基于臭氧的烟气脱硝装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种烟气脱硝装置及方法，具体涉及一种基于臭氧的烟气脱硝装置及 方法。
【背景技术】
[0002] 根据中国环境监测总站提供的数，2007年，我国放量为1643. 4万t，其中工 业放量为1261. 3万t，而电力行业占整个工业行业NO 放量的64. 3%，占全国总 放量的45. 5%。随着国民经济发展、人口增长和城市化进程的加快，中国NOx排放量 将继续增长，鉴于NOx对大气环境的不利影响以及目前火电厂NO x排放控制的严峻形势，我 国已经制定出更为严格的排放标准，2014年7月1日开始执行的《火电厂大气污染物排放 标准（GB 13223-2011)》，规定了现有火力发电燃煤锅炉烟囱出口氮氧化物排放限值，全国 为200mg/m3 (以勵2计），重点地区特别排放限值为100mg/m3 (以勵2计）；《钢铁烧结、球团 工业大气污染物排放标准（GB28662-2012)》规定现有烧结机、球团焙烧设备颗粒物排放限 值为300mg/m 3,烧结机机尾排放限值为300mg/m3。
[0003] 目前，应用于烟气脱硝的主要技术为选择性催化还原（SCR)和选择性非催化还原 (SNCR)。截至2008年底，全国已投运的烟气脱硝机组约50多台共1957万kW，其中SCR 机组占90. 5%。SCR脱硝效率高，但设备投资和运行维护成本高，催化剂昂贵，容易失活，因 反应不完全而导致的氨逃逸会造成二次污染；SNCR虽投资和运行费用较少，但脱硝效率比 较低，达不到日益严格的排放标准。这两种烟气脱硝的方法反应都需要较高的温度、较大的 占地面积，对现有的电厂设备改造较大。
[0004] 因此，研发一种清洁节能、高效稳定、运行可靠的脱硝新技术成为该领域研宄的热 点。CN1768902A公开了一种烟气脱硝方法，首先将作为氧化剂的臭氧（O 3)喷入到烟道中， 将锅炉烟气中的NO氧化成为易溶于水的勵2或N 205，然后用水或碱液洗涤烟气，脱除烟气 中的氮氧化物。该氧化脱硝方法虽然能达到脱除氮氧化物的目的，但锅炉烟气先与臭氧 (O 3)反应后再进行碱液处理工序，即氧化区与吸收区分离，臭氧（O3)在超过130°C的烟温 环境中以及在含尘量50~200mg/Nm 3的烟气条件下，极易发生分解、或吸附粉尘失去活性， 造成脱硝效率降低、臭氧（O3)耗量过大，增加脱硝系统的运行成本。诸如此类的专利还有 CN103736373A、CN103933841A、CN203227412U 等，同样面临着上述的问题。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，为了克服现有脱硝技术的不足，本发明提供了一种基于臭氧的烟气脱 硝装置及方法，可以有效减少了臭氧（O 3)的消耗。此外，本发明也提供一种基于臭氧的烟 气脱硝装置及方法，可以提高烟气脱硝的效率。
[0006] 本发明提供一种基于臭氧的烟气脱硝装置，包括：
[0007] 烟气脱硝设备，其内部设有：两层以上的喷淋吸收层，和一层以上的臭氧喷雾反应 和吸收层，其中，所述的臭氧喷雾反应和吸收层将烟气中的低价氮氧化物氧化成高价的氮 氧化物，所述的喷淋吸收层采用吸收剂吸收烟气中的氮氧化物，并形成吸收产物；
[0008] 臭氧供给设备，用于向所述臭氧喷雾反应和吸收层供给氧气。
[0009] 根据本发明所述的装置，优选地，在烟气脱硝设备内部，臭氧喷雾反应和吸收层的 上方和下方均设有至少一层喷淋吸收层。
[0010] 根据本发明所述的装置，优选地，在烟气脱硝设备内部从下到上设置第一层喷淋 吸收层、第二层喷淋吸收层和第三层喷淋吸收层，所述臭氧喷雾反应和吸收层设置在第一 层喷淋吸收层、第二层喷淋吸收层与第三层喷淋吸收层之间的任一位置。
[0011] 根据本发明所述的装置，优选地，所述臭氧喷雾反应和吸收层设置在第一层喷淋 吸收层与第二层喷淋吸收层之间，臭氧喷雾反应和吸收层距离第一层喷淋吸收层0. 8~ 2. 8米，并且距离第二层喷淋吸收层I. 0~2. 3米。
[0012] 根据本发明所述的装置，优选地，所述臭氧喷雾反应和吸收层设置在第一层喷淋 吸收层与第二层喷淋吸收层之间，臭氧喷雾反应和吸收层距离第一层喷淋吸收层1. 2~ 2. 0米，并且距离第二层喷淋吸收层1. 3~1. 8米。
[0013] 根据本发明所述的装置，优选地，所述的装置还包括：
[0014] 浆液循环设备，用于接收来自烟气脱硝设备形成的吸收产物，并将至少一部分所 述吸收产物循环至喷淋吸收层中；
[0015] 除雾器，用于对烟气进行除尘除雾，所述除雾器位于全部喷淋吸收层上方。
[0016] 本发明还提供一种利用上述装置进行脱硝的方法，包括如下步骤：
[0017] 烟气氧化步骤，在臭氧喷雾反应和吸收层中，利用臭氧氧化烟气中的低价氮氧化 物，形成高价氮氧化物；
[0018] 湿法吸收步骤，将烟气氧化步骤形成的烟气与喷淋吸收层喷出的吸收剂进行接 触，以脱除烟气中的氮氧化物；
[0019] 臭氧供给步骤，由臭氧供给设备向所述臭氧喷雾反应和吸收层供给臭氧。
[0020] 根据本发明所述的方法，优选地，烟气氧化步骤中，臭氧喷雾反应和吸收层的工艺 条件为：烟气温度为40~70°C，尘含量为30~50mg/Nm 3,相对湿度大于30%、烟气含湿量 10%~15%之间。
[0021] 根据本发明所述的方法，优选地，烟气氧化步骤中，将烟气的流速控制在小于5m/ So
[0022] 根据本发明所述的方法，优选地，所述的吸收剂为碱性浆液。
[0023] 采用本发明的装置及方法，使得烟气同时进行氧化反应和吸收反应，喷入的臭氧 作为氧化剂，在含有氢氧根离子的环境下，引发链式反应，臭氧引发链式反应烟气中占 NOx 主要成分的难溶于水的NO转化为腸2或\05等高价态的氮氧化物，再被水或碱性物质吸收， 完成脱硝过程，从而避免了臭氧（O 3)在氧化烟气之前被分解或失去活性，因而降低了臭氧 (O3)消耗量。此外，采用本发明的装置及方法，可以保证氧化反应和吸收反应能反应完全， 提高了脱硝效率。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明实施例1的装置示意图。
[0025] 图中，1为脱硝塔，2为第一层喷淋吸收层，3为第二层喷淋吸收层，4为第三层喷淋 吸收层，5为臭氧喷雾反应和吸收层，6为除雾器，7为塔内浆液循环槽，8为烟气出口，9为 浆液循环泵，10为塔外浆液池，11为臭氧输送泵，12为臭氧发生器，13为排出泵，14为板框 压滤机，15为脱硝后浆液池，16为烟气事故喷淋层，17为烟气事故喷淋泵，18为烟气事故水 箱，20为烟气进口。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并 不限于此。
[0027] 本发明所述的"装置"为一种产品，即各装置的系统集合。本发明所述的"设备"仍 可以为多个"设备"的系统集合，不局限单一"设备"。在本发明中，入口与进口具有相同的 含义，二者可以替换。本发明所述的"相对湿度"采用百分比表示。本发明所述的"烟气含 水率"为