)生器出口應(yīng)盡量靠近氧化吸收塔。同時將脫除HC1的 工業(yè)廢氣送入氧化吸收塔5中，廢氣中的含氮化合物(5X104mg/ m3，包括不同比例的NO 和N02等)和注入塔內(nèi)的臭氧進行充分反應(yīng)，此時塔內(nèi)溫度為5(TC，控制反應(yīng)時間為2秒， 臭氧的注入量為20kg/h。廢氣經(jīng)臭氧氧化后與注入塔內(nèi)的水接觸，將高價態(tài)的NOx溶解吸收， 直接生成稀硝酸，排入稀硝酸儲槽6，最終達到脫硝的目的，脫硝效率為92%。吸收液利用 塔外循環(huán)泵循環(huán)使用，生成的稀硝酸可綜合利用。經(jīng)處理后的廢氣經(jīng)氧化吸收塔頂5的除霧 器后送入煙囪9排放大氣。實施例2是工業(yè)廢氣塔內(nèi)注入臭氧氧化結(jié)合濕法洗滌脫硝工藝，按如圖1。按實施例1的步驟，首先將由產(chǎn)生廢氣的生產(chǎn)裝置1排放出來的工業(yè)廢氣(10000 m3/h 、 含HCl 2X 105mg/m3、含NOx 5 X 104mg/m3 )通過廢氣輸送管道2引入一個除HC1的水洗吸 收塔3，在水洗吸收塔3內(nèi)噴淋流速為50 m3/h的水流，將廢氣中的HCl吸收到水中，生產(chǎn)稀鹽酸，排入到稀鹽酸儲槽4內(nèi)，同時脫除HC1氣體，在水洗吸收塔3的出口處，HC1的濃度為6X102mg/ m3。空氣經(jīng)干燥器凈化后送入制氧裝置7，制成的氧氣送入臭氧發(fā)生器8制備 臭氧，臭氧通過噴射器和擴散管注入氧化吸收塔，臭氧發(fā)生器出口應(yīng)盡量靠近氧化吸收塔。 同時將脫除HC1的工業(yè)廢氣送入氧化吸收塔5中，廢氣中的含氮化合物(5X104mg/m3，包 括不同比例的NO和N02等)和注入塔內(nèi)的臭氧進行充分反應(yīng)，此時塔內(nèi)溫度為45"C，控制 反應(yīng)時間為1.5秒，臭氧的注入量為20kg/h。廢氣經(jīng)臭氧氧化后與注入塔內(nèi)的水接觸，將高 價態(tài)的NOx溶解吸收，直接生成稀硝酸，排入稀硝酸儲槽6，最終達到脫硝的目的，脫硝效 率為94%。吸收液利用塔外循環(huán)泵循環(huán)使用，生成的稀硝酸可綜合利用。經(jīng)處理后的廢氣經(jīng) 氧化吸收塔頂5的除霧器后送入煙囪9排放大氣。實施例3工業(yè)廢氣管道內(nèi)注入臭氧氧化結(jié)合濕法洗滌脫硝工藝的原則操作，按如圖2。首先將排放廢氣的生產(chǎn)裝置1出來的工業(yè)廢氣(5000 m3/h 、含HC1 lX105mg/ m3、含 NOx 5X 104mg/ m3、含有機氮化合物2X 104mg/ m3)通過廢氣輸送管道2引入一個除HC1的 水洗吸收塔3，在水洗吸收塔3內(nèi)噴淋流速為30 m3/h的水流，將廢氣中的HC1吸收到水中， 生產(chǎn)稀鹽酸，排入到稀鹽酸儲槽4內(nèi)，同時脫除HC1氣體，在水洗吸收塔3的出口處，HC1 的濃度為lX102mg/m3?？諝饨?jīng)干燥器凈化后送入制氧裝置7，制成的氧氣送入臭氧發(fā)生器8 制備臭氧，而后在塔側(cè)管道內(nèi)注入臭氧，臭氧通過噴射器和擴散管注入氧化吸收塔，臭氧發(fā) 生器出口應(yīng)盡量靠近氧化吸收塔。同時將脫除HC1的工業(yè)廢氣送入氧化吸收塔5中，廢氣中 的含氮化合物(7X104mg/m3，包括不同比例的NO、 N02及三甲胺等)和注入塔內(nèi)的臭氧進 行充分反應(yīng)，此時塔內(nèi)溫度為45'C，控制反應(yīng)時間為2秒，臭氧的注入量為18kg/h。廢氣經(jīng) 臭氧氧化后與注入塔內(nèi)的水接觸，將高價態(tài)的NOx溶解吸收，直接生成稀硝酸，排入稀硝酸 儲槽6,最終達到脫硝的目的，脫硝效率為卯％。吸收液利用塔外循環(huán)泵循環(huán)使用，生成的 稀硝酸可綜合利用。經(jīng)處理后的廢氣經(jīng)氧化吸收塔頂5的除霧器后送入煙囪9排放大氣。 實施例4工業(yè)廢氣管道內(nèi)注入臭氧氧化結(jié)合濕法洗滌脫硝工藝的原則操作，按如圖2。按實施例3的步驟首先將排放廢氣的生產(chǎn)裝置1出來的工業(yè)廢氣(5000 m3/h 、含HC1 1 X 105mg/ m3、含NOx 5 X 104mg/ m3、含有機氮化合物2 X 104mg/ m3)通過廢氣輸送管道2 引入一個除HC1的水洗吸收塔3，在水洗吸收塔3內(nèi)噴淋流速為30 m3/h的水流，將廢氣中的 HC吸收到水中，生產(chǎn)稀鹽酸，排入到稀鹽酸儲槽4內(nèi)，同時脫除HC1氣體，在水洗吸收塔 3的出口處，HC1的濃度為lX102mg/m3?？諝饨?jīng)干燥器凈化后送入制氧裝置7，制成的氧氣 送入臭氧發(fā)生器8制備臭氧，而后在塔側(cè)管道內(nèi)注入臭氧，臭氧通過噴射器和擴散管注入氧化吸收塔，臭氧發(fā)生器出口應(yīng)盡量靠近氧化吸收塔。同時將脫除HC1的工業(yè)廢氣送入氧化吸 收塔5中，廢氣中的含氮化合物(7X104mg/m3，包括不同比例的NO、 N02及三甲胺等)和 注入塔內(nèi)的臭氧進行充分反應(yīng)，此時塔內(nèi)溫度為6(TC，控制反應(yīng)時間為l秒，臭氧的注入量 為18kg/h。廢氣經(jīng)臭氧氧化后與注入塔內(nèi)的水接觸，將高價態(tài)的NOx溶解吸收，直接生成稀 硝酸，排入稀硝酸儲槽6，最終達到脫硝的目的，脫硝效率為93%。吸收液利用塔外循環(huán)泵 循環(huán)使用，生成的稀硝酸可綜合利用。經(jīng)處理后的廢氣經(jīng)氧化吸收塔頂5的除霧器后送入煙 囪9排放大氣。
權(quán)利要求
1. 一種含HCl工業(yè)廢氣的臭氧氧化脫硝方法，包括以下步驟1)在水洗吸收塔(3)內(nèi)由洗滌吸收劑與含HCl工業(yè)廢氣，在溫度范圍為50-200℃時充分接觸，使含HCl工業(yè)廢氣在水洗吸收塔(3)的出口濃度按體積比HCl低于0.5％；2)出了吸收塔的含HCl工業(yè)廢氣進入氧化吸收塔(5)，氧化吸收塔(5)內(nèi)溫度范圍為25-60℃，向氧化吸收塔(5)內(nèi)噴入臭氧O3或含臭氧O3氣體，使含HCl工業(yè)廢氣與臭氧O3或含臭氧O3氣體充分混合反應(yīng)；3)經(jīng)反應(yīng)后的混合氣體，在進入氧化吸收塔(5)上部噴淋注水區(qū)，使反應(yīng)后的混合氣體與噴淋水混合接觸，出氧化吸收塔(5)的氣體為脫HCl、脫硝廢氣，噴淋水流出為稀硝酸副產(chǎn)品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述的洗滌吸收劑為水、氫氧化鈉水溶液、 氫氧化鎂水溶液、氫氧化鈣水溶液及氨水溶液。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的洗滌吸收劑為水。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的在氧化吸收塔(5)內(nèi)的溫度范圍為 35-50°C，臭氧與廢氣中含氮化合物中氮的摩爾質(zhì)量比例為1: 0.3 1.8。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的在氧化吸收塔(5)內(nèi)，臭氧與廢氣 中含氮化合物中氮的摩爾質(zhì)量比例為1: 0.3~1.0。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的在氧化吸收塔(5)內(nèi)的與含HC1工 業(yè)廢氣的反應(yīng)氣體為臭氧03。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的在氧化吸收塔(5)內(nèi)的含HC1工業(yè) 廢氣與臭氧03或含臭氧03氣體的反應(yīng)時間為0.5-30秒。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的在氧化吸收塔(5)內(nèi)的含HC1工業(yè) 廢氣與臭氧03或含臭氧03氣體的反應(yīng)時間為0.5-3秒。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種含HCl工業(yè)廢氣的臭氧氧化脫硝方法，本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是指當(dāng)存在HCl的條件下，將溫度范圍為40-200℃之間的廢氣，首先在氧化吸收塔內(nèi)噴入臭氧O₃，將廢氣中的NO和NO₂等含氮化合物氧化成為易溶于水的高價態(tài)氮氧化物NO₂、N₂O₃和N₂O₅等，然后結(jié)合濕法吸收技術(shù)，組成了完整的脫硝處理工藝。本發(fā)明的優(yōu)點是具有更高的脫硝效率，投資省，運行費用低，無二次污染，并可分別得到副產(chǎn)品來回收資源，可將脫硝效率提高到90％以上。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于含HCl等多種污染物的廢氣脫硝處理，尤其適用于含有可致SCR技術(shù)中催化劑失活的污染物的工業(yè)廢氣脫硝處理。
文檔編號B01D53/78GK101274207SQ20081006155
公開日2008年10月1日 申請日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者濤 林 申請人:濤 林