CN103638792A - 一种用于富氧燃烧烟气净化的lsco-as技术系统 - Google Patents
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Abstract
本发明利用富氧燃烧烟气中的O2，在低温氧化催化剂作用下，150℃-250℃条件和带喷淋鼓泡吸收塔组合，脱除烟气中SO2和NOX以及为燃尽的气体，并能氧化烟气中的汞，实现烟气净化，有益的效果有：1、可实现烟气中NOX资源的再利用，变废为宝。2、运行费用比SCR法大幅度降低，运行寿命提高。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域，具体涉及工业窑炉、锅炉烟气净化领域。
背景技术
和柴油机尾气净化相类似，工业窑炉、锅炉富氧燃烧所产生的烟气中O2含量大、烟温低、而且脉动大，导致采用NH3-SCR无法适用，也是造成目前华北地区雾霾治理的重要困难之一，钢铁烧结机(窑)、玻璃窑、水泥窑以及其他窑炉，NOX的脱除较为困难。
因此需要采用新的方法来解决该类窑炉的问题。
该类窑炉的几个特点：
1、该类窑炉中O2含量一般为15％-18％，远高于低氮燃烧锅炉6％-8％；
2、NOX的氧化度较高，一般为20％-30％，远高于燃煤锅炉NOX氧化度5％-10％；
3、取决于燃烧的特征，一般NOX浓度或SO2浓度较高。
目前水泥窑一般采用低氮燃烧和SNCR法，NOX的排放浓度仍远高于热电厂的要求。
发明内容
LSCO-AS(Low-temperature SelectiveCatalytic-Oxidation-Assimilating System)，本发明为低温条件下(150℃-260℃)利用烟气中的O2在催化剂的作用下氧化NO提高NOX的氧化度，在吸收塔内和SO2一起脱除。
其原理如下：
N2O3+H2O→HNO2+HNO3
若吸收塔内用钙法，如CaO为：
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+2HNO3→Ca(NO3)2+2H2O
Ca(OH)2+2HNO2→Ca(NO2)2+2H2O
在吸收塔中若用钙法如CaO，为
NOX在大于230℃的稳定态主要以NO为主，而在小于230℃的稳定态主要以NO2为主，而在烟气中由于高浓度CO2存在使NO表面钝化，从而不易氧化，因此催化剂的选择就成了关键。
富氧燃烧产生的烟气中NOX的氧化度较高，一般为20％-30％，催化剂的作用就是把氧化度提高到53％-55％，因而氧化法的代价远小于还原法，一般最大的吸收脱除率不超过85％，和Bolme法相类似。
技术方案
和LSCR-AS系统相类似，均为催化反应器+吸收塔组合，差异在于：
1、催化剂选择不同，适应于催化氧化的催化剂和催化还原法的催化剂的选择；
2、由于富氧燃烧的烟气一般不稳定，脉动较大，一般为85℃-200℃之间，需要用补燃方式加温进行补偿，使烟气温度稳定在200℃左右；
3、为了降低水耗，200℃左右烟气进入吸收塔前需要换热处理，使烟气温度降至80℃-100℃。
烟气经除尘后(以气体燃料为主的窑炉一般可以不除尘)进入补偿器中加热，使温度稳定在180℃-200℃，若NOX中氧化度较高，可以在150℃左右，而后进入催化反应塔，进行氧化反应，由于补燃器使用天然气，有部分烃类溢出，在催化剂表面会产生部分的还原反应，经催化塔反应后的烟气经换热后进入带喷淋的鼓泡吸收塔中，经喷淋吸收，水浴吸收后，沿中央集烟管上升，再经顶舱、V型罩-筛网闭锁层吸收后，除雾后排入大气。所换热量可以用来密封及吹扫催化反应器以及供给结晶器使用。
附图说明
图1偏置式脱硫-脱硝-二次除尘一体化装置：
1-入口烟道；2-均流器；3-催化剂；4-换热器；5-排风扇；6-喷淋管；7-鼓泡管；8-搅拌器；9-吸收液；10-V型罩-筛孔板锁闭器；11-除雾器；12-旋转式除雾引风机；13-出口烟道。
图2分体式催化反应-吸收烟气净化技术系统：
1-除尘器；2-补燃器；3-催化剂；4-旋转式除雾引风机；5-除雾器；6-V型罩-筛孔板锁闭器；7-反应器中舱；8-换热器；9-鼓泡管；10-V型罩-筛孔板锁闭器；11-水力旋流器；12-蒸发结晶塔；13-含液相催化剂的吸收液；14-集烟管；15-氧化风机；16-吸收液；17-溶液箱；18-干燥器。
图3表面流速与NOX氧化倍率的关系
图4进口烟温与NOX氧化倍率的关系
具体实施方式
富氧烟气经除尘器除尘后，进入由天然气燃烧机补燃的燃烧室，加热后经烟道后由均流器进入催化反应塔中，流经低温氧化催化剂表面后，烟气中NO和可燃气体被氧化，部分颗粒物在重力作用下进入灰斗，氧化后的烟气经换热器换热降温后进入吸收液水浴吸收后，SO2、NOX的相当部分以及颗粒物PM被吸收，净化后的烟气经中央集烟管上升在V型罩与筛孔板组成的闭锁层中，烟气再次与含液相催化剂的吸收液反应，进一步净化，包括对氨法吸收中逃逸氨的拦截，净化后的烟气经除雾器和由旋转除雾引风机二次除雾并加速后排入大气。
吸收液吸收烟气中的SO2、NOX后，在塔内氧化成正盐并经蒸发结晶器后在水力旋流器、干燥器作用后，生成相应的化肥或盐结晶，排出废水经溶液箱回用到吸收塔内。
Claims (3)
1.一种应用低温150℃-250℃条件下的烟气氧化催化剂，利用富氧燃烧烟气中的O2氧化烟气中难溶于水的NO，使烟气中NOX的氧化度提高到50％-55％，在和鼓泡式吸收塔结合应用后可以综合脱除烟气中85％左右的NOX，并实现烟气中NOX变废为宝，生成有益的硝酸盐。
2.根据上述(1)所述系统，其特征为：利用富氧燃烧烟气中的O2(一般含氧量大于13％)，在150℃-250℃温度条件下，氧化烟气中的NO。
3.根据上述(1)所述系统，其特征为：固体低温催化剂和鼓泡式吸收塔相结合，使氮氧化物在吸收液中生成有利用价值的副产物。
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