一种去除氮氧化物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种去除氮氧化物的方法，属于大气污染控制和相关环境保护技术领 域。
【背景技术】
[0002] 人类活动产生的氮氧化物(NOx)主要包括NO和NO2，其中由化石燃料燃烧产生的占 90%以上，其次是硝酸生产、化工制药的硝化反应、金属表面和半导体处理等工业过程。NOx 对人有致毒作用，大量的氮氧化物排放还是引起大气光化学雾和酸雨的主要原因之一。中 国环境状况公报统计数据表明我国城市酸雨中氮氧化物的贡献在不断增加，一些地方的酸 雨污染性质已开始由硫酸型向硝酸根离子不断增加的复合型转化（国家环保部:2010年中 国环境状况公报）。近年来，国家新制定了一些法律、法规，对氮氧化物特别是火电等燃烧过 程排放的氮氧化物制订了更加严格的控制和减排规定。
[0003] -般地，火力发电厂、建材、化工和冶金等工业以化石燃料燃烧产生的烟气中的氮 氧化物浓度约为几百到几千ppm，其中90%以上是一氧化氮。目前选择性催化转化法(SCR) 是目前治理烟气NOx的主要手段之一，但催化剂对运行条件要求严格，需要氨作为还原剂， 气体中含有硫化物和粉尘等对催化剂的寿命影响很大，特别是对以煤为燃料的火电厂的运 行费用很高;湿法是采用各种液体对NOx进行吸收，是低温排放源处理的主要方法，主要有 氧化吸收法和还原吸收法两种，其中，氧化法是采用过氧化氢、次氯酸钠和臭氧等作为氧化 剂，进行氧化吸收处理;还原法是采用亚硫酸钠、硫化钠和尿素等作为还原剂，进行吸收处 理。但对含一氧化氮较多氮氧化物，由于一氧化氮在溶液中的溶解度小，吸收效率低，且药 剂较贵，运行使用费用高。因此，研究开发提高新型烟气氮氧化物的净化技术，是该技术工 业应用中急需解决的问题。
[0004] 本发明的目的是提供一种方法，使气体中氮氧化物在较低温度下得到去除，从而 达到气体净化的目的。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种去除氮氧化物的方法，它具有操作简单， 运行可靠，处理效率高。
[0006] 本发明所要解决的另一个技术问题是提供使用上述方法的投资成本低，运行费用 低廉，处理量大的专用装置。
[0007] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种去除氮氧化物的方法，其特 征是把被处理气体导入气-固反应塔，同时向气-固反应塔导入溴化铁固体颗粒，气体中的 氮氧化物在气-固反应塔与溴化铁发生气固吸附化学反应而被吸收，生成固体产物，从而达 到气体净化目的。
[0008] 本发明所述的氮氧化物包括一氧化氮和二氧化氮，主要含有一氧化氮。所述的技 术方案中，氮氧化物与溴化铁的发生气固吸附化学反应的固体产物为溴化铁与氮氧化物的 络合物和相关盐类。
[0009] 本发明所述的氮氧化物主要为火力发电、建材、化工和冶炼等以化石燃料燃烧产 生的烟气中含有得氮氧化物，也可是其他过程产生的相关气体。一般烟气中氮氧化物的浓 度在1 % (体积含量）以下，对于其他气体中氮氧化物浓度高于1 % (体积含量)时，也适用本 发明所述的方法。本发明所述的气-固反应塔可采用化工单元操作常用的固定床、移动床、 沸腾床、流化床和循环流化床等气-固接触反应器，气固接触可采用顺流、逆流和错流等多 种形式，具体可参看化工反应相关设备手册，效果大体相当。以循环流化床反应系统为例， 所述的气-固反应塔的侧下部设置有气体进口，中部设置有溴化铁固体颗粒加入口，加入方 式可采用机械进料或气力进料等方式，在塔体的下部气体进口上方设置有气体分布器，使 塔内气固充分混合反应，塔体的上部设置有连接管，所述的气体通过连接管与气固分离器 连通，经气固分离器气固分离后，气体从气固分离器的上部排出，固体颗粒从气固分离器下 部排出，其中部分颗粒可重新返回塔内参加反应，也可不返回，具体可根据去除效果等操作 参数调节物料重新返回塔内的比例(范围可为0-1 〇〇 %)。
[0010] 本发明所述的气-固反应塔内常压下的反应温度范围一般为25°c-200°c，优选温 度范围为50°C-120°C，负压下可低一点。反应过程气固接触时间一般为0.5s以上，优先取为 2s-20s。溴化铁与氮氧化物气固吸附化学反应的理论化学计量摩尔比约为1:1到1:3,实际 操作过程，溴化铁的投加量可根据反应塔形式、气体温度、反应持续时间和转化率等要求而 确定。对于循环流化床气-固反应塔，溴化铁与氮氧化物的摩尔比一般为0.5-100,摩尔比越 大反应效果越好，但运行费用上升，优选3-30,对于固定床、移动床、沸腾床和流化床，无特 定要求，视需要投加。所述的溴化铁固体颗粒，一般为粉末状，可以采用工业化商品颗粒粉 末，其粒径一般为〇 · 〇〇 Imm-Imm，粒径小些为好，但粒径过小时气固分离较难，优选0 · 05mm-0.5mm。也可采用把石英砂、陶瓷、沸石和活性炭等颗粒填料与溴化铁粉末按一定比例混合 后导入气-固反应塔，以提高反应塔内气固混合效果和气体接触面积，提高反应效率和物料 的利用率，一般比例最大为99%(体积比），所述颗粒填料的粒经一般为0.1 mm-lOmm，具体可 根据反应塔形式和操作参数确定，一般采用流化床反应塔，所述填料的比例可低些，固定床 反应塔的可高些。如在固定床气-固反应塔内混合30-50 % (体积比）的粒径约为的 石英砂后，可提高反应效率20%以上。气体中的其他组分如氧气、水汽、二氧化碳和二氧化 硫等含量对氮氧化物的去除影响不大。
[0011] 反应后得到的固体产物可通过加热等方式释放出被吸收的氮氧化物，加热可采用 真空加热或在惰性气体中加热，加热温度常压下一般为120°C以上，抽真空加热温度可低一 些。也可把固体产物溶解于清水或酒精等溶剂后放出被吸收的氮氧化物气体。可回收硝酸。 固体产物也可进一步处理后回收再生溴化铁后循环使用。
[0012] 与现有技术相比，本发明的优点在于:采用溴化铁在一定温度下与气体中的氮氧 化物发生气固吸附化学反应，使气体中的氮氧化物得到去除，从而达到气体净化目的，把固 体产物处理后可回收硝酸副产品，也可再生溴化铁，具有投资成本和运行费用低，操作简 单、处理效率高、处理量大特点，适合推广使用。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明实施例所用循环流化床气-固反应塔装置结构示意图，其中：1气体进 口； 2气体分