基于臭氧的脫硫脫硝裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煙氣脫硫脫硝裝置及方法，具體涉及一種基于臭氧的脫硫脫硝裝 置及方法。
【背景技術】
[0002] 中國是以煤為主的能源消耗大國，同時也是鋼鐵生產大國。在燃煤和冶煉過程中 會產生大量二氧化硫，氮氧化物，粉塵等有害物，其中二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主 要物質，對環(huán)境，人體，社會，經濟都會產生巨大的不良影響。對SO 2的控制，目前較為成熟 的技術是石灰石一石膏法，脫除效率可達95%以上。此外，還有爐內噴鈣脫硫、電子束法 脫硫等技術。應用于煙氣脫硝的主要技術為選擇性催化還原（SCR)和選擇性非催化還原 (SNCR)。截至2008年底，全國已投運的煙氣脫硝機組約50多臺共1957kW，其中SCR機組 占90. 5 %。SCR脫硝效率高，但設備投資和運行維護成本高，催化劑昂貴，容易失活，因反 應不完全而導致的氨逃逸會造成二次污染；SNCR雖投資和運行費用較少，但脫硝效率比較 低，達不到日益嚴格的排放標準。這兩種煙氣脫硝的方法反應都需要較高的溫度、較大的占 地面積，對現有的電廠設備改造較大。隨著國家對火電廠污染物排放的要求越來越嚴格，同 時脫硫脫硝已成為煙氣污染物控制技術的發(fā)展趨勢。目前國內外廣泛使用的是濕式煙氣脫 硫和冊1 3選擇催化還原技術脫硝的組合。該技術的脫硫脫硝效率固然高，但是投資和運行 本錢昂貴。
[0003] 因此，研發(fā)一種清潔節(jié)能、高效穩(wěn)定、運行可靠的脫硫脫硝新技術成為該領域研宄 的熱點。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腸2或N2O 5，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到脫除氮氧化物的目的，但鍋爐煙氣先與臭氧
[03] 反應后再進行堿液處理工序，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)的運行成本。諸如此類的專利還有 CN103736373A、CN103933841A、CN 203227412 U 等，同樣面臨著上述的問題。

【發(fā)明內容】

[0004] 有鑒于此，為了克服現有脫硫脫硝技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于臭氧的脫 硫脫硝裝置及方法，可以有效減少臭氧（O 3)消耗量，降低成本。此外，本發(fā)明也提供一種基 于臭氧的脫硫脫硝裝置及方法，可以提高煙氣脫硝的效率。
[0005] 本發(fā)明提供一種基于臭氧的脫硫脫硝裝置，包括：
[0006] 煙氣脫硫脫硝設備，其內部設有：兩層以上的噴淋吸收層，一層以上的臭氧噴霧反 應和吸收層，其中所述的臭氧噴霧反應和吸收層將煙氣中的低價氮氧化物氧化成高價的氮 氧化物，所述的噴淋吸收層采用吸收劑吸收煙氣中的二氧化硫和氮氧化物，并形成吸收產 物；
[0007] 臭氧供給設備，用于向所述臭氧噴霧反應和吸收層供給臭氧。
[0008] 根據本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述的兩層以上的噴淋吸收層中的至少一層噴 淋吸收層設置在所述的臭氧噴霧反應和吸收層的下方，用于預處理煙氣以吸收煙氣中的二 氧化硫；和
[0009] 所述的兩層以上的噴淋吸收層中的至少一層噴淋吸收層設置在所述的臭氧噴霧 反應和吸收層的上方，用于吸收煙氣中的氮氧化物。
[0010] 根據本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，在煙氣脫硫脫硝設備內部從下到上設置第一層 噴淋吸收層、第二層噴淋吸收層和第三層噴淋吸收層，所述臭氧噴霧反應和吸收層設置在 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] 根據本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述臭氧噴霧反應和吸收層設置在第一層噴淋 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] 根據本發(fā)明所述的裝置，更優(yōu)選地，所述臭氧噴霧反應和吸收層設置在第一層噴 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] 根據本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述臭氧噴霧反應和吸收層設置在第二層噴淋 吸收層與第三層噴淋吸收層之間，臭氧噴霧反應和吸收層距離第二層噴淋吸收層0. 8~ 2. 8米，并且距離第三層噴淋吸收層I. 0~2. 3米。
[0014] 根據本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，所述的裝置還包括：
[0015] 漿液循環(huán)設備，用于接收來自煙氣脫硫脫硝設備形成的吸收產物，并將至少一部 分所述吸收產物循環(huán)至噴淋吸收層中；
[0016] 除霧器，用于對煙氣進行除塵除霧，所述除霧器位于全部噴淋吸收層的上方。
[0017] 本發(fā)明還提供一種利用上述裝置進行煙氣脫硫脫硝的方法，包括如下步驟：
[0018] 煙氣氧化步驟，在臭氧噴霧反應和吸收層中，利用臭氧氧化煙氣中的低價氮氧化 物，形成高價氮氧化物；
[0019] 濕法吸收步驟，利用噴淋吸收層噴出的吸收劑吸收煙氣中的二氧化硫和氮氧化 物，并形成吸收產物；
[0020] 臭氧供給步驟，由臭氧供給設備向所述臭氧噴霧反應和吸收層供給臭氧。
[0021] 根據本發(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,相對濕度大于30%、煙氣含濕量 在10%~15%之間。
[0022] 根據本發(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
[0023] 采用本發(fā)明的裝置及方法，可以脫除煙氣中的二氧化硫。此外，采用本發(fā)明的裝置 及方法，還可以使煙氣同時進行氧化反應和吸收反應，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)鏈式反應，臭氧引發(fā)鏈式反應煙氣中占 N0xi要成分的難溶于水的NO 轉化為N02或N 205等高價態(tài)的氮氧化物，再被水或堿性物質吸收，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。再有，采用 本發(fā)明的裝置及方法，可以保證氧化反應和吸收反應能反應完全，提高了脫硫脫硝效率。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明實施例1的裝置示意圖。
[0025] 圖中，1為脫硫脫硝塔，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為臭氧噴霧反應和吸收層，6為除霧器，7為塔內漿液循環(huán)槽，8為煙氣出口，9 為漿液循環(huán)泵，10為塔外漿液池，11為臭氧輸送風機，12為臭氧發(fā)生器，13為排出泵，14為 板框壓濾機，15為脫硫脫硝后漿液池，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為煙氣進口。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并 不限于此。
[0027] 本發(fā)明所述的"裝置"為一種產品，即各設備的系統(tǒng)集合。本發(fā)明所述的"設備"仍 可以為多個"設備"的系統(tǒng)集合，不局限單一"設備"。在本發(fā)明中，入口與進口具有相同的 含義，二者可以替換。本發(fā)明所述的"相對濕度"采用百分比表示。本發(fā)明所述的"煙氣含 水率"為絕對含水率，以重量百分比表示。
[0028] 在本發(fā)明中，低價氮氧化物表示氮為三價以下（含三價）的氮氧化物，包括NO等 低價態(tài)的氮氧化物（NO x);高價氮氧化物表示氮為四價以上（含四價）的氮氧化物，包括 N02、N2O5等高價態(tài)的氮氧化物（NO x)。
[0029] 本發(fā)明所述的"濕法吸收"，是指以堿性漿液作為主要的脫硫脫硝吸收成分，但不 限于添加其他任一成分的煙氣脫硫脫硝工藝。在本發(fā)明的煙氣脫硫脫硝工藝中，起脫硫脫 硝作用的堿性漿液的組成成份可能會有所變化，其配方或變化對于本領域技術人員來說是 熟知的。
[0030] 本發(fā)明所述的"脫硫脫硝"，不是嚴格限制僅除去煙氣中的二氧化硫、氮氧化物， 還包括一些其他的常見酸性氧化物以及常見煙氣中含有其他能夠被氧化或吸收的物質，如 汞、粉塵等。
[0031] 本發(fā)明所述的"上方"、"下方"、"從下到上"等表示相對位置的詞語僅代表相對位 置處于"上方"或"下方"，可以直接設置在"上方"或"下方"，也可以間接設置在"上方"或 "下方"，即不相鄰地設置在"上方"或"下方"，如在A層的上方