一种臭氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝系统及方法专利检索-NOx储存催化剂排气系统和排放控制专利检索查询-专利查询网

一种臭 氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝系统及方法

阅读：302发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种臭氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种臭氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝系统及方法，所述的脱硫脱硝系统包括循环连接的脱硫脱硝装置和喷淋液储存装置，所述的喷淋液储存装置外接尿素供给装置；所述的烟气脱硫脱硝系统还包括烟气管路，烟气经烟气管路进入所述的脱硫脱硝装置，所述烟气管路的进口端设置有等离子体发生装置；沿烟气流向，在所述的等离子体发生装置后方的烟气管路上外接臭氧发生单元，所述的臭氧发生单元用于向烟气管路中提供臭氧。本发明通过臭氧和等离子体的协同作用使得提高了NOx的转化率，再通过尿素进一步进行氧化处理，可以减少70～90％的臭氧投入量，大幅节约脱硝成本。，下面是一种臭氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种臭氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述的脱硫脱硝系统包括循环连接的脱硫脱硝装置和喷淋液储存装置，所述的喷淋液储存装置外接尿素供给装置；
所述的烟气脱硫脱硝系统还包括烟气管路，烟气经烟气管路进入所述的脱硫脱硝装置，所述烟气管路的进口端设置有等离子体发生装置；沿烟气流向，在所述的等离子体发生装置后方的烟气管路上外接臭氧发生单元，所述的臭氧发生单元用于向烟气管路中提供臭氧。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述的臭氧发生单元包括臭氧发生装置；
优选地，所述的臭氧发生装置的臭氧出口接入臭氧管路，所述的臭氧管路的出口端位于烟气管路内部；
优选地，所述的臭氧管路的出口端为L形结构管路，所述的L形结构管路的出口朝向烟气进口，所述的臭氧发生装置产生的臭氧喷入烟气管路中与烟气逆流接触；
优选地，所述的臭氧管路的出口端设置有臭氧喷射装置。
3.根据权利要求1或2所述的烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，在所述的等离子体发生装置与臭氧发生装置之间的烟气管路上还外接有双氧水喷射单元，所述的双氧水喷射单元用于向烟气管路中喷射双氧水；
优选地，所述的双氧水喷射单元包括双氧水管路和载气管路；
优选地，沿双氧水流向，在所述的双氧水管路上依次设置有双氧水储存装置、增压装置和催化装置；
优选地，所述的增压装置为增压泵；
优选地，所述的催化装置内填充催化剂；
优选地，所述的催化剂为Ni2O3或过渡金属；
优选地，所述的双氧水管路的出口端位于烟气管路内部；
优选地，所述的双氧水管路的出口端为L形结构管路，所述L形结构管路的出口朝向烟气进口，所述的双氧水储存装置提供的双氧水喷入烟气管路中与烟气逆流接触；
优选地，所述的双氧水管路的出口端设置有雾化装置；
优选地，所述的载气管路的出口端接入增压装置和催化装置之间的双氧水管路段；
优选地，沿气体流向，所述载气管路上依次设置有供气装置、风机和预热装置，供气装置提供的载气与流经增压装置的双氧水混合后进入催化装置；
优选地，所述的供气装置内储存有空气和/或惰性气体。
4.根据权利要求1-3任一项所述的烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述的脱硫脱硝装置底部连接喷淋液储存装置；
优选地，所述的喷淋液储存装置的出口连接喷淋液循环管路，所述的喷淋液循环管路的出口端伸入脱硫脱硝装置内部；
优选地，所述的喷淋液循环管路的出口端设置有喷淋装置，所述的喷淋装置位于脱硫脱硝装置的上部；
优选地，所述的喷淋液循环管路上设置有循环泵；
优选地，所述的脱硫脱硝装置的底部设置有曝气装置；
优选地，所述的曝气装置外接供氧装置，所述的供氧装置通过曝气装置向收集于脱硫脱硝装置底部的喷淋液输送氧气；
优选地，所述的脱硫脱硝装置的壳体底部设置有沉降物排出口；
优选地，所述的沉降物排出口为锥形结构。
5.根据权利要求1-4任一项所述的烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述的喷淋液储存装置分别独立地外接尿素供给装置和石灰石供给装置；
优选地，所述的喷淋液储存装置内灌入喷淋液；
优选地，所述的尿素供给装置用于向所述的喷淋液中通入尿素；
优选地，所述的石灰石供给装置用于向喷淋液中通入石灰石浆；
优选地，所述的喷淋液中还包括吸收剂；
优选地，所述的吸收剂为二甲基亚砜。
6.一种臭氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的烟气脱硫脱硝系统对烟气进行脱硫脱硝处理；
所述的处理方法包括：
(Ⅰ)烟气进入烟气管路，流经等离子体发生装置时烟气发生电离，臭氧发生单元向烟气管路内喷入臭氧，电离后的烟气与臭氧接触催化氧化，随后进入脱硫脱硝装置；
(Ⅱ)尿素供给装置向喷淋液储存装置中提供尿素，喷淋液储存装置向脱硫脱硝装置提供含尿素的喷淋液，对进入脱硫脱硝装置的烟气进行循环喷淋。
7.一种权利要求6所述的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中臭氧发生单元产生的臭氧沿烟气流动方向逆向通入烟气管路中，臭氧与烟气逆流接触对烟气进行催化氧化处理；
优选地，所述的臭氧发生单元喷入的臭氧与烟气中NOx的摩尔比为0.2～0.5；
优选地，所述的等离子体发生装置对烟气施加的电压与烟气中NOx和SO2的含量成正比；
优选地，所述的烟气管路内的烟气温度为80～250℃。
8.根据权利要求6或7所述的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)还包括：双氧水喷射单元向烟气管路内喷入双氧水，电离后的烟气首先与双氧水接触发生催化活化，随后再与臭氧接触催化氧化；
优选地，所述的双氧水喷射单元提供的双氧水沿烟气流动方向逆向喷入烟气管路中，双氧水与电离后的烟气逆流接触对烟气进行催化活化处理；
优选地，所述的双氧水喷射单元向烟气管路内喷射的双氧水与烟气中的NOx的摩尔比为
0.5～2；
优选地，所述的双氧水喷射单元向烟气管路内喷入双氧水的过程具体包括：
(1)增压装置对双氧水储存装置内的液态双氧水增压使之部分气化；
(2)风机将供气装置内存储的载气抽至预热装置中进行预热，预热后的载气与步骤(1)中部分气化的双氧水混合后进入催化装置对双氧水进行活化，随后喷入烟气管路；
优选地，步骤(2)中所述的载气与气态双氧水的质量比为0.5～1.5。
9.根据权利要求6-8任一项所述的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)还包括石灰石供给装置向喷淋液储存装置中提供石灰石浆，喷淋液储存装置向脱硫脱硝装置提供含尿素和石灰石浆的喷淋液，并对进入脱硫脱硝装置的烟气实现循环喷淋；
优选地，步骤(Ⅱ)还包括：通过供氧装置向脱硫脱硝装置内鼓入氧气；
优选地，所述的石灰石浆的质量分数为20～50wt％；
优选地，所述的尿素的质量分数为1～20wt％；
优选地，所述的喷淋液中还包括吸收剂；
优选地，所述的吸收剂在喷淋液中的质量分数为0.1～5％；
优选地，所述的吸收剂为二甲基亚砜。
10.根据权利要求6-9任一项所述的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)中脱硫脱硝装置内发生如下反应：
烟气中的二氧化硫与喷淋液中的石灰石浆反应生成亚硫酸钙或亚硫酸氢钙；亚硫酸钙或亚硫酸氢钙被鼓入的氧气氧化为硫酸钙；烟气中的一氧化氮和二氧化氮被喷淋液中的吸收剂吸收生成亚硝酸；亚硝酸与喷淋液中的尿素反应，生成氮气、二氧化碳和水；
优选地，所述的脱硫脱硝装置运行一段时间后，打开底部的沉降物排出口，将沉降至脱硫脱硝装置底部的硫酸钙排出。

说明书全文

一种臭氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝系统及方法

技术领域

[0001] 本发明属于脱硫脱硝技术领域，涉及一种臭氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝系统及方法，尤其涉及一种等离子体协同臭氧催化氧化的烟气脱硫脱硝系统及方法。

背景技术

[0002] 化石燃料燃烧产生的氮氧化物和硫氧化物是主要的空气污染物的成分，它们能形成酸雨和光化学烟雾，并且能导致严重的雾霾天气，对生命体有较大的危害。这类污染物已经严重影响人类的生命健康和生存环境，因此控制及消除氮氧化物和硫氧化物的排放已是人们的迫切需求。

[0003] 目前，高温(300～400℃)烟气脱硝普遍采用氨选择性催化还原脱硝(SCR) 技术，该技术要求烟气温度保持300～400℃，以维持催化剂的活性。脱硫普遍采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫(WFGD)技术，该技术对硫氧化物的脱除效率较高，但是脱硫剂石灰石的开采破坏山体，脱硫副产物硫酸钙的价值低，无法利用，大量堆积会带来二次污染问题。

[0004] 氮氧化物和硫氧化物的主要排放源为燃煤电厂、机动车和工业企业。燃煤电厂和机动车已基本完成氮氧化物排放控制技术改造，大量的工业企业的氮氧化物的排放治理也逐渐被国家提上日程。以焦化烟气为例，目前《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB12671-2012)对NOx的控制值为200mg/m3(热回收焦炉)和500mg/m3(机焦、半焦炉)，企业排放严控区为150mg/m3。目前全国约有2000台焦炉，其中绝大部分没有安装烟气脱硝脱硫装置，随着 GB12671-2012的实施，焦炉安装脱硫脱硝装置势在必行，且随着环保整治力度的加大，NOx和SO2的超低排放也将提上日程。

[0005] 但是针对焦化烟气还没有成熟的脱硝技术，现在正在进行工程示范的技术主要有低温SCR和氧化吸收法。低温SCR催化剂怕硫，并且氮氧化物浓度波动大，喷氨量难以控制，造成严重的氨泄漏等二次污染。另外烟气中的煤焦油容易堵塞催化剂孔道，造成催化剂失活。这些问题使得氧化吸收法成为焦化烟气脱硝脱硫的发展方向。

[0006] 氧化吸收法一般使用臭氧和双氧水做氧化剂。臭氧的氧化还原电位为 2.07V，氧化性仅次于羟基自由基。在氧化过程中，携带的氧原子被用掉，剩余的转变为氧气，进入稳定状态，在使用过程中没有二次污染。但在脱硝过程中存在用量大，生产成本高问题，而减小用量会生成较多的NO2，而非高价态N2O5，造成吸收困难。双氧水的氧化性较强，且来源广泛、价格便宜，并且经氧化过程后被还原为水，不会带来环境污染，是一种绿色氧化剂。但是液相双氧水氧化脱硝一般用于500℃左右的高温，在处于低温(<280℃)的烟气中氧化活性较差，不易利用。

发明内容

[0007] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种臭氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝系统及方法，本发明通过臭氧和等离子体的协同催化氧化作用使得烟气中绝大多数一氧化氮转化为二氧化氮，在喷淋过程中，再通过尿素进一步进行氧化处理，使得剩余的一氧化氮全部转化为二氧化氮，如此一来可以减少70～90％的臭氧投入量，大幅节约脱硝成本。并且，由于本发明的臭氧添加量少，臭氧能够反应完全，避免了残余的臭氧造成二次污染。

[0008] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0009] 第一方面，本发明提供了一种臭氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝系统，所述的脱硫脱硝系统包括循环连接的脱硫脱硝装置和喷淋液储存装置，所述的喷淋液储存装置外接尿素供给装置。

[0010] 所述的烟气脱硫脱硝系统还包括烟气管路，烟气经烟气管路进入所述的脱硫脱硝装置，所述烟气管路的进口端设置有等离子体发生装置；沿烟气流向，在所述的等离子体发生装置后方的烟气管路上外接臭氧发生单元，所述的臭氧发生单元用于向烟气管路中提供臭氧。

[0011] 本发明的目的旨在解决臭氧氧化烟气时存在的臭氧的催化活性不足导致臭氧用量较大的技术问题。为此本发明利用了臭氧和等离子体的协同催化氧化作用使得烟气中绝大多数一氧化氮转化为二氧化氮，在喷淋过程中，再通过尿素进一步对烟气进行氧化处理，使得剩余的一氧化氮全部转化为二氧化氮，如此一来可以减少70～90％的臭氧投入量，大幅节约脱硝成本。并且，由于本发明的臭氧添加量少，臭氧能够反应完全，避免了残余的臭氧造成二次污染。

[0012] 本发明将等离子体脱硝技术和臭氧高级氧化脱硝技术进行了有机整合，通过臭氧与等离子体的协同作用有效增强了系统的脱硫脱硝能力，等离子体发生装置产生的高能电子和烟气中的中性分子(N2，O2，H2O等)碰撞，产生活性自由基(O，OH，O3，HO2等)，这些自由基与烟气中的SO2和NOx反应生成SO3、高价态氮氧化物、硝酸、硫酸等，在NH3存在的条件下还可以进一步反应生成硫酸铵、硝酸铵等副产品。

[0013] 作为本发明一种优选的技术方案，所述的臭氧发生单元包括臭氧发生装置。

[0014] 优选地，所述的臭氧发生装置的臭氧出口接入臭氧管路，所述的臭氧管路的出口端位于烟气管路内部。

[0015] 优选地，所述的臭氧管路的出口端为L形结构管路，所述的L形结构管路的出口朝向烟气进口，所述的臭氧发生装置产生的臭氧喷入烟气管路中与烟气逆流接触。

[0016] 优选地，所述的臭氧管路的出口端设置有臭氧喷射装置。

[0017] 作为本发明一种优选的技术方案，在所述的等离子体发生装置与臭氧发生装置之间的烟气管路上还外接有双氧水喷射单元，所述的双氧水喷射单元用于向烟气管路中喷射双氧水。

[0018] 在本发明中，将双氧水喷射单元放在臭氧发生单元之前，避免了臭氧氧化 SO2造成烟气脱硫脱硝成本升高的问题。

[0019] 优选地，所述的双氧水喷射单元包括双氧水管路和载气管路。

[0020] 优选地，沿双氧水流向，在所述的双氧水管路上依次设置有双氧水储存装置、增压装置和催化装置。

[0021] 优选地，所述的增压装置为增压泵。

[0022] 优选地，所述的催化装置内填充催化剂。

[0023] 优选地，所述的催化剂为Ni2O3或过渡金属。

[0024] 特别地，在本发明中，为了增加催化装置中填充的催化剂的催化活性，在催化装置的外围还设置有电伴热设备。

[0025] 在本发明中，使用H2O2对烟气进行催化活化过程中首先需要通过增压装置对双氧水进行部分气化，然后在催化装置填充的催化剂的作用下活化为羟基自由基，提高了H2O2的活化效率，有利于氮氧化物和硫氧化物的脱除。

[0026] 优选地，所述的双氧水管路的出口端位于烟气管路内部。

[0027] 优选地，所述的双氧水管路的出口端为L形结构管路，所述L形结构管路的出口朝向烟气进口，所述的双氧水储存装置提供的双氧水喷入烟气管路中与烟气逆流接触。

[0028] 优选地，所述的双氧水管路的出口端设置有雾化装置。

[0029] 优选地，所述的载气管路的出口端接入增压装置和催化装置之间的双氧水管路段。

[0030] 优选地，沿气体流向，所述载气管路上依次设置有供气装置、风机和预热装置，供气装置提供的载气与流经增压装置的双氧水混合后进入催化装置。

[0031] 在本发明中，风机用于将供气装置中的气体抽至预热装置中进行加热，预热装置排出的载气与增压装置排出的部分气化双氧水混合并携带其进入催化装置中，在催化剂的作用下部分双氧水活化为羟基自由基，催化装置排出的含有羟基自由基、双氧水和载气的混合气体沿烟气流动的逆向方向通入烟气管路中，实现烟气的脱硫脱硝处理。

[0032] 优选地，所述的供气装置内储存有空气和/或惰性气体。

[0033] 作为本发明一种优选的技术方案，所述的脱硫脱硝装置底部连接喷淋液储存装置。

[0034] 优选地，所述的喷淋液储存装置的出口连接喷淋液循环管路，所述的喷淋液循环管路的出口端伸入脱硫脱硝装置内部。

[0035] 优选地，所述的喷淋液循环管路的出口端设置有喷淋装置，所述的喷淋装置位于脱硫脱硝装置的上部。

[0036] 优选地，所述的喷淋液循环管路上设置有循环泵。

[0037] 优选地，所述的脱硫脱硝装置的底部设置有曝气装置。

[0038] 优选地，所述的曝气装置外接供氧装置，所述的供氧装置通过曝气装置向收集于脱硫脱硝装置底部的喷淋液输送氧气。

[0039] 优选地，所述的脱硫脱硝装置的壳体底部设置有沉降物排出口。

[0040] 优选地，所述的沉降物排出口为锥形结构。

[0041] 作为本发明一种优选的技术方案，所述的喷淋液储存装置分别独立地外接尿素供给装置和石灰石供给装置。

[0042] 优选地，所述的喷淋液储存装置内灌入喷淋液。

[0043] 优选地，所述的尿素供给装置用于向所述的喷淋液中通入尿素。

[0044] 优选地，所述的石灰石供给装置用于向喷淋液中通入石灰石浆。

[0045] 优选地，所述的喷淋液中还包括吸收剂。

[0046] 优选地，所述的吸收剂为二甲基亚砜。

[0047] 第二方面，本发明提供了一种烟气脱硫脱硝方法，采用第一方面所述的烟气脱硫脱硝系统对烟气进行脱硫脱硝处理。

[0048] 所述的处理方法包括：

[0049] (Ⅰ)烟气进入烟气管路，流经等离子体发生装置时烟气发生电离，臭氧发生单元向烟气管路内喷入臭氧，电离后的烟气与臭氧接触催化氧化，随后进入脱硫脱硝装置；

[0050] (Ⅱ)尿素供给装置向喷淋液储存装置中提供尿素，喷淋液储存装置向脱硫脱硝装置提供含尿素的喷淋液，对进入脱硫脱硝装置的烟气进行循环喷淋。

[0051] 作为本发明一种优选的技术方案，步骤(Ⅰ)中臭氧发生单元产生的臭氧沿烟气流动方向逆向通入烟气管路中，臭氧与烟气逆流接触对烟气进行催化氧化处理。

[0052] 优选地，所述的臭氧发生单元喷入的臭氧与烟气中NOx的摩尔比为0.2～1，例如可以是0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0。

[0053] 优选地，所述的等离子体发生装置对烟气施加的电压与烟气中NOx和SO2的含量成正比。

[0054] 优选地，所述烟气管路内的烟气温度为80～250℃，例如可以是80℃、100℃、 120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、240℃或250℃。

[0055] 作为本发明一种优选的技术方案，步骤(Ⅰ)还包括：双氧水喷射单元向烟气管路内喷入双氧水，电离后的烟气首先与双氧水接触发生催化活化，随后再与臭氧接触催化氧化。

[0056] 优选地，所述的双氧水喷射单元提供的双氧水沿烟气流动方向逆向喷入烟气管路中，双氧水与电离后的烟气逆流接触对烟气进行催化活化处理。

[0057] 优选地，所述的双氧水喷射单元向烟气管路内喷射的双氧水与烟气中的NOx的摩尔比为0.5～2，例如可以是0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、 1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0058] 优选地，双氧水喷射单元向烟气管路内喷入双氧水的过程具体包括：

[0059] (1)增压装置对双氧水储存装置内的液态双氧水增压使之部分气化；

[0060] (2)风机将供气装置内存储的载气抽至预热装置中进行预热，预热后的载气与步骤(1)中部分气化的双氧水混合后进入催化装置对双氧水进行活化，随后喷入烟气管路。

[0061] 优选地，步骤(2)中所述的载气与气态双氧水的质量比为0.5～1.5，例如可以是0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0062] 作为本发明一种优选的技术方案，步骤(Ⅱ)还包括石灰石供给装置向喷淋液储存装置中提供石灰石浆，喷淋液储存装置向脱硫脱硝装置提供含尿素和石灰石浆的喷淋液，并对进入脱硫脱硝装置的烟气实现循环喷淋。

[0063] 优选地，步骤(Ⅱ)还包括：通过供氧装置向脱硫脱硝装置内鼓入氧气。

[0064] 优选地，所述的石灰石浆的质量分数为20～50wt％，例如可以是20wt％、 22wt％、24wt％、26wt％、28wt％、30wt％、32wt％、34wt％、36wt％、38wt％、40wt％、42wt％、44wt％、
46wt％、48wt％或50wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0065] 优选地，所述的尿素的质量分数为1～20wt％，例如可以是1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、 13wt％、14wt％、
15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％或20wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0066] 优选地，所述的喷淋液中还包括吸收剂。

[0067] 优选地，所述的吸收剂在喷淋液中的质量分数为0.1～5wt％，例如可以是 0.1wt％、0.5wt％、1.0wt％、1.5wt％、2.0wt％、2.5wt％、3.0wt％、3.5wt％、4.0wt％、
4.5wt％或5.0wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0068] 优选地，所述的吸收剂为二甲基亚砜。

[0069] 作为本发明一种优选的技术方案，步骤(Ⅱ)中脱硫脱硝装置内发生如下反应：

[0070] 烟气中的二氧化硫与喷淋液中的石灰石浆反应生成亚硫酸钙或亚硫酸氢钙；亚硫酸钙或亚硫酸氢钙被鼓入的氧气氧化为硫酸钙；烟气中的一氧化氮和二氧化氮被喷淋液中的吸收剂吸收生成亚硝酸；亚硝酸与喷淋液中的尿素反应，生成氮气、二氧化碳和水。

[0071] 优选地，所述的脱硫脱硝装置运行一段时间后，打开底部的沉降物排出口，将沉降至脱硫脱硝装置底部的硫酸钙排出。

[0072] 本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

[0073] 所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。

[0074] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0075] (1)本发明将等离子体脱硝技术、H2O2催化活化氧化脱硝和臭氧高级氧化脱硝技术有机整合，在不同的烟道部位上使用最适合的脱硝技术组合，有效地增强了脱硫脱硝能力；H2O2催化活化氧化过程中首先将其汽化，然后在催化剂的作用下活化为羟基自由基，提高了H2O2的活化效率，有利于氮氧化物和硫氧化物的脱除；将H2O2脱硫脱硝技术放在臭氧脱硫脱硝技术之前，避免了臭氧氧化SO2造成的烟气脱硫脱硝造成的成本高问题；

[0076] (3)本发明通过臭氧、等离子体以及双氧水的催化氧化作用使得烟气中绝大多数一氧化氮转化为二氧化氮，在喷淋过程中，再通过尿素进一步进行氧化处理，使得剩余的一氧化氮全部转化为二氧化氮，如此一来可以减少70～90％的臭氧投入量，大幅节约脱硝成本。并且，由于本发明的臭氧添加量少，臭氧能够反应完全，避免了残余的臭氧造成二次污染。附图说明

[0077] 图1为本发明实施例1提供的烟气脱硫脱硝系统的结构示意图；

[0078] 图2为本发明实施例3提供的烟气脱硫脱硝系统的结构示意图。

[0079] 其中，1-等离子体发生装置；2-烟气管路；3-催化装置；4-增压装置；5-双氧水储存装置；6-预热装置；7-风机；8-供气装置；9-臭氧发生装置；10-脱硫脱硝装置；11-曝气装置；12-喷淋装置；13-沉降物排出口；14-供氧装置；15-喷淋液储存装置；16-循环泵；17-尿素供给装置；18-石灰石供给装置。

具体实施方式

[0080] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

[0081] 实施例1

[0082] 本实施例提供了一种臭氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝系统，所述的脱硫脱硝系统如图1所示，包括循环连接的脱硫脱硝装置10和喷淋液储存装置15，喷淋液储存装置15外接尿素供给装置17。

[0083] 烟气脱硫脱硝系统还包括烟气管路2，烟气经烟气管路2进入脱硫脱硝装置 10，烟气管路2的进口端设置有等离子体发生装置1。沿烟气流向，在等离子体发生装置1后方的烟气管路2上外接臭氧发生单元，臭氧发生单元用于向烟气管路2中提供臭氧。

[0084] 臭氧发生单元包括臭氧发生装置9，臭氧发生装置9的臭氧出口接入臭氧管路，臭氧管路的出口端位于烟气管路2内部，臭氧管路的出口端为L形结构管路，L形结构管路的出口朝向烟气进口，臭氧发生装置9产生的臭氧喷入烟气管路2中与烟气逆流接触，臭氧管路的出口端设置有臭氧喷射装置。

[0085] 脱硫脱硝装置10底部连接喷淋液储存装置15，喷淋液储存装置15的出口连接喷淋液循环管路，喷淋液循环管路的出口端伸入脱硫脱硝装置10内部。喷淋液循环管路的出口端设置有喷淋装置12，喷淋装置12位于脱硫脱硝装置10 的上部。喷淋液循环管路上设置有循环泵16。脱硫脱硝装置10的底部设置有曝气装置11，曝气装置11外接供氧装置14，供氧装置14通过曝气装置11向收集于脱硫脱硝装置10底部的喷淋液输送氧气。脱硫脱硝装置10的壳体底部设置有锥形结构的沉降物排出口13。

[0086] 喷淋液储存装置15分别独立地外接尿素供给装置17和石灰石供给装置18。喷淋液储存装置15内灌入喷淋液，尿素供给装置17用于向喷淋液中持续通入尿素，石灰石供给装置18用于向喷淋液中持续通入石灰石浆，喷淋液中还包括吸收剂。

[0087] 实施例2

[0088] 采用实施例1提供的烟气脱硫脱硝系统进行烟气脱硫脱硝处理，所处理的烟气为玻璃窑烟气，玻璃窑烟气中O2、SO2及氮氧化物(以NO2计)的浓度分别为 10％、500mg/m3、700mg/m3，具体的处理方法包括如下步骤：

[0089] 所述的脱硫脱硝处理方法包括：

[0090] (Ⅰ)100℃的烟气进入烟气管路2，经等离子体发生装置1时对烟气进行电离，等离子体发生装置1对烟气施加的电压与烟气中NOx和SO2的含量成正比；

[0091] 臭氧发生单元向烟气管路2内喷入臭氧，臭氧发生单元喷入的臭氧与烟气中NOx的摩尔比为0.3，臭氧沿烟气流动的逆向方向通入烟气管路2中，臭氧与电离后的烟气逆流接触对烟气进行催化氧化处理，随后通入脱硫脱硝装置10中；

[0092] (Ⅱ)尿素供给装置17和石灰石供给装置18分别独立地向喷淋液储存装置15中提供10wt％的尿素和35wt％的石灰石浆，喷淋液储存装置15内还储存有二甲基亚砜吸收剂，二甲基亚砜吸收剂在喷淋液中的质量分数为3wt％，喷淋液储存装置15向脱硫脱硝装置10提供含尿素、石灰石浆以及二甲基亚砜吸收剂的喷淋液，并对进入脱硫脱硝装置10的烟气实现循环喷淋，通过供氧装置14 向脱硫脱硝装置10内鼓入氧气，烟气中的二氧化硫与喷淋液中的石灰石浆反应生成亚硫酸钙或亚硫酸氢钙，亚硫酸钙或亚硫酸氢钙被鼓入的氧气氧化为硫酸钙，烟气中的一氧化氮和二氧化氮被喷淋液中的吸收剂吸收，生成亚硝酸，亚硝酸与喷淋液中的尿素反应，生成氮气、二氧化碳和水。脱硫脱硝装置10运行一段时间后，打开底部的沉降物排出口13，将沉降至脱硫脱硝装置10底部的硫酸钙排出。

[0093] 对烟气中SO2和NOx的进出口浓度进行检测，根据检测结果计算SO2和NOx的托出率。烟气中SO2和NOx浓度的检测采用英国产凯恩9206烟气分析仪进行，SO2和NOx脱除率的计算公式为：

[0094] SO2或NOx的脱除率＝(SO2和NOx进口浓度—SO2和NOx出口浓度)/SO2和NOx进口浓度。

[0095] 计算得到的SO2的脱除率为98％，NOx的脱除率为93％。

[0096] 实施例3

[0097] 本实施例提供了一种臭氧协同催化氧化的烟气脱硫脱硝系统，所述的脱硫脱硝系统如图2所示，包括循环连接的脱硫脱硝装置10和喷淋液储存装置15，喷淋液储存装置15外接尿素供给装置17。

[0098] 烟气脱硫脱硝系统还包括烟气管路2，烟气经烟气管路2进入脱硫脱硝装置 10，烟气管路2的进口端设置有等离子体发生装置1。沿烟气流向，在等离子体发生装置1后方的烟气管路2上外接臭氧发生单元，臭氧发生单元用于向烟气管路2中提供臭氧。

[0099] 臭氧发生单元包括臭氧发生装置9，臭氧发生装置9的臭氧出口接入臭氧管路，臭氧管路的出口端位于烟气管路2内部，臭氧管路的出口端为L形结构管路，L形结构管路的出口朝向烟气进口，臭氧发生装置9产生的臭氧喷入烟气管路2中与烟气逆流接触，臭氧管路的出口端设置有臭氧喷射装置。

[0100] 在等离子体发生装置1与臭氧发生装置9之间的烟气管路2上还外接有双氧水喷射单元，双氧水喷射单元用于向烟气管路2中喷射双氧水。双氧水喷射单元包括双氧水管路和载气管路。沿双氧水流向，在双氧水管路上依次设置有双氧水储存装置5、增压装置4和催化装置3，双氧水管路的出口端位于烟气管路2内部，双氧水管路的出口端为L形结构管路，L形结构管路的出口朝向烟气进口，双氧水储存装置5提供的双氧水喷入烟气管路2中与烟气逆流接触，双氧水管路的出口端设置有雾化装置。载气管路的出口端接入增压装置4和催化装置3之间的双氧水管路段。沿气体流向，在载气管路上依次设置有供气装置8、风机7和预热装置6，供气装置8提供的载气与流经增压装置4的双氧水混合后进入催化装置3，供气装置8内储存有空气和/或惰性气体。

[0101] 脱硫脱硝装置10底部连接喷淋液储存装置15，喷淋液储存装置15的出口连接喷淋液循环管路，喷淋液循环管路的出口端伸入脱硫脱硝装置10内部。喷淋液循环管路的出口端设置有喷淋装置12，喷淋装置12位于脱硫脱硝装置10 的上部。喷淋液循环管路上设置有循环泵16。脱硫脱硝装置10的底部设置有曝气装置11，曝气装置11外接供氧装置14，供氧装置14通过曝气装置11向收集于脱硫脱硝装置10底部的喷淋液输送氧气。脱硫脱硝装置10的壳体底部设置有锥形结构的沉降物排出口13。

[0102] 喷淋液储存装置15分别独立地外接尿素供给装置17和石灰石供给装置18。喷淋液储存装置15内灌入喷淋液，尿素供给装置17用于向喷淋液中持续通入尿素，石灰石供给装置18用于向喷淋液中持续通入石灰石浆，喷淋液中还包括吸收剂。

[0103] 实施例4

[0104] 采用实施例3提供的烟气脱硫脱硝系统进行烟气脱硫脱硝处理，所处理的烟气为焦炉烟气，焦炉烟气中O2、SO2及氮氧化物(以NO2计)的浓度分别为8％、 550mg/m3、550mg/m3，具体的处理方法包括如下步骤：

[0105] (Ⅰ)250℃的烟气进入烟气管路2，经等离子体发生装置1时对烟气进行电离，等离子体发生装置1对烟气施加的电压与烟气中NOx和SO2的含量成正比；

[0106] 双氧水喷射单元提供的双氧水沿烟气流动的逆向方向喷入烟气管路2中，双氧水与烟气逆流接触对烟气进行催化活化处理，双氧水喷射单元向烟气管路2 内喷射的双氧水与烟气中的NOx的摩尔比为0.5。具体而言，增压装置4对双氧水储存装置5内的液态双氧水增压使之部分气化；风机7将供气装置8内存储的载气抽至预热装置6中进行预热，预热后的载气与部分气化的双氧水混合后进入催化装置3中对双氧水进行活化，随后喷入烟气管路2，其中，载气与双氧水的质量比为1.5，载气裹挟双氧水喷入烟气管路2，经电离后的烟气与双氧水接触进行催化活化；

[0107] 臭氧发生单元向烟气管路2内喷入臭氧，臭氧发生单元喷入的臭氧与烟气中NOx的摩尔比为0.5，臭氧沿烟气流动的逆向方向通入烟气管路2中，臭氧与经双氧水催化活化的烟气逆流接触对烟气进行催化氧化处理，随后通入脱硫脱硝装置10中。

[0108] (Ⅱ)尿素供给装置17和石灰石供给装置18分别独立地向喷淋液储存装置15中提供20wt％的尿素和20wt％的石灰石浆，喷淋液储存装置15内还储存有二甲基亚砜吸收剂，二甲基亚砜吸收剂在喷淋液中的质量分数为0.1wt％，喷淋液储存装置15向脱硫脱硝装置10提供含尿素、石灰石浆以及二甲基亚砜吸收剂的喷淋液，并对进入脱硫脱硝装置10的烟气实现循环喷淋，通过供氧装置 14向脱硫脱硝装置10内鼓入氧气，烟气中的二氧化硫与喷淋液中的石灰石浆反应生成亚硫酸钙或亚硫酸氢钙，亚硫酸钙或亚硫酸氢钙被鼓入的氧气氧化为硫酸钙，烟气中的一氧化氮和二氧化氮被喷淋液中的吸收剂吸收，生成亚硝酸，亚硝酸与喷淋液中的尿素反应，生成氮气、二氧化碳和水。脱硫脱硝装置10运行一段时间后，打开底部的沉降物排出口13，将沉降至脱硫脱硝装置10底部的硫酸钙排出。

[0109] 对烟气中SO2和NOx的进出口浓度进行检测，根据检测结果计算SO2和NOx的托出率。烟气中SO2和NOx浓度的检测采用英国产凯恩9206烟气分析仪进行，SO2和NOx脱除率的计算公式为：

[0110] SO2或NOx的脱除率＝(SO2和NOx进口浓度—SO2和NOx出口浓度)/SO2和NOx进口浓度。

[0111] 计算得到的SO2的脱除率为100％，NOx的脱除率为95％。

[0112] 实施例5

[0113] 采用实施例3提供的烟气脱硫脱硝系统进行烟气脱硫脱硝处理，所处理的烟气为工业锅炉烟气，工业锅炉烟气中O2、SO2及氮氧化物(以NO2计)的浓度分别为10％、550mg/m3、400mg/m3，具体的处理方法包括如下步骤：

[0114] (Ⅰ)100℃的烟气进入烟气管路2，经等离子体发生装置1时对烟气进行电离，等离子体发生装置1对烟气施加的电压与烟气中NOx和SO2的含量成正比；

[0115] 双氧水喷射单元提供的双氧水沿烟气流动的逆向方向喷入烟气管路2中，双氧水与烟气逆流接触对烟气进行催化活化处理，双氧水喷射单元向烟气管路2 内喷射的双氧水与烟气中的NOx的摩尔比为1。具体而言，增压装置4对双氧水储存装置5内的液态双氧水增压使之部分气化；风机7将供气装置8内存储的载气抽至预热装置6中进行预热，预热后的载气与部分气化的双氧水混合后进入催化装置3中对双氧水进行活化，其中，载气与气态双氧水的质量比为1，载气裹挟气态双氧水喷入烟气管路2，经电离后的烟气与双氧水接触进行催化活化；

[0116] 臭氧发生单元向烟气管路2内喷入臭氧，臭氧发生单元喷入的臭氧与烟气中NOx的摩尔比为0.3，臭氧沿烟气流动的逆向方向通入烟气管路2中，臭氧与经双氧水催化活化的烟气逆流接触对烟气进行催化氧化处理，随后通入脱硫脱硝装置10中。

[0117] (Ⅱ)尿素供给装置17和石灰石供给装置18分别独立地向喷淋液储存装置15中提供10wt％的尿素和35wt％的石灰石浆，喷淋液储存装置15内还储存有二甲基亚砜吸收剂，二甲基亚砜吸收剂在喷淋液中的质量分数为3wt％，喷淋液储存装置15向脱硫脱硝装置10提供含尿素、石灰石浆以及二甲基亚砜吸收剂的喷淋液，并对进入脱硫脱硝装置10的烟气实现循环喷淋，通过供氧装置14 向脱硫脱硝装置10内鼓入氧气，烟气中的二氧化硫与喷淋液中的石灰石浆反应生成亚硫酸钙或亚硫酸氢钙，亚硫酸钙或亚硫酸氢钙被鼓入的氧气氧化为硫酸钙，烟气中的一氧化氮和二氧化氮被喷淋液中的吸收剂吸收，生成亚硝酸，亚硝酸与喷淋液中的尿素反应，生成氮气、二氧化碳和水。脱硫脱硝装置10运行一段时间后，打开底部的沉降物排出口13，将沉降至脱硫脱硝装置10底部的硫酸钙排出。

[0118] 对烟气中SO2和NOx的进出口浓度进行检测，根据检测结果计算SO2和NOx的托出率。烟气中SO2和NOx浓度的检测采用英国产凯恩9206烟气分析仪进行， SO2和NOx脱除率的计算公式为：

[0119] SO2或NOx的脱除率＝(SO2和NOx进口浓度—SO2和NOx出口浓度)/SO2和NOx进口浓度。

[0120] 计算得到的SO2的脱除率为100％，NOx的脱除率为98％。

[0121] 实施例6

[0122] 采用实施例3提供的烟气脱硫脱硝系统进行烟气脱硫脱硝处理，所处理的烟气为陶瓷炉窑烟气，陶瓷炉窑烟气中O2、SO2及氮氧化物(以NO2计)的浓度分别为10％、550mg/m3、650mg/m3，具体的处理方法包括如下步骤：

[0123] (Ⅰ)90℃的烟气进入烟气管路2，经等离子体发生装置1时对烟气进行电离，等离子体发生装置1对烟气施加的电压与烟气中NOx和SO2的含量成正比；

[0124] 双氧水喷射单元提供的双氧水沿烟气流动的逆向方向喷入烟气管路2中，双氧水与烟气逆流接触对烟气进行催化活化处理，双氧水喷射单元向烟气管路2 内喷射的双氧水与烟气中的NOx的摩尔比为2。具体而言，增压装置4对双氧水储存装置5内的液态双氧水增压使之部分气化；风机7将供气装置8内存储的载气抽至预热装置6中进行预热，预热后的载气与部分气化的双氧水混合后进入催化装置3中对双氧水进行活化，其中，载气与气态双氧水的质量比为0.5，载气裹挟气态双氧水喷入烟气管路2，经电离后的烟气与双氧水接触进行催化活化；

[0125] 臭氧发生单元向烟气管路2内喷入臭氧，臭氧发生单元喷入的臭氧与烟气中NOx的摩尔比为0.2，臭氧沿烟气流动的逆向方向通入烟气管路2中，臭氧与经双氧水催化活化的烟气逆流接触对烟气进行催化氧化处理，随后通入脱硫脱硝装置10中。

[0126] (Ⅱ)尿素供给装置17和石灰石供给装置18分别独立地向喷淋液储存装置15中提供1wt％的尿素和50wt％的石灰石浆，喷淋液储存装置15内还储存有二甲基亚砜吸收剂，二甲基亚砜吸收剂在喷淋液中的质量分数为5wt％，喷淋液储存装置15向脱硫脱硝装置10提供含尿素、石灰石浆以及二甲基亚砜吸收剂的喷淋液，并对进入脱硫脱硝装置10的烟气实现循环喷淋，通过供氧装置14 向脱硫脱硝装置10内鼓入氧气，烟气中的二氧化硫与喷淋液中的石灰石浆反应生成亚硫酸钙或亚硫酸氢钙，亚硫酸钙或亚硫酸氢钙被鼓入的氧气氧化为硫酸钙，烟气中的一氧化氮和二氧化氮被喷淋液中的吸收剂吸收，生成亚硝酸，亚硝酸与喷淋液中的尿素反应，生成氮气、二氧化碳和水。脱硫脱硝装置10运行一段时间后，打开底部的沉降物排出口13，将沉降至脱硫脱硝装置10底部的硫酸钙排出。

[0127] 对烟气中SO2和NOx的进出口浓度进行检测，根据检测结果计算SO2和NOx的托出率。烟气中SO2和NOx浓度的检测采用英国产凯恩9206烟气分析仪进行， SO2和NOx脱除率的计算公式为：

[0128] SO2或NOx的脱除率＝(SO2和NOx进口浓度—SO2和NOx出口浓度)/SO2和NOx进口浓度。

[0129] 计算得到的SO2的脱除率为100％，NOx的脱除率为95％。

[0130] 申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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