一种臭氧氧化脱硝系统的制作方法

本实用新型涉及工业尾气处理领域，具体说是一种臭氧氧化脱硝系统。

背景技术：

随着经济的快速发展和能源消费的增长，伴随来的是氮氧化物排放量的急剧上升，氮氧化物在紫外线的照射下会产生光化学烟雾，同时，他还参与破坏臭氧层，氧化亚氮在高层同温层会破坏臭氧层，导致较多的紫外线辐射到地面，增加皮肤癌的发病率。烟气脱硝是指把已生成的一氧化氮还原成二氧化氮和五氧化二氮等更高价态的氮氧化物，传统的烟气脱硝工艺由于设备投资高、占地面积大等缺点，已经不能满足现有中小型热电、热源厂的需要，而现有的脱硝工艺中主要有选择性催化还原法和选择性非催化还原法，但是以上两种方法均需要喷尿素或氨，氨逃逸会污染大气，且运行耗费财力物力多，不适应烟温较低(100℃左右)的状况；另外选择性催化还原法还存在催化剂中毒失效的问题，失效后的催化剂只能作废处理，造成二次污染。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种臭氧氧化脱硝系统。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种臭氧氧化脱硝系统，包括VPSA系统、臭氧发生系统、冷却水系统、臭氧投加装置和自控系统；

其中VPSA系统包括依次通过管道连接的以下设备：脱硫槽、罗茨风机、气水分离器、VPSA制富氧装置、低压氧气缓冲罐、氧压机和中压氧气缓冲罐；所述的VPSA制富氧装置由若干个吸附塔组成；VPSA制富氧装置还和真空泵连接；

所述罗茨风机和VPSA制富氧装置之间的管道上设置有第一程控阀；所述VPSA制富氧装置和低压氧气气缓冲罐之间的管道上设置有第二程控阀；所述真空泵和VPSA制富氧装置(4)之间的管道上设置有第三程控阀；所述低压氧气缓冲罐和氧压机之间的管道上设置调节阀；

所述臭氧发生系统包括依次通过管道连接氧气过滤器和臭氧发生器；所述臭氧发生器连接变压器的输出端，变压器的输入端与逆变器的输出端连接，逆变器的输入端和臭氧送电电源连接；氧气过滤器和中压氧气缓冲罐通过管道连接；所述臭氧发生器通过管道和设置在烟道内的臭氧投加装置连接；

所述冷却水系统包括板式换热器和冷却塔；板式换热器连接臭氧发生器，并且板式换热器和臭氧发生器之间设置内循环水泵，冷却塔和臭氧发生器之间的管道上设置外循环水泵，冷却水系统为臭氧发生器提供冷却水进行换热冷却；

所述自控系统分别和罗茨风机、氧压机、第一程控阀、第二程控阀、第三程控阀、氧气过滤器、臭氧发生器、内循环水泵、冷却塔、外循环水泵和臭氧投加装置连接，实现对各个设备的自动控制。

优选的，氧气过滤器和臭氧发生器的管道之间设置有减压阀、氧气流量计、温度压力传感器；臭氧发生器的进气管道设置有流量开关和安全阀；臭氧发生器的出气管道设置有出气自动调节阀。

优选的，臭氧发生器的出气管道上设置有取样阀，取样阀连接气态臭氧浓度仪，实时检测臭氧的出气浓度。

优选的，气水分离器和放空消音器连接。

优选的，氧气过滤器和中压氧气缓冲罐的管道之间串联后冷却器。

优选的，氧气过滤器的过滤精度为0.01μm。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

本新型臭氧氧化脱硝系统能制备出合格的臭氧，并将其投加到烟道中，结合湿法脱硫塔将难溶于水的一氧化氮氧化成可溶于水的二氧化氮、五氧化二氮等高价态氮氧化物生成亚硝酸和硝酸，达到彻底处理氮氧化物的目的；该系统的研发和推广设备投资和运行成本低，可减轻污染、保护环境，极大的减少但氮氧化物、二氧化硫和可凝结颗粒物和细颗粒物的排放，有利于锅炉烟气净化，提高人民身体健康和生活质量，同时也是深入贯彻落实国家有关节约能源方面政策的具体体现，社会经济效益显著。

本实用新型提供的系统结构简单、操作方便，且运行维护费用低，能耗、电耗量均低于现有的脱硝技术，并且不会产生二次污染，进而能降低企业的运营成本，提高企业的经济效益。臭氧脱硝投加装置能够使臭氧由进气口经主管道和出气管通过喷嘴喷出，喷嘴喷出的臭氧被挡板挡住并打散，从而使臭氧分散，与烟气充分混合，实现臭氧与烟气在短时间内充分混合。

附图说明

图1为一种臭氧氧化脱硝系统的设备流程框图；图2是本实用新型结构示意图；图3是沿图2的A-A线剖视图；图4是图2的另一种结构示意图；图5是图4的A向视图；图6是图4的另一种状态图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对实施例做进一步的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式來实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的说明书的具体实施例的限制。

实施例1

一种臭氧氧化脱硝系统，包括VPSA系统、臭氧发生系统、冷却水系统、臭氧投加装置和自控系统；

空气经过脱硫槽1进行预处理，脱出硫化物，再由罗茨风机2增压至49KPa，经过气水分离器3进行气水分离，然后空气经过第一程控阀进入由若干个吸附塔组成VPSA制富氧装置4，并在吸附剂的选择吸附下，直接获得纯度≥92%的富氧，后经第二程控阀进入低压氧气缓冲罐5，然后经调节阀进入氧压机6将氧气增压至0.1MPa，然后经过中压氧气缓冲罐7进入臭氧发生系统的氧气过滤器8；真空泵将VPSA制富氧装置中的N₂和水蒸气抽出来，通过放空消音器排出，并且真空泵14和VPSA制富氧装置4之间的管道上设置有第三程控阀，用于调节管道的压力；

进入氧气过滤器8的氧气经过净化，通过减压阀将压力降低至0.095MPa后减压稳压，由氧气流量计检测流量，露点仪检测露点-60以下，温度压力传感器检测温度压力后进入臭氧发生器9；臭氧发生器9在进气管道上安装有流量开关，当进气压力过高时则进行报警，进气管道设置安全阀，当臭氧发生器压力过高时，自动泄压，保证臭氧发生器的安全运行；在臭氧发生器9室内有高频高压电场，部分氧气变成臭氧，产品为臭氧化气体，通过出气自动调节阀排出；其中氧气过滤器8的过滤精度为0.01μm；板式换热器设置在臭氧发生器9上，并且和冷却塔连接组成冷却水系统，板式换热器连接臭氧发生器9，并且板式换热器和臭氧发生器9之间设置内循环水泵，冷却塔和臭氧发生器9之间的管道上设置外循环水泵，冷却水系统为臭氧发生器9提供冷却水进行换热冷却；

臭氧发生器9连接变压器13的输出端，变压器13的输入端与逆变器10的输出端连接，逆变器10的输入端和臭氧送电电源连接；

为了对设备进行消音，本实施例将气水分离器3连接放空消音器11，对空气进行消音放空，而水则排至地沟；真空泵14连接放空消音器11，真空泵中的氮气和水蒸气通过放空消音器11进行消音放空；

为了实时检测出臭氧的出气浓度，本实施例在臭氧发生器9的出气管道上装有取样阀，连接配套的气态臭氧浓度仪。

为了对加压后氧气进行降温，本实施例在中压氧气缓冲罐7和氧气过滤器8的管道上串联后冷却器12；

臭氧投加装置设置在烟道中，经过臭氧发生器制备的合格臭氧经臭氧投加装置投加到烟道中，将难溶于水的NO转换成可溶于水的NO₂、N₂O₃、N₂O₅等高价态氮氧化物，该高价态氮氧化物随烟气进入湿法脱硫塔反应，最终生成HNO₂和HNO₃。

所述自控系统分别和罗茨风机2、氧压机6、第一程控阀、第二程控阀、第三程控阀、氧气过滤器8、臭氧发生器9、内循环水泵、冷却塔、外循环水泵和臭氧投加装置连接，实现对整套臭氧脱硝系统的控制、检测和用户DSC系统的通讯。

VPSA系统和臭氧发生系统将空气转化成高压氧气，并在臭氧发生器中的高频高压电场将部分氧气转化成臭氧，臭氧气体经过投加系统投加到烟气中，对烟气中的氮氧化物进行氧化，达到处理的目的；而冷却水系统为臭氧发生器提供合格的冷却水，将氧气和臭氧产生过程中释放的热量带走，用于保证系统的长期稳定运行；自控系统则和VPSA系统、臭氧发生系统和臭氧投加装置的各个电器设备连接，实现对整套臭氧脱硝系统的控制、检测和用户DSC系统的通讯。

所述臭氧投加装置是臭氧脱硝投加装置，包括框架35，框架35内设置数个竖向的出气管22，出气管22上沿长度方向均匀安装数个斜向下的喷嘴37，框架35内设置沿竖直方向均匀安装数个横向的安装轴38，安装轴38上沿长度方向均匀安装数个挡板15，挡板15位于对应的喷嘴37一侧，框架35上方设置横向的主管道16，出气管22的顶部与主管道16相通，出气管22的底部闭合，框架35内设置固定杆17，固定杆17与出气管22下部连接，固定杆17与主管道16之间连接副管17，副管17分别与固定杆17和主管道16相通，主管道16两端封闭，主管道16上部安装进气口32。这种结构能够使臭氧由进气口32经主管道16和出气管22通过喷嘴37喷出，喷嘴37喷出的臭氧被挡板15挡住并打散，从而使臭氧分散，与烟气充分混合，实现臭氧与烟气在短时间内充分混合。副管17能够为出气管22上的喷嘴37供气，防止出气管22底端供气不足。

所述的框架35底部安装数个滚轮18，框架35底部安装数个伸缩腿19，伸缩腿19的伸长状态高度大于滚轮18，伸缩腿19的缩短状态高度小于滚轮18，伸缩腿19底部安装万向节20，万向节20底部安装固定板21。这种结构能够使框架35通过滚轮18方便移动，脱硝时能够伸长伸缩腿19，使框架35方便固定。万向节20能够使框架35方便固定在任意地形上。固定板能够增大触地面积，使框架35固定稳定。伸缩腿19可以是液压缸或电动伸缩杆等结构。

所述的安装轴38的一端伸出框架35，每个安装轴38上均安装连接杆23的一端，框架35上安装滑轮24，滑轮24上配合设置拉绳25，拉绳25的一端连接固定杆26，固定杆26与连接杆23的另一端固定连接，拉绳25的另一端绕过滑轮24并连接转轮28，转轮28上设置手柄29，转轮28上沿圆周方向开设数个销孔30，框架35侧部开设固定孔31，销孔30内配合安装销钉42，销钉42能够与固定孔31配合连接。这种结构能够通过转动手柄29，使拉绳25带动固定杆26升降，从而使固定杆26带动安装轴38旋转，以方便调节挡板15与喷嘴37之间的位置和角度，能够控制臭氧扩散的程度。

所述的销孔30内壁上安装感应器33，框架35上安装感应灯34，感应器33与感应灯34连接。这种结构能够使感应器33监测到销钉42进入感应器33所在的销孔30后，感应器33通过无线或有线信号传输，使感应灯34发出对应的颜色，从而使巡检人员以及交接班人员能够迅速识别挡板15与喷嘴37之间的位置和角度。