一種氧化法燒結煙氣脫硝系統的製作方法

2023-04-30 08:33:32 3

本實用新型屬於煙氣處理領域，具體涉及一種氧化法燒結煙氣脫硝系統。

背景技術：

目前，國際上成熟的脫硝工藝主要有選擇性催化還原法(SCR)、非選擇性催化還原法(SNCR)和活性炭法，其中選擇性催化還原法的脫硝效率能達到90％以上，而非選擇性催化還原法和活性炭法脫硝效率相對較低，通常在40％左右。

採用氧化法燒結煙氣脫硝，其實質是將煙氣中氮氧化物氧化成容易被噴淋液吸收的高價態物質。CN102764574A公布了一種流光放電等離子體自由基注入煙氣的脫硫脫硝方法，其特徵在於：包括以下步驟：1)利用流光放電等離子反應器對氧氣或者空氣進行放電產生等離子體自由基；2)將含有等離子體自由基的氣體注入煙道，與含硫氧化物、氮氧化物的煙氣混合，等離子體自由基使煙氣中的硫氧化物、氮氧化物轉變為更高價態的氧化物；3)將上步的煙氣送入脫硫塔進行循環噴淋吸收，使硫氧化物、氮氧化物進入液相；4)經過循環噴淋吸收的煙氣經過除霧後經煙囪排放。CN102764573A公開了與上述技術相似的技術方案，均是採用自由基將氮氧化物氧化成高價態物質，然後被噴淋液吸收。但上述兩個方案並沒有根據工廠具體的排放情況來解決高效吸收的問題，並沒有解決如何有效地利用自由基，使其充分發揮作用，使其更有效地氧化氮氧化物。

CN102274680A公開了一種流光放電氨法煙氣脫硫脫硝除霧一體化方法，其特徵在於：包括下列步驟：1)含二氧化硫、氮氧化物的鍋爐煙氣，除塵後送入流光放電脫硝反應器(1)；2)經流光放電脫硝反應器(1)後的煙氣進入脫硫塔(2)，並從脫硫塔頂出口排出；3)經脫硫塔頂出口出來的煙氣經過電除霧器(3)除霧淨化送煙囪排放。該專利的說明書中公開妖氣氮氧化物95％以上是NO，並公開了流光放電產生自由基的原理和脫硫脫氨原理，但並未解決針對工廠具體排放量所需要多少自由基，以及並未公開排放量、自由基量、電壓等參數對脫硝效率的影響，即並未公開多種因素協同作用對脫硝的效率的影響。

CN101961596A公開了一種氧活性粒子注入煙道中的輕基自由基氧化脫硫脫硝方法，是把氧活性粒子注入煙道中與水形成羥基自由基·OH，並氧化煙氣中的SO2、NOX。其原理同樣是氧化煙氣氧化硫和氮氧化物，但在本專利中同樣並沒有解決針對具體工廠情況，提高脫硝效率的問題。

技術實現要素：

為解決上述問題，針對工廠排放量的不同，如何調整臭氧量以及其他參數來提高脫硝效率,本實用新型提供一種氧化法燒結煙氣脫硝系統，所述脫硝系統包括檢測裝置、煙氣進氣裝置、臭氧等離子體發生器裝置、控制器、脫硝裝置、噴淋裝置、脫硫塔裝置、尾氣排出裝置；所述控制器連接檢測裝置和煙氣進氣裝置、臭氧等離子體發生器裝置；所述脫硝裝置連接臭氧等離子體發生器裝置和煙氣進氣裝置，所述脫硫塔裝置內設噴淋裝置，所述脫硝裝置連接脫硫塔裝置，所述尾氣排出裝置設於脫硫塔裝置的頂端。

所述檢測裝置用於檢測煙氣進氣裝置的煙氣入口和出口處的煙氣成分濃度和臭氧等離子體發生器裝置進出口的O3濃度，所述控制器通過檢測裝置傳輸的NO濃度數據控制臭氧等離子體發生器裝置中O3輸出的濃度。

優選的，所述臭氧等離子體發生器裝置包括臭氧發生器、冷卻水系統；所述臭氧發生器包括反應器本體、風機、臭氧均布投加裝置、放電管；所述冷卻水系統設於放電管的外壁；所述臭氧均布投加裝置採用多點均衡布氣。

優選的，所述冷卻水系統包括板式換熱器、循環水泵、膨脹罐、底座和儀表，所述板式換熱器和膨脹罐一體化固定在底座上。

優選的，所述風機為混流式軸流通風機，所述通風機的功率為18.5kW。

優選的，所述冷卻水系統設有流量開關、溫度變送器、報警系統。

上述脫硝系統的脫硝方法包括以下步驟：

1)利用臭氧等離子體發生器裝置對氧氣源進行放電產生等離子自由基；

2)檢測煙氣進氣入口處的含NOx的煙氣的濃度，並以此濃度來控制產生等離子自由基的量；

3)將含有等離子自由基的氧氣源與含NOx的煙氣混合，使煙氣中的NO轉變為更高價態的氮氧化物；

所述煙氣中含NOx的濃度為280-350mg/Nm3，所述x＝1或2；所述NO佔煙氣的質量比大於95％；所述等離子自由基包括O3、O、e，所述O3佔等離子自由基的氧氣源的質量比為大於8％；

所述步驟3)中氧氣源和含NOx的煙氣混合後的混合物中的NO與O3的質量比為0.8-1.5：1。

優選的，所述脫硝方法還包括以下步驟：

4)將所述步驟3)的煙氣送入脫硫塔進行循環噴淋吸收，使氮氧化物進入液相；

5)經過循環噴淋吸收的煙氣經過除霧後經煙囪排放。

優選的，所述臭氧等離子體發生器裝置中的等離子自由基的產量為6-12kg/h，所述含NOx的煙氣30000-50000Nm3/h。

優選的，所述臭氧等離子體發生器裝置包括臭氧發生器，所述臭氧發生器的運行電壓為5kV，電源頻率為800-1200Hz。

優選的，所述步驟3)中氧氣源和含NOx的煙氣混合後的混合物中的NO與O3的質量比為30：1。

優選的，所述含NOx的煙氣中NO2佔煙氣的質量比為1-4％，所述NO佔煙氣的質量比為96-99％。

優選的，所述含NOx的煙氣中NO2佔煙氣的質量比為2％，所述NO佔煙氣的質量比為98％。

優選的，循環噴淋吸收所用的吸收液為鹼性吸收液。

優選的，所述的鹼性吸收液包括氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氧化鈣。

本實用新型的有益效果：

(1)氧化速度快，脫硝效率高；採用臭氧等離子體脫硝可得到較高的NOx脫除率，NOx脫除率可達到98％，NO氧化率高，O3利用率高；

(2)無需催化劑，無反應溫度要求；

(3)臭氧投加在脫硝前煙道，安裝簡便，停爐時問短，停爐對接時間短，不影響正常生產；利用現有脫硫塔進行吸收，不影響後而的脫硫設施，實現脫硫脫硝一體化，投資低、佔地小，能適應更高的環保要求。

(4)O3投加可控，根據煙氣成分濃度來調節O3的投入量，殘餘未反應的O3在脫硫塔中被吸收去除，無O3洩露。

附圖說明

圖1為本實用新型的裝置流程圖。

具體實施方式

下面對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：

實施例1

本實用新型的脫硝系統包括檢測裝置、煙氣進氣裝置、臭氧等離子體發生器裝置、控制器、脫硝裝置、噴淋裝置、脫硫塔裝置、尾氣排出裝置；所述脫硝裝置連接臭氧等離子體發生器裝置和煙氣進氣裝置，所述脫硫塔裝置內設噴淋裝置，所述脫硝裝置連接脫硫塔裝置，所述尾氣排出裝置設於脫硫塔裝置的頂端；所述檢測裝置用於檢測煙氣進氣裝置的煙氣入口和出口處的煙氣成分濃度和臭氧等離子體發生器裝置進出口的O3濃度，所述控制器連接檢測裝置和煙氣進氣裝置、臭氧等離子體發生器裝置，所述控制器通過檢測裝置傳輸的NO濃度數據控制臭氧等離子體發生器裝置中O3輸出的濃度。

上述脫硝系統的脫硝方法包括以下步驟：

1)利用臭氧等離子體發生器裝置對氧氣源進行放電產生等離子自由基；

2)檢測煙氣進氣入口中的含NOx的煙氣的濃度，控制器以此濃度來控制產生等離子自由基的量；

3)將含有等離子自由基的氧氣源與含NOx的煙氣混合，使煙氣中的NO轉變為更高價態的氮氧化物；

4)將上步的煙氣送入脫硫塔進行循環噴淋吸收，使氮氧化物進入液相；

5)經過循環噴淋吸收的煙氣經過除霧後經煙囪排放；

所述煙氣中含NOx的濃度為300mg/Nm3，所述x＝1或2；所述NO佔煙氣的質量比96％；NO2佔煙氣的質量比為3％，所述等離子自由基包括O3、O、e，所述O3佔等離子自由基的氧氣源的質量比大於8％；

所述臭氧等離子體發生器裝置中的等離子自由基的產量為10kg/h，所述含NOx的煙氣40000Nm3/h。所述臭氧等離子體發生器裝置包括臭氧發生器，所述臭氧發生器的運行電壓為5kV，電源頻率為800-1200Hz。

所述步驟2)中氧氣源和含NOx的煙氣混合後，即進入脫硝裝置後的混合物中的NO與O3的質量比為30：1。

煙氣和臭氧經過脫硝裝置後，NO氧化轉化率為90％，臭氧的利用率為80％；

循環噴淋吸收所用的吸收液為鹼性吸收液，所述的鹼性吸收液包括氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氧化鈣。上述氧化後的煙氣和臭氧經過脫硫塔裝置後，NO2的吸收效率達到98％，從尾氣排出裝置出來的NOx的濃度為6mg/Nm3，NOx的總脫除效率達到98％。

實施例2

本實施例2採用實施例1的脫硝系統和脫硝方法，不同的是煙氣進入濃度和O3量，具體如下：

所述煙氣中含NOx的濃度為350mg/Nm3，所述x＝1或2；所述NO佔煙氣的質量比97％；NO2佔煙氣的質量比為2.5％，所述等離子自由基包括O3、O、e，所述O3佔等離子自由基的氧氣源的質量比為12％；

所述臭氧等離子體發生器裝置中的等離子自由基的產量為12kg/h，所述含NOx的煙氣50000Nm3/h。所述臭氧等離子體發生器裝置包括臭氧發生器，所述臭氧發生器的運行電壓為5kV，電源頻率為800-1200Hz。

所述步驟2)中氧氣源和含NOx的煙氣混合後，即進入脫硝裝置後的混合物中的NO與O3的質量比為20：1。

煙氣和臭氧經過脫硝裝置後，NO氧化轉化率為92％，臭氧的利用率為82％；

循環噴淋吸收所用的吸收液為鹼性吸收液，所述的鹼性吸收液包括氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氧化鈣。上述氧化後的煙氣和臭氧經過脫硫塔裝置後，NO2的吸收效率達到97％，從尾氣排出裝置出來的NOx的濃度為11mg/Nm3，NOx的總脫除效率達到96％。

對比例1

採用CN102274680A的脫硫脫硝方法，將同實施例1中等同的煙氣進入CN102274680A中的煙氣入口進行脫硫脫硝，檢測脫硝效率，實驗結果發現從對比例1尾氣排除裝置排除的NOx的濃度為80mg/Nm3，NOx的總脫除效率僅為73％。這是由於，在CN102274680A的方法中並沒有對臭氧的量進行限定，沒有根據具體工廠煙氣濃度情況進行合理的定量，流光放電器產生的自由基種類較多，但對於氧化氮氧化物的效果並沒有本實用新型實施例1的效果好。

CN102764574A和CN102764573A只公開了一個簡單方法，並不適用於實施例1和實施例2中的工廠煙氣狀況，在脫硝效率上不及實施例1和實施例2。

對比例2

對比例2與實施例1不同的是，不採用控制器來根據煙氣入口量的濃度調整等離子自由基的產量，即不能根據NO濃度提供O3的量，對比例2的脫硝系統中不設置控制器控制臭氧等離子體發生器裝置；將對比例2的脫硝系統應用於煙氣脫硝方法中，發現根據煙氣進口量的不同，如不調整O3的量，NO氧化轉化率降至70％，臭氧的利用率降至65％，NOx的總脫除效率達到65％，具體見下表1。

表1

根據上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本實用新型並不局限於上面揭示和描述的具體實施方式，對實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本實用新型構成任何限制。