基于臭氧的烟气脱硝装置及方法_3

文档序号:8534898阅读:来源:国知局
吸 收层中的所述臭氧雾化喷嘴,优选地,臭氧发生器生成臭氧后,通过加压后经由管路输送至 布置在所述臭氧喷雾反应和吸收层中的所述臭氧雾化喷嘴,更优选地,由臭氧输送泵加压。 所述臭氧发生器的管路材质优选为表面覆盖碳纤维的玻璃钢。
[0053] 在本发明的脱硝烟气装置中,在臭氧喷雾反应和吸收层中,烟气温度可以为40~ 70°C,优选为50~60°C,更优选为55°C,尘含量为30~50mg/Nm 3,优选为35~45mg/Nm3,相 对湿度大于30%,优选大于40%,烟气含湿量10%~15%之间,优选为12%~13%。在上 述条件下,臭氧分解缓慢,喷淋吸收层浆液呈碱性提供氢氧根离子,湿度、温度及氢氧根离 子含量特别适宜分解出更多的羟基自由基,而羟基自由基是比臭氧氧化性能更强的物质, 能够更快的将低价氮氧化物氧化成高价的氮氧化物,从而提供臭氧与NO x最佳的反应环境, 最大限度地提高脱硝效率,节约臭氧用量,本发明工艺方法脱硝效率可达到85%以上,臭氧 消耗可降低30%以上。进一步地,羟基自由基与烟气中的氮氧化物反应生成硝酸和亚硝酸。
[0054] 在本发明的烟气脱硝装置中,脱硝烟气(即脱硝过程中的烟气)的温度优选控制 在70°C以内,以防止臭氧过早发生分解,优选在控制在40~70°C之间,优选为50~65°C之 间;脱硝烟气的流速控制在小于5m/s,更优选为2m/s~4m/s,最优选为3. 5m/s,以保证烟 气中的氮氧化物被充分氧化。
[0055] 在本发明的烟气脱硝装置中,所述臭氧发生器产生的臭氧浓度在1~15wt%之间 范围内,从经济性考虑,更优选的所用臭氧浓度为l〇wt%,以保证臭氧充分被利用。
[0056] 在本发明的烟气脱硝装置中,所述氧化反应的时间由脱硝氧化区的尺寸决定,脱 硝烟气流过臭氧喷雾反应和吸收层,在脱硝氧化反应区中与臭氧进行氧化反应,所述氧化 反应的时间一般为0. 1~IOs之间,优选为0. 2~5s ;更优选为0. 5~2s。
[0057] 在本发明的烟气脱硝装置中,还可以包括浆液循环设备,用于接收来自烟气脱硝 设备形成的浆液(含硝酸盐的浆液),并将所述浆液部分或全部循环至喷淋吸收层中。优选 地,喷淋吸收层中的浆液采用氧化镁或氢氧化镁配制的浆液,所述浆液循环设备用于接收 来自烟气脱硝设备形成的含硝酸镁的浆液,并将含硝酸镁的浆液循环至喷淋吸收层中。
[0058] 在本发明的烟气脱硝装置中,还可以包括除雾器,所述除雾器位于全部喷淋吸收 层的上方(即最顶层喷淋吸收层的上方)。本发明的除雾器为常规平板式或屋脊式,优选为 平板式,用于除去脱硝后烟气中夹带的雾滴。
[0059] 在本发明的烟气脱硝装置中,还包括塔外板式过滤器或真空过滤器,用以过滤掉 浆液中的固体颗粒物,如亚硫酸镁、硫酸钙、烟气中自带的粉尘。过滤后的干净脱硝液送入 沉降池或水处理池中。
[0060] 在本发明的烟气脱硝装置中,还包括浆液排出设备,以排出塔内PH值达到规定值 的脱硝后的浆液。
[0061 ] 在本发明的烟气脱硝装置中,还包括DCS或PLC控制设备,将整套设备尽可能自动 化,以节约人力,提高设备及工艺的自动化水平,减少人为产生的操作误差。
[0062] 〈烟气脱硝方法〉
[0063] 利用本发明的上述装置进行脱硝的烟气脱硝方法,包括如下步骤:烟气氧化步骤、 湿法吸收步骤、臭氧供给步骤。任选地,本发明的烟气脱硝方法还包括浆液循环步骤、除雾 步骤、衆液排出步骤和过滤步骤等。
[0064] 本发明的烟气氧化步骤为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,所述臭氧喷雾反应和吸收层的设置层数可以根据实际对 烟气脱硝的要求而定,优选为一层臭氧喷雾反应和吸收层。优选地,本发明的烟气氧化步骤 包括:在臭氧喷雾反应和吸收层中,通过设有臭氧雾化喷嘴喷射出臭氧。臭氧喷雾反应和吸 收层的工艺条件如前所述,这里不再敷述。
[0065] 本发明的湿法吸收步骤为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;优选地,所述吸收剂为碱性浆液,所述碱性浆液由 氧化物或氢氧化物配制而成,更优选为氧化钙、氧化镁、氧化钠、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧 化钠、氨水中的一种或几种配制而成,最优选为氧化镁或氢氧化镁配制而成。喷淋吸收层的 层数可以根据烟气中氮氧化物、二氧化硫等待去除物质的含量而定。本发明在脱硝设备内, 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。具体如前所述,这里不 再敷述。
[0066] 本发明的臭氧供给步骤,由臭氧供给设备中的臭氧发生器生成臭氧,加压后经由 管路输送给布置在所述臭氧喷雾反应和吸收层中的所述臭氧雾化喷嘴,进而喷入到脱硝设 备内,优选地,所述臭氧发生器的管路材质为表面覆盖碳纤维的玻璃钢。臭氧发生器产生的 臭氧浓度在lwt%~15wt%之间范围内,从经济性考虑,更优选的所用臭氧浓度为5wt%~ IOwt %,以保证臭氧充分被利用。
[0067] 任选地,本发明的烟气脱硝方法还包括浆液循环步骤,采用浆液循环设备接收来 自烟气脱硝设备形成的含硝酸盐的浆液,并将所述含硝酸盐的浆液循环至喷淋吸收层中。
[0068] 任选地,本发明的烟气脱硝方法还包括除雾步骤,采用除雾器除去脱硝后烟气中 夹带的雾滴。除雾器的设置方式如前所述,这里不再赘述。
[0069] 任选地,本发明的烟气脱硝方法还包括过滤步骤,采用塔外板式过滤器或真空过 滤器,过滤掉浆液中的固体颗粒物,如亚硫酸镁、硫酸钙、烟气中自带的粉尘。过滤后的干净 脱硫液送入沉降池或水处理池中。
[0070] 任选地,本发明的烟气脱硝方法还包括浆液排出步骤,以排出塔内pH值达到规定 值的脱硝后的浆液。
[0071] 上述浆液循环步骤、除雾步骤、浆液排出步骤和过滤步骤的工艺条件没有特别的 限制,可以使用本领域所熟知的工艺条件。
[0072] 在本发明中,当所述脱硝烟气量为1,000, 000Nm3/h、烟气的流速小于5m/s,烟气中 NOr^度为500mg/Nm3左右,要求脱硝处理后烟气中NOx浓度为100mg/Nm 3左右时,采用03作 为脱硝氧化剂,所述脱硝氧化剂的耗量优选为260~460kg/h,优选为300~360kg/h。
[0073] 以下是结合附图对本发明的装置和方法进行描述,所举实例只用于解释本发明, 并非用于限制本发明的范围。
[0074] 本发明以下实施例中使用的原料说明如下:
[0075] 碱性衆液为氢氧化镁衆液;
[0076] O3生成物的臭氧浓度为IOwt%。
[0077] 实施例1
[0078] 图1是本发明实施例1的装置示意图。由图可知,本发明的烟气脱硝装置包括脱 硝塔1,臭氧供给设备。臭氧供给设备包括臭氧发生器12、臭氧输送泵11。脱硝塔1内包括 三层喷淋吸收层(第一层喷淋吸收层2、第二层喷淋吸收层3、第三层喷淋吸收层4)、臭氧喷 雾反应和吸收层5和塔内浆液循环槽7。脱硝塔1内从下到上依次设有第一层喷淋吸收层 2、臭氧喷雾反应和吸收层5、第二层喷淋吸收层3和第三层喷淋吸收层4。脱硝烟气从烟气 进口 20进入脱硝
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