一种低温高效氧化法进行烟气脱硫脱硝脱VOCs的系统及方法与流程

本发明属于大气污染控制技术领域，具体涉及一种低温高效氧化法进行烟气脱硫脱硝脱vocs的系统及方法。

背景技术：

目前在国内的烟气治理技术上，主要仍采用传统的脱硫脱硝方式，以氨法脱硝、石法脱硫占大多数；氨法脱硝技术上，在实际操作上，容易引起储罐爆炸、氨泄漏中毒、腐蚀设备及氨逃逸造成二次污染等诸多问题；而石法脱硫因石膏浆液较为浓稠易造成设备堵塞，且在经过处理后的烟气中会夹带石灰雾滴，这也是造成雾霾的主因之一，而石法的副产物会产生大量石膏，目前这产生的石膏也被定义为危险固废，也是大幅增加环境处理负荷；近几年的处理技术也仍未能彻底解决这些问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种低温高效氧化法进行烟气脱硫脱硝脱vocs的系统及方法，可以不使用任何化学品，达到高效氧化、吸附及降解烟气中的有害物质，达到净化能力，且不产生任何二次污染的效果。

本发明采用的技术方案是：本发明提供了一种低温高效氧化法进行烟气脱硫脱硝脱vocs的系统，其包括洗涤塔；

所述洗涤塔包括塔本体以及设置在塔本体内部的烟气洗涤结构组件；所述洗涤塔的底部设置有烟气进气口和处理液出液口；

所述塔本体与烟气处理液储罐连接，所述烟气处理液储罐内存储有烟气处理液，所述烟气处理液为所述烟气洗涤结构组件提供喷淋烟气用的喷淋液；

所述烟气处理液为羫基吸收液。

进一步地，所述羫基吸收液中一个水分子团由4-8个水分子组成；ph为10-13.5；

所述羫基吸收液中质量分数99.8%以上为h2o。

进一步地，所述烟气洗涤结构组件包括设置在所述塔本体内部顶部的除沫层，间隔设置在所述塔本体内部的喷淋喷头组和塔板层，每个所述喷淋喷头组的下方对应一个塔板层；所述塔板层为泡罩塔板、浮阀塔板和斜孔溢流塔板中的一种；

所述喷淋喷头组与烟气处理液储罐连接。

进一步地，所述斜孔溢流塔板包括上斜孔板和位于所述上斜孔板下方的下斜孔板，所述上斜孔板和下斜孔板上分别均布有斜孔，所述上斜孔板上的斜孔倾斜朝向与下斜孔板上斜孔的倾斜朝向相反；

所述上斜孔板一侧的侧面和下斜孔板另一侧的侧面均设有降液管。

进一步地，每个喷淋喷头组包括若干个喷头，所述喷头与烟气处理液储罐连接。

进一步地，还包括臭氧系统，所述臭氧系统和洗涤塔连通；

所述臭氧系统包括仓体以及与所述仓体连通的臭氧发生器，所述仓体上设置有进烟口和第一出气口；所述烟气进气口和第一出气口连接。

本发明还提供了一种低温高效氧化法进行烟气脱硫脱硝脱vocs的方法，该方法为待处理的烟气从洗涤塔的底部进入到洗涤塔内，由下至上移动，洗涤塔由上至下喷淋烟气处理液；烟气和喷淋的烟气处理液逆向流动，烟气处理液对烟气进行净化处理；处理后的烟气从洗涤塔的顶部排出。

进一步地，进入洗涤塔的烟气和烟气处理液的质量比为1:20-80；洗涤塔内烟气的流速为0.6-1.4m/s，优选地为1m/s；

所述烟气处理液为羫基吸收液。

进一步地，待处理的烟气在进入从洗涤塔之前先进入臭氧系统进行处理，具体包括以下步骤，

（1）待处理的烟气进入臭氧系统的仓体内，烟气和臭氧混合；

（2）烟气从臭氧系统进入到洗涤塔内，烟气从洗涤塔的底部进入，由下至上移动，洗涤塔由上至下喷淋烟气处理液；烟气和喷淋的烟气处理液逆向流动，烟气处理液对烟气进行净化处理；

（3）处理后的烟气从洗涤塔的顶部排出；

进一步地，步骤（1）中，进入臭氧系统的烟气的温度≤200℃；烟气中氮氧化物和臭氧的质量比为1.2~1.8，优选地为1.63；烟气和臭氧混合后反应时间≦12sec。说明12sec为12秒。

本发明的有益效果是：

本发明使用时待处理的烟气进入到洗涤塔内，洗涤塔为喷淋塔，喷淋的液体为烟气处理液，该烟气处理液由上至下从喷淋喷头组的喷头喷淋出来，烟气从下至上移动，这样烟气和喷淋的烟气处理液逆向流动，相互作用，喷淋的烟气处理液与洗涤塔搭配可有效去除烟气中的有害物质，将烟气予以净化。

本发明中烟气处理液选用羫基吸收液，该羫基吸收液与洗涤塔搭配起到事半功倍的作用。

进一步地，还包括臭氧系统，烟气先进入臭氧系统，经过臭氧的氧化作用，除去一部分的有害物质，再经过洗涤塔进一步进行处理。臭氧系统和洗涤塔二者配合，互相补充，协同增效，起到对烟气脱硫脱硝脱vocs的效果。

附图说明

图1为本发明洗涤塔的结构示意图；

图2为本发明斜孔溢流塔板的结构示意图；

图3为本发明烟气处理液回收装置的结构示意图；

图4为本发明实施例5系统的结构示意图；

图中：1.洗涤塔，1-1塔本体，1-2除沫层，1-3喷淋喷头组，1-4塔板层，1-5斜孔溢流塔板，1-5-1上斜孔板，1-5-2下斜孔板，1-5-3降液管，1-6烟气进气口，1-7处理液出液口，6.烟气处理液储罐，7过滤罐，8第一沉降池，9第二沉降池，10第三沉降池，11仓体，12臭氧发生器。

具体实施方式

为了能更清楚地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进一步说明。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种低温高效氧化法进行烟气脱硫脱硝脱vocs的系统，其包括洗涤塔1；

所述洗涤塔1包括塔本体1-1以及设置在塔本体1-1内部的烟气洗涤结构组件；

所述塔本体1-1与烟气处理液储罐6连接，所述烟气处理液储罐6内存储有烟气处理液，所述烟气处理液为所述烟气洗涤结构组件提供喷淋烟气用的喷淋液；

所述烟气处理液为羫基吸收液。

所述羫基吸收液中一个水分子团由4-8个水分子组成；ph为10-13.5；

所述羫基吸收液中质量分数99.8%以上为h2o。

所述烟气洗涤结构组件包括设置在所述塔本体1-1内部顶部的除沫层1-2，间隔设置在所述塔本体1-1内部的喷淋喷头组1-3和塔板层1-4，每个所述喷淋喷头组1-3的下方对应一个塔板层1-4；喷淋喷头组1-3的数量为一个或一个以上，由于喷淋喷头组1-3和塔板层1-4对应设置，所述喷淋喷头组1-3和塔板层1-4的数量一致。

本发明中，一个喷淋喷头组1-3和一个塔板层1-4为一组，洗涤塔1中可以有一组也可以有若干组，具体设置多少组也就是喷淋喷头组1-3和塔板层1-4的数量是根据实际烟气处理量和处理规模决定的，并随着处理量的增减而增减喷淋喷头组1-3和塔板层1-4的数量，本发明结构灵活，适用范围广，可以适用于不同规模的工艺中。

所述塔板层1-4为泡罩塔板、浮阀塔板和斜孔溢流塔板1-5中的一种。

所述喷淋喷头组1-3与烟气处理液储罐6连接，每个喷淋喷头组1-3包括若干个喷头，喷头的喷射方向朝下；所述喷头与烟气处理液储罐6连接。

所述洗涤塔1的底部设置有用于烟气进入洗涤塔1进入的烟气进气口1-6和用于将烟气处理液排出的处理液出液口1-7。

烟气处理液储罐6中的烟气处理液通过喷淋喷头组1-3的喷头对洗涤塔1内部的烟气进行喷淋，所述洗涤塔1的底部设置有烟气进气口1-6和处理液出液口1-7。待处理的烟气从烟气进气口1-6进入到洗涤塔1内，由下而上上行。喷淋后的烟气处理液通过处理液出液口1-7排出。

如图2所示，所述斜孔溢流塔板1-5包括上斜孔板1-5-1和位于所述上斜孔板1-5-1下方的下斜孔板1-5-2，所述上斜孔板1-5-1和下斜孔板1-5-2上分别均布有斜孔，所述上斜孔板1-5-1上的斜孔倾斜朝向与下斜孔板1-5-2上斜孔的倾斜朝向相反；

斜孔溢流塔板1-5使用时，喷淋喷头组1-3的喷头喷淋出的烟气处理液沿着上斜孔板1-5-1上的斜孔留下来，从洗涤塔1底部的烟气进气口1-6进入的烟气通过下斜孔板1-5-2的上斜孔上行，由此，在上斜孔板1-5-1和下斜孔板1-5-2之间形成的空仓内充分混合，扰动，使气液充分混合，高效去除烟气中的有害物质，将烟气予以净化。

所述上斜孔板1-5-1上的斜孔倾斜朝向与下斜孔板1-5-2上斜孔的倾斜朝向相反；如图3所示，上斜孔板1-5-1上的斜孔倾斜朝向为向左，而下斜孔板1-5-2上斜孔的倾斜朝向为向右，上下两个斜孔板的斜孔朝向相反。斜孔的倾斜角度可以根据实际情况进行选择。上下两个斜孔板的斜孔朝向相反的设置方式可以增进气液之间的交换充分程度，提高了烟气处理效率和效果。

所述上斜孔板1-5-1一侧的侧面和下斜孔板1-5-2另一侧的侧面均设有降液管1-5-3。防止溢流情况的发生。

所述喷头为纳米气泡喷嘴。

本实施例使用时，待处理的烟气进入到洗涤塔1内，洗涤塔1为喷淋塔，喷淋的液体为烟气处理液，该烟气处理液由上至下从喷淋喷头组1-3的喷头喷淋出来，烟气从下至上移动，这样烟气和喷淋的烟气处理液逆向流动，相互作用，喷淋的烟气处理液与洗涤塔搭配可有效去除烟气中的有害物质，将烟气予以净化，本实施例中烟气处理液选用羫基吸收液，该羫基吸收液与洗涤塔搭配起到事半功倍的作用。普通水分子团是14-16水分子组成，所述羫基吸收液中一个水分子团由4-8个水分子组成；ph为10-13.5；所述羫基吸收液中质量分数99.8%以上为h2o。所述羫基吸收液,为一种富含氢氧根羫基自由基之液体,不含其他化学物质,为羟基产生器所产生之吸收液。

作为本发明系统的进一步改进，如图3所示，还包括烟气处理液回收装置，所述烟气处理液回收装置包括第一回收装置和过滤罐7。

所述第一回收装置包括依次连通的第一沉降池8、第二沉降池9和第三沉降池10。所述第一沉降池8与所述处理液出液口1-7连接。所述第二沉降池9与所述第一沉降池8相邻连通且有一个侧壁共壁。所述第三沉降池10与所述第二沉降池9相邻连通且有一个侧壁共壁。

烟气处理液依次流入第一沉降池8、第二沉降池9和第三沉降池10并分别在三个沉降池中沉淀，沉淀下来的为烟气处理过程中的杂质或有害物质。

所述第一沉降池8和第二沉降池9的底部均为u形或v形，这样有助于烟气处理过程中的杂质或有害物质的沉降和收集。所述第二沉降池9和第三沉降池10的共侧壁的高度大于所述第一沉降池8和第二沉降池9的共侧壁的高度，这样烟气处理液在第一沉降池8内液体高度越来越高后，越过第一沉降池8和第二沉降池9的共侧壁流入到第二沉降池9中，在第二沉降池9内继续进一步的完成沉降，进一步对烟气处理液提纯除杂，当烟气处理液液面不断提高，提高到一定程度，烟气处理液越过第二沉降池9和第三沉降池10的共侧壁进入到第三沉降池10内，在第三沉降池10内进一步完成沉降。所述第三沉降池10与过滤罐7连通，所述过滤罐7的另一端与烟气处理液储罐6连接。

经过上述三个沉降池内净化的烟气处理液，进入到过滤罐7内进一步净化，最后从过滤罐7内流出通过烟气处理液储罐6和喷淋喷头组1-3重新返回洗涤塔1内循环使用。

本发明系统通过上述烟气处理液回收装置，使得烟气处理液可以循环使用，提高利用率。

实施例2

本发明提供了一种低温高效氧化法进行烟气脱硫脱硝脱vocs的方法，待处理的烟气从洗涤塔1的底部进入到洗涤塔1内，由下至上移动，洗涤塔1由上至下喷淋烟气处理液；烟气和喷淋的烟气处理液逆向流动，烟气处理液对烟气进行净化处理；处理后的烟气从洗涤塔1的顶部排出。

进入洗涤塔1的烟气和烟气处理液的质量比为1:60；洗涤塔1内烟气的流速为1m/s。

所述烟气处理液为羫基吸收液，所述羫基吸收液中一个水分子团由4-8个水分子组成；ph为12；

所述羫基吸收液中质量分数99.8%以上为h2o。

经过本发明洗涤塔1处理后，经过对烟气的含量进行测试，结果为：nox≦50mg/m³，so2≦10mg/m³，烟尘≦10mg/m³，无氨气和石灰雾滴,无重金属和pm3以下微细颗粒物。

实施例3

本发明提供了一种低温高效氧化法进行烟气脱硫脱硝脱vocs的方法，待处理的烟气从洗涤塔1的底部进入到洗涤塔1内，由下至上移动，洗涤塔1由上至下喷淋烟气处理液；烟气和喷淋的烟气处理液逆向流动，烟气处理液对烟气进行净化处理；处理后的烟气从洗涤塔1的顶部排出。

进入洗涤塔（1）的烟气和烟气处理液的质量比为1:20；洗涤塔（1）内烟气的流速为1.4m/s。

所述烟气处理液为羫基吸收液，所述羫基吸收液中一个水分子团由4-8个水分子组成；ph为10；

所述羫基吸收液中质量分数99.8%以上为h2o。

经过本发明洗涤塔1处理后，经过对烟气的含量进行测试，结果为：nox≦50mg/m³，so2≦10mg/m³，烟尘≦10mg/m³，无氨气和石灰雾滴,无重金属和pm3以下微细颗粒物。

实施例4

本发明提供了一种低温高效氧化法进行烟气脱硫脱硝脱vocs的方法，待处理的烟气从洗涤塔1的底部进入到洗涤塔1内，由下至上移动，洗涤塔1由上至下喷淋烟气处理液；烟气和喷淋的烟气处理液逆向流动，烟气处理液对烟气进行净化处理；处理后的烟气从洗涤塔1的顶部排出。

进入洗涤塔1的烟气和烟气处理液的质量比为1:80；洗涤塔1内烟气的流速为0.6m/s。

所述烟气处理液为羫基吸收液，所述羫基吸收液中一个水分子团由4-8个水分子组成；ph为13.5；

所述羫基吸收液中质量分数99.8%以上为h2o。

烟气依次经过本发明洗涤塔1处理后，处理后形成净化效果好的烟气。经过对烟气的含量进行测试，结果为：nox≦50mg/m³，so2≦10mg/m³，烟尘≦10mg/m³，无氨气和石灰雾滴,无重金属和pm3以下微细颗粒物。

实施例5

本实施例还包括臭氧系统，所述臭氧系统和洗涤塔1连通。所述臭氧系统包括仓体11以及与所述仓体11连通的臭氧发生器12，所述仓体11上设置有进烟口和第一出气口；仓体11提供了烟气和臭氧反应的场所，烟气和臭氧在仓体11内混合。所述烟气进气口1-6和第一出气口连接。

待处理的烟气进入臭氧系统后与臭氧反应，然后进入洗涤塔1进行进一步反应，净化处理。所述烟气进气口1-6和第一出气口连通；从仓体11的第一出气口排出的烟气从洗涤塔1的烟气进气口1-6进入到洗涤塔1内。

烟气从进烟口进入到仓体11内，和臭氧反应后，从烟气进气口1-6排出然后进入洗涤塔1。

所述烟气处理液为羫基吸收液。

所述羫基吸收液中一个水分子团由4-8个水分子组成；ph为10-13.5；

所述羫基吸收液中质量分数99.8%以上为h2o。

本发明使用时，烟气先进入臭氧系统，经过臭氧的氧化作用，除去一部分的有害物质，再经过洗涤塔进一步进行处理。臭氧系统和洗涤塔二者配合，互相补充，协同增效，起到对烟气脱硫脱硝脱vocs的效果。

实施例6

本发明还提供了一种低温高效氧化法进行烟气脱硫脱硝脱vocs的方法，其包括以下步骤，

（1）待处理的烟气进入臭氧系统的仓体11内，烟气和臭氧混合；

（2）烟气从臭氧系统进入到洗涤塔1内，烟气从洗涤塔1的底部进入，由下至上移动，洗涤塔1由上至下喷淋烟气处理液；烟气和喷淋的烟气处理液逆向流动，烟气处理液对烟气进行净化处理；

（3）处理后的烟气从洗涤塔1的顶部排出。

步骤（1）中，进入臭氧系统的烟气的温度为100℃，烟气中氮氧化物和臭氧的质量比为1.63。

烟气和臭氧混合后反应时间≦12sec。

步骤（2）中，所述烟气处理液储罐内的烟气处理液为羫基吸收液，所述羫基吸收液中一个水分子团由4-8个水分子组成；ph为12；所述羫基吸收液中质量分数99.8%以上为h2o。

步骤（2）中进入洗涤塔（1）的烟气和烟气处理液储罐（6）内的烟气处理液的质量比为1:60；洗涤塔（1）内烟气的流速为1m/s。

从测试结果看，处理后形成净化效果好的烟气。

实施例7

本发明还提供了一种低温高效氧化法进行烟气脱硫脱硝脱vocs的方法，其包括以下步骤，

（1）待处理的烟气进入臭氧系统的仓体11内，烟气和臭氧混合；

（2）烟气从臭氧系统进入到洗涤塔1内，经过烟气处理液储罐6内的烟气处理液的喷淋作用，对烟气进行净化处理；

（3）处理后的烟气从洗涤塔1的顶部排出。

步骤（1）中，进入臭氧系统的烟气的温度为200℃，烟气中氮氧化物和臭氧的质量比为1.2。

烟气和臭氧混合后反应时间≦12sec。

步骤（2）中，所述烟气处理液储罐内的烟气处理液为羫基吸收液，所述羫基吸收液中一个水分子团由4-8个水分子组成；ph为10；所述羫基吸收液中质量分数99.8%以上为h2o。

步骤（2）中进入洗涤塔（1）的烟气和烟气处理液储罐（6）内的烟气处理液的质量比为1:20；洗涤塔（1）内烟气的流速为1.4m/s。

从测试结果看，处理后形成净化效果好的烟气。

实施例8

本发明还提供了一种低温高效氧化法进行烟气脱硫脱硝脱vocs的方法，其包括以下步骤，

（1）待处理的烟气进入臭氧系统的仓体11内，烟气和臭氧混合；

（2）烟气从臭氧系统进入到洗涤塔1内，经过烟气处理液储罐6内的烟气处理液的喷淋作用，对烟气进行净化处理；

（3）处理后的烟气从洗涤塔1的顶部排出。

步骤（1）中，进入臭氧系统的烟气的温度为150℃，烟气中氮氧化物和臭氧的质量比为1.8。

烟气和臭氧混合后反应时间≦12sec。

步骤（2）中，所述烟气处理液储罐内的烟气处理液为羫基吸收液，所述羫基吸收液中一个水分子团由4-8个水分子组成；ph为13.5；所述羫基吸收液中质量分数99.8%以上为h2o。

步骤（2）中进入洗涤塔（1）的烟气和烟气处理液储罐（6）内的烟气处理液的质量比为1:20；洗涤塔（1）内烟气的流速为0.6m/s。

从测试结果看，处理后形成净化效果好的烟气。

本发明中，利用臭氧的强氧化性,将烟气中不易溶于水的no氧化成no2,进而在洗涤塔中被吸收液所吸收,进而将烟气中的nox进行脱附。

本发明因是纯氧化反应,不产生其他化学反应,所以不会有二次污染情况发生。

本发明适用于处理氮氧化物含量较高的烟气，尤其适用于nox≥100mg/m³的烟气，达到高效氧化、吸附及降解烟气中的有害物质,达到净化能力,且不产生任何二次污染。

对实施例2和实施例6的最终烟气处理结果进行测试，实施例2和实施例6的进气烟气相同。测试结果如下表所示，

表1

从表1中可以看出，烟气经过本发明洗涤塔的喷淋处理后，有良好的脱硫脱硝脱vocs的效果，经过臭氧系统和洗涤塔的双重处理后，进一步提高了处理效果，大大降低了烟气中有害物质的含量，适用于处理难度大，氮氧化物高的烟气净化。

本发明的申报目的为了保护喷淋塔及其羫基吸收液的搭配使用，以及臭氧系统和洗涤塔的配合应用等结构和方法，以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。