VPSA制氧装置采用两塔变压吸附真空解吸工艺流程。成套设备由鼓风机、真空栗、吸附器、仪表空气系统、仪表控制系统、电气控制系统、切换系统、氧压机、压氧调节、送氧调节等10个部分和系统组成。原料空气经空气过滤器去除空气中机械杂质，经鼓风机压缩后，从吸附器下部进料口进入吸附器(吸附器内装填了具有选择性吸附空气中水气、CO2和碳氢化合物的吸附剂，还装有具有选择性吸附空气中氮气的制氧分子筛)，空气中的氮气、二氧化碳等组分被吸附，氧气产品从吸附器顶部流出。分子筛吸附饱和后，通过降低吸附器工作压力使吸附组分解吸并流出吸附器。每一循环，吸附器都经历了吸附、顺向放压、真空解吸、均压、充压五个工作步骤。吸附器各工作步骤的转换是通过气动阀门的切换来实现的。气动切换阀的动作由PLC控制系统根据设定的程序控制，定期自动切换。
[0034]2、氧气储存供应系统
[0035]氧气储存供应系统作用为储存臭氧发生器制备臭氧所需的氧气，并根据需要将其供应至臭氧发生器，该系统具备远程控制功能，能够根据工艺系统需求，自动控制供应氧气量。该系统包含设备为:氧气储罐一套，汽化器两台，相关阀门及控制阀组一套，设备基础一套。
[0036]3、臭氧发生系统
[0037]臭氧发生系统包含一套完整的臭氧发生系统。臭氧发生系统由臭氧发生器、臭氧电源系统、控制系统及成套设备内的附属器件等组成，本系统具备产生工艺系统臭氧耗量110%臭氧的能力。
[0038]按照系统设备经济运行的原则，臭氧发生器选择额定臭氧浓度148mg/L(或148g/Nm3，相当于质量-质量浓度为10wt%)。臭氧发生器可实现产量平滑调节，并采用同时调整功率及气量的方式实现不同浓度与产量的要求。臭氧发生器采用闭路冷却水循环系统，可有效防止因外循环水质变化(尤其是氯离子与PH值)对臭氧发生器的腐蚀。臭氧系统采用自动控制方式与良好的人机界面，减少了操作难度，同时通过在线监控系统对运行参数实时监控，为臭氧系统正常运行提供保障。
[0039]臭氧发生器的进气管道上设计了安全阀，当系统压力超过设计值后开启，以保证系统工作安全。在臭氧发生室内部分氧气通过中频高压放电变成臭氧，产品气体经温度、压力、流量监测调节后由臭氧出气口产出。臭氧发生室上设有臭氧取气口，通过在臭氧发生器配备的臭氧浓度检测仪在线监控臭氧发生器的出气浓度。
[0040]臭氧系统采用自动控制方式与良好的人机界面，减少了操作难度，同时通过在线监控系统对运行参数实时监控，为臭氧系统正常运行提供保障。
[0041 ] 4、循环冷却水系统
[0042]循环冷却水系统作用是为臭氧发生器提供必要的冷却，由于温度升高时臭氧会发生分解，臭氧发生器需保证低于30°C之循环冷却水以冷却该设备(臭氧发生器内部设备温度升高，臭氧发生器效率会降低)冷却水温度超过38 °C时，臭氧发生器报警停机。
[0043]本工艺循环冷却水系统包含循环冷却塔，冷却循环栗，臭氧发生器配套板式换热器，臭氧发生器内部换热部件，相关管道阀门仪表等。其中，臭氧发生器配套板式换热器，臭氧发生器内部换热部件及相关管道构成闭式循环系统，其介质为除渣、除氧后软化纯水;循环冷却塔，冷去循环栗，臭氧发生器配套板式换热器共同组成开式外循环系统，用于冷却闭式循环系统循环水。
[0044]5、臭氧喷射系统
[0045]臭氧喷射系统作用为将由保温臭氧管道输送至锅炉区域的臭氧喷射入锅炉适合位置烟道内，喷射系统要求:低流阻，臭氧自发生器出口压力约为0.095MPa，由于其自身具有强氧化性且易分解，故臭氧发生器口无加压措施，喷射系统低流阻可保证臭氧顺利喷入烟道;高效混合，保证臭氧与烟气良好混合，充分反应。
[0046]臭氧喷射系统包括臭氧流量分配系统，流量控制监测装置，喷射部件一一气体喷嘴等，其中臭氧总管包含流量分配系统一套。
[0047]6、吸收塔系统
[0048]所述氧化镁法吸收塔系统由氧化镁储罐、脱硫塔、喷主器及相关仪表管道组成。该吸收塔内可同时进行臭氧氧化法脱硝和氧化镁法脱硫，可做到脱硫脱硝单塔一体化协同脱除，不需要额外建塔，因此具有投资成本低、脱除效率高的优点。
[0049]臭氧氧化吸收脱硝工艺一大特点为可利用锅炉原有脱硫吸收塔系统，不用新建吸收塔，可做到脱硫脱硝一体化吸收。因此，本方案实施过程中可以与脱硫系统共用一台吸收塔，在氧化镁法脱硫系统中的吸收塔之前选择合适的位置喷入适量的臭氧，即可达到氮氧化物的尚效脱除。
[0050]通过臭氧氧化法结合氧化镁法进行联合脱硫脱硝。空气通过罗茨风机加压后进入制氧系统，得到纯度90 %的氧气，随后制氧机制得的O2进入氧气储存供应系统暂存，根据实际需要供应系统将氧气供应至臭氧发生器，供应系统具备远程控制功能，能够根据工艺系统实际需求自动控制供应氧气流量。
[0051]氧气进入臭氧发生器后，得到一定纯度和压力的臭氧。臭氧发生器可实现产量平滑调节，并采用同时调整功率及气量的方式实现不同浓度与产量的要求。臭氧发生器在工作中会产生热量，为了保证设备工作温度不大于30°C，设置循环冷却水系统为臭氧发生系统进行降温。臭氧经喷射模块喷入脱硫塔前烟道，在烟道内与烟气中NOx发生氧化反应，生成的主要成分N2O5随烟气进入脱硫塔反应，并最终生成硝酸盐。
[0052]本实施方式的上述描述和附图代表了本发明的优选方案，具体实施可以根据实际的锅炉类型和尾部烟气参数在不偏离本发明权利要求所界定的范围内进行具体工艺参数的调整与优化，因此，本发明是广泛的。
【主权项】
1.一种高效链条炉臭氧氧化脱硫脱硝一体化工艺系统，其特征在于，包括一用于制备氧气的空气源制氧系统，一通过管道与所述空气源制氧系统连接的氧气缓冲罐，以及一将所述氧气缓冲罐内的氧气转换为臭氧的臭氧发生系统;所述臭氧发生系统将臭氧通入吸收塔系统内用于吸收氮氧化物。2.根据权利要求1所述的一种高效链条炉臭氧氧化脱硫脱硝一体化工艺系统，其特征在于:还包括臭氧喷射系统，设置于所述臭氧发生系统以及吸收塔系统之间，用于将所述臭氧射入锅炉适合位置烟道内。3.根据权利要求1所述的一种高效链条炉臭氧氧化脱硫脱硝一体化工艺系统，其特征在于:所述臭氧发生系统通过管道连接有循环冷却水系统，该循环冷却水系统用于臭氧发生系统的冷却以保障臭氧发生系统的温度低于30°C。4.根据权利要求1所述的一种高效链条炉臭氧氧化脱硫脱硝一体化工艺系统，其特征在于:所述空气源制氧系统包括鼓风机，与鼓风机连接的空气过滤器，原料空气经空气过滤器去除空气中机械杂质，经鼓风机压缩后，从吸附器下部进料口进入吸附器，空气中的氮气、二氧化碳等组分被吸附，氧气产品从吸附器顶部流出。5.根据权利要求1所述的新型高效链条炉臭氧氧化脱硫脱硝一体化工艺系统，其特征在于:所述臭氧发生系统包括臭氧发生器、臭氧电源系统和控制系统，所述臭氧发生器内设置有臭氧发生室，其中臭氧发生室内部分氧气通过中频高压放电变成臭氧，臭氧经温度、压力、流量监测调节后由臭氧出气口产出。6.根据权利要求1或5所述的新型高效链条炉臭氧氧化脱硫脱硝一体化工艺系统，其特征在于:所述臭氧发生器的进气管道上设计了安全阀，当系统压力超过设计值后开启，以保证系统工作安全;所述臭氧发生室上还设有臭氧取气口，通过在臭氧发生器配备的臭氧浓度检测仪在线监控臭氧发生器的出气浓度。7.根据权利要求3所述的新型高效链条炉臭氧氧化脱硫脱硝一体化工艺系统，其特征在于:所述循环冷却水系统包含循环冷却塔，冷去循环栗，臭氧发生器配套板式换热器，臭氧发生器内部换热部件，所述臭氧发生器配套板式换热器，臭氧发生器内部换热部件及相关管道构成闭式循环系统，其介质为除渣、除氧后软化纯水;循环冷却塔，冷却循环栗，臭氧发生器配套板式换热器共同组成开式外循环系统，用于冷却闭式循环系统循环水。8.根据权利要求2所述的新型高效链条炉臭氧氧化脱硫脱硝一体化工艺系统，其特征在于:所述臭氧喷射系统包括臭氧流量分配系统，流量控制监测装置和喷射部件，所述喷射部件出口压力约为0.095MPa。9.根据权利要求1-5任意权利要求所述的新型高效链条炉臭氧氧化脱硫脱硝一体化工艺系统，其特征在于:所述吸收塔系统内还喷射有氧化镁，所述臭氧及氧化镁的喷入量按照完全脱除烟气中含有的污染物所需当量的0.6?1.5倍喷入。
【专利摘要】本发明涉及一种高效链条炉臭氧氧化脱硫脱硝一体化工艺系统，该系统主要包括烟气系统、空气源制氧系统、氧气储存供应系统、臭氧发生系统、循环冷却水系统、臭氧喷射系统、吸收塔系统、工艺水系统、压缩空气系统、氧化镁法烟气脱硫系统、气体流量监测系统、高低压配电及控制系统等组成。该一体化烟气污染物联合脱除系统采用臭氧氧化技术进行烟气脱硝，利用臭氧的强氧化性把烟气中难溶于水的氮氧化物氧化为易溶的N2O5等气体，再通过后续的吸收装置进行吸收。该技术具有烟气适应性强的特点，能针对高含尘烟气进行脱除，脱硝效率高达95％，同时可根据现场需求调整脱硝效率。
【IPC分类】B01D53/75, B01D53/76, B01D53/60
【公开号】CN105709574
【申请号】CN201610055040
【发明人】杨国华, 李永超, 苟远波, 吕刚, 周洋, 张玉洋, 孙瑞元
【申请人】西安航天源动力工程有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月27日