基于臭氧的煙氣脫硝裝置及方法
【技術領域】
[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】
[0002] 根據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站提供的數(shù)，2007年，我國放量為1643. 4萬t，其中工 業(yè)放量為1261. 3萬t，而電力行業(yè)占整個工業(yè)行業(yè)NO 放量的64. 3%，占全國總 放量的45. 5%。隨著國民經(jīng)濟發(fā)展、人口增長和城市化進程的加快，中國NOx排放量 將繼續(xù)增長，鑒于NOx對大氣環(huán)境的不利影響以及目前火電廠NO x排放控制的嚴峻形勢，我 國已經(jīng)制定出更為嚴格的排放標準，2014年7月1日開始執(zhí)行的《火電廠大氣污染物排放 標準（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 為200mg/m3 (以勵2計），重點地區(qū)特別排放限值為100mg/m3 (以勵2計）；《鋼鐵燒結、球團 工業(yè)大氣污染物排放標準（GB28662-2012)》規(guī)定現(xiàn)有燒結機、球團焙燒設備顆粒物排放限 值為300mg/m 3,燒結機機尾排放限值為300mg/m3。
[0003] 目前，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1957萬kW，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(xiàn)有的電廠設備改造較大。
[0004] 因此，研發(fā)一種清潔節(jié)能、高效穩(wěn)定、運行可靠的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勵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到脫除氮氧化物的目的，但鍋爐煙氣先與臭氧 (O 3)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、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] 煙氣脫硝設備，其內(nèi)部設有：兩層以上的噴淋吸收層，和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氮氧化物，并形成吸收產(chǎn)物；
[0008] 臭氧供給設備，用于向所述臭氧噴霧反應和吸收層供給氧氣。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，優(yōu)選地，在煙氣脫硝設備內(nèi)部，臭氧噴霧反應和吸收層的 上方和下方均設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，在煙氣脫硝設備內(nèi)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(jù)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(jù)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)設備，用于接收來自煙氣脫硝設備形成的吸收產(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，用于對煙氣進行除塵除霧，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；
[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，由臭氧供給設備向所述臭氧噴霧反應和吸收層供給臭氧。
[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 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 NOx 主要成分的難溶于水的NO轉化為腸2或\05等高價態(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，可以保證氧化反應和吸收反應能反應完全， 提高了脫硝效率。
【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(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，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(chǎn)品，即各裝置的系統(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