本发明专利技术提供了一种臭氧氧化结合生物过滤脱除氮氧化物的装置，包括烟道、臭氧发生装置、吸收塔和生物滤塔，臭氧发生装置与烟道连接，烟道与吸收塔连接；吸收塔下端连接有调节器，并通过调节器与生物滤塔连接。本发明专利技术还提供了由上述装置实现的臭氧氧化结合生物过滤脱除氮氧化物的方法，即将黄磷的三氯甲烷溶液与烟气混合；烟气中的氧气与黄磷的三氯甲烷溶液中的磷反应生成臭氧、NO2和N2O5，臭氧氧化脱除烟气中的NO；烟气与碱液逆流接触，NO2和N2O5均转化为硝态氮；微生物将硝态氮反硝化为氮气。本发明专利技术具有处理效果理想、臭氧产生成本低、没有二次污染等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烟气脱氮氧化物的
，特别涉及一种利用臭氧氧化结合生物过滤脱除燃煤电厂中氮氧化物的装置及其方法。
技术介绍
人类每年活动产生的氮氧化物(N0X)，包括N0、N02、N20等，已超过1亿吨。近年来， 由于人为排放的NOj农度高，排放点集中，造成的危害也就较大。大量的氮氧化物是造成酸 雨和光化学烟雾的主要因素之一，严重威胁了自然环境和人类的健康。由于缺少有效的控 制手段，NO,的浓度仍旧存在总体上升趋势，因此，对其排放的限制也越来越严格。对燃煤废 气中氮氧化物的排放控制及其转化机理的研究，成为当前急需解决的问题。 燃煤废气中N0X的控制方法主要有燃烧前控制和燃烧后控制两种。燃烧前控制主 要是通过改善燃烧状态和燃料脱氮来减少氮氧化物的生成，如低氮氧化物锅炉的使用等； 但由于一些控制燃烧过程N0X生成的技术往往降低热效率，不完全燃烧损失增加，设备规模 也随之增大，而NOx的减少量有限，因此，目前并未全面达到实用阶段。燃烧后控制目前主 要有气相反应法、液体吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等几类，气相反应法又包括电子束 照射法和脉冲电晕等离子体法、选择性催化还原法、选择性非催化性还原法、炽热碳还原法 以及低温常压等离子体分解法。其中液体吸收法的脱硝效率低，净化效果差；吸附法虽然脱 硝效率高，但是吸附量小，设备过于庞大，再生频繁，应用也不广泛；液膜法、微生物法等技 术还不完善，还存在着很多缺陷；脉冲电晕法可以同时进行脱硫脱硝，但是，还有一些技术 问题需要解决如如何实现高压脉冲电源的大功率、窄脉冲、长寿命等问题；电子束法脱硝 技术也可以同时脱硫脱硝，但是此技术能耗较高。目前，烟气脱氮领域中，应用较为广泛的 是气相反应法中的择性催化还原法和选择性非催化还原法技术。但选择性催化还原技术存 在很大弊端，如设备投资很高，关键技术难度大，催化剂易中毒、丧失反应活性，氨残留在反 应器中形成硫酸氨等硫酸盐堵塞设备，若采用一氧化碳为催化剂会降低热效率等。选择性 非催化还原法技术也有明显的缺点，如氨用量大，易造成二次污染，难以保证反应温度的停 留时间等。 而采用臭氧氧化脱除氮氧化物技术则能解决了上述方法的操作温度高、设备规模 大、投资大、催化剂中毒、降低热效率和二次污染等缺点，其基本原理是臭氧氧化烟气中氮 氧化物主要成分N0生成溶解性较强的N02和N205，而后N02和N205在液相中成为硝酸根和 亚硝酸根。 但现有臭氧氧化脱除氮氧化物的技术基本都停留在实验室开发阶段，且有两个致 命缺点，导致其不适用于大规模工业应用。第一，臭氧产生技术大都是无声放电或称介质阻 挡放电方法，成本较高且操作运行条件很难控制。第二，没有考虑系统产生的硝酸盐的后续 处理措施， 一般是直接排放，会对环境造成污染，具有产生二次污染的缺陷。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种通过臭氧发生 技术与硝酸盐的最终处理技术相结合的、易于控制、臭氧发生成本低、且不会产生二次污染 的臭氧氧化结合生物过滤脱除氮氧化物的装置。 本专利技术的另一目的在于提供一种由上述装置实现的臭氧氧化结合生物过滤脱除 氮氧化物的方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现一种臭氧氧化结合生物过滤脱除氮氧化物 的装置，包括烟道、臭氧发生装置、吸收塔和生物滤塔，所述臭氧发生装置与烟道连接，所述 烟道与吸收塔连接；所述吸收塔下端连接有调节器，并通过调节器与生物滤塔连接。 所述装置还包括温度控制仪，所述温度控制仪分别与调节器和生物滤塔连接。 所述臭氧发生装置包括用于存放黄磷的储存罐、用于存放三氯甲烷的储存罐、反 应罐和高压罐，所述用于存放黄磷的储存罐和用于存放三氯甲烷的储存罐均与反应罐连 接，所述反应罐与高压罐连接；所述反应罐与烟道连接。 所述反应罐为密闭的容器，其外部连接有放空阀。 所述吸收塔中装有碱液，所述生物滤塔中装有填料，所述填料表面负载有微生物； 所述微生物的菌种为Pseudomonas sp.(假单胞菌属)，Klebsiella sp.(克留氏菌属) 或Acinetobacter sp.(不动菌属)；其中所述假单胞菌属包括恶臭假单胞菌NKCCMR NK 2. T2-2(属名Pseudomonas ;种名或亚种名putida)、铜绿假单胞菌NKCCMR NK 2. LQ-5(属 名Pseudomonas ;种名或亚种名-aeruginosa)和施式假单胞菌NKCCMR NK2.9-1(属名: Pseudomonas ;种名或亚种名stutzeri);所述克留氏菌属包括肺炎克雷伯氏菌XJRML H2(属名Klebsiella ;种名或亚种名-pneumoniae);所述不动菌属包括鲁氏不动杆菌 ACCC 1091 (属名Acinetobacter ;种名或亚种名lwoffii)。 所述填料优选生物陶瓷；所述碱液优选Na0H溶液，其质量浓度为5 % 10 % 。 作为优选方案，生物陶瓷的粒径为5 8mm、比重为1. 0±0. 2、孔隙率为50±5%、 比表面积为200 300m7m3。 由上述的装置实现的臭氧氧化结合生物过滤脱除氮氧化物的方法，具体包括如下 步骤 (1)臭氧发生装置将黄磷的三氯甲烷溶液喷入烟道，黄磷的三氯甲烷溶液与烟 道中的烟气混合；所述烟气的主要成分为N0X400 1000卯m， S02 1 500 2000卯m， C02 10% 18%， 02 6% 10%，其余为N2 ;其中所述NO,的主要成分为5% 10%的N02、1% 的^0和90X以上的N0 ; (2)烟气中的氧气与黄磷的三氯甲烷溶液中的磷反应生成臭氧、N(^和N205，臭氧 氧化脱除烟气中的NO,，得到氧化后的烟气； (3)所述步骤(2)氧化后的烟气流入吸收塔，并与吸收塔中的碱液逆流接触，所述 N02和N205均转化为硝态氮； (4)硝态氮经调节器流入生物滤塔，并通过生物滤塔中的微生物反硝化为氮气。 所述黄磷的三氯甲烷溶液喷入烟道时，其喷口压力为O. 1 0.7Mpa，烟气与黄磷 的三氯甲烷溶液的气液接触时间为1 3秒； 所述步骤(4)中，微生物反硝化时，其温度为20 50°C， ra值为6. 5 8. 5， C/N比为5 8，微生物的负荷为20 50mV(m2. h)，溶解氧为2 5mg/L，硝态氮在生物滤塔的 停留时间为2 5小时。 所述黄磷的三氯甲烷溶液为黄磷与三氯甲烷按照l : 2 1 : 8的质量比混合而 成的溶液。本专利技术方法的原理是烟气与与黄磷的三氯甲烷溶液反应生成臭氧，臭氧氧化烟 气中的氮氧化物，反应生成的溶解性较强的N02和N205在吸收塔中转化为硝态氮(硝酸根 和亚硝酸根)，硝态氮通过微生物将硝态氮反硝化为氮气，减少二次污染。 本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果 1、本专利技术采用臭氧发生装置产生臭氧的成本低，无需高昂的用电费用和高造价的 生产设备，与目前应用较广的高压放电臭氧发生法相比，设备投资节约65%，单位重量臭氧 产生成本节约87%。 2、本专利技术对后续处理完善，即采用微生物对硝态氮反硝化脱除，无需投入的过多 资源，只需提供适量的微生物即可将硝态氮反硝化为氮气，且处理效果理想。 3、本专利技术没有二次污染产生，可以为企业本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种臭氧氧化结合生物过滤脱除氮氧化物的装置，其特征在于：包括烟道、臭氧发生装置、吸收塔和生物滤塔，所述臭氧发生装置与烟道连接，所述烟道与吸收塔连接；所述吸收塔下端连接有调节器，并通过调节器与生物滤塔连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄少斌，王文忠，黄慧星，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81
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