一种烧结烟气旋转喷雾脱硫脱硝系统及方法技术领域
本发明属于环境保护领域，尤其涉及一种烧结烟气旋转喷雾进行脱硫脱硝系统及方法。
背景技术
十二五”规划中，我国明确提出了对氮氧化物（NOx）进行全面控制的目标，要求钢铁企业烧结烟气氮氧化物排放小于300mg/m3。目前烧结烟气大多都已经进行了脱硫处理工艺，如果在脱硫后再进行脱硝，只有采用SCR或SNCR的方法，SCR工艺大多在200℃～450℃的工作温度区间，而SNCR工艺在950℃～1150℃的工作温度区间。采用烟气再热处理是不现实的。因此，更加经济实用的同时脱硫脱硝工艺研究已经势在必行。
申请号201110256257.X公开了“一种烟气光催化氧化结合氨法同步脱硫脱硝的方法”，其烟气首先进入光催化反应器，烟气中NOx氧化成NO2，烟气随后进入氨法脱硫塔与碱性脱硫剂溶液逆向接触，深度脱除SO2和NO2，与传统的SCR脱硝方法脱硝相比，既解决了用SCR脱硝法占面积大，投资大，运行费用高等问题，不需要大的投资建设脱硝设备，成本低，大幅度降低运行费用，提高经济效益。该方法在氧化NOx的同时也会氧化SO2，使运行成本较高。
专利申请号201010588960.6公开的“燃煤电厂光催化氧化烟气脱硫脱硝系统”，是先用制氧机制得纯度为90%以上的氧气，将所制得的氧气引入光催化反应塔进行充分的反应，产生以O2-为主要组分的氧化物种。再将氧化物种和烟气（除尘后）同时引入氧化反应塔，烟气中的SO2被氧化物种氧化成最终产物SO3，NO和NO2被氧化物种氧化成最终产物NO3，氧化反应后的烟气通过吸收塔时SO3和NO3被吸收，完成烟气的同时脱硫脱硝过程。解吸时得到副产物硝硫混酸由储存槽收集，是一种具有广泛用途的化工原料。该方法适合烟气中有较高浓度SO2和NOx，产生副产品，而不适合烧结烟气。
专利申请号200610051737.1提供的“光催化氧化结合湿法吸收的湿法烟气脱硝工艺”，包括氧化过程和湿法吸收过程，将待处理的烟气先通入装有载有负载型纳米TiO2光催化剂的光催化反应器，对烟气中的氮氧化物进行氧化，氧化后的烟气进入湿法吸收反应器，与碱性、氧化性或还原性的脱硝吸收液充分接触，烟气中的氮氧化物被湿法吸收后净化排放。本发明工艺用于处理烟气，可达到60-90%的氮氧化物去除效率，其脱硝效率高，设备简单，操作方便，占地小。烟气中NO的气相光催化氧化，仅需紫外光照射，反应条件温和，氧化反应迅速，经济成本低。但该方法需要脱硝吸收液进行吸收操作，因而成本较高。
专利申请号200610012526.7提供了“一种烟气光催化氧化同时脱硫脱硝的方法及装置”，将燃煤烟气引入反应器内，在反应器内充填光催化剂，并用光照射催化氧化，所述光催化剂由载体、0.5%质量比的二氧化钛和添加剂组成，所述载体为石英砂，其粒径为4-6mm，所述光催化剂为二氧化钛和添加剂混合物。本发明可以同时完成脱硫脱硝，效率高，运行稳定，可以适用于不同烟气组分含量的SO2和NOx的脱除，脱硫脱硝产物可作为肥料使用。该专利适合高浓度的SO2和NOx，不适合烧结烟气脱硫脱硝。
发明内容
本发明旨在提供一种运行成本低廉，可减少企业负担，并在脱硫的同时进行脱硝的烧结烟气旋转喷雾脱硫脱硝系统及方法。
本发明的目的是通过以下解决方案实现的：
一种烧结烟气旋转喷雾脱硫脱硝系统，包括CaO罐、CaO消化罐、入口烟气监测装置、旋转喷雾吸收塔、布袋除尘器及出口烟气监测装置，其特征在于，在旋转喷雾吸收塔与布袋除尘器之间增设光催化反应器，光催化反应器连接在旋转喷雾吸收塔与布袋除尘器之间的连接管道上，CaO消化罐一端连接CaO罐，另一端与旋转喷雾吸收塔相连，旋转喷雾吸收塔通过管道连接布袋除尘器，旋转喷雾吸收塔入口管道上设有入口烟气监测装置，布袋除尘器出口管道上设有出口烟气监测装置。
一种烧结烟气旋转喷雾脱硫脱硝的方法，将光催化与旋转喷雾脱硫工艺相结合，对烧结烟气同时进行脱硫脱硝，其具体脱硫脱硝过程为：
CaO罐中的CaO粉末进入CaO消化罐进行消化处理后，进入旋转喷雾吸收塔，雾化后的液滴与进入旋转喷雾吸收塔的烧结烟气充分混合接触反应，烟气中的酸性成分迅速被CaO碱性液滴吸收，水分被迅速蒸发，同时完成脱硫反应；反应后的烟气进入旋转喷雾吸收塔与布袋除尘器之间的连接管道后，在氧气存在的条件下，光催化反应器发出的紫外光照射TiO2会产生·OH、O2-活性自由基，该活性自由基将NO氧化成NO2，NO2则被未反应完全的Ca(OH)2吸收，然后进入布袋除尘器除尘后排放；通过入口烟气监测装置监测进入旋转喷雾吸收塔的烟气流速及二氧化硫、氮氧化物的浓度；出口烟气监测装置则监测脱硫脱硝后的烟气中二氧化硫、氮氧化物的浓度以及烟气流速。
本发明的有益效果为：
与已有技术相比，本发明系统结构简单，方法便于操作，投资少、见效快，运行成本低廉，无需新建脱硝项目，便可同时实现烧结烟气的脱硫脱硝，减少环境污染，满足“十二五”对企业的要求。
附图说明
图1是烧结烟气旋转喷雾脱硫脱硝系统结构示意图。
图中：CaO罐1、CaO消化罐2、入口烟气监测装置3、旋转喷雾吸收塔4、光催化反应器5、布袋除尘器6、出口烟气监测装置7。
具体实施方式
本发明烧结烟气旋转喷雾脱硫脱硝系统是在原有CaO罐1、CaO消化罐2、入口烟气监测装置3、旋转喷雾吸收塔4、布袋除尘器6、出口烟气监测装置7的基础上，在旋转喷雾吸收塔4与布袋除尘器6之间增设光催化反应器5，光催化反应器5连接在旋转喷雾吸收塔4与布袋除尘器6之间的连接管道上，光催化反应器5的光源为紫外光，催化剂为TiO2。
CaO消化罐2一端连接CaO罐1，另一端与旋转喷雾吸收塔4相连，旋转喷雾吸收塔4通过管道连接布袋除尘器6。在旋转喷雾吸收塔4的入口管道上设有入口烟气监测装置3，在布袋除尘器6的出口管道上设有出口烟气监测装置7。
本发明烧结烟气旋转喷雾脱硫脱硝方法的具体脱硫脱硝过程为：
CaO罐1中的CaO粉末进入CaO消化罐2进行消化处理后，进入旋转喷雾吸收塔4，雾化后的液滴与进入旋转喷雾吸收塔4的烧结烟气充分混合接触反应，烟气中的酸性成分迅速被CaO碱性液滴吸收，水分被迅速蒸发，同时完成脱硫反应；反应后的烟气进入旋转喷雾吸收塔4与布袋除尘器6之间的连接管道后，在氧气存在的条件下，光催化反应器5发出的紫外光照射TiO2会产生·OH、O2-活性自由基，该活性自由基将NO氧化成NO2，NO2则被未反应完全的Ca(OH)2吸收，然后进入布袋除尘器6除尘后排放。通过入口烟气监测装置3可监测进入旋转喷雾吸收塔4的烟气流速及烟气中二氧化硫、氮氧化物的浓度；出口烟气监测装置7则可监测脱硫脱硝后的烟气中二氧化硫、氮氧化物的浓度以及烟气的流速。通过控制光催化反应器5紫外光的照射强度及时间来控制产生的活性自由基的量，控制出口烟气中氮氧化物浓度小于300mg/m3即可。实施例与对比例的具体工艺参数及其实施效果对比情况见表1。
表1实施例与对比例具体工艺参数及效果对比
实施例1实施例2实施例3对比例|
入口烧结烟气中SO2浓度mg/Nm31000100010001000
入口烧结烟气中NOx浓度mg/Nm3400350370380
出口烧结烟气中SO2浓度mg/Nm382807481
出口烧结烟气中NOx浓度mg/Nm3250240240248
脱硫效率 %92929392
脱硝效率 %37.531.435.134.7