国家绿色低碳先进技术成果│臭氧氧化协同液相吸收脱硫脱硝关键技术与装备
- 2023/12/1 9:38:09
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- 来源：中国环保产业协会
- 关键词:脱硫脱硝烟气治理臭氧氧化
为更好推动科技成果转化和产业化应用，落实《关于构建市场导向的绿色技术创新体系的指导意见》，加速绿色低碳技术升级，科技部社发司委托中国环境保护产业协会组织编制了《国家绿色低碳先进技术成果目录》，并于2023年9月11日正式公布。为持续宣传推广《国家绿色低碳先进技术成果目录》成果，引导绿色低碳技术发展，我会将陆续在官微推送目录成果信息，敬请关注。
大气污染治理领域
01.技术名称
臭氧氧化协同液相吸收脱硫脱硝关键技术与装备
02.适用范围
钢铁烧结、焦化等行业低温烟气脱硫脱硝。
03.技术内容
技术原理
气相臭氧(O3)氧化协同液相吸收脱硫脱硝技术涉及气相氧化、液相吸收和还原三个过程：先将臭氧投加到烟道混合器中，使烟气与臭氧充分混合并发生氧化反应；烟气进入吸收塔，在液相吸收塔内实现SO2、NOx及其他污染物的同步高效吸收，O3/NO摩尔比1.5～2.0，脱硝产物进入烧结工艺还原处理。
由于N2O5和SO2在气相和水中溶解的扩散能力与溶解于水溶液的能力相当，因此可在同一吸收塔内实现同步高效脱硫脱硝。SO2、重金属类污染物也被O3氧化，降解为低毒害或易于吸收脱除的物质。
工艺流程如图1所示，O3通过投加混合器投加到吸收塔前的烟道中，并与烟气充分混合，使NO深度氧化为NO3和N2O5。然后烟气进入吸收塔，与吸收液作用实现同步脱硫脱硝。净化后的烟气经除尘后外排，使二氧化硫和氮氧化物均满足超低排放的控制要求。废水进行无害化处理，硝酸盐组分在高炉中还原为N2。
图1 臭氧氧化协同液相吸收脱硫脱硝工艺流程
主要创新点
(1)该技术将NO深度氧化为NO3和N2O5，从而显著提高脱硝效率，成功解决了传统臭氧氧化协同吸收技术不能实现超低排放和冒黄烟的问题。
(2)O3投加仅涉及小气量气流分布装置及喷嘴，脱硫脱硝可在同一反应器实现，因而设备数量和体积小且结构简单，投资和运行费用低，操作运行简单。
(3)仅涉及气体和液体两种流体循环输送，烟道采用碳钢内衬玻璃鳞片防腐，浆液循环管道采用碳钢衬胶防腐，臭氧管道采用不锈钢管，湿烟囱采用玻化砖涂烟囱胶防腐，设备使用率高。
(4)仅涉及SO2和N2O5向易于实现断面均匀布置的碱性吸收液传递，不涉及这些污染物向不易实现断面均匀布置的粉状或颗粒状物料表面传递，而且臭氧发生、输送和投加过程安全方便，因而过程更加稳定、可靠。
(5)烟气中的SO2最终转化为石膏等副产物，NO转化为可掺入烧结料，使硝酸盐中的N组分还原为N2，不会产生固、液、气方面的二次污染。
04.污染治理或环境修复效果
脱硝效率85%～96%，脱硫效率90%～98%，出口NOx浓度≤50mg/m3、SO2浓度≤35mg/m3、O3浓度≤0.07mg/m3。
05.技术示范情况
该技术已在燕山钢铁有限公司2#、3#、4#300m2烧结机臭氧脱硝改造项目和燕山钢铁有限公司铁热轧一厂950加热炉、热轧二厂1780加热炉、热轧三厂1580加热炉的烟气脱硫脱硝项目中应用，烟气出口SO2、NOx等浓度可满足相关排放标准要求。
以燕山钢铁3#300m2烧结机臭氧脱硝超低排放改造项目为例，处理规模198万m3/h，平均脱硫效率96.9%，平均脱硝效率87.2%。烟气出口NOx浓度≤50mg/m3，SO2浓度≤35mg/m3，颗粒物浓度≤10mg/m3。二噁英出口浓度≤0.061mg/m3，O3出口浓度≤0.07mg/m3。
06.投资估算
以300m2烧结机(烟气量1980000m3/h)单一脱硝改造投资费用为例，投资5850万元，脱硫—脱硝—除尘合计改造投资约8000万元。
07.投资回收期
宝钢湛江钢铁有限责任公司炼铁厂烧结制酸废水增设膜处理设施静态投资回收期约1年。
08. 技术成果转化推广前景
该技术已在钢铁烧结行业成功应用，未来可进一步推广应用于水泥、玻璃、陶瓷、非电燃煤锅炉等其他非电力行业的烟气治理，具有广阔的市场应用前景。
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