一種生物法煙氣脫硝的工藝方法
2023-10-05 14:51:59 1
專利名稱：一種生物法煙氣脫硝的工藝方法
技術領域：
本發明屬於大氣汙染控制技術領域，具體涉及一種用於生物法煙氣脫硝的工藝技術。
背景技術：
氮氧化物(NOx)是汙染大氣的主要汙染物之一，主要來自化石燃料的燃燒和硝酸、電鍍等工業廢氣以及汽車排放的尾氣，其特點是量大而廣，難以治理。NOx主要包括Ν0、Ν02、N2O3> N2O、N2O5等，其中以易造成酸雨的NO、NO2為主。目前，處理NOx廢氣的方法主要有液體吸收法、固體吸附法、等離子活化法、催化還原法、生物法等。生物法脫硝具有工藝設備簡單、能耗低、費用低廉、無二次汙染等優點，此方法正成為國內外研究的熱點。但生物法直接處理煙氣中的NOx，存在明顯的缺陷，由於煙氣中的NOx主要以NO形式存在，而NO基本上不溶於水，無法進入到液相介質中，難以被微生物轉化，另外，微生物表面吸附能力較差，使得NO的實際淨化率很低。CN1772351A公開了一種含氮氧化物的廢氣的生物脫硝處理方法。該方法採用生物轉鼓反應器處理廢氣，生物膜生長於轉動軸上，菌種接種於反應器底槽內，廢氣通入反應器空腔中，發生反硝化反應，生成N2後排放。該方法解決了系統中填料堵塞，傳質不均的問題。但未解決處理效率低等問題。2009年第9期《環境工程學報》中發表的文獻「生物法同時脫硫脫硝試驗研究」公開了採用輕質陶粒生物滴濾塔處理模擬煙氣中二氧化硫和NOx的試驗研究，試驗中對二氧化硫有較好的處理效果，但NOx在保持較高處理效率的前提下，裝置的處理負荷較低。1999年第5期的《環境科學》中發表的文獻生物法廢氣脫硝的研究公開了一種生物法廢氣脫硝的試驗研究，該工藝採用三層生物填料塔，採用反硝化細菌培養掛膜，NOxR化成N2後，從塔頂排出。上述文獻中的一個共同缺點是NO氣體均直接通入生物反應器中，由於NO氣體不溶於水，所以這些裝置都存在處理負荷低，處理效率低的缺點。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供了一種生物法煙氣脫硝的工藝技術，整個工藝安全節能，裝置負荷大，處理效率高，反應器體積小，無二次汙染，具有很好的社會效益、經濟效益和環境效益。本發明生物法煙氣脫硝的工藝方法，包括如下內容:煙氣與臭氧發生器產生的O3混合，煙氣中的NO被O3氧化成NO2，然後將氧化後的煙氣通入生物反應器中，進行反硝化反應，NOx氣體生成N2後淨化排放；03用量為將NO氧化為NO2理論用量的0.9 1.1倍，煙氣與臭氧反應溫度為100 200°C，反應時間為蘭0.5s，一般為I 60s。本發明方法中，煙氣可以是生活鍋爐、採暖鍋爐、工業鍋爐、電廠鍋爐及金屬冶煉等排放的煙氣。
本發明方法中，生物反應器可以是生物濾池或生物滴濾塔等，生物反應器為密閉的反應裝置。生物反應器的操作溫度為5 45°C，反應時間為30 45s。生物反應器在使用之前接種反硝化菌體，反硝化菌體可以來自於汙水處理廠二沉池汙泥或市售工程菌種。控制生物反應器內溶解氧小於lmg/L。本發明方法中，生物反應器內可以按需要補加營養液，營養液一般由葡萄糖、尿素、硫酸鎂、氯化鈣、硫酸亞鐵配製而成。本發明方法中，生物反應器頂部設置壓力調節裝置。通過調節生物反應器頂部的壓力調節裝置，控制反應器內的壓力。通過研究表明，現有的生物脫硝技術中，由於煙氣中NO難溶於反應體系，造成了反應效率低，操作成本高等問題。本發明方法通過預氧化處理，將NO氧化為易溶於水的二氧化氮，雖然二氧化氮與水反應生成NO，但經過研究驚人地發現，此時產生NO遠比相同量的煙氣中的NO更易於發生反硝化，因而總的反硝化脫氮效率明顯提高，進而可以大大降低裝置規模，減少操作能耗。增加的預氧化反應過程利用煙氣的熱量，增加的操作費用較少，煙氣中的NO含量較低，需要消耗的氧化劑較少，因此綜合經濟效果遠高於煙氣直接脫硝技術。
具體實施例方式本發明的目的在於提供一種生物法煙氣脫硝的工藝技術，該工藝利用高爐煙氣餘熱做熱源，利用O3做氧化劑，生物反應器頂部設置壓力調節裝置控制煙氣的停留時間，完成反硝化反應。此工藝節約能源，處理效率高，裝置體積小，節省佔地面積。實施例1
將O3與NO煙氣(NO濃度為500mg/m3 )按摩爾比1:1比例通入到換熱氣中換熱後，使O3的溫度達到20(T30(TC，然後將O3與煙氣一起通入NO氧化反應器中，控制煙氣在反應器內的停留時間5s，反應結束後將氣體通入生物反應器內，此生物反應器為三層填料生物滴濾塔，生物載體為生物陶粒，粒徑為f 2mm，採用密閉循環掛膜法掛膜，活性汙泥採自中國石油撫順石油一廠汙水處理車間二沉池汙泥，採用此汙泥培養7d後，接種反硝化菌，馴化培養15d，掛膜成功。需要定時從反應器上部補加營養液，此營養液由葡萄糖、尿素、硫酸鎂、氯化鈣、硫酸亞鐵配製而成。從反應器下部通入空氣，控制反應器內溶解氧小於lmg/1，煙氣在反應器內的停留時間為45s，NOx的淨化效率可以達到90%以上，此工藝具有較好的脫硝效果O蔣文舉等人在生物法廢氣脫硝研究中，NO未經氧化直接通入填料塔中進行生物脫硝反應，與實施例1相比，煙氣不進行預氧化處理，直接進行生物脫硝反應，達到相同的淨化效率時，需要的反應時間為6min。實施例2
將溫度為300°C、NO濃度為350mg/m3的煙氣與O3按摩爾比為1:1.1的比例通入換熱器，換熱到150°C左右，將二者通入氧化反應器中，在氧化反應器內，反應時間為10s，NO被氧化成NO2，然後將氧化反應器出口氣體通入生物濾池中，此生物濾池中以活性碳為填料，活性碳為3-8mm的柱狀顆粒，密度為0.8mg/m3,填料層高450mm，寬1.2m,填料直接接種中國石油撫順石油一廠汙水處理車間二沉池汙泥，7天之內完成掛膜，控制反應器內的溫度在3(T35°C之間，煙氣在反應器內的停留時間為30s，實驗過程中不斷補加葡萄糖作為碳源，測得反應器出口 NOx濃度均小於16mg/m3，去除率達到95%以上，具有很好的脫硝效果。
權利要求
1.一種生物法煙氣脫硝的工藝方法，其特徵在於包括如下內容:煙氣與臭氧發生器產生的O3混合，煙氣中的NO被O3氧化成NO2，然後將氧化後的煙氣通入生物反應器中，進行反硝化反應，NOx氣體生成N2後淨化排放。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:03用量為將NO氧化為NO2理論用量的0.9 1.1 倍。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於:煙氣與臭氧反應溫度為100 200°C，反應時間為蘭0.5s。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:煙氣是生活鍋爐、採暖鍋爐、工業鍋爐、電廠鍋爐及金屬冶煉排放的煙氣。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:生物反應器是生物濾池或生物滴濾塔。
6.根據權利要求1或5所述的方法，其特徵在於:生物反應器的操作溫度為5 45°C，反應時間為30 45s。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於:生物反應器在使用之前接種反硝化菌體。
8.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於:生物反應器操作時控制生物反應器內溶解氧小於lmg/L。
9.根據權利要求6所述的方法,其特徵在於:生物反應器內補加營養液,營養液由葡萄糖、尿素、硫酸鎂、氯化鈣、硫酸亞鐵配製而成。
10.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於:生物反應器頂部設置壓力調節裝置。
全文摘要
本發明公開了一種生物法煙氣脫硝的工藝方法，包括如下過程煙氣與臭氧發生器產生的O3混合，煙氣中的NO被O3氧化成NO2，然後將氧化後的煙氣通入生物反應器中，進行反硝化反應，NOx氣體生成N2後淨化排放。本發明方法利用高爐煙氣餘熱作為熱源，節約了能源，利用O3作為氧化劑，提高了氧化效率，減小了反應器體積，本發明具有明顯的經濟效益、社會效益和環境效益。
文檔編號B01D53/56GK103100293SQ201110353719
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者劉玲, 彭敬雪 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院