低温有机催化臭氧氧化脱硝的系统及方法与流程

本发明涉及有机催化臭氧氧化脱硝的系统技术领域，具体而言，涉及一种低温有机催化臭氧氧化脱硝的系统及方法。

背景技术：

氮氧化物(nox)是主要的大气污染物，是影响大气质量的主要因素。氮氧化物与碳氢化合物作用可以形成光化学烟雾，同时空气中nox也是雾霾产生的重要原因之一。由于烟气中的nox中95％以上是no，需先将no氧化成no2，氧化脱除技术已有多种。

与燃煤锅炉烟气相比，焦炉烟道气的nox有其自身特点：(1)浓度变化范围广且浓度高，nox浓度变化范围为300～1200mg/m³；(2)焦炉烟气的温度较低(180～300℃)，低温导致主流的选择性催化还原法scr脱硝系统的适用性出现问题；(3)烟道气中nox浓度随生产周期性变化且浓度含量的波峰和波谷差值较大。催化脱硝系统路线关键技术在于低温催化剂的开发和系统实现。

cn100354022c公开了一种锅炉烟气臭氧氧化脱硝方法，，其技术方案中，在温度范围100～150℃之间喷入臭氧，将烟气中一氧化氮氧化成为易溶于水的高价氮氧化物，并使用碱液水洗经过处理的烟气，脱除烟气中的氮氧化物。

上述技术方案实施过程中存在的问题是，由于锅炉烟气温度较高，臭氧的半衰期随温度的升高而缩短，所以臭氧的利用率低，脱硝不完全，整个系统的效率低下。

目前，低温臭氧氧化脱硝技术从脱除效果、投资运行成本等角度考虑都占有一定的优势，成为相关行业或企业控制nox排放关注的焦点。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种低温有机催化臭氧氧化脱硝的系统及方法，以解决现有技术中的臭氧与高温烟气接触而使臭氧衰减加快的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种低温有机催化臭氧氧化脱硝的系统及方法，包括烟道、臭氧发生器、洗涤塔，洗涤塔中安装有臭氧分布器，臭氧发生器的出口通过管路送至臭氧分布器的臭氧管道中，通过臭氧分布器将臭氧喷射到洗涤塔中，使臭氧与烟气在洗涤塔中混合。

进一步地，洗涤塔的上部通过管路与泵连接，泵将含有催化剂的碱液或水送至洗涤塔中，和/或臭氧发生器与氧气源连接，通过氧气源对臭氧发生器提供氧气，和/或臭氧分布器设有若干个喷射结构，通过喷射结构可以将臭氧喷射出，和/或烟道内设有氮氧化物传感器，氮氧化物传感器与控制装置连接，并将感应信号发送给控制装置，控制装置与臭氧发生器之间通过导线连接，使控制装置可以根据检测到的氮氧化物含量发送控制信号给臭氧发生器。

进一步地，臭氧分布器的喷射结构均匀分布在洗涤塔的截面上，以使喷射结构喷射出来的臭氧与烟气充分混合。

进一步地，臭氧分布器，有若干个臭氧喷射单元对接组成，喷射单元与臭氧管连接。

进一步地，臭氧分布器管路内部通入臭氧气体，臭氧分布器管路设有臭氧入口，用以与臭氧发生器连接，和/或相邻两个臭氧喷射单元对接后采用焊接的方式进行密封连接，和/或臭氧分布器的臭氧喷射单元对接后形成栅格状结构，优选地，臭氧分布器优选为圆形或方形的栅格状。

根据本发明的另一个方面，提供了一种低温有机催化臭氧氧化脱硝的系统及方法，包括步骤一、将含有氮氧化物的烟气送入烟气通道；步骤二、含有氮氧化物的烟气经过洗涤塔的浓缩段后，烟气温度降至80℃以下；步骤三、经过浓缩段后，含有氮氧化物的烟气与臭氧分布器的臭氧充分混合，使氮氧化物与臭氧发生氧化反应；步骤四、经过臭氧氧化的烟气进入洗涤塔的吸收段。

进一步地，步骤四中，洗涤塔吸收段喷淋碱液或水，使氧化后的氮氧化物溶解到碱液或水中；优选地，步骤一中，通过对烟道中的氮氧化物的含量进行检测，将检测信号发送给控制装置，控制装置根据检测信号控制臭氧供给量的大小；优选地，步骤三中，臭氧与烟气的流向相同的方向向喷射；优选地，步骤三中，臭氧分布器采用格栅状结构横向安装在洗涤塔内。

应用本发明的技术方案，与臭氧分布器在烟道中的臭氧脱硝系统相比，臭氧与烟气反应的温度更低；洗涤塔内截面积更大，有助于臭氧与烟气的接触。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的臭氧分布器的实施例的结构图；以及

图2示意性示出了本发明的一种低温有机催化臭氧氧化脱硝的系统。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、臭氧发生器；2、臭氧稀释罐；3、稀释风机；4、臭氧分布器；5、臭氧混合器；6、烟道；7、氨水罐；8、氨水泵；9、循环泵；10、洗涤塔；11、氧气源；12、氮氧化物传感器；13、控制装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1和图2所示，在本实施例中提供了一种低温有机催化臭氧氧化脱硝的系统及方法，系统装置包括臭氧发生器1、臭氧稀释罐2、稀释风机3、臭氧分布器4、臭氧混合器5、烟道6、氨水罐7、氨水泵8、循环泵9、洗涤塔10、氧气源11、氮氧化物传感器12、控制装置13。所述洗涤塔10内安装有臭氧分布器4，所述臭氧发生器1的出口通过管路将臭氧供送至臭氧分布器4的臭氧分布器管路中，通过臭氧分布器4将臭氧喷射到洗涤塔10内。烟气通过烟道6进入，所述的烟道6出口与所述洗涤塔10连接，使烟道6中的烟气进入洗涤塔中。

所述洗涤塔10的上部通过管路与循环泵9连接，所述循环泵9将洗涤塔10下面的混合盐液送至所述洗涤塔中。所述混和盐液送至所述洗涤塔10的上部，所述烟道6与所述洗涤塔10下部连接，使烟气在洗涤塔10内自下而上运动，混和盐液自上而下喷淋，使烟气与混和盐液的接触面积增大。

所述混和盐液为催化剂、硫酸铵和硝酸铵的混合盐液。

所述烟道6内设有氮氧化物传感器，所述氮氧化物传感器12与控制装置13连接，并将感应信号发送控制装置13，所述控制装置13与所述臭氧发生器1之间通过导线连接，使所述控制装置13可以根据检测到的氮氧化物含量，发送控制信号给臭氧发生器1。

所述臭氧发生器1与氧气源连接。

所述臭氧分布器4的喷射结构均匀分布在洗涤塔10的截面上，以使喷射结构喷射出来的臭氧与烟气充分混合。

所述臭氧分布器4有若干个喷射单元组成。

所述臭氧分布器管路内部通入臭氧气体，臭氧分布器管路设有臭氧入口，用以与所述臭氧发生器1连接。

所述臭氧分布器4的臭氧喷射单元对接后形成栅格状结构。

一种低温有机催化臭氧氧化脱硝的方法包括以下步骤：步骤一、将含有氮氧化物的烟气送入烟气通道；步骤二、含有氮氧化物的烟气经过洗涤塔10的浓缩段后，烟气温度降至80℃；步骤三、经过浓缩段后，含有氮氧化物的烟气与臭氧分布器4的臭氧充分混合，使氮氧化物与臭氧发生氧化反应；步骤四、经过臭氧氧化的烟气进入洗涤塔10的吸收段。

步骤四中，所述洗涤塔吸收段喷淋碱液或水，使氧化后的氮氧化物溶解到碱液或水中；

实施例2

本实施例提供了一种低温有机催化臭氧氧化脱硝的系统及方法，系统装置包括臭氧发生器1、臭氧稀释罐2、稀释风机3、臭氧分布器4、臭氧混合器5、烟道6、氨水罐7、氨水泵8、循环泵9、洗涤塔10、氧气源11、氮氧化物传感器12、控制装置13。所述洗涤塔10内安装有臭氧分布器4，所述臭氧发生器1的出口通过管路将臭氧供送至臭氧分布器4的臭氧分布器管路中，通过臭氧分布器4将臭氧喷射到洗涤塔10内。烟气通过烟道6进入，所述的烟道6出口与所述洗涤塔10连接，使烟道6中的烟气进入洗涤塔中。

所述洗涤塔10的上部通过管路与循环泵9连接，所述循环泵9将洗涤塔10下面的混合盐液送至所述洗涤塔中。所述混和盐液送至所述洗涤塔10的上部，所述烟道6与所述洗涤塔10下部连接，使烟气在洗涤塔10内自下而上运动，混和盐液自上而下喷淋，使烟气与混和盐液的接触面积增大。

所述混和盐液为催化剂、硫酸铵和硝酸铵的混合盐液。

所述烟道6内设有氮氧化物传感器，所述氮氧化物传感器12与控制装置13连接，并将感应信号发送控制装置13，所述控制装置13与所述臭氧发生器1之间通过导线连接，使所述控制装置13可以根据检测到的氮氧化物含量，发送控制信号给臭氧发生器1。

所述臭氧发生器1与氧气源连接。

所述臭氧分布器4的喷射结构均匀分布在洗涤塔10的截面上，以使喷射结构喷射出来的臭氧与烟气充分混合。

所述臭氧分布器4有若干个喷射单元组成。

所述臭氧分布器管路内部通入臭氧气体，臭氧分布器管路设有臭氧入口，用以与所述臭氧发生器1连接。

所述臭氧分布器4的臭氧喷射单元对接后形成栅格状结构。

一种低温有机催化臭氧氧化脱硝的方法包括以下步骤：步骤一、将含有氮氧化物的烟气送入烟气通道；步骤二、含有氮氧化物的烟气经过洗涤塔10的浓缩段后，烟气温度降至80℃；步骤三、经过浓缩段后，含有氮氧化物的烟气与臭氧分布器4的臭氧充分混合，使氮氧化物与臭氧发生氧化反应；步骤四、经过臭氧氧化的烟气进入洗涤塔10的吸收段。步骤四中，所述洗涤塔吸收段喷淋碱液或水，使氧化后的氮氧化物溶解到碱液或水中；

与现有技术对比，本发明具有以下效果：

比scr系统的投资和运行费用低；nox去除率高；系统简单，操作简单，运行稳定可靠；系统适应行业广；产生的硫酸铵和硝酸铵化肥直接进入焦化厂现有的硫铵系统，故无二次污染，无废水排出，同时可以产生出一定的经济效益；不需要高温段，更适合焦化厂低温焦炉烟气的脱硫脱硝。本脱硫脱硝系统主要控制的介质为氨水、臭氧和化肥溶液，通过调节臭氧浓度、塔底溶液ph值、化肥溶液浓度等手段就能实现生产的连续、稳定运行。臭氧与nox反应的副产物为氧气，无二次污染。

与臭氧分布器在烟道中的臭氧脱硝系统相比，臭氧与烟气反应的温度更低；洗涤塔内截面积更大，有助于臭氧与烟气的接触；

本发明反应温度低，反应速度快，同时对烟气中其他成分不敏感，因此系统布置灵活，受烟气条件影响小，系统简单，便于操作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。