一种三相流NH3与NO、SO3协同净化系统和方法及应用与流程

本发明属于环境保护技术领域，涉及水泥、玻璃等窑炉烟气净化领域，特别涉及一种三相流nh3与no协同净化技术。

背景技术：

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

水泥、玻璃等窑炉在烧制过程中由于烧制温度高、原料氮元素高，尾部烟气氮氧化物排放居高不下同时伴有大量so3，我国现行标准排放浓度320mg/m³，继煤电、钢铁超低排放以后，水泥、玻璃等高温窑炉成为氮氧化合物排放主体。目前水泥行业的主流脱硝工艺为sncr即利用尿素、氨水等含氨物质喷射进窑炉高温部进行还原脱硝，脱硝效率不高仅为50％-60％，而且目前该技术存在大量氨逃逸现象。发明人发现：目前为了维持较高的脱硝效率，氨氮比远高于1.45造成大量的氨气逃逸，同时2019年河北环保厅发布了水泥等窑炉超低排放标准，nox排放值由原来的320mg/nm³降低到100mg/m³，同时水泥的烧制工艺决定了其so³占比高，这亟待需要一种多污染物协同脱除的技术。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明提供了一种三相流nh3与no、so3协同净化系统和方法。该发明利用气、液、固三相混合进行化学反应增效，烟气中气相混合物在前置氧化系统中被选择性氧化，后续吸附与固体粉末表面在液相喷雾增效的下完成对nh3、so3的捕捉、吸附与反应同时对no进行协同减排效果。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面，提供了一种三相流nh3与no、so3协同净化系统，包括：前置氧化系统、固相给料排料系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；在烟道上依次设置前置氧化系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；所述固相给料排料系统与气固流化系统相连。

为了响应国家超低排放标准，针对目前排放出口氮氧化合物浓度过高、氨气逃逸和三氧化硫排放问题，本发明利用三相流nh3与no、so3协同净化技术，在解决nh3逃逸同时去除了nox和so3，并解决了造成后续空预器硫酸氫氨堵塞的问题。

本发明的第二个方面，提供了一种三相流nh3与no、so3协同净化方法，包括：

对烟气进行氧化；

将氧化后的烟气与固体粉末混合；

向气固流体加入雾化液体，进行反应。

本发明利用前置氧化系统将no氧化成易于反应和吸附的高态氮氧化合物，随后与固体粉末气固随后在液相射流系统下完成气液固三相混流，被氧化后的氮氧化物与nh3、so3在固相表面进行反应，液体雾化增效增强三相反应效果，最终逃逸的nh3和no、so3进行了协同治理的目的。

本发明的第三个方面，提供了任一上述的三相流nh3与no、so3协同净化系统在水泥、玻璃窑炉烟气净化中的应用。本发明利用气、液、固三相流剧烈扰动方式进行烟气中胶体捕集和加快nh3、no、so3协同净化反应，因此，能够满足水泥、玻璃窑炉烟气净化的要求，有望在该领域得到广泛应用。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明利用三相流nh3与no协同减排系统对窑炉尾部烟气中逃逸的nh3和no进行协同化脱除。利用前置氧化系统将no氧化成易于反应和吸附的高态氮氧化合物，随后与固体粉末气固随后在液相射流系统下完成气液固三相混流，被氧化后的氮氧化物与nh3、so3在固相表面进行反应，液体雾化增效增强三相反应效果，最终逃逸的nh3和no、so3进行了协同治理的目的。

(2)经过实验室实验数据显示，nh3脱除率80％以上，出口nh3浓度最高浓度3mg/m³，no的脱除效率70％以上，出口低于100mg/m³，so3捕捉了60％以上，烟道出口各污染物排放浓度到达超低排放要求。

(3)本申请装置结构简单、操作方便、实用性强，易于规模化生产。

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的结构示意图；其中，1、臭氧发生器2、臭氧布加装置3、储料仓4、锁气给料机5、分流式给料道6、气固流化装置7、高压水泵8、工艺水箱9、底部废灰仓。

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，本申请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。

一种三相流nh3与no、so3协同净化的系统和方法，利用气、液、固三相流剧烈扰动方式进行烟气中胶体捕集和加快nh3、no、so3协同净化反应。

本发明对前置氧化系统的具体结构并不作特殊的限定，在一些实施例中，前置氧化系统可以是臭氧发生装置、等离子体发生器、二氧化氯发生装置等氧化性气体发生装置，以将no氧化成易于反应和吸附的高态氮氧化合物。

在一些实施例中，净化系统主体为下端为固体沉落池下接排灰机和废灰仓，沉落池底部有鼓吹管定时鼓吹方便固体粉末被烟气裹挟，增强废灰的利用率。

在一些实施例中，固体粉末射流位置在净化塔小径处，气流速度快，有利于固体与气体混合和上行。

在一些实施例中，液相喷雾口在扩口段上端，喷雾方式可以是双流体喷雾也可以是高压喷枪雾化的方式，其目的是均匀、呈小雾滴分布在净化系统的横截面处。

本申请中对固体粉末的具体类型并不作特殊的限定，在一些实施例中，净化系统用到的固体粉末可以是氢氧化钙、碳酸钙、碳酸钠、活性炭中的一种或者几种混合，以与高态氮氧化合物、雾化液滴完成气液固三相混流。

在一些实施例中，主工艺水箱液体可以为工艺水或者氢氧化钠配置的碱性水ph7-9。通过液体雾化增效增强三相反应效果，达到nh3和no、so3的协同治理。

下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。

实施例1：

一种三相流nh3与no、so3协同净化的系统，包括前置氧化系统，气固流化系统、液相射流喷雾增效系统、固相给料排料系统。前置氧化系统主要包括氧化发生器1，输送投加装置2。液相射流喷射系统主要包括液体泵7、流量调节装置、喷枪。固相给料排料系统包括粉料贮仓3、流化风机、锁气给料机4、底部螺旋排灰机、底部鼓吹装置；气固流化系统包括流化风机、分流式给料道5以及气固射流口。

来流烟气通过水平烟道，烟道布置臭氧布加装置1均流混合烟气，之后烟气进入竖直烟道改造的净化系统主体进行气、固、液三相混流反应，粉末固体(碳酸钙)储存在储料仓3，仓底通过流化风机进行流化防止固体粉末尘积，固体粉末通过锁气给料机4送入分流式给料道5，然后在流化风机和重力的作用下进入气固射流口，在主体系统内部负压和风机鼓吹的条件下喷入净化系统主体之中。烟气中裹挟的so3和nox以及nh3被吸附至粉末表面的微空隙中，烟气沿着系统竖直向上流动进入液相喷雾增效位置，液相溶液已经在主水箱8中配置好，并通过高压水泵7输送至喷枪中进行喷雾增效，被雾化的水滴被烟气热量蒸发过程中，同样被吸附至固体粉末表面的空隙结构中去，然后与固体及so3、nh3、no2参与固体表面反应，产生析出的固体被填充在间隙结构中被净化减排的烟气从净化系统顶部顺着烟道流入尾部装置之中。

运行结果表明：处理前nox含量为280mg/m³，处理后nox排放浓度降为80mg/m³，其中，nh3脱除率80％以上，出口nh3浓度最高浓度3mg/m³，no的脱除效率70％以上，出口低于100mg/m³，so3捕捉了60％以上，烟道出口各污染物排放浓度到达超低排放要求。

由上述测试数据可知，本发明利用气、液、固三相混合进行化学反应增效，烟气中气相混合物在前置氧化系统中被选择性氧化，后续吸附与固体粉末表面在液相喷雾增效的下完成对nh3、so3的捕捉、吸附与反应同时对no进行协同减排效果。

实施例2

一种三相流nh3与no、so3协同净化系统，包括：前置氧化系统、固相给料排料系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；在烟道上依次设置前置氧化系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；所述固相给料排料系统与气固流化系统相连。

实施例3

一种三相流nh3与no、so3协同净化系统，包括：前置氧化系统、固相给料排料系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；在烟道上依次设置前置氧化系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；所述固相给料排料系统与气固流化系统相连。

所述前置氧化系统包括：氧化发生器1，输送投加装置2。

实施例4

一种三相流nh3与no、so3协同净化系统，包括：前置氧化系统、固相给料排料系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；在烟道上依次设置前置氧化系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；所述固相给料排料系统与气固流化系统相连。

所述前置氧化系统为臭氧布加装置、等离子体发生器或二氧化氯发生装置。

实施例5

一种三相流nh3与no、so3协同净化系统，包括：前置氧化系统、固相给料排料系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；在烟道上依次设置前置氧化系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；所述固相给料排料系统与气固流化系统相连。

所述固相给料排料系统包括：粉料贮仓4、流化风机、锁气给料机5、底部螺旋排灰机、底部鼓吹装置。

实施例6

一种三相流nh3与no、so3协同净化系统，包括：前置氧化系统、固相给料排料系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；在烟道上依次设置前置氧化系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；所述固相给料排料系统与气固流化系统相连。

所述气固流化系统包括流化风机、分流式给料道6以及气固射流口；

所述气固射流口位于烟道小径处。

实施例7

一种三相流nh3与no、so3协同净化系统，包括：前置氧化系统、固相给料排料系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；在烟道上依次设置前置氧化系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；所述固相给料排料系统与气固流化系统相连。

所述液相射流喷射系统主要包括液体泵、流量调节装置、喷枪；

液相喷雾口在扩口段上端；

喷雾方式是双流体喷雾、或高压喷枪雾化。

实施例8

一种三相流nh3与no、so3协同净化系统，包括：前置氧化系统、固相给料排料系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；在烟道上依次设置前置氧化系统、气固流化系统、液相射流喷雾增效系统；所述固相给料排料系统与气固流化系统相连。

净化系统的下端为固体沉落池，所述固体沉落池下接排灰机和废灰仓。

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明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发明的保护范围以内。