本發(fā)明涉及一種用于低溫?zé)煔饷摿蛎撓醯碾p氧水高效利用方法及裝置，更具體的說，尤其涉及一種利用氣化的雙氧水含有更多的羥基自由基來實現(xiàn)煙氣的脫硫脫硝的雙氧水高效利用方法及裝置。

背景技術(shù)：

近年來，我國大面積地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)嚴重的霧霾天氣，已經(jīng)嚴重影響經(jīng)濟社會發(fā)展和人民群眾的生命健康。究其原因，電廠、焦化廠、燒結(jié)機、爐窯和各類中小型鍋爐燃煤排放的氮氧化物是形成霧霾天氣的重要原因之一，因此控制及消除氮氧化物和硫氧化物的排放是緊迫的現(xiàn)實需求。

當前，鍋爐煙氣脫硫脫硝普遍采用濕法煙氣脫硫（WFGD）和選擇性催化還原脫硝（SCR）技術(shù)，濕法煙氣脫硫方法對硫氧化物的脫除效率較高，但是脫硫副產(chǎn)物硫酸鈣的價值低，而且可能帶來二次污染問題，選擇性催化還原脫硝技術(shù)則要求溫度在300-400℃。目前對焦化廠、燒結(jié)機、爐窯和中小型鍋爐的低溫（<300℃）煙氣中氮氧化物和硫氧化物的一體化排放控制技術(shù)正處于中試示范階段，其中采用雙氧水的高級氧化吸收法是適合的技術(shù)之一。

CN102327735公開了一種使用雙氧水的煙氣同時脫硫脫硝的系統(tǒng)和方法。其脫硫脫硝方法是在170℃左右的煙氣管道中噴入液態(tài)雙氧水，利用液態(tài)雙氧水的氧化作用將NO_x和SO₂分別氧化為硝酸和硫酸，是液態(tài)雙氧水與氣態(tài)反應(yīng)物的液氣反應(yīng)。但是液態(tài)雙氧水與氣態(tài)反應(yīng)物的混合不均勻，并且需要500℃左右的高溫才能與NO_x和SO₂等氣態(tài)反應(yīng)物有效反應(yīng)，因此該專利的雙氧水利用效率很低。

CN103463978報道了一種基于液態(tài)雙氧水催化氧化煙氣同時脫硫脫硝的裝置及方法，該發(fā)明使用液態(tài)雙氧水催化分解裝置，將液態(tài)雙氧水分解產(chǎn)生羥基自由基，利用羥基自由基的強氧化性脫除煙氣中的NO_x和SO₂。該方法中雙氧水以液態(tài)形式噴入催化劑，噴入的大量液態(tài)雙氧水與煙氣混合不均勻，雙氧水利用率較低，進而導(dǎo)致煙氣中的NO_x脫除率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問題的缺點，提供了一種用于低溫?zé)煔饷摿蛎撓醯碾p氧水高效利用方法及裝置。

本發(fā)明的用于低溫?zé)煔饷摿蛎撓醯碾p氧水高效利用方法，在利用雙氧水進行低溫?zé)煔饷摿蛎撓醯倪^程中，雙氧水以氣態(tài)方式進料。

本發(fā)明的用于低溫?zé)煔饷摿蛎撓醯碾p氧水高效利用方法，所述雙氧水的氣態(tài)進料方式采用液態(tài)雙氧水直接受熱汽化進料、熱載氣在雙氧水中鼓泡進料、熱載氣攜帶雙氧水蒸汽進料或者熱載氣攜帶霧化后的雙氧水進料。

本發(fā)明的用于低溫?zé)煔饷摿蛎撓醯碾p氧水高效利用方法，在采用液態(tài)雙氧水直接受熱汽化進料的方式下：雙氧水的汽化溫度為60～130℃，汽化量與煙氣中NO_x和SO₂之和的摩爾比為0.5~2，煙氣溫度為80～150℃；

在采用熱載氣在雙氧水中鼓泡進料的方式下：雙氧水的進料量與煙氣中NO_x和SO₂之和的摩爾比為0.5~2，載氣流量與雙氧水進料量的質(zhì)量比為0.5～1.5，煙氣溫度為80～150℃；

在采用熱載氣攜帶雙氧水蒸汽進料的方式下：雙氧水的進料量與煙氣中NO_x和SO₂之和的摩爾比為0.5~2，載氣流量與雙氧水進料量的質(zhì)量比為0.5～1.5，載氣與雙氧水蒸汽進行充分混合，煙氣溫度為80～150℃；

在采用熱載氣攜帶霧化后的雙氧水進料的方式下：采用噴淋頭噴淋雙氧水，雙氧水的噴淋量與煙氣中NO_x和SO₂之和的摩爾比為0.5~2，載氣流量與雙氧水的進料量的質(zhì)量比為0.5～1.5，煙氣溫度為80～150℃。

本發(fā)明的用于低溫?zé)煔饷摿蛎撓醯碾p氧水高效利用方法，所述載氣為空氣或惰性氣體。

本發(fā)明的用于低溫?zé)煔饷摿蛎撓醯碾p氧水高效利用方法的裝置，包括雙氧水儲罐、進料泵、煙道和吸收塔，進料泵用于將雙氧水儲罐中的雙氧水抽出，待凈化的煙氣由煙道的底部進入，煙道的頂部經(jīng)管道與吸收塔相通，吸收塔利用氨水或氫氧化鈉堿液對進入的硫酸和硝酸進行吸收；其特征在于：所述進料泵抽出的雙氧水經(jīng)液態(tài)雙氧水直接受熱汽化進料裝置、熱載氣在雙氧水中鼓泡進料裝置、熱載氣攜帶雙氧水蒸汽進料裝置或者熱載氣攜帶霧化后的雙氧水進料裝置處理后，轉(zhuǎn)化為氣態(tài)形式并通入煙道中，利用氣態(tài)雙氧水及其含有的羥基自由基進行脫硫脫硝反應(yīng)。

本發(fā)明的用于低溫?zé)煔饷摿蛎撓醯碾p氧水高效利用方法的裝置，所述的液態(tài)雙氧水直接受熱汽化進料裝置由汽化器組成，進料泵經(jīng)管道將液態(tài)雙氧水輸入汽化器中，汽化器將液體雙氧水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)雙氧水，轉(zhuǎn)化后的氣態(tài)雙氧水經(jīng)管道通入煙道中；

所述熱載氣在雙氧水中鼓泡進料裝置由載氣罐、進氣泵、預(yù)熱器和鼓泡室組成，載氣罐中存儲的載氣為空氣或惰性氣體，進氣泵將載氣罐中的載氣抽至預(yù)熱器中，載氣在預(yù)熱器中加熱后通入鼓泡室中；加熱后的載氣在鼓泡室中與液態(tài)雙氧水混合，并攜帶氣態(tài)的雙氧水進入煙道中；

所述熱載氣攜帶雙氧水蒸汽進料裝置由載氣罐、進氣泵、預(yù)熱器、汽化器和混合室組成，進料泵抽出的液態(tài)雙氧水經(jīng)汽化器進行汽化，汽化后的雙氧水通入混合室中；進氣泵將載氣罐中的氣體抽至預(yù)熱器中進行加熱，加熱后的載氣通入混合室中，并攜帶氣態(tài)的雙氧水進入煙道中；

所述載氣攜帶霧化后的雙氧水進料裝置由載氣罐、進氣泵、預(yù)熱器和混合室組成，混合室中設(shè)置有與進料泵的出水管相通的噴頭，以便將進料泵抽至混合室中的液態(tài)雙氧水霧化；進氣泵將載氣罐中的氣體抽至預(yù)熱器中進行加熱，加熱后的載氣通入混合室中，并攜帶霧化后的氣態(tài)雙氧水進入煙道中，進行脫硫脫硝反應(yīng)。

本發(fā)明的用于低溫?zé)煔饷摿蛎撓醯碾p氧水高效利用方法的裝置，汽化器中雙氧水的汽化溫度為60～130℃，預(yù)熱器的預(yù)熱溫度為80～150℃，煙道中通入的煙氣溫度為80～150℃。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的用于低溫?zé)煔饷摿蛎撓醯碾p氧水高效利用方法及裝置，通過將液態(tài)的雙氧水氣化后通入煙道中，使含有羥基自由基的氣態(tài)雙氧水與煙氣混合，來實現(xiàn)脫硫脫硝反應(yīng)，將以往的液態(tài)雙氧水與煙氣的“液-氣”混合反應(yīng)變?yōu)椤皻?氣”混合反應(yīng)，與液態(tài)雙氧水相比，雙氧水汽化過程中能分解產(chǎn)生更多的羥基自由基，提高了雙氧水的利用率和NO_x的脫除率，同時還顯著降低了雙氧水的使用量，有益效果顯著，適于應(yīng)用推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的第一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的第二種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的第三種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的第四種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1雙氧水儲罐，2進料泵，3汽化器，4煙道，5吸收塔，6載氣罐，7進氣泵，8預(yù)熱器，9鼓泡室，10混合室，11噴頭。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1

如圖1所示，給出了本發(fā)明的第一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其由雙氧水儲罐1、漿料泵2、汽化器3、煙道4、吸收塔5組成，所示的雙氧水儲罐1中存儲有液態(tài)的雙氧水，進料泵2將雙氧水儲罐1中的雙氧水抽至汽化器3中。液態(tài)的雙氧水在汽化器3中進行汽化，轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的雙氧水，汽化器3的汽化溫度為60～130℃，汽化器3形成了液態(tài)雙氧水直接受熱汽化進料裝置。汽化后的雙氧水被通入煙道4中，氣態(tài)的雙氧水含有較多的羥基自由基，進入氣道中參與脫離脫硝反應(yīng)，可顯著提高NO_x、SO₂的脫除率，同時還降低了雙氧水的使用量。脫硫脫硝反應(yīng)生成的硝酸和硫酸隨煙氣進入吸收塔，煙氣中的硫酸和硝酸被氨水、氫氧化鈉或其他堿液吸收，有效降低了煙氣對環(huán)境造成污染。

實施例2

如圖2所示，給出了本發(fā)明的第二種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其由雙氧水儲罐1、進料泵2、鼓泡室9、載氣罐6、進氣泵7、預(yù)熱器8、鼓泡室9、煙道4和吸收塔5組成，載氣罐6、進氣泵7、預(yù)熱器8和鼓泡室9形成了熱載氣在雙氧水中鼓泡進料裝置。進料泵2將雙氧水儲罐1中的液態(tài)雙氧水抽至鼓泡室9中，載氣罐6中存儲的載氣為空氣或惰性氣體，進氣泵7將載氣罐6中的載氣抽至預(yù)熱器8中進行加熱，加熱溫度為80～150℃，加熱后的載氣通入鼓泡室9中。載氣進入鼓泡室9后，攜帶氣態(tài)的雙氧水進入煙道4中，氣態(tài)的雙氧水含有較多的羥基自由基，進入氣道中參與脫離脫硝反應(yīng)。

實施例3

如圖3所示，給出了本發(fā)明的第三種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，與實施例2相比，本實施例中采用由載氣罐6、進氣泵7、預(yù)熱器8、汽化器3和混合室10組成的熱載氣攜帶雙氧水蒸汽進料裝置，來替代實施例2中的熱載氣在雙氧水中鼓泡進料裝置，除此之外，其余的結(jié)構(gòu)均相同。該實施例中，進料泵2將雙氧水儲罐1中的液態(tài)雙氧水抽至汽化器3中，汽化生成氣態(tài)的雙氧水，氣態(tài)的雙氧水通入混合室10中。進氣泵7將載氣罐6中的載氣抽至預(yù)熱器8中進行加熱，加熱后的載氣通入混合室10中，并攜帶氣態(tài)的雙氧水進入煙道4中。氣態(tài)的雙氧水含有較多的羥基自由基，進入氣道中參與脫離脫硝反應(yīng)。

實施例4

如圖4所示，給出了本發(fā)明的第四種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，與實施例2相比，本實施例中采用由載氣罐6、進氣泵7、預(yù)熱器8、混合室10組成的載氣攜帶霧化后的雙氧水進料裝置，來替代實施例2中的熱載氣在雙氧水中鼓泡進料裝置，除此之外，其余的結(jié)構(gòu)均相同。該實施例中，混合室10中設(shè)置有與出水管相通的噴頭11，進料泵2將雙氧水儲罐1中的液態(tài)雙氧水抽至混合室10中，在噴頭的作用下實現(xiàn)對液態(tài)雙氧水的霧化。進氣泵7將載氣罐6中的載氣抽至預(yù)熱器8中進行加熱，加熱后的載氣通入混合室10中，并攜帶霧化的雙氧水進入煙道4中。氣態(tài)的雙氧水含有較多的羥基自由基，進入氣道中參與脫離脫硝反應(yīng)。

實驗分析，脫硫脫硝實驗分別在上述四種裝置上進行，實驗時，煙氣中SO₂和NO_x濃度的檢測采用英國產(chǎn)凱恩9206煙氣分析儀進行，SO₂和NO_x脫除率的計算方法：

SO₂或NO_x的脫除率=（SO₂和NO_x進口濃度- SO₂和NO_x出口濃度）/SO₂和NO_x進口濃度。

風(fēng)機從焦爐煙囪旁引出約5000 m³/h、溫度為80-150℃的焦化煙氣。根據(jù)檢測， NO_x進口濃度為800-1000 mg/m³，SO₂進口濃度為500-900 mg/m³，雙氧水與NO_x和SO₂之和的摩爾比為0.5-2.0，載氣流量與雙氧水進料量的質(zhì)量比為0.5~1.5。最后煙氣進入吸收塔，煙氣中的硫酸和硝酸被氨水或氫氧化鈉等堿液吸收。

經(jīng)分析、計算，實施例1中SO₂脫除率為90%，NO_x脫除率為35%～90%；實施例1中SO₂脫除率為90%，NO_x脫除率為40%～90%；實施例1中SO₂脫除率為95%，NO_x脫除率為45%～90%；實施例1中SO₂脫除率為98%，NO_x脫除率為50%～90%，由此可見，采用本發(fā)明雙氧水氣化后的脫硫脫硝方法和裝置，均可達到良好的脫硫脫硝效果。