一种臭氧脱硝系统的制作方法

本实用新型涉及烟气处理领域，具体涉及一种臭氧脱硝系统。

背景技术：

煤炭作为我国主要的一次能源，在一次能源消费中约占64％，燃煤过程中会产生众多污染物，其中主要有二氧化硫和氮氧化物。随着经济的快速发展，以煤为主的能源结构使得我国燃煤烟气的排放量大大增加，二氧化硫和氮氧化物越来越严重，并产生了一系列的问题，由二氧化硫和氮氧化物产生的酸雨、硫酸盐气溶胶、光化学烟雾等会严重威胁人体健康、危害植物生长、腐蚀金属、破坏生态环境等，这些污染物严重影响了人民群众的生活和国民经济的发展。

传统脱硫脱硝装置占地面积大、设备复杂投资较大；脱硫脱硝过程会产生废液，造成二次污染；并且脱硫脱硝效率较低，氮氧化物和二氧化硫排放浓度较大，因此急需一种脱硫脱硝效果好，并且设备投入较小的装置。

臭氧脱硝是一种新兴的脱硝技术，其特点有低温段脱硝，不受烟气量波动影响，不改造锅炉本体，可利用现有脱硫塔，安全无污染，脱硝效率高等。然而臭氧是一种气体，且稳定性较差，不利于长途运输，因而将臭氧脱硝应用到实际生产中存在一定困难。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的之一是提供一种臭氧脱硝系统，采用该臭氧脱硝系统，能够实现臭氧的现制现用，从而实现臭氧脱硝的实际应用。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种臭氧脱硝系统，包括依次连接的过滤器、鼓风机、分子筛制氧装置、空气压缩机、缓冲罐、臭氧发生器和臭氧喷射装置，鼓风机将空气抽入过滤器输送至分子筛制氧装置制备成富氧气体，所述富氧气体经过空气压缩机增压输送至缓冲罐储存，缓冲罐中的富氧气体进入臭氧发生器产生臭氧，臭氧喷射装置将臭氧输送至烟道；其中，所述烟道为燃煤锅炉排送含有氮氧化合物的烟气的烟道；所述臭氧喷射装置为多个串联的喷枪，每个喷枪的枪口设有多个喷头，喷枪内的臭氧通过多个喷头喷入烟道中，所述臭氧发生器连接冷却水循环装置，所述冷却水循环装置控制臭氧发生器的温度。

首先，采用过滤器能够将空气中的细小颗粒去除，防止细小颗粒影响分子筛制氧装置中的分子筛吸附氮气的效率，从而提高制备富氧气体的效率，同时增加分子筛制氧装置的使用寿命。第二，鼓风机设置在过滤器之后能够将更多的空气输送至分子筛制氧装置。第三，采用空气压缩机对富氧气体进行增压并送至缓冲罐，使得缓冲罐内的富氧气体能够通过自身压力进入臭氧发生器，从而使系统无需添加将富氧气体输送至臭氧发生器的动力装置。第四，采用多个喷枪，且每个喷枪枪口设有多个喷头，不仅能使臭氧与烟道中的气体混合均匀，而且防止喷射臭氧时喷枪内的压力过高影响喷枪寿命。第五，通过冷却水循环装置控制臭氧发生器的温度，通过控制臭氧发生器的温度，能够控制制备的臭氧的量，从而对不同浓度的氮氧化物的烟气进行脱硝，使本系统的适用范围更广。

为了进一步提高缓冲罐中富氧气体中的氧气的浓度，本实用新型的目的之二是提供一种臭氧脱硝系统，能够增加缓冲罐中富氧气体中的氧气的浓度，从而提高臭氧的浓度，进而提高臭氧脱硝的脱硝效率。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种臭氧脱硝系统，包括依次连接的过滤器、分子筛制氧装置、高压风机、空气压缩机、缓冲罐、臭氧发生器和臭氧喷射装置，空气经过滤器进入至分子筛制氧装置制备成富氧气体，高压风机将富氧气体输送至空气压缩机进行增压，再输送至缓冲罐储存，缓冲罐中的富氧气体进入臭氧发生器产生臭氧，臭氧喷射装置将臭氧输送至烟道；其中，所述烟道为燃煤锅炉排送含有氮氧化合物的烟气的烟道；所述臭氧喷射装置为多个串联的喷枪，每个喷枪的枪口设有多个喷头，喷枪内的臭氧通过多个喷头喷入烟道中，所述臭氧发生器连接冷却水循环装置，所述冷却水循环装置控制臭氧发生器的温度，所述分子筛制氧装置的分子筛制氧机盛有沸石分子筛部分的内壁上设有若干折流板。

通过设置若干折流板，使得气体在沸石分子筛中的路径变长，提高了沸石分子筛的吸附效率，从而提高了制备富氧气体中的氧气的浓度。然而由于气体在沸石分子筛中的路径变长，第一目的工艺中的鼓风机无法为空气提供足够的动力，若直接将鼓风机改为高压风机，会使得过滤器无法完全过滤空气中夹杂的细小颗粒，既降低了分子筛制氧装置的使用寿命，还会降低高压风机的使用寿命，本方案将高压风机设置在分子筛制氧装置与空气压缩机之间，既为空气在沸石分子筛部分的输送提供了足够的动力，又通过分子筛制氧装置减少了空气进入过滤器的速率，使得过滤器能够完全过滤空气中夹杂的细小颗粒，还为空气压缩机提供了压力更高的富氧气体，从而对降低了空气压缩机的功耗。通过本方案制备的富氧气体的氧气浓度得到进一步提升，同时增加了系统的脱硝效率。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型能够实现臭氧的现制现用，从而实现臭氧脱硝的实际应用，同时，本实用新型具有脱销效率高、耗能少、操作灵活的优点。

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申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为实施例1臭氧脱硝系统的结构示意图；

图2为实施例2臭氧脱硝系统的结构示意图；

图3为实施例2分子筛制氧机的结构示意图；

其中，1.过滤器，2.鼓风机，3.空气压缩机，4.缓冲罐，5.臭氧发生器，6.烟道，7.分子筛制氧机，8.真空泵，9.消音器，10.板式换热器，11.水泵，12.高压风机，13.折流板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型中所述的分子筛制氧装置是指一个分子筛制氧机或几个并列的分子筛制氧机的机组。

本实用新型中所述的富氧气体为气体中氧气的体积大于90％的气体。

本实用新型中所述的冷却水循环装置是指能够提供循环的冷却水的装置。

本实用新型中所述折流板为能够改变空气流向的板状结构。

本实用新型的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种臭氧脱硝系统，包括依次连接的过滤器、鼓风机、分子筛制氧装置、空气压缩机、缓冲罐、臭氧发生器和臭氧喷射装置，鼓风机将空气抽入过滤器输送至分子筛制氧装置制备成富氧气体，所述富氧气体经过空气压缩机增压输送至缓冲罐储存，缓冲罐中的富氧气体进入臭氧发生器产生臭氧，臭氧喷射装置将臭氧输送至烟道；其中，所述烟道为燃煤锅炉排送含有氮氧化合物的烟气的烟道；所述臭氧喷射装置为多个串联的喷枪，每个喷枪的枪口设有多个喷头，喷枪内的臭氧通过多个喷头喷入烟道中，所述臭氧发生器连接冷却水循环装置，所述冷却水循环装置控制臭氧发生器的温度。

首先，采用过滤器能够将空气中的细小颗粒去除，防止细小颗粒影响分子筛制氧装置中的分子筛吸附氮气及水汽等杂质气体的效率，从而提高制备富氧气体的效率，同时增加分子筛制氧装置的使用寿命。第二，鼓风机设置在过滤器之后能够将更多的空气输送至分子筛制氧装置。第三，采用空气压缩机对富氧气体进行增压并送至缓冲罐，使得缓冲罐内的富氧气体能够通过自身压力进入臭氧发生器，从而使系统无需添加将富氧气体输送至臭氧发生器的动力装置。第四，采用多个喷枪，且每个喷枪枪口设有多个喷头，不仅能使臭氧与烟道中的气体混合均匀，而且防止喷射臭氧时喷枪内的压力过高影响喷枪寿命。第五，通过冷却水循环装置控制臭氧发生器的温度，通过控制臭氧发生器的温度，能够控制制备的臭氧的量，从而对不同浓度的氮氧化物的烟气进行脱硝，使本系统的适用范围更广。

优选的，所述分子筛制氧装置为两个并列的分子筛制氧机。

优选的，所述分子筛制氧装置连接真空泵。能够将分子筛中的氮气脱附出来，提高分子筛的使用寿命。

进一步优选的，真空泵一端连接分子筛制氧装置，另一端连接消音器。降低放空气体的噪音。

优选的，所述冷却水循环装置包括板式换热器和水泵，水泵将冷水输送至臭氧发生器，板式换热器将臭氧发生器输出的热水冷却。

优选的，所述臭氧喷射装置为六个串联的喷枪。

本实用新型的另一种典型的实施方式中，如图2所示，提供了一种臭氧脱硝系统，包括依次连接的过滤器、分子筛制氧装置、高压风机、空气压缩机、缓冲罐、臭氧发生器和臭氧喷射装置，空气经过滤器进入至分子筛制氧装置制备成富氧气体，高压风机将富氧气体输送至空气压缩机进行增压，再输送至缓冲罐储存，缓冲罐中的富氧气体进入臭氧发生器产生臭氧，臭氧喷射装置将臭氧输送至烟道；其中，所述烟道为燃煤锅炉排送含有氮氧化合物的烟气的烟道；所述臭氧喷射装置为多个串联的喷枪，每个喷枪的枪口设有多个喷头，喷枪内的臭氧通过多个喷头喷入烟道中，所述臭氧发生器连接冷却水循环装置，所述冷却水循环装置控制臭氧发生器的温度，所述分子筛制氧装置的分子筛制氧机盛有沸石分子筛部分的内壁上设有若干折流板。

通过设置若干折流板，使得气体在沸石分子筛中的路径变长，提高了沸石分子筛的吸附效率，从而提高了制备富氧气体中的氧气的浓度。然而由于气体在沸石分子筛中的路径变长，第一目的工艺中的鼓风机无法为空气提供足够的动力，若直接将鼓风机改为高压风机，会使得过滤器无法完全过滤空气中夹杂的细小颗粒，既降低了分子筛制氧装置的使用寿命，还会降低高压风机的使用寿命，本方案将高压风机设置在分子筛制氧装置与空气压缩机之间，既为空气在沸石分子筛部分的输送提供了足够的动力，又通过分子筛制氧装置减少了空气进入过滤器的速率，使得过滤器能够完全过滤空气中夹杂的细小颗粒，还为空气压缩机提供了压力更高的富氧气体，从而对降低了空气压缩机的功耗。通过本方案制备的富氧气体的氧气浓度得到进一步提升，同时增加了系统的脱硝效率。

优选的，所述分子筛制氧装置为两个并列的分子筛制氧机。

优选的，所述分子筛制氧装置连接真空泵。能够将分子筛中的氮气脱附出来，提高分子筛的使用寿命。

进一步优选的，真空泵一端连接分子筛制氧装置，另一端连接消音器。降低放空气体的噪音。

优选的，所述冷却水循环装置包括板式换热器和水泵，水泵将冷水输送至臭氧发生器，板式换热器将臭氧发生器输出的热水冷却。

优选的，所述臭氧喷射装置为六个串联的喷枪。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本申请的技术方案。

实施例1

一种臭氧脱硝系统，如图1所示，包括依次连接的过滤器1、鼓风机2、分子筛制氧装置、空气压缩机3、缓冲罐4、臭氧发生器5和臭氧喷射装置，鼓风机2将空气抽入过滤器1输送至分子筛制氧装置制备成富氧气体，所述富氧气体经过空气压缩机3增压输送至缓冲罐4储存，缓冲罐4中的富氧气体进入臭氧发生器5产生臭氧，臭氧喷射装置将臭氧输送至烟道6；其中，所述烟道6为燃煤锅炉排送含有氮氧化合物的烟气的烟道；所述臭氧喷射装置为六个串联的喷枪，每个喷枪的枪口设有多个喷头，喷枪内的臭氧通过多个喷头喷入烟道6中，所述臭氧发生器5连接冷却水循环装置，所述冷却水循环装置控制臭氧发生器5的温度。

所述分子筛制氧装置为两个并列的分子筛制氧机7。空气从分子筛制氧机7下部进入，分子筛制氧机7下部填充活性氧化铝，其作用是去除空气中的水分子和二氧化碳分子，以免使沸石分子筛“中毒”。分子筛制氧机7的上部是沸石分子筛，当空气流经填满分子筛的固定床时，空气中的氮气分子在吸附作用力下扩散到分子筛固体中去，从而制备出富氧气体。

所述分子筛制氧装置连接真空泵9。真空泵一端连接分子筛制氧装置，另一端连接消音器9。

所述冷却水循环装置包括板式换热器10和水泵11，水泵11将冷水输送至臭氧发生器5，板式换热器10将臭氧发生器5输出的热水冷却。

采用该本实施例中可以制备氧气浓度为93％(体积)的富氧气体，最终的脱硝效率可以达到95.6％。

实施例2

一种臭氧脱硝系统，如图2所示，包括依次连接的过滤器1、分子筛制氧装置、高压风机12、空气压缩机3、缓冲罐4、臭氧发生器5和臭氧喷射装置，空气经过滤器1进入至分子筛制氧装置制备成富氧气体，高压风机12将富氧气体输送至空气压缩机3进行增压，再输送至缓冲罐4储存，缓冲罐4中的富氧气体进入臭氧发生器5产生臭氧，臭氧喷射装置将臭氧输送至烟道6；其中，所述烟道6为燃煤锅炉排送含有氮氧化合物的烟气的烟道；所述臭氧喷射装置为六个串联的喷枪，每个喷枪的枪口设有多个喷头，喷枪内的臭氧通过多个喷头喷入烟道6中，所述臭氧发生器5连接冷却水循环装置，所述冷却水循环装置控制臭氧发生器的温度，所述分子筛制氧装置的分子筛制氧机7盛有沸石分子筛部分的内壁上设有若干折流板13，如图3所示。

所述分子筛制氧装置为两个并列的分子筛制氧机7。空气从分子筛制氧机7下部进入，分子筛制氧机7下部填充活性氧化铝，其作用是去除空气中的水分子和二氧化碳分子，以免使沸石分子筛“中毒”。分子筛制氧机7的上部是沸石分子筛，当空气流经填满分子筛的固定床时，空气中的氮气分子在吸附作用力下扩散到分子筛固体中去，从而制备出富氧气体。

所述分子筛制氧装置连接真空泵8。真空泵8一端连接分子筛制氧装置，另一端连接消音器9。

所述冷却水循环装置包括板式换热器10和水泵11，水泵11将冷水输送至臭氧发生器5，板式换热器10将臭氧发生器5输出的热水冷却。

采用该本实施例中可以制备氧气浓度为96％(体积)的富氧气体，最终的脱硝效率可以达到98.5％。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围内。