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為更好推動科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化應用，落實《關(guān)于構(gòu)建市場導向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系的指導意見》，加速綠色低碳技術(shù)升級，科技部社發(fā)司委托中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會組織編制了《國家綠色低碳先進技術(shù)成果目錄》，并于2023年9月11日正式公布。為持續(xù)宣傳推廣《國家綠色低碳先進技術(shù)成果目錄》成果，引導綠色低碳技術(shù)發(fā)展，我會將陸續(xù)在官微推送目錄成果信息，敬請關(guān)注。
大氣污染治理領域
01.技術(shù)名稱
臭氧氧化協(xié)同液相吸收脫硫脫硝關(guān)鍵技術(shù)與裝備
02.適用范圍
鋼鐵燒結(jié)、焦化等行業(yè)低溫煙氣脫硫脫硝。
03.技術(shù)內(nèi)容
技術(shù)原理
氣相臭氧(O3)氧化協(xié)同液相吸收脫硫脫硝技術(shù)涉及氣相氧化、液相吸收和還原三個過程：先將臭氧投加到煙道混合器中，使煙氣與臭氧充分混合并發(fā)生氧化反應；煙氣進入吸收塔，在液相吸收塔內(nèi)實現(xiàn)SO2、NOx及其他污染物的同步高效吸收，O3/NO摩爾比1.5～2.0，脫硝產(chǎn)物進入燒結(jié)工藝還原處理。
由于N2O5和SO2在氣相和水中溶解的擴散能力與溶解于水溶液的能力相當，因此可在同一吸收塔內(nèi)實現(xiàn)同步高效脫硫脫硝。SO2、重金屬類污染物也被O3氧化，降解為低毒害或易于吸收脫除的物質(zhì)。
工藝流程如圖1所示，O3通過投加混合器投加到吸收塔前的煙道中，并與煙氣充分混合，使NO深度氧化為NO3和N2O5。然后煙氣進入吸收塔，與吸收液作用實現(xiàn)同步脫硫脫硝。凈化后的煙氣經(jīng)除塵后外排，使二氧化硫和氮氧化物均滿足超低排放的控制要求。廢水進行無害化處理，硝酸鹽組分在高爐中還原為N2。
圖1 臭氧氧化協(xié)同液相吸收脫硫脫硝工藝流程
主要創(chuàng)新點
(1)該技術(shù)將NO深度氧化為NO3和N2O5，從而顯著提高脫硝效率，成功解決了傳統(tǒng)臭氧氧化協(xié)同吸收技術(shù)不能實現(xiàn)超低排放和冒黃煙的問題。
(2)O3投加僅涉及小氣量氣流分布裝置及噴嘴，脫硫脫硝可在同一反應器實現(xiàn)，因而設備數(shù)量和體積小且結(jié)構(gòu)簡單，投資和運行費用低，操作運行簡單。
(3)僅涉及氣體和液體兩種流體循環(huán)輸送，煙道采用碳鋼內(nèi)襯玻璃鱗片防腐，漿液循環(huán)管道采用碳鋼襯膠防腐，臭氧管道采用不銹鋼管，濕煙囪采用；u涂煙囪膠防腐，設備使用率高。
(4)僅涉及SO2和N2O5向易于實現(xiàn)斷面均勻布置的堿性吸收液傳遞，不涉及這些污染物向不易實現(xiàn)斷面均勻布置的粉狀或顆粒狀物料表面?zhèn)鬟f，而且臭氧發(fā)生、輸送和投加過程安全方便，因而過程更加穩(wěn)定、可靠。
(5)煙氣中的SO2最終轉(zhuǎn)化為石膏等副產(chǎn)物，NO轉(zhuǎn)化為可摻入燒結(jié)料，使硝酸鹽中的N組分還原為N2，不會產(chǎn)生固、液、氣方面的二次污染。
04.污染治理或環(huán)境修復效果
脫硝效率85%～96%，脫硫效率90%～98%，出口NOx濃度≤50mg/m3、SO2濃度≤35mg/m3、O3濃度≤0.07mg/m3。
05.技術(shù)示范情況
該技術(shù)已在燕山鋼鐵有限公司2#、3#、4#300m2燒結(jié)機臭氧脫硝改造項目和燕山鋼鐵有限公司鐵熱軋一廠950加熱爐、熱軋二廠1780加熱爐、熱軋三廠1580加熱爐的煙氣脫硫脫硝項目中應用，煙氣出口SO2、NOx等濃度可滿足相關(guān)排放標準要求。
以燕山鋼鐵3#300m2燒結(jié)機臭氧脫硝超低排放改造項目為例，處理規(guī)模198萬m3/h，平均脫硫效率96.9%，平均脫硝效率87.2%。煙氣出口NOx濃度≤50mg/m3，SO2濃度≤35mg/m3，顆粒物濃度≤10mg/m3。二噁英出口濃度≤0.061mg/m3，O3出口濃度≤0.07mg/m3。
06.投資估算
以300m2燒結(jié)機(煙氣量1980000m3/h)單一脫硝改造投資費用為例，投資5850萬元，脫硫—脫硝—除塵合計改造投資約8000萬元。
07.投資回收期
寶鋼湛江鋼鐵有限責任公司煉鐵廠燒結(jié)制酸廢水增設膜處理設施靜態(tài)投資回收期約1年。
08. 技術(shù)成果轉(zhuǎn)化推廣前景
該技術(shù)已在鋼鐵燒結(jié)行業(yè)成功應用，未來可進一步推廣應用于水泥、玻璃、陶瓷、非電燃煤鍋爐等其他非電力行業(yè)的煙氣治理，具有廣闊的市場應用前景。
