基于臭氧的煙氣脫硝裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煙氣脫硝裝置及方法，具體涉及一種基于臭氧的煙氣脫硝裝置及 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站提供的數(shù)，2007年，我國(guó)放量為1643. 4萬t，其中工 業(yè)放量為1261. 3萬t，而電力行業(yè)占整個(gè)工業(yè)行業(yè)NO 放量的64. 3%，占全國(guó)總 放量的45. 5%。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的加快，中國(guó)NOx排放量 將繼續(xù)增長(zhǎng)，鑒于NOx對(duì)大氣環(huán)境的不利影響以及目前火電廠NO x排放控制的嚴(yán)峻形勢(shì)，我 國(guó)已經(jīng)制定出更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，2014年7月1日開始執(zhí)行的《火電廠大氣污染物排放 標(biāo)準(zhǔn)（GB 13223-2011)》，規(guī)定了現(xiàn)有火力發(fā)電燃煤鍋爐煙囪出口氮氧化物排放限值，全國(guó) 為200mg/m3 (以勵(lì)2計(jì)），重點(diǎn)地區(qū)特別排放限值為100mg/m3 (以勵(lì)2計(jì)）；《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán) 工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB28662-2012)》規(guī)定現(xiàn)有燒結(jié)機(jī)、球團(tuán)焙燒設(shè)備顆粒物排放限 值為300mg/m 3,燒結(jié)機(jī)機(jī)尾排放限值為300mg/m3。
[0003] 目前，應(yīng)用于煙氣脫硝的主要技術(shù)為選擇性催化還原（SCR)和選擇性非催化還原 (SNCR)。截至2008年底，全國(guó)已投運(yùn)的煙氣脫硝機(jī)組約50多臺(tái)共1957萬kW，其中SCR 機(jī)組占90. 5%。SCR脫硝效率高，但設(shè)備投資和運(yùn)行維護(hù)成本高，催化劑昂貴，容易失活，因 反應(yīng)不完全而導(dǎo)致的氨逃逸會(huì)造成二次污染；SNCR雖投資和運(yùn)行費(fèi)用較少，但脫硝效率比 較低，達(dá)不到日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。這兩種煙氣脫硝的方法反應(yīng)都需要較高的溫度、較大的 占地面積，對(duì)現(xiàn)有的電廠設(shè)備改造較大。
[0004] 因此，研發(fā)一種清潔節(jié)能、高效穩(wěn)定、運(yùn)行可靠的脫硝新技術(shù)成為該領(lǐng)域研宄的熱 點(diǎn)。CN1768902A公開了一種煙氣脫硝方法，首先將作為氧化劑的臭氧（O 3)噴入到煙道中， 將鍋爐煙氣中的NO氧化成為易溶于水的勵(lì)2或N 205，然后用水或堿液洗滌煙氣，脫除煙氣 中的氮氧化物。該氧化脫硝方法雖然能達(dá)到脫除氮氧化物的目的，但鍋爐煙氣先與臭氧 (O 3)反應(yīng)后再進(jìn)行堿液處理工序，即氧化區(qū)與吸收區(qū)分離，臭氧（O3)在超過130°C的煙溫 環(huán)境中以及在含塵量50~200mg/Nm 3的煙氣條件下，極易發(fā)生分解、或吸附粉塵失去活性， 造成脫硝效率降低、臭氧（O3)耗量過大，增加脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行成本。諸如此類的專利還有 CN103736373A、CN103933841A、CN203227412U 等，同樣面臨著上述的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，為了克服現(xiàn)有脫硝技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于臭氧的煙氣脫 硝裝置及方法，可以有效減少了臭氧（O 3)的消耗。此外，本發(fā)明也提供一種基于臭氧的煙 氣脫硝裝置及方法，可以提高煙氣脫硝的效率。
[0006] 本發(fā)明提供一種基于臭氧的煙氣脫硝裝置，包括：
[0007] 煙氣脫硝設(shè)備，其內(nèi)部設(shè)有：兩層以上的噴淋吸收層，和一層以上的臭氧噴霧反應(yīng) 和吸收層，其中，所述的臭氧噴霧反應(yīng)和吸收層將煙氣中的低價(jià)氮氧化物氧化成高價(jià)的氮 氧化物，所述的噴淋吸收層采用吸收劑吸收煙氣中的氮氧化物，并形成吸收產(chǎn)物；
[0008] 臭氧供給設(shè)備，用于向所述臭氧噴霧反應(yīng)和吸收層供給氧氣。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，在煙氣脫硝設(shè)備內(nèi)部，臭氧噴霧反應(yīng)和吸收層的 上方和下方均設(shè)有至少一層噴淋吸收層。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，在煙氣脫硝設(shè)備內(nèi)部從下到上設(shè)置第一層噴淋 吸收層、第二層噴淋吸收層和第三層噴淋吸收層，所述臭氧噴霧反應(yīng)和吸收層設(shè)置在第一 層噴淋吸收層、第二層噴淋吸收層與第三層噴淋吸收層之間的任一位置。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述臭氧噴霧反應(yīng)和吸收層設(shè)置在第一層噴淋 吸收層與第二層噴淋吸收層之間，臭氧噴霧反應(yīng)和吸收層距離第一層噴淋吸收層0. 8~ 2. 8米，并且距離第二層噴淋吸收層I. 0~2. 3米。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述臭氧噴霧反應(yīng)和吸收層設(shè)置在第一層噴淋 吸收層與第二層噴淋吸收層之間，臭氧噴霧反應(yīng)和吸收層距離第一層噴淋吸收層1. 2~ 2. 0米，并且距離第二層噴淋吸收層1. 3~1. 8米。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述的裝置還包括：
[0014] 漿液循環(huán)設(shè)備，用于接收來自煙氣脫硝設(shè)備形成的吸收產(chǎn)物，并將至少一部分所 述吸收產(chǎn)物循環(huán)至噴淋吸收層中；
[0015] 除霧器，用于對(duì)煙氣進(jìn)行除塵除霧，所述除霧器位于全部噴淋吸收層上方。
[0016] 本發(fā)明還提供一種利用上述裝置進(jìn)行脫硝的方法，包括如下步驟：
[0017] 煙氣氧化步驟，在臭氧噴霧反應(yīng)和吸收層中，利用臭氧氧化煙氣中的低價(jià)氮氧化 物，形成高價(jià)氮氧化物；
[0018] 濕法吸收步驟，將煙氣氧化步驟形成的煙氣與噴淋吸收層噴出的吸收劑進(jìn)行接 觸，以脫除煙氣中的氮氧化物；
[0019] 臭氧供給步驟，由臭氧供給設(shè)備向所述臭氧噴霧反應(yīng)和吸收層供給臭氧。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，煙氣氧化步驟中，臭氧噴霧反應(yīng)和吸收層的工藝 條件為：煙氣溫度為40~70°C，塵含量為30~50mg/Nm 3,相對(duì)濕度大于30%、煙氣含濕量 10%~15%之間。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，煙氣氧化步驟中，將煙氣的流速控制在小于5m/ So
[0022] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，所述的吸收劑為堿性漿液。
[0023] 采用本發(fā)明的裝置及方法，使得煙氣同時(shí)進(jìn)行氧化反應(yīng)和吸收反應(yīng)，噴入的臭氧 作為氧化劑，在含有氫氧根離子的環(huán)境下，引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，臭氧引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)煙氣中占 NOx 主要成分的難溶于水的NO轉(zhuǎn)化為腸2或\05等高價(jià)態(tài)的氮氧化物，再被水或堿性物質(zhì)吸收， 完成脫硝過程，從而避免了臭氧（O 3)在氧化煙氣之前被分解或失去活性，因而降低了臭氧 (O3)消耗量。此外，采用本發(fā)明的裝置及方法，可以保證氧化反應(yīng)和吸收反應(yīng)能反應(yīng)完全， 提高了脫硝效率。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的裝置示意圖。
[0025] 圖中，1為脫硝塔，2為第一層噴淋吸收層，3為第二層噴淋吸收層，4為第三層噴淋 吸收層，5為臭氧噴霧反應(yīng)和吸收層，6為除霧器，7為塔內(nèi)漿液循環(huán)槽，8為煙氣出口，9為 漿液循環(huán)泵，10為塔外漿液池，11為臭氧輸送泵，12為臭氧發(fā)生器，13為排出泵，14為板框 壓濾機(jī)，15為脫硝后漿液池，16為煙氣事故噴淋層，17為煙氣事故噴淋泵，18為煙氣事故水 箱，20為煙氣進(jìn)口。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并 不限于此。
[0027] 本發(fā)明所述的"裝置"為一種產(chǎn)品，即各裝置的系統(tǒng)集合。本發(fā)明所述的"設(shè)備"仍 可以為多個(gè)"設(shè)備"的系統(tǒng)集合，不局限單一"設(shè)備"。在本發(fā)明中，入口與進(jìn)口具有相同的 含義，二者可以替換。本發(fā)明所述的"相對(duì)濕度"采用百分比表示。本發(fā)明所述的"煙氣含 水率"為