專利名稱：鍋爐煙氣臭氧氧化脫硝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種鍋爐煙氣脫硝方法，適用于燃煤、燃油鍋爐和工業(yè)窯爐。
背景技術(shù)：
能源利用過程中產(chǎn)生的NOx是繼SO2之后亟待治理的重要大氣污染物質(zhì)之一，在鍋爐脫硝技術(shù)方面，可以分為以下兩類燃燒過程中脫硝和煙氣脫硝，燃燒過程中脫硝包括燃燒調(diào)整，空氣分級，再燃，低NOx燃燒器，OFA等技術(shù)等，可以取得較好的減排效果，但脫除效率不超過50％；煙氣脫硝技術(shù)目前比較成熟的技術(shù)為選擇性非催化(SNCR)和選擇性催化(SCR)技術(shù)，利用氨基還原劑如氨氣、氨水、尿素等在一定條件下將NOx還原成為N2，SNCR技術(shù)在800-1200℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，脫硝效率為40-50％左右；SCR技術(shù)在250-600℃催化劑存在的條件下進(jìn)行，脫硝效率可達(dá)到80％甚至90％以上，是目前商業(yè)化運(yùn)行中脫硝效率最高的一種脫硝技術(shù)，但投資與運(yùn)行成本也非常昂貴，距最新統(tǒng)計(jì)，綜合美國45座SCR應(yīng)用實(shí)例，其初期投資成本在60～150$/kW，催化劑壽命在14000～32000小時(shí)，并且我國電站多采用高灰煤，煤灰含量高達(dá)20～30％，而國外往往只有10％左右，這樣勢必造成催化劑壽命的下降，而催化劑成本占初期投資的1/3左右，可見其運(yùn)行費(fèi)用也非常昂貴，目前只有美國、德國、日本等國家采用。
隨著環(huán)保要求的不斷提高，對NOx排放的限制也將日趨嚴(yán)格，國內(nèi)電廠如果在引入濕法煙氣脫硫基礎(chǔ)上再引入SCR技術(shù)，投資與運(yùn)行費(fèi)用將無法承受，并且可能已無場地布置。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種鍋爐煙氣臭氧氧化脫硝方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種鍋爐煙氣脫硝方法，其步驟為(1)在溫度范圍為110～150℃的鍋爐煙道低溫段噴入臭氧O3，將鍋爐煙氣中一氧化氮NO氧化成為易溶于水的高價(jià)態(tài)氮氧化物NO2、NO3或N2O5，反應(yīng)時(shí)間至少為0.5秒；(2)使用堿液水洗經(jīng)過上一步驟處理的鍋爐煙氣，脫除煙氣中的氮氧化物。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，在鍋爐煙道低溫段噴入臭氧時(shí)，臭氧的噴入點(diǎn)位置可以在煙道除塵器之前或在煙道除塵器之后。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，噴入的臭氧O3與鍋爐煙氣中一氧化氮NO的摩爾質(zhì)量比例為0.5～1.5。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述水洗用的堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣水溶液其中至少一種。
本發(fā)明的有益效果為該方法立足與提供一種低成本，高效率的低NOx技術(shù)，采用O3將煙氣中占NOx95％以上的NO氧化成高價(jià)態(tài)的NO2、NO3或N2O5，NO不溶與水，而NO2、NO3或N2O5與水反應(yīng)生成HNO3，溶解能力大大提高，同時(shí)結(jié)合堿液吸收可以達(dá)到80％以上的脫硝效果，而其初期投資估計(jì)只有SCR技術(shù)的2/3～1/2左右。同時(shí)O3具有自分解性，分解產(chǎn)物為無毒的O2，無二次污染。與其它脫硝方法相比，該方法脫硝效率高，成本低，與鍋爐燃燒情況無關(guān)，爐型、煤種適應(yīng)性廣，可適用于煤粉鍋爐、垃圾焚燒爐等各種鍋爐燃燒設(shè)備。


圖1是一種鍋爐煙氣臭氧氧化濕法洗滌含塵布置方案圖2是一種鍋爐煙氣臭氧氧化濕法洗滌不含塵布置方案圖3是結(jié)合水膜除塵器的布置方案具體實(shí)施方式
鍋爐煙氣排放的NOx中，NO占95％以上，其它為NO2、N2O等，NO不溶于水，是難于處理的氣態(tài)污染物質(zhì)之一，而高價(jià)態(tài)的NO2、NO3、N2O5可以與水反應(yīng)生成HNO3，極易被濕法洗滌裝置脫除。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，除鉑、金、銥、氟以外，臭氧幾乎可與元素周期表中的所有元素反應(yīng)，通過在鍋爐煙道110～150℃溫度區(qū)間噴入臭氧，O3/NO摩爾比例取0.5～1.5，反應(yīng)時(shí)間至少為0.5秒，可以將NO氧化為易溶于水的高價(jià)態(tài)氮氧化物。然后通過濕法洗滌塔進(jìn)行脫除，如果已配備石灰石/石膏濕法煙氣脫硫設(shè)備，或者水膜除塵器，可與該方法進(jìn)行整合。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。
本發(fā)明的具體實(shí)施例1是空氣靜電除塵器之前含塵布置，實(shí)施方式如圖1。
將臭氧噴入靜電除塵器之前的含塵環(huán)境，空氣經(jīng)干燥凈化后送入制氧裝置，產(chǎn)生的氧氣送入臭氧發(fā)生裝置以制備高濃度臭氧，臭氧經(jīng)網(wǎng)格狀多孔噴射裝置噴入煙道，位置在空氣預(yù)熱器后靜電除塵器前，煙道溫度為150℃，控制反應(yīng)時(shí)間至少為0.5秒。富含臭氧的管道及網(wǎng)格噴口沿途需采用水冷冷卻，臭氧發(fā)生器出口與噴口之間距離盡可能短，臭氧送入量根據(jù)煙氣成分中實(shí)測NO濃度，按O3/NO摩爾比1.5動態(tài)調(diào)整。煙氣經(jīng)過靜電除塵器后進(jìn)入濕法洗滌塔，將NOx溶解吸收，利用堿液中和生成穩(wěn)定硝酸鹽類，水洗用的堿液為氫氧化鈉，也可以是氫氧化鉀或氫氧化鈣水溶液。吸收液循環(huán)利用，硝酸鹽類濃縮結(jié)晶后處理，煙氣經(jīng)洗滌塔、除霧器后送入煙囪。圖中1為鍋爐爐膛；2為干燥過濾制氧裝置；3為臭氧發(fā)生裝置；4為尾部煙道；5為靜電除塵器；6為儲液槽；7為洗滌塔；8為除霧器；9為煙囪；10為硝酸鹽濃縮結(jié)晶裝置。
本發(fā)明的具體實(shí)施例2、具體實(shí)施例3中O3噴入點(diǎn)煙道溫度分別為110℃和130℃，，控制反應(yīng)時(shí)間至少為0.5秒；臭氧送入量根據(jù)煙氣成分中實(shí)測NO濃度，O3/NO摩爾比分別按0.5和1.0動態(tài)調(diào)整。其他步驟與具體具體實(shí)施例4為靜電除塵器之后無塵布置，實(shí)施方式如圖2。將臭氧噴入靜電除塵器后的無塵環(huán)境，將臭氧送入電除塵器之后110℃的無塵煙氣環(huán)境，臭氧噴入量根據(jù)煙氣NOx濃度，按O3/NO摩爾比1.0動態(tài)調(diào)整，噴入點(diǎn)位置保證距洗滌塔入口0.5s以上停留時(shí)間。圖中11為鍋爐爐膛；12為干燥過濾制氧裝置；13為臭氧發(fā)生裝置；14為尾部煙道；15為靜電除塵器；16為儲液槽；17為洗滌塔18為除霧器；19為煙囪；20為硝酸鹽濃縮結(jié)晶裝置。其他步驟與具體實(shí)施例1相同。
具體實(shí)施例4為結(jié)合水膜除塵器的布置，實(shí)施方案如圖3所示。該方案適用于已配有濕式水膜除塵器場合。降臭氧送入水膜除塵器前的150℃含塵煙氣，送入量根據(jù)煙氣實(shí)際NO濃度按O3/NO摩爾比1.0動態(tài)調(diào)整，送入位置距水膜除塵器入口按停留時(shí)間0.5s上推。水膜除塵器起濕法洗滌塔的作用。圖中21為鍋爐爐膛；22為干燥過濾制氧裝置；23為臭氧發(fā)生裝置；24為尾部煙道；25為洗滌塔；26為除霧器；27為煙囪。其他步驟與最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。
本發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神和主要特征的具體形式來概述。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，本發(fā)明的上述實(shí)施方案都只能認(rèn)為是對本發(fā)明的說明而不能限制本發(fā)明，權(quán)利要求書指出了本發(fā)明的范圍，而上述的說明并未指出本發(fā)明的范圍，因此，在與本發(fā)明的權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐煙氣臭氧氧化脫硝方法，包括以下步驟(1)在溫度范圍為110～150℃的鍋爐煙道低溫段噴入臭氧O3，將鍋爐煙氣中一氧化氮NO氧化成為易溶于水的高價(jià)態(tài)氮氧化物NO2、NO3或N2O5，反應(yīng)時(shí)間至少為0.5秒；(2)使用堿液水洗經(jīng)過上一步驟處理的鍋爐煙氣，脫除煙氣中的氮氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐煙氣臭氧氧化脫硝方法，其特征在于，在鍋爐煙道低溫段噴入臭氧時(shí)，臭氧的噴入點(diǎn)位置可以在煙道除塵器之前或在煙道除塵器之后。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐煙氣臭氧氧化脫硝方法，其特征在于，噴入的臭氧O3與鍋爐煙氣中一氧化氮NO的摩爾質(zhì)量比例為0.5～1.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐煙氣臭氧氧化脫硝方法，其特征在于，所述水洗用的堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣水溶液其中至少一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，旨在提供一種鍋爐煙氣脫硝方法。本發(fā)明提供的方法包括在在溫度范圍為110～150℃的鍋爐煙道低溫段噴入臭氧O
文檔編號B01D53/56GK1768902SQ200510061120
公開日2006年5月10日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者岑可法, 周俊虎, 王智化, 劉建忠, 楊衛(wèi)娟, 程軍, 周志軍, 黃鎮(zhèn)宇 申請人:浙江大學(xué)