本發(fā)明涉及環(huán)境工程廢氣治理領(lǐng)域，特別涉及一種煙氣脫硝中nox轉(zhuǎn)化成n2的裝置與方法。
背景技術(shù)：
火電廠、垃圾焚燒廠、水泥廠在燃燒工藝過程中，由于氮的氧化而生成的nox氣體，具有刺激人體呼吸系統(tǒng)、損害動(dòng)植物、破壞臭氧層、引起溫室效應(yīng)、酸雨和光化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)，其中以no居多，且其極難溶于水，增大了廢氣治理的難度。
目前，煙氣脫硝的主要技術(shù)有：選擇性催化還原技術(shù)(scr)、選擇性非催化還原技術(shù)(sncr)、選擇性非催化還原技術(shù)聯(lián)合選擇性催化還原技術(shù)(sncr/scr)、等離子脫硝技術(shù)、濕法煙氣脫硝技術(shù)等。
選擇性催化還原技術(shù)(scr)的技術(shù)原理是在含有nox的尾氣中噴入氨，尿素或者其它含氮化合物，使其中的nox還原成n2和水，該過程的溫度范圍是在315—400℃內(nèi)，且需要催化劑。該處理技術(shù)脫硝效率高，可達(dá)90％以上；但該技術(shù)建于鍋爐省煤器以后，占地面積較大，且對催化劑的消耗量大、催化劑易中毒，投資成本和運(yùn)行成本較高。
選擇性非催化還原技術(shù)(sncr)的技術(shù)原理是在含有nox的尾氣中噴入氨，尿素或者其它含氮化合物，使其中的nox還原成n2和水，還原反應(yīng)在較高的溫度范圍(870—1100℃)內(nèi)進(jìn)行，不需要催化劑。該法不需要催化劑，工程費(fèi)用大大降低；布置于鍋爐本體上，不需要占地面積。但該技術(shù)氨的利用率不高，為了還原nox常使用過量的氨，容易形成氨逃逸、造成設(shè)備腐蝕并污染環(huán)境，形成溫室氣體n2o；運(yùn)行過程控制不當(dāng)還會(huì)影響熱煤炭的燃燒，從而造成更多的co排放。
選擇性催化還原技術(shù)聯(lián)合選擇性非催化還原技術(shù)(sncr/scr)具有兩個(gè)反應(yīng)區(qū)，首先將氨，尿素或者其它含氮化合物的還原劑噴入第一個(gè)反應(yīng)區(qū)，在高溫下，還原劑與煙氣中的nox發(fā)生非催化還原反應(yīng)；然后再將未完全反應(yīng)的還原劑進(jìn)入第二個(gè)反應(yīng)區(qū)，進(jìn)一步脫氮，節(jié)省了設(shè)置在煙道里的氨噴射系統(tǒng)，并減少了催化劑的用量；但該技術(shù)運(yùn)行過程控制復(fù)雜，在大型工業(yè)中的運(yùn)用較少。
等離子脫硝技術(shù)是利用高能電子將60—100℃煙氣中的分子激活，電子裂解，生成大量離子、自由基和電子等活性粒子，將煙氣中的nox氧化，同時(shí)與噴入的氨反應(yīng)生成硝酸銨，工藝簡單，副產(chǎn)物可作為化肥銷售，但耗電量大，電極壽命短，價(jià)格昂貴。
濕法煙氣脫硝技術(shù)是包括二氧化氯氧化技術(shù)、過氧化氫氧化技術(shù)、高錳酸鉀氧化技術(shù)、臭氧氧化技術(shù)等。二氧化氯氧化技術(shù)是采用naclo2/naclo氧化no，然后再采用naoh吸收殘余的酸性氣體，脫硝效率高，但溶劑消耗量大、成本昂貴；過氧化氫氧化技術(shù)采用過氧化氫氧化no，進(jìn)而采用堿性溶液吸收，同樣存在溶劑消耗量大，成本昂貴的問題；高錳酸鉀氧化技術(shù)采用堿性高錳酸鉀溶液吸收nox的方法，脫硝效率高，吸收液中koh的含量對nox的脫除有重要影響，koh降低太快就會(huì)制約高錳酸鉀的強(qiáng)氧化能力，減弱了高錳酸鉀氧化nox的能力，從而導(dǎo)致廢氣的處理效果降低。
臭氧氧化技術(shù)采用強(qiáng)氧化劑臭氧氧化煙氣中的no，將no快速轉(zhuǎn)化成no2，然后再采用吸收劑吸收；由于臭氧具有極強(qiáng)的氧化性，no的轉(zhuǎn)化為no2的效率高，是一種極具前景的脫硝技術(shù)。但存在臭氧消耗量大、成本高；no2轉(zhuǎn)化為硝酸鹽類后難以脫除，使得硝酸鹽溶液直接排放至污水系統(tǒng)，引起污水中的氨氮偏高，環(huán)境污染嚴(yán)重。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于現(xiàn)有的脫硝技術(shù)存在的投資成本和運(yùn)行成本較高、脫硝效率低、易產(chǎn)生二次污染的難題，本發(fā)明提供了一種煙氣脫硝中nox轉(zhuǎn)化成n2的裝置與方法，投資成本和運(yùn)行成本低、脫硝效率高、無二次污染。
為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種煙氣脫硝中nox轉(zhuǎn)化成n2的裝置，包括臭氧發(fā)生器、風(fēng)機(jī)、半氧化裝置、噴淋塔、吸收塔；所述的臭氧發(fā)生器通過所述的風(fēng)機(jī)連接至所述的半氧化裝置；所述的半氧化裝置連接至所述的噴淋塔，所述的噴淋塔連接至所述的吸收塔。
優(yōu)選的，所述的吸收塔內(nèi)的吸收劑為尿素。
一種煙氣脫硝中nox轉(zhuǎn)化成n2的方法，包括以下步驟：
(1)煙氣輸送至半氧化裝置；
(2)風(fēng)機(jī)引入外部新鮮空氣，與臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧一起輸送至半氧化裝置；
(3)煙氣與含新鮮空氣的臭氧在半氧化裝置內(nèi)發(fā)生部分氧化反應(yīng)；
(4)部分氧化反應(yīng)后的氣體輸送至噴淋塔，噴淋塔內(nèi)噴淋液將nox轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽溶液；
(5)將亞硝酸鹽溶液輸送至吸收裝置，尿素吸收亞硝酸鹽。
(6)潔凈氣體通過吸收液頂部出口外排。
優(yōu)選的，上述步驟(2)引入外部新鮮空氣，將臭氧均勻分散至空氣中，提高煙氣中no被氧化的效率。
優(yōu)選的，上述步驟(3)中控制臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧含量，煙氣中的no僅一半被氧化為高價(jià)態(tài)的氮氧化合物，節(jié)省了臭氧的消耗量。
優(yōu)選的，上述步驟(4)噴淋塔內(nèi)no、no2和水反應(yīng)生成亞硝酸鹽；
優(yōu)選的，上述步驟(5)在吸收劑尿素的吸收作用下，含氮化合物轉(zhuǎn)換為n2。
本發(fā)明的技術(shù)原理是：采用新鮮空氣與臭氧聯(lián)合氧化煙氣中部分no，使得剩余的no與no2生成亞硝酸鹽；再采用尿素將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)換成n2，達(dá)到脫硝的目的。
本發(fā)明的有益效果是：一、煙氣中的no部分被no2，o3的用量僅為目前全部氧化為no2的一半，節(jié)省了投資和運(yùn)行費(fèi)用；二、采用尿素將亞硝酸鹽直接轉(zhuǎn)換為n2，解決了現(xiàn)有技術(shù)中生成的硝酸鹽濃度過大難處理的難題。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1-臭氧發(fā)生器、2-風(fēng)機(jī)、3-半氧化裝置、4-噴淋塔、5-水泵、6-吸收塔。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
如圖1所示，本發(fā)明包括臭氧發(fā)生器1、風(fēng)機(jī)2、半氧化裝置3、噴淋塔4、水泵5、吸收塔6。臭氧發(fā)生器1產(chǎn)生的臭氧與風(fēng)機(jī)2引入的新鮮空氣一起輸送至半氧化裝置3，煙氣輸送至半氧化裝置3，在半氧化裝置3內(nèi)，臭氧協(xié)同新鮮空氣氧化煙氣中的部分no，將其氧化為no2；剩余no與no2一起輸送至噴淋塔4，生成亞硝酸鹽，再通過水泵5輸送至吸收塔6，在吸收塔6內(nèi)采用尿素吸收，生成n2；脫硝后的潔凈煙氣通過吸收塔6頂部出口外排。
本實(shí)施例的主要反應(yīng)方程式如下：
氧化過程：
2no+o2→2no2
no+o3→no2+o2
亞硝酸鹽的生成過程：
no+no2+h2o→2hno2
脫硝過程：
2nano2+co(nh2)2→na2co3+2n2↑+2h2o
以上僅僅是對本發(fā)明的實(shí)施例做了簡單說明，并不是對本發(fā)明的限制，其可以有很多的變形，任何同專業(yè)的技術(shù)人員依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行的變形，均認(rèn)為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。