CN107854982A - 臭氧脱硝预喷淋吸收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了臭氧脱硝预喷淋吸收装置，包括氧气制备装置、氧气输送管道、臭氧发生器装置、臭氧输送管道、臭氧布气装置、主烟道、预喷淋吸收装置和湿法脱硫装置,所述氧气制备装置与臭氧发生器装置通过氧气输送管道连接，臭氧发生器装置与臭氧布气装置通过臭氧输送管道连接,臭氧布气装置与主烟道连接，主烟道与预喷淋吸收装置连接，预喷淋吸收装置与湿法脱硫装置连接。

Description

臭氧脱硝预喷淋吸收装置
技术领域
本发明属于烟气脱硝设备领域，特别是臭氧脱硝预喷淋吸收装置。
背景技术
氮氧化物是通常公认的三种主要的大气污染物之一(即烟尘、二氧化硫、氮氧化物)，它的危害程度比二氧化硫有过之而无不及，甚至更为深广。随着经济的发展，有效控制燃煤造成的大气污染形势已经刻不容缓，特别是控制燃煤过程中的氮氧化物，烟气脱硝技术显得相当重要。目前通用的烟气脱硝技术大致可分为两类，一是控制燃烧过程中NOx的生成，即低NOx燃烧技术(LNBs)；二是对生成的NOx进行处理，即烟气脱硝技术。其中烟气脱硝传统技术主要有选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)两种，臭氧氧化脱硝法是目前新兴的烟气脱硝技术。
臭氧氧化脱硝工作原理是按照O3对于NOx的氧化反应过程，实际上最后通过N的价态变化体现出来，与烟气相中的其他化学物质如CO、SOx等相比，NOx可以很快地被臭氧氧化，这就使得NOx的臭氧氧化具有很高的选择性。因为气相中的NOx被转化成溶于水溶液的离子化合物，这就使得氧化反应更加完全，从而不可逆地脱除了Nox，而不产生二次污染。经过氧化反应，加入的臭氧被反应所消耗，过量的臭氧可以在喷淋塔中分解。除了NOx之外，一些重金属，如汞及其他重金属污染物也同时被臭氧所氧化。烟气中高浓度的粉尘或固体颗粒物不会影响到NOx的脱除效率。但是，目前的臭氧氧化脱硝法只是依靠后续的湿法脱硫设备，如果后续湿法脱硫设备的液气比设计的较低，则无法完全吸收氧化后的氮氧化物，导致脱硝效率低。
发明内容
本发明提出臭氧脱硝预喷淋吸收装置，利用臭氧与NOx的反应非常快速且反应后的高价态氮氧化物易溶于水的特点，在脱硫进口烟道中安装臭氧脱硝预喷淋吸收装置，可实现预喷淋吸收的自动控制、提高臭氧脱硝的效率、具备给脱硫烟气降温保护脱硫塔内设备不受高温烟气损坏作用。
为了解决上述问题，本发明提出臭氧脱硝预喷淋吸收装置。
本发明所采用的技术方案是：
臭氧脱硝预喷淋吸收装置，包括氧气制备装置、氧气输送管道、臭氧发生器装置、臭氧输送管道、臭氧布气装置、主烟道、预喷淋吸收装置和湿法脱硫装置,所述氧气制备装置与臭氧发生器装置通过氧气输送管道连接，臭氧发生器装置与臭氧布气装置通过臭氧输送管道连接,臭氧布气装置与主烟道连接，主烟道与预喷淋吸收装置连接，预喷淋吸收装置与湿法脱硫装置连接。氧气制备装置为臭氧发生器装置提供氧气源,臭氧发生器装置利用氧气制备臭氧，臭氧通过臭氧布气装置在主烟道中与烟气混合进行氧化反应将NOx氧化成高价态的氮氧化物，被预喷淋吸收装置预吸收，使氧化后的氮氧化物预先与水接触，被吸收一部分，未被吸收的氮氧化物再经过后续的湿法脱硫设备吸收，大大提高了脱硝效率。
进一步的，所述预喷淋吸收装置包括工艺水箱、工艺水泵、工艺水管道、连接管道、预喷淋吸收管道和脱硫进口烟道，工艺水箱、工艺水泵、工艺水管道位于主烟道外部，工艺水箱连接工艺水泵，工艺水泵连接工艺水管道，工艺水管道与连接管道连接，连接管道与预喷淋吸收管道连接，预喷淋吸收管道与脱硫进口烟道连接。工艺水箱用于储存喷淋吸收液，工艺水泵通过工艺水管道将喷淋吸收液输送至连接管道进而通过预喷淋吸收管道喷出到脱硫进口烟道，氮氧化物在脱硫进口烟道内被吸收。
进一步的，所述脱硫进口烟道截面每0.5平凡米至1平方米连接1个预喷淋吸收管道。每0.5平凡米至1平方米设置1个预喷淋吸收管道，确保由预喷淋吸收管道喷出的喷淋吸收液能全面覆盖脱硫进口烟道，确保能将预吸收的作用尽量放大，进而使进入后序湿法脱硫设备的氮氧化物的量减少，进一步提高脱硝效率。
优选的，所述预喷淋吸收管道通过密封法兰与脱硫进口烟道相连。预喷淋吸收管道通过密封法兰与脱硫进口烟道相连，防止烟道泄露氮氧化物，确保烟道的气密性。
优选的，所述预喷淋吸收管道设置有预喷淋吸收调节阀。通过预喷淋吸收调节阀调节喷淋吸收液的喷出量，通过烟气进口和出口氮氧化物含量调节喷淋量，差值大对应喷淋水量大，相应地，差值小对应喷淋水量小。
优选的，所述预喷淋吸收管道尾部连接喷嘴，喷嘴位于脱硫进口烟道内部。通过喷嘴将喷淋吸收液变为散射状喷出，增加喷淋吸收液的覆盖范围，提高脱硝效率。
优选的，所述喷嘴与臭氧布气装置之间的距离不小于1米。
优选的，所述喷嘴的喷射距离不小于二分之一的脱硫进口烟道横截面的长边长度，所述喷嘴的喷射距离不小于二分之一的脱硫进口烟道横截面的短边宽度。确保氮氧化物通过足够长的喷淋吸收液区域，确保预吸收的效果。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、本发明使氧化后的氮氧化物预先与水接触，被吸收一部分，未被吸收的氮氧化物再经过后续的湿法脱硫设备吸收，大大提高了脱硝效率。
2、本发明根据烟气进口和出口氮氧化物含量差值实现自动控制，差值大对应喷淋水量大，相应地，差值小对应喷淋水量小，实现预喷淋吸收的自动控制。
3、本发明仅通过喷嘴向烟道内喷设水，并不会增加烟气阻力，相对于整套环保工艺的烟气系统无压力损耗。
4、本发明安装操作简单、可实现预喷淋吸收的自动控制、大大提高了臭氧脱硝的效率、具备给脱硫烟气降温保护脱硫塔内设备不受高温烟气损坏作用；且具有产物无污染、低温段脱硝、不受烟气量波动影响、不改造锅炉本体、可利用脱硫塔喷淋吸收等优点。
5、本发明经过氧化反应，加入的臭氧被反应所消耗，过量的臭氧可以在喷淋塔中分解；除了NOx之外，一些重金属，如汞及其他重金属污染物也同时被臭氧所氧化。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的局部结构图。
标号说明：
氧气制备装置1；氧气输送管道2；臭氧发生器装置3；臭氧输送管道4；
臭氧布气装置5；主烟道6；工艺水箱7；工艺水泵8；工艺水管道9；
预喷淋吸收装置10；脱硫进口烟道11；湿法脱硫装置12；
预喷淋吸收管道13；预喷淋吸收调节阀14；密封法兰15；
喷嘴16；连接管道17。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1至2所示，一种臭氧脱硝预喷淋吸收装置，包括氧气制备装置1、氧气输送管道2、臭氧发生器装置3、臭氧输送管道4、臭氧布气装置5、主烟道6、工艺水箱7、工艺水泵8、工艺水管道9、预喷淋吸收装置10、脱硫进口烟道11、湿法脱硫装置12，所述氧气制备装置1与臭氧发生器装置3通过氧气输送管道2相连，且臭氧发生器装置3与臭氧布气装置5通过臭氧输送管道4相连，臭氧布气装置5与预喷淋吸收装置10通过主烟道6和脱硫进口烟道11相连，工艺水箱7、工艺水泵8和预喷淋吸收装置10通过工艺水管道9相连，预喷淋吸收装置10与脱硫进口烟道11相连，所述预喷淋吸收装置10由连接管道17、预喷淋吸收管道13、预喷淋吸收调节阀14、密封法兰15、喷嘴16构成，且脱硫进口烟道11通过密封法兰15与四个预喷淋吸收管道13连通，所述预喷淋吸收管道13的一端与连接管道17连通，预喷淋吸收管道13的另一端在脱硫进口烟道11的内腔中并且连接喷嘴16，所述脱硫进口烟道11为长1米、宽2米的烟道并设置有四个预喷淋吸收管道13，四个预喷淋吸收管道13通过四个连接管道17与工艺水管道9相连，四个预喷淋吸收管道13对应设置四个预喷淋吸收调节阀14，每个预喷淋吸收管道13均通过密封法兰15与脱硫进口烟道11相连。
使用时，利用氧气制备装置1为臭氧发生器装置3提供氧气源，氧气由氧气输送管道2输送至臭氧发生器装置3，臭氧发生器装置3利用氧气通过高压放电制备臭氧，臭氧通过臭氧输送管道4被输送至臭氧布气装置5而在主烟道6中与烟气混合进行氧化反应，烟气中的NOx被臭氧氧化成高价态的氮氧化物，被预喷淋吸收装置10预吸收，预喷淋吸收装置10中的喷淋吸收液来自工艺水箱7，由工艺水泵8通过工艺水管道9输送依次经过连接管道17、预喷淋吸收管道13，进而经过脱硫进口烟道11，在脱硫进口烟道11进行预吸收，混合后的烟气与喷淋吸收液反应，气相中的NOx被转化成溶于水溶液的离子化合物，被后续的湿法脱硫装置12喷淋吸收。烟气进口和出口氮氧化物含量通过烟气在线监测装置(CEMS)直接监测获得，进出口差值根据烟气在线监测装置(CEMS)反馈的信号，通过DCS或PLC控制系统的逻辑计算而得，然后将进出口差值与喷淋水量通过DCS或PLC控制系统的逻辑进行计算，喷淋水量由预喷淋吸收调节阀14控制，差值大对应喷淋水量大，相应地，差值小对应喷淋水量小。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，区别点在于：实施例2中，喷嘴16与臭氧布气装置5在之间的水平距离为1米。
实施例3：
本实施例与实施例1基本相同，区别点在于：实施例3中，喷嘴16与臭氧布气装置5在之间的水平距离为2米。
实施例4：
本实施例与实施例2基本相同，区别点在于：实施例4中，2个沿烟道长度方向水平摆放设置的喷嘴16的喷射距离为二分之一的脱硫进口烟道11长度，2个2个沿烟道宽度方向水平摆放设置的喷嘴16的喷射距离为二分之一的脱硫进口烟道11宽度。
实施例5：
本实施例与实施例3基本相同，区别点在于：实施例4中，2个沿烟道长度方向水平摆放设置的喷嘴16的喷射距离为四分之三的脱硫进口烟道11长度，2个2个沿烟道宽度方向水平摆放设置的喷嘴16的喷射距离为四分之三的脱硫进口烟道11宽度。
实施例6：
本实施例与实施例2基本相同，区别点在于：实施例4中，所述脱硫进口烟道11为圆形烟道，所述喷嘴16的喷射距离不小于脱硫进口烟道11横截面的半径。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.臭氧脱硝预喷淋吸收装置，其特征在于，包括氧气制备装置、氧气输送管道、臭氧发生器装置、臭氧输送管道、臭氧布气装置、主烟道、预喷淋吸收装置和湿法脱硫装置,所述氧气制备装置与臭氧发生器装置通过氧气输送管道连接，臭氧发生器装置与臭氧布气装置通过臭氧输送管道连接,臭氧布气装置与主烟道连接，主烟道与预喷淋吸收装置连接，预喷淋吸收装置与湿法脱硫装置连接。
2.根据权利要求1所述的臭氧脱硝预喷淋吸收装置，其特征在于，所述预喷淋吸收装置包括工艺水箱、工艺水泵、工艺水管道、连接管道、预喷淋吸收管道和脱硫进口烟道，工艺水箱、工艺水泵、工艺水管道位于主烟道外部，工艺水箱连接工艺水泵，工艺水泵连接工艺水管道，工艺水管道与连接管道连接，连接管道与预喷淋吸收管道连接，预喷淋吸收管道与脱硫进口烟道连接。
3.根据权利要求2所述的臭氧脱硝预喷淋吸收装置，其特征在于，所述脱硫进口烟道截面每0.5平凡米至1平方米连接1个预喷淋吸收管道。
4.根据权利要求3所述的臭氧脱硝预喷淋吸收装置，其特征在于，所述预喷淋吸收管道通过密封法兰与脱硫进口烟道相连。
5.根据权利要求4所述的臭氧脱硝预喷淋吸收装置，其特征在于，所述预喷淋吸收管道设置有预喷淋吸收调节阀。
6.根据权利要求5所述的臭氧脱硝预喷淋吸收装置，其特征在于，所述预喷淋吸收管道尾部连接喷嘴，喷嘴位于脱硫进口烟道内部。
7.根据权利要求6所述的臭氧脱硝预喷淋吸收装置，其特征在于，所述喷嘴与臭氧布气装置之间的距离不小于1米。
8.根据权利要求7所述的臭氧脱硝预喷淋吸收装置，其特征在于，所述喷嘴的喷射距离不小于二分之一的脱硫进口烟道横截面的长边长度，所述喷嘴的喷射距离不小于二分之一的脱硫进口烟道横截面的短边宽度。
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