專利名稱：一種含氮氧化物的煙氣的處理方法及其處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種含氮氧化物的煙氣的處理方法及其處理裝置，尤其是涉及一種用臭氧脫除煙氣中氮氧化合物的處理方法及其處理裝置，屬于環(huán)境保護和化工技術領域。
背景技術：
燃煤、天然氣、重油等在利用過程中以及一些化工生產中產生的氮氧化物和硫氧化物對大氣環(huán)境造成了嚴重危害。氮在自然界中的化合價有-3價、0價、+1 +5價，在鍋爐煙氣中存在的形式基本是一氧化氮和二氧化氮，是+2價和+4價。目前對大氣污染治理普遍采取的技術有干法、半干法和濕法等幾類。干法和半干法存在對煙氣變化適應性差，脫硫效率不穩(wěn)定的缺點。石灰石/石膏法、氨法、氧化鎂法，雙堿法等濕法是目前廣泛采用的方法，但這幾種技術在脫硝方面就顯得無能為力了。氮氧化物脫除方法主要有兩類一類是通過燃燒過程控制氮氧化物的產生，效率在30 50%左右，此法效率低，并且容易造成爐內管道結渣。第二類煙氣脫硝技術是歐美、日本等國家廣泛應用的選擇性催化還原脫硝技術 (SCR)，脫硝效率一般在60 90%，但該法反應需要在煙氣的高溫段進行，高溫煙氣未經除塵，煙氣中粉塵較多，易引起SCR金屬催化劑的堵塞、磨損，粉煤灰中的重金屬還會引起催化劑中毒，運行和投資費用非常昂貴。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種高效、低耗、便捷使用的含氮氧化物的煙氣的處理方法及其處理裝置。本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下一種含氮氧化物的煙氣的處理方法， 包括以下步驟1)將所述含有氮氧化合物的煙氣通過煙道通入分配器中；2)氣源進入臭氧發(fā)生器，產生臭氧，經冷卻后進入管道，再將冷卻后的臭氧進行稀釋，并進入混合器進行混合，得到稀釋均勻的臭氧，然后進入分配器；3)步驟幻得到的稀釋均勻的臭氧與步驟1)中的含有氮氧化合物的煙氣混合并產生氧化反應，將廢氣中的NO轉化為高價氮氧化物，冷卻后進入吸收塔；4)含高價氮氧化物的煙氣經吸收塔吸收后，得到尾氣，所述尾氣通過煙囪排出。在吸收塔中進行吸收，可以是傳統(tǒng)濕法如石灰石-石膏法、氨法、鎂法、海水法等工藝，也可以是有機催化綜合脫硫脫硝脫汞工藝，或者是其他工藝)被塔內堿性溶液(或具有脫硫脫硝能力的有機催化劑)進行洗滌吸收；吸收塔內部的吸收液經反復循環(huán)吸收，當吸收液中的鹽分的濃度達到一定程度(與采用的吸收劑或堿液特性有關)后，從收塔底部排出，依次進行液態(tài)除塵、濃縮結晶和干燥，再進行包裝或者拋棄。本發(fā)明的有益效果是與傳統(tǒng)的SCR技術將氮元素還原成氮氣排入大氣相反，本發(fā)明的處理方法是把煙氣中的氮元素升價氧化。煙氣中NO的摩爾百分比通常要占92%以上，解決的脫硝問題主要就是脫除NO，NO很難溶于水的，溶解度極低，本發(fā)明的處理方法就是通過氧化反應，即用臭氧(O3)在低溫狀態(tài)下具有很強的氧化特性把NO氧化生成高價氮氧化合物(氮的化合價為 +3 +5為高價氮氧化合物)，通常在鍋爐煙氣出口排煙溫度一般都不會低于90度，通常也不會超過于180度，在90 180度這么寬的煙氣溫度范圍之內，O3的氧化性可以把NO氧化成高價氮氧化合物。采用O3的原因一是因為它具有低溫氧化性，二是因為一旦O3與NO發(fā)生化學反應以后，O3轉化為02，O2(氧氣)是沒有任何副作用的，可以直接排空。本發(fā)明基于臭氧的低溫氧化性，作用后使煙氣脫硝系統(tǒng)的脫硝率達到85%上。該系統(tǒng)使用便捷，效果穩(wěn)定，適用范圍寬。所述有機催化法系為悅浦利萊環(huán)?？萍加邢迣Ｓ?，所述有機催化劑為以色列 Lextran公司生產的產品，所述堿液是Na0H、K0H、Ca(OH)2、Ca0、CaC03、Mg0、NH4 ·H2O,NH4HCO3^ 海水等其中一種或幾種。在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。進一步，在步驟幻中，所述氣源為空氣源或氧氣源。采用上述進一步方案的有益效果是，因本發(fā)明中的空氣源或氧氣源中，氧氣的濃度很高(約為50 99. 9% )，因此該氣源通過臭氧發(fā)生器，就能得到高濃度的臭氧。進一步，所述臭氧的濃度為100 175g/m3 ；所述稀釋均勻的臭氧的濃度為50 1250mg/m3o進一步，在步驟幻中，所述氧化反應是在溫度為90 180°C的條件下進行。采用上述進一步方案的有益效果是，在所述溫度范圍內，臭氧能有效的將NO進行氧化，提高氧化效率。進一步，在步驟幻中，所述高價氮氧化物為隊03或NO2。進一步，在步驟幻中，所述稀釋均勻的臭氧的體積為含有氮氧化合物的煙氣體積的 1/10000 1/100。本發(fā)明解決上述技術問題的另一技術方案如下一種含氮氧化物的煙氣的處理裝置，包括臭氧發(fā)生器、稀釋風機、混合器、冷卻系統(tǒng)、分配器、吸收塔及煙 ，所述臭氧發(fā)生器的輸出端與所述稀釋風機的出口端交匯于一條管道后再與所述混合器的一端相連接；所述混合器的另一端與所述分配器的頂端相連接， 所述分配器的底端與所述吸收塔的底端相連接，所述吸收塔的頂端與所述煙 相連接；所述冷卻系統(tǒng)分別與所述臭氧發(fā)生器及所述分配器相連接，并對所述臭氧發(fā)生器及所述分配器分別進行冷卻。在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。進一步，所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻塔、冷卻水池、外循環(huán)冷卻泵、換熱器、冷卻液池及內循環(huán)冷卻泵；所述冷卻塔與所述冷卻水池相連接，所述冷卻水池與所述外循環(huán)冷卻泵相連接，所述外循環(huán)冷卻泵通過換熱器與所述冷卻塔相連接；所述內循環(huán)冷卻泵的一端與所述冷卻液池相連接，所述內循環(huán)冷卻泵的另一端分出兩個支端，其中一支端與所述臭氧發(fā)生器相連接，另一支端與所述分配器相連接；所述臭氧發(fā)生器通過所述換熱器與所述冷卻液池相連接，所述分配器通過所述換熱器與所述冷卻液池相連接。
進一步，所述處理裝置還包括鍋爐引風機、旁路擋板門、入口擋板門及增壓風機； 所述鍋爐引風機的一端分出兩個支端，其中一個支端與所述旁路擋板門的一端相連接，其中另一個支端與所述入口擋板門的一端相連接；所述旁路擋板門的另一端與所述煙 相連接，所述入口擋板門的另一端通過所述增壓風機與所述分配器相連接。本發(fā)明的有益效果是，1、臭氧在溫度達到270攝氏度以上是迅速分解的，溫度越高臭氧分解的越快，必須要加冷卻系統(tǒng)對臭氧發(fā)生器產生的臭氧進行冷卻。2、設備需要的臭氧濃度很高，目的是要提高臭氧的氧氣利用率，這么高的濃度進來以后要稀釋，所以需要稀釋風機對其先進行稀釋。


圖1為本發(fā)明含氮氧化物的煙氣的處理裝置的結構示意圖；附圖中，各標號所代表的部件列表如下1、氣源，2、臭氧發(fā)生器，3、混合器，4、稀釋風機，5、分配器，6、吸收塔，7、煙囪，8、冷卻塔，9、冷卻水池，10、外循環(huán)冷卻泵，11、換熱器，12、冷卻液池，13、內循環(huán)冷卻泵，14、鍋爐引風機，15、旁路檔門板，16、入口檔門板，17、增壓風機。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實施例1本發(fā)明一種含氮氧化物的煙氣的處理裝置，如圖1所示，包括臭氧發(fā)生器2、混合器3、稀釋風機4、冷卻系統(tǒng)、分配器5、吸收塔6及煙囪7，所述臭氧發(fā)生器2與所述稀釋風機4交匯于一條管道后再與所述混合器3的一端相連接；所述混合器3的另一端與所述分配器5的頂端相連接，所述分配器5的底端與所述吸收塔6的底端相連接，所述吸收塔6的頂端與所述煙 7相連接；所述冷卻系統(tǒng)分別與所述臭氧發(fā)生器2及所述分配器5相連接， 并對所述臭氧發(fā)生器2及所述分配器5分別進行冷卻。所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻塔8、冷卻水池9、外循環(huán)冷卻泵10、換熱器11、冷卻液池12 及內循環(huán)冷卻泵13 ；所述冷卻塔8與所述冷卻水池9相連接，所述冷卻水池9與所述外循環(huán)冷卻泵10相連接，所述外循環(huán)冷卻泵10通過換熱器11與所述冷卻塔8相連接；所述內循環(huán)冷卻泵13的一端與所述冷卻液池12相連接，所述內循環(huán)冷卻泵13的另一端分出兩個支端，其中一支端與所述臭氧發(fā)生器2相連接，另一支端與所述分配器5相連接；所述臭氧發(fā)生器2通過所述換熱器11與所述冷卻液池12相連接，所述分配器5通過所述換熱器11 與所述冷卻液池12相連接。所述處理裝置還包括鍋爐引風機14、旁路擋板門15、入口擋板門16及增壓風機 17 ；所述鍋爐引風機14的一端分出兩個支端，其中一個支端與所述旁路擋板門15的一端相連接，其中另一個支端與所述入口擋板門16的一端相連接；所述旁路擋板門15的另一端與所述煙 7相連接，所述入口擋板門16的另一端通過所述增壓風機17與所述分配器5相連接。
本發(fā)明處理裝置的工作原理如下所述煙氣通過煙道進入鍋爐引風機14，關閉旁路檔門板15，煙氣只能通過入口檔門板16，在增壓風機17的作用下進入分配器5。同時，氣源1進入臭氧發(fā)生器2，在臭氧發(fā)生器2中，氣源1中的氧氣轉化為臭氧，然后經過冷卻，從臭氧發(fā)生器2中出來進入管道，并先通過稀釋風機4的稀釋，再進入混合器3進行混合，得到稀釋均勻的臭氧，然后再進入分配器5與所述煙氣發(fā)生氧化反應，煙氣中的NO被氧化為NO2或者N2O3，臭氧被轉化為02。然后再經冷卻，最后進入吸收塔6進行吸收，得到的尾氣通過煙囪7排出。所述冷卻是通過冷卻系統(tǒng)進行循環(huán)冷卻，具體指冷卻水池9中的水通過外循環(huán)冷卻泵10作用下，經過換熱器11進入冷卻塔8進行冷卻，冷卻液池12中的水通過內循環(huán)冷卻泵13的作用下，進入臭氧發(fā)生器2對臭氧進行冷卻，及進入分配器5中對已被氧化的煙氣進行冷卻，將臭氧進行冷卻后的水從臭氧發(fā)生器2中出來通過換熱器11再進入冷卻液池 12，及將被氧化的煙氣進行冷卻后的水從分配器5中出來通過換熱器11再進入冷卻液池 12，由此進行循環(huán)冷卻。實施例2實際工程實驗采用本發(fā)明處理裝置是應用于2x40T供暖工業(yè)鍋爐的實際脫硫脫硝一體化濕法工藝裝置，入口煙氣量是185000，煙氣溫度是90 130度，煙氣從鍋爐經過布袋除塵器的鍋爐引風機14，利用臭氧發(fā)生器2產生的臭氧，經冷卻系統(tǒng)、臭氧混合器4，然后進入煙道內的分配器5，經氧化后的煙氣進入含有有機催化劑、水、氨水等的混合液的吸收塔8中進行吸收反應。測試數(shù)據入口的NOx含量是在110 ^Omg/m3，出口的含量抽樣結果如表權利要求
1.一種含氮氧化物的煙氣的處理方法，其特征在于，包括以下步驟。1)將所述含有氮氧化合物的煙氣通過煙道通入分配器中；。2)將氣源通入臭氧發(fā)生器產生臭氧，將所述臭氧進行冷卻，再進入管道，再將冷卻后的臭氧進行稀釋，并進入混合器進行混合，得到稀釋均勻的臭氧，然后進入分配器；。3)步驟2)得到的稀釋均勻的臭氧與步驟1)中的含有氮氧化合物的煙氣混合并產生氧化反應，將廢氣中的NO轉化為高價氮氧化物，冷卻后進入吸收塔；。4)含高價氮氧化物的煙氣經吸收塔吸收后，得到尾氣，所述尾氣通過煙@排出。
2.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，在步驟2)中，所述氣源為空氣源或氧氣源。
3.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，在步驟2)中，所述臭氧的濃度為 100 175g/m3 ；所述稀釋均勻的臭氧的濃度為50 1250mg/m3。
4.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于在步驟3)中，所述氧化反應是在溫度為90 180°C的條件下進行。
5.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，在步驟3)中，所述高價氮氧化物為 N2O3 或 NO2。
6.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，在步驟3)中，所述稀釋均勻的臭氧的體積為含有氮氧化合物的煙氣體積的1/10000 1/100。
7.一種含氮氧化物的煙氣的處理裝置，其特征在于包括臭氧發(fā)生器、稀釋風機、混合器、冷卻系統(tǒng)、分配器、吸收塔及煙囪，所述臭氧發(fā)生器的輸出端與所述稀釋風機的出口端交匯于一條管道后再與所述混合器的一端相連接；所述混合器的另一端與所述分配器的頂端相連接，所述分配器的底端與所述吸收塔的底端相連接，所述吸收塔的頂端與所述煙囪相連接；所述冷卻系統(tǒng)分別與所述臭氧發(fā)生器及所述分配器相連接，并對所述臭氧發(fā)生器及所述分配器分別進行冷卻。
8.根據權利要求7所述的處理裝置，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻塔、冷卻水池、外循環(huán)冷卻泵、換熱器、冷卻液池及內循環(huán)冷卻泵；所述冷卻塔與所述冷卻水池相連接， 所述冷卻水池與所述外循環(huán)冷卻泵相連接，所述外循環(huán)冷卻泵通過換熱器與所述冷卻塔相連接；所述內循環(huán)冷卻泵的一端與所述冷卻液池相連接，所述內循環(huán)冷卻泵的另一端分出兩個支端，其中一支端與所述臭氧發(fā)生器相連接，另一支端與所述分配器相連接；所述臭氧發(fā)生器通過所述換熱器與所述冷卻液池相連接，所述分配器通過所述換熱器與所述冷卻液池相連接。
9.根據權利要求7或8所述的處理裝置，其特征在于所述處理裝置還包括鍋爐引風機、旁路擋板門、入口擋板門及增壓風機；所述鍋爐引風機的一端分出兩個支端，其中一個支端與所述旁路擋板門的一端相連接，其中另一個支端與所述入口擋板門的一端相連接； 所述旁路擋板門的另一端與所述煙 相連接，所述入口擋板門的另一端通過所述增壓風機與所述分配器相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含氮氧化物的煙氣的處理方法及其處理裝置，包括以下步驟1)將所述含有氮氧化合物的煙氣通過煙道通入分配器中；2)將氣源通入臭氧發(fā)生器產生臭氧，將所述臭氧進行冷卻，進入管道，再將冷卻后的臭氧進行稀釋，并進入混合器進行混合，得到稀釋均勻的臭氧，然后進入分配器；3)稀釋均勻的臭氧與含有氮氧化合物的煙氣混合并產生氧化反應，冷卻后進入吸收塔；4)煙氣經吸收塔吸收后，得到尾氣，所述尾氣通過煙囪排出。本發(fā)明基于臭氧的低溫氧化性，作用后使煙氣脫硝系統(tǒng)的脫硝率達到85%上。該系統(tǒng)使用便捷，效果穩(wěn)定，適用范圍寬。
文檔編號B01D53/76GK102527206SQ20121001245
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權日2012年1月16日
發(fā)明者任雷, 張兵, 王亞軍, 翁穎 申請人:中悅浦利萊環(huán)?？萍加邢薰?br>