CN110585870A - 一种结构简单的脱硫脱硝系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种结构简单的脱硫脱硝系统及方法，所述系统包括臭氧供给装置、气液分离装置以及依次连接的脱硫单元与脱硝单元；脱硫单元包括第一气体混合装置、第一换热装置以及脱硫液存储装置；脱硝单元包括第二气体混合装置、脱硝液存储装置以及第二换热装置；脱硫液存储装置与第二气体混合装置之间的连接管道上设置有气液分离装置；臭氧供给装置与第一气体混合装置以及第二气体混合装置连接。第一换热装置的气体入口高于脱硫存储装置的气体出口；第二气体混合装置的气体出口与气体入口高于脱硝液存储装置的气体出口。本发明通过连通器的设计减少了循环泵的设置，并能够降低烟道气中颗粒物对后续脱硝的影响，且通过能量回收无需设置脱白装置。

Description

一种结构简单的脱硫脱硝系统及方法
技术领域
本发明属于烟气治理技术领域，涉及一种烟气处理系统及方法，尤其涉及一种结构简单的脱硫脱硝系统及方法。
背景技术
硫氧化物与氮氧化物均为我国重要的大气污染物，过量的排放会造成雾霾、酸雨和光化学烟雾等环境污染问题，严重危害环境及人类健康，而化石燃料的燃烧是硫氧化物和氮氧化物的主要来源，因此，煤炭烧结产生的烧结烟气为大气重要的污染源。
当前烧结烟气脱硫领域应用较多的为氨法、石灰/石灰石法、双碱法与氧化镁法等方法为代表的湿法脱硫技术以及半干法脱硫技术。湿法脱硫吸收利用率高，但是如石灰/石灰石-石膏法、双碱法、氧化镁法浆液中含有微小的亲水性粒子被烟道气带出，亲水性粒子易吸附硫氧化物、氮氧化物、有害有机物与细菌，引起大气悬浮粒子的含量显著增加，造成严重的环境污染。
亚硫酸钠(钾)法脱硫工艺、韦尔曼-罗德法脱硫脱硝工艺以及有机酸-有机酸盐缓冲溶液法脱硫工艺的再生蒸汽消耗量大、再生率低，工业应用难度大。氨法脱硫中氨腐蚀性大、造成设备腐蚀。半干法脱硫与湿法脱硫相比的设备腐蚀小、无明显温降、有利于烟囱排气扩散，但脱硫效率相对较低、反应速度慢。
CN 109550393 A公开了一种烧结烟气低温脱硫脱硝方法，烧结烟气在进行余热利用后进行冷却，然后流入微晶吸附塔进行吸附，吸附后的烟气流入烟囱进行排放，使用热空气对微晶吸附塔进行解吸，解吸气在包含催化剂的塔内进行催化氧化与催化还原。该方法虽然能够在较低温度下对烟气中的氮氧化物与硫氧化物进行吸附，但仍存在对吸附后的氮氧化物以及硫氧化物进行解吸的步骤，因此，该方法工艺较为复杂，成本较高。
CN 207755966 U公开了一种烧结烟气低温脱硝装置，包括脱硝塔、氧化剂储罐以及尿素制备及储存罐，氧化剂和烧结烟气按照一定的比例混合后通过风机通入脱硝塔，并与脱硝塔中喷射的尿素接触，所述装置中还包括通过传感器数据控制氧化剂、尿素和烧结烟气喷出量的DCS系统。但该装置并不能对烟气中的硫氧化物以及粉尘进行去除，去除氮氧化物时的设备成本较高。
CN 109794146 A公开了一种回转窑SNCR/SCR脱销与活性焦脱硫组合系统及工艺，SNCR系统的脱硝还原剂喷射器与预热II段靠近回转窑的一侧连通；预热II段与SCR系统连通；SCR系统与干燥II段连通；干燥II段与预热I段均与活性焦脱硫吸附塔连通。烟气进入预热II段，并采用SNCR系统向预热II段的烟气进口侧喷入氨水进行脱硝；随后烟气进入SCR系统进行脱硝，之后烟气进入干燥II段与干燥I段的烟气混合后，经电除尘器除尘、主抽风机、烟气换热器后进入活性焦脱硫吸附塔进行脱硫。该系统及工艺采用先脱硝后脱硫的工艺，但所用设备较多，设备成本较高，不利于工业化推广。
因此，提供一种设备成本较低且结构简单的脱硫脱硝系统及方法对于降低脱硫脱硝成本，提高企业的经济效益，具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单的脱硫脱硝系统及方法，所述结构简单的脱硫脱硝系统无需使用循环泵进行喷淋，对设备的要求较低，减少了设备投资，且通过通过连通器的设计减少了循环泵的设置，并能够降低烟道气中颗粒物对后续脱硝的影响，且通过能量回收无需设置脱白装置。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种结构简单的脱硫脱硝系统，所述系统包括臭氧供给装置、气液分离装置以及依次连接的脱硫单元与脱硝单元。
所述脱硫单元包括依次连接的第一气体混合装置、第一换热装置以及脱硫液存储装置。
所述脱硝单元包括依次连接的第二气体混合装置、脱硝液存储装置以及第二换热装置。
所述脱硫液存储装置与第二气体混合装置之间的连接管道上设置有气液分离装置。
所述臭氧供给装置分别独立地与第一气体混合装置以及第二气体混合装置连接。
烟气与臭氧供给装置提供的臭氧在第一气体混合装置内混合，混合气体流经第一换热装置，并在降温介质的作用下降温，降温后气体在脱硫液存储装置内脱硫除尘。脱硫后气体含有大量的水蒸气，流经气液分离装置后实现简单的气液分离，气液分离后气体与臭氧在第二气体混合装置内混合，然后流入脱硝液存储装置进行脱硝，脱硝后气体在第二换热装置内进行换热升温，以达到消白的目的。
优选地，所述第一换热装置的气体出口与脱硫液存储装置的底部进气口连接。所述第二气体混合装置的气体出口与脱硝液存储装置的底部进气口连接。
工业上的烟气流量较大，烟气本身的压力使脱硫液存储装置内的脱硫液不流入第一换热装置，同样，也使脱硝液存储装置内的脱硝液不回流至第二气体混合装置。
优选地，所述脱硝液存储装置的底部进气口处设置有气体分布器，由第二气体混合装置气体出口流出的混合气体由气体分布器均布，提高了混合气体与脱硝液的接触效果。
优选地，所述第一换热装置的气体入口高于脱硫液存储装置的气体出口。
优选地，所述第二气体混合装置的气体出口与气体入口分别独立地高于脱硝液存储装置的气体出口。
本发明通过使第一换热装置的气体入口高于脱硫存储装置的气体出口，使第一换热装置与脱硫液存储装置形成类似连通器的结构，从而使脱硫液存储装置不仅能够用于脱硫，还能够起到除尘的目的。
优选地，所述臭氧供给装置包括臭氧储罐和/或臭氧发生器。
优选地，所述气液分离装置包括中空纤维膜组和/或疏水阀。
本发明所述疏水阀的结构简单，通过简单地在连接管道上设置疏水阀，实现气液的简单分离；本发明所述中空纤维膜组为膜分离技术领域中实现气液分离的常规中空纤维膜组，本发明不对型号做具体限定，本领域技术人员可根据烟气处理量选择合适的中空纤维模组数。
优选地，所述第一气体混合装置与第二气体混合装置分别独立的为静态混合器。
优选地，所述第一换热装置与第二换热装置分别独立的为管壳式换热器和/或板式换热器。
优选地，所述第一换热装置的换热介质出口与第二换热装置的换热介质入口连接。
本发明通过将第一换热器的换热介质出口与第二换热装置的换热介质入口连接，实现了对烟气热量的回收利用，以用烟气自身的热量对脱硫脱硝后气体进行加热，从而达到消白的目的。
优选地，本发明所述结构简单的脱硫脱硝系统还包括烟气分析仪，所述烟气分析仪分别独立地设置于脱硫液存储装置与脱硝液存储装置的气体出口，当气体出口所出气体中的硫氧化物和/或氮氧化物浓度超标时，更换脱硫液和/或脱硝液。
第二方面，本发明提供了如第一方面所述的结构简单的脱硫脱硝系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)混合烟气与臭氧，混合气体降温后，由脱硫液存储装置的底部进气口进入脱硫液存储装置进行脱硫；
(2)脱硫后的混合气体进行气液分离，除湿后气体与臭氧混合，由脱硝液存储装置的底部进气口进入脱硝液存储装置进行脱硝；
(3)脱硝后气体升温后排出。
优选地，步骤(1)所述烟气中硫氧化物的浓度为500-2000mg/Nm3，例如可以是500mg/Nm3、600mg/Nm3、700mg/Nm3、800mg/Nm3、900mg/Nm3、1000mg/Nm3、1100mg/Nm3、1200mg/Nm3、1300mg/Nm3、1400mg/Nm3、1500mg/Nm3、1600mg/Nm3、1700mg/Nm3、1800mg/Nm3、1900mg/Nm3或2000mg/Nm3，但不限于所列举的数值，数值范围内其余未列举的数值同样适用，优选为800-1600mg/Nm3。
优选地，步骤(1)所述烟气中氮氧化物的浓度为200-360mg/Nm3，例如可以是200mg/Nm3、210mg/Nm3、220mg/Nm3、230mg/Nm3、240mg/Nm3、250mg/Nm3、260mg/Nm3、270mg/Nm3、280mg/Nm3、290mg/Nm3、300mg/Nm3、310mg/Nm3、320mg/Nm3、330mg/Nm3、340mg/Nm3、350mg/Nm3或360mg/Nm3，但不限于所列举的数值，数值范围内其余未列举的数值同样适用，优选为240-300mg/Nm3。
优选地，步骤(1)所述烟气的流量为20000-30000Nm3/h，例如可以是20000Nm3/h、21000Nm3/h、22000Nm3/h、23000Nm3/h、24000Nm3/h、25000Nm3/h、26000Nm3/h、27000Nm3/h、28000Nm3/h、29000Nm3/h或30000Nm3/h，优选为24000-28000Nm3/h。
优选地，步骤(1)所述烟气的温度为300-400℃，例如可以是300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或400℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其余未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述烟气中NO与臭氧的摩尔比为1:(1.2-1.8)，例如可以是1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7或1:1.8，但不限于所列举的数值，数值范围内其余未列举的数值同样适用，优选为1:(1.4-1.6)。
优选地，步骤(1)所述降温所用降温介质包括水、无水乙醇或乙二醇中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括水与无水乙醇的组合，无水乙醇与乙二醇的组合，水与乙二醇的组合或水、无水乙醇与乙二醇的组合。
优选地，步骤(1)所述混合气体降温后的温度为130-180℃，例如可以是130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃或180℃。
优选地，步骤(1)所述脱硫液存储装置中的脱硫液为质量分数为1-10％的碱性溶液，碱性溶液的质量分数为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
优选地，步骤(1)所述脱硫液存储装置中的脱硫液与混合气体的液气比为(3-8):1，例如可以是3:1、4:1、5:1、6:1、7:1或8:1。
优选地，所述碱性溶液包括NaOH溶液、Na2CO3溶液、KOH溶液、K2CO3溶液或NaHCO3溶液中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括NaOH溶液与Na2CO3溶液的组合，NaOH与KOH溶液的组合，KOH溶液与K2CO3溶液的组合，Na2CO3溶液与NaHCO3溶液的组合或NaOH溶液、Na2CO3溶液、KOH溶液、K2CO3溶液与NaHCO3溶液的组合。
优选地，所述脱硫液的温度为20-80℃，例如可以是20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃，优选为25-65℃。
优选地，步骤(2)所述除湿后气体与臭氧后的混合气体中NO与NO2的摩尔比为(1-5):(5-1)，例如可以是1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、2:1、2:3、2:5、3:1、3:2、3:4、3:5、4:1、4:3、4:5、5:1、5:2、5:3或5:4。
优选地，步骤(2)所述脱硝液存储装置内的脱硝液为质量分数为40-50％的尿素水溶液，所述尿素水溶液的质量分数为40-50％，例如可以是40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％或50％。
优选地，步骤(2)所述脱硝液存储装置中的脱硝液与混合气体的液气比为(3-8):1，例如可以是3:1、4:1、5:1、6:1、7:1或8:1。
优选地，所述尿素水溶液的温度为45-60℃，例如可以是45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃，优选为48-54℃。
优选地，步骤(3)所述升温为脱硝后气体与步骤(1)所述降温所用降温介质进行换热升温。
作为本发明第二方面所述方法的优选技术方案，所述方法包括如下步骤：
(1)混合烟气与臭氧，烟气的流量为20000-30000Nm3/h，烟气中NO与臭氧的摩尔比为1:(1.2-1.8)，烟气的温度为300-400℃，混合气体与降温介质进行换热降温至130-180℃，由脱硫液存储装置的底部进气口进入脱硫液存储装置进行脱硫，所述脱硫液为温度为20-80℃、质量分数为1-10％的碱性溶液，脱硫液与混合气体的液气比为(3-8):1；
(2)脱硫后的混合气体进行气液分离，除湿后气体与臭氧混合使混合气体中NO与NO2的摩尔比为(1-5):(5-1)，由脱硝液存储装置的底部进气口进入脱硝液存储装置进行脱硝，脱硝液存储装置内的脱硝液为温度为45-60℃、质量分数为40-50％的尿素水溶液，脱硝液与混合气体的液气比为(3-8):1；
(3)脱硝后气体与步骤(1)所述降温所用降温介质进行换热升温后排出。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述结构简单的脱硫脱硝系统的设备组成简单，操作简便通过连通器的设计减少了循环泵的设置，并能够降低烟道气中颗粒物对后续脱硝的影响，且通过能量回收无需设置脱白装置；
(2)本发明所述方法的操作简单，仅需调控臭氧与烟气的比例，并根据烟气工况更换脱硫液与脱硝液，烟气中SO2的去除率可达99.1％，氮氧化物的去除率可达93.1％，且成本较低，便于工业化推广。
附图说明
图1为本发明提供的结构简单的脱硫脱硝系统的结构示意图。
其中：1，脱硫液存储装置；2，脱硝液存储装置；3-1，第一气体混合装置；3-2，第二气体混合装置；4-1，第一换热装置；4-2，第二换热装置；5，气液分离装置。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明提供了一种结构简单的脱硫脱硝系统及方法，所述结构简单的脱硫脱硝系统的结构示意图如图1所示，包括臭氧供给装置、气液分离装置5以及依次连接的脱硫单元与脱硝单元。
所述脱硫单元包括依次连接的第一气体混合装置3-1、第一换热装置4-1以及脱硫液存储装置1。
所述脱硝单元包括依次连接的第二气体混合装置3-2、脱硝液存储装置2以及第二换热装置4-2。
所述脱硫液存储装置1与第二气体混合装置3-2之间的连接管道上设置有气液分离装置5。
所述臭氧供给装置分别独立地与第一气体混合装置3-1以及第二气体混合装置3-2连接。
所述第一换热装置4-1的气体出口与脱硫液存储装置1的底部进气口连接，第一换热装置4-1的气体入口高于脱硫液存储装置1的气体出口；第二气体混合装置3-2的气体出口与脱硝液存储装置2的底部进气口连接，第二气体混合装置3-2的气体出口与气体入口分别独立地高于脱硝液存储装置2的气体出口。
所述臭氧供给装置包括臭氧储罐和/或臭氧发生器。
所述气液分离装置5包括中空纤维膜组和/或疏水阀。
所述第一气体混合装置3-1与第二气体混合装置3-2分别独立的为静态混合器。
所述第一换热装置4-1与第二换热装置4-2分别独立的为管壳式换热器和/或板式换热器。
所述第一换热装置4-1的换热介质出口与第二换热装置4-2的换热介质入口连接。
烟气与臭氧供给装置提供的臭氧在第一气体混合装置3-1内混合，混合气体流经第一换热装置4-1，并在降温介质的作用下降温，降温后气体在脱硫液存储装置1内脱硫除尘。脱硫后气体含有大量的水蒸气，流经气液分离装置5后实现简单的气液分离，气液分离后气体与臭氧在第二气体混合装置3-2内混合，然后流入脱硝液存储装置2进行脱硝，脱硝后气体在第二换热装置4-2内进行换热升温，以达到消白的目的。
实施例1
本实施例提供了一种结构简单的脱硫脱硝系统，包括臭氧供给装置、气液分离装置5以及依次连接的脱硫单元与脱硝单元。
所述脱硫单元包括依次连接的第一气体混合装置3-1、第一换热装置4-1以及脱硫液存储装置1。
所述脱硝单元包括依次连接的第二气体混合装置3-2、脱硝液存储装置2以及第二换热装置4-2。
所述脱硫液存储装置1与第二气体混合装置3-2之间的连接管道上设置有气液分离装置5。
所述臭氧供给装置分别独立地与第一气体混合装置3-1以及第二气体混合装置3-2连接。
所述第一换热装置4-1的气体出口与脱硫液存储装置1的底部进气口连接，第一换热装置4-1的气体入口高于脱硫液存储装置1的气体出口；第二气体混合装置3-2的气体出口与脱硝液存储装置2的底部进气口连接，第二气体混合装置3-2的气体出口与气体入口分别独立地高于脱硝液存储装置2的气体出口。
所述臭氧供给装置为臭氧发生器；所述气液分离装置5为疏水阀；所述第一气体混合装置3-1与第二气体混合装置3-2分别独立的为静态混合器；所述第一换热装置4-1与第二换热装置4-2分别独立的为管壳式换热器。
所述第一换热装置4-1的换热介质出口与第二换热装置4-2的换热介质入口连接。
实施例2
本实施例提供了一种结构简单的脱硫脱硝系统，包括臭氧供给装置、气液分离装置5以及依次连接的脱硫单元与脱硝单元。
所述脱硫单元包括依次连接的第一气体混合装置3-1、第一换热装置4-1以及脱硫液存储装置1。
所述脱硝单元包括依次连接的第二气体混合装置3-2、脱硝液存储装置2以及第二换热装置4-2。
所述脱硫液存储装置1与第二气体混合装置3-2之间的连接管道上设置有气液分离装置5。
所述臭氧供给装置分别独立地与第一气体混合装置3-1以及第二气体混合装置3-2连接。
所述第一换热装置4-1的气体出口与脱硫液存储装置1的底部进气口连接，第一换热装置4-1的气体入口高于脱硫液存储装置1的气体出口；第二气体混合装置3-2的气体出口与脱硝液存储装置2的底部进气口连接，第二气体混合装置3-2的气体出口与气体入口分别独立地高于脱硝液存储装置2的气体出口。
所述臭氧供给装置为臭氧储罐；所述气液分离装置5为中空纤维陶瓷膜组；所述第一气体混合装置3-1与第二气体混合装置3-2分别独立的为静态混合器；所述第一换热装置4-1与第二换热装置4-2分别独立的为板式换热器。
所述第一换热装置4-1的换热介质出口与第二换热装置4-2的换热介质入口连接。
应用例1
本应用例提供了一种应用实施例1提供的结构简单的脱硫脱硝系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在静态混合器中混合烟气与臭氧，烟气的流量为25000Nm3/h，烟气中硫氧化物的浓度为1200mg/Nm3、氮氧化物浓度为280mg/Nm3，烟气中NO与臭氧的摩尔比为1:1.5，烟气的温度为350℃，混合气体与水在管壳式换热器内换热降温至150℃，然后由脱硫液存储装置1的底部进气口进入脱硫液存储装置1进行脱硫，所述脱硫液为温度为40℃、质量分数为5％的NaOH溶液，脱硫液与混合气体的液气比为5:1；
(2)脱硫后的混合气体流经疏水阀进行气液分离，除湿后气体与臭氧在静态混合器中混合以使混合气体中NO与NO2的摩尔比为1:1，然后由脱硝液存储装置2的底部进气口进入脱硝液存储装置2进行脱硝，脱硝液存储装置2内的脱硝液为温度为50℃、质量分数为45％的尿素水溶液，脱硝液与混合气体的液气比为5:1；
(3)脱硝后气体与步骤(1)所述降温所用水在管壳式换热器中进行换热升温后排出。
应用例2
本应用例提供了一种应用实施例1提供的结构简单的脱硫脱硝系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在静态混合器中混合烟气与臭氧，烟气的流量为28000Nm3/h，烟气中硫氧化物的浓度为1600mg/Nm3、氮氧化物浓度为300mg/Nm3，烟气中NO与臭氧的摩尔比为1:1.6，烟气的温度为380℃，混合气体与水在管壳式换热器内换热降温至160℃，然后由脱硫液存储装置1的底部进气口进入脱硫液存储装置1进行脱硫，所述脱硫液为温度为25℃、质量分数为8％的Na2CO3溶液，脱硫液与混合气体的液气比为6:1；
(2)脱硫后的混合气体流经疏水阀进行气液分离，除湿后气体与臭氧在静态混合器中混合以使混合气体中NO与NO2的摩尔比为5:3，然后由脱硝液存储装置2的底部进气口进入脱硝液存储装置2进行脱硝，脱硝液存储装置2内的脱硝液为温度为48℃、质量分数为48％的尿素水溶液，脱硝液与混合气体的液气比为6:1；
(3)脱硝后气体与步骤(1)所述降温所用水在管壳式换热器中进行换热升温后排出。
应用例3
本应用例提供了一种应用实施例1提供的结构简单的脱硫脱硝系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在静态混合器中混合烟气与臭氧，烟气的流量为22000Nm3/h，烟气中硫氧化物的浓度为800mg/Nm3、氮氧化物浓度为240mg/Nm3，烟气中NO与臭氧的摩尔比为1:1.4，烟气的温度为320℃，混合气体与水在管壳式换热器内换热降温至140℃，然后由脱硫液存储装置1的底部进气口进入脱硫液存储装置1进行脱硫，所述脱硫液为温度为65℃、质量分数为3％的KOH溶液，脱硫液与混合气体的液气比为4:1；
(2)脱硫后的混合气体流经疏水阀进行气液分离，除湿后气体与臭氧在静态混合器中混合以使混合气体中NO与NO2的摩尔比为3:5，然后由脱硝液存储装置2的底部进气口进入脱硝液存储装置2进行脱硝，脱硝液存储装置2内的脱硝液为温度为54℃、质量分数为42％的尿素水溶液，脱硝液与混合气体的液气比为4:1；
(3)脱硝后气体与步骤(1)所述降温所用水在管壳式换热器中进行换热升温后排出。
应用例4
本应用例提供了一种应用实施例1提供的结构简单的脱硫脱硝系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在静态混合器中混合烟气与臭氧，烟气的流量为30000Nm3/h，烟气中硫氧化物的浓度为2000mg/Nm3、氮氧化物浓度为360mg/Nm3，烟气中NO与臭氧的摩尔比为1:1.8，烟气的温度为400℃，混合气体与水在管壳式换热器内换热降温至180℃，然后由脱硫液存储装置1的底部进气口进入脱硫液存储装置1进行脱硫，所述脱硫液为温度为20℃、质量分数为10％的NaHCO3溶液，脱硫液与混合气体的液气比为8:1；
(2)脱硫后的混合气体流经疏水阀进行气液分离，除湿后气体与臭氧在静态混合器中混合以使混合气体中NO与NO2的摩尔比为1:5，然后由脱硝液存储装置2的底部进气口进入脱硝液存储装置2进行脱硝，脱硝液存储装置2内的脱硝液为温度为45℃、质量分数为50％的尿素水溶液，脱硝液与混合气体的液气比为8:1；
(3)脱硝后气体与步骤(1)所述降温所用水在管壳式换热器中进行换热升温后排出。
应用例5
本应用例提供了一种应用实施例1提供的结构简单的脱硫脱硝系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在静态混合器中混合烟气与臭氧，烟气的流量为20000Nm3/h，烟气中硫氧化物的浓度为500mg/Nm3、氮氧化物浓度为200mg/Nm3，烟气中NO与臭氧的摩尔比为1:1.2，烟气的温度为300℃，混合气体与水在管壳式换热器内换热降温至130℃，然后由脱硫液存储装置1的底部进气口进入脱硫液存储装置1进行脱硫，所述脱硫液为温度为80℃、质量分数为1％的K2CO3溶液，脱硫液与混合气体的液气比为3:1；
(2)脱硫后的混合气体流经疏水阀进行气液分离，除湿后气体与臭氧在静态混合器中混合以使混合气体中NO与NO2的摩尔比为5:1，然后由脱硝液存储装置2的底部进气口进入脱硝液存储装置2进行脱硝，脱硝液存储装置2内的脱硝液为温度为40℃、质量分数为60％的尿素水溶液，脱硝液与混合气体的液气比为3:1；
(3)脱硝后气体与步骤(1)所述降温所用水在管壳式换热器中进行换热升温后排出。
应用例6
本应用例提供了一种应用实施例2提供的结构简单的脱硫脱硝系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在静态混合器中混合烟气与臭氧，烟气的流量为25000Nm3/h，烟气中硫氧化物的浓度为1200mg/Nm3、氮氧化物浓度为280mg/Nm3，烟气中NO与臭氧的摩尔比为1:1.5，烟气的温度为350℃，混合气体与水在板式换热器内换热降温至150℃，然后由脱硫液存储装置1的底部进气口进入脱硫液存储装置1进行脱硫，所述脱硫液为温度为40℃、质量分数为5％的NaOH溶液，脱硫液与混合气体的液气比为5:1；
(2)脱硫后的混合气体流经中空纤维陶瓷膜组进行气液分离，除湿后气体与臭氧在静态混合器中混合以使混合气体中NO与NO2的摩尔比为1:1，然后由脱硝液存储装置2的底部进气口进入脱硝液存储装置2进行脱硝，脱硝液存储装置2内的脱硝液为温度为50℃、质量分数为45％的尿素水溶液，脱硝液与混合气体的液气比为5:1；
(3)脱硝后气体与步骤(1)所述降温所用水在板式换热器中进行换热升温后排出。
应用例1-6提供的方法稳定运行半小时后，使用testo350烟气分析仪对应用例1-6中的烟气以及脱硫脱硝后烟气中SO2浓度以及氮氧化物浓度进行测量，测量结果如表1所示。
表1
由表1可知，应用本发明提供的结构简单的脱硫脱硝系统进行脱硫脱硝时，烟气中SO2的去除率可达99.1％，氮氧化物的去除率可达93.1％。
综上所述，本发明所述结构简单的脱硫脱硝系统的设备组成简单，操作简便通过连通器的设计减少了循环泵的设置，并能够降低烟道气中颗粒物对后续脱硝的影响，且通过能量回收无需设置脱白装置；本发明所述方法的操作简单，仅需调控臭氧与烟气的比例，并根据烟气工况更换脱硫液与脱硝液，烟气中SO2的去除率可达99.1％，氮氧化物的去除率可达93.1％，且成本较低，便于工业化推广。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种结构简单的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述结构简单的脱硫脱硝系统包括臭氧供给装置、气液分离装置以及依次连接的脱硫单元与脱硝单元；
所述脱硫单元包括依次连接的第一气体混合装置、第一换热装置以及脱硫液存储装置；
所述脱硝单元包括依次连接的第二气体混合装置、脱硝液存储装置以及第二换热装置；
所述脱硫液存储装置与第二气体混合装置之间的连接管道上设置有气液分离装置；
所述臭氧供给装置分别独立地与第一气体混合装置以及第二气体混合装置连接。
2.根据权利要求1所述的结构简单的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述第一换热装置的气体出口与脱硫液存储装置的底部进气口连接；
优选地，所述第二气体混合装置的气体出口与脱硝液存储装置的底部进气口连接。
3.根据权利要求1或2所述的结构简单的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述第一换热装置的气体入口高于脱硫液存储装置的气体出口；
优选地，所述第二气体混合装置的气体出口与气体入口分别独立地高于脱硝液存储装置的气体出口。
4.根据权利要求1-3任一项所述的结构简单的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述臭氧供给装置包括臭氧储罐和/或臭氧发生器；
优选地，所述气液分离装置包括中空纤维膜组和/或疏水阀；
优选地，所述第一气体混合装置与第二气体混合装置分别独立的为静态混合器；
优选地，所述第一换热装置与第二换热装置分别独立的为管壳式换热器和/或板式换热器。
5.根据权利要求1-4任一项所述的结构简单的脱硫脱硝系统，其特征在于，所述第一换热装置的换热介质出口与第二换热装置的换热介质入口连接。
6.一种应用如权利要求1-5所述的结构简单的脱硫脱硝系统进行脱硫脱硝的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)混合烟气与臭氧，混合气体降温后，由脱硫液存储装置的底部进气口进入脱硫液存储装置进行脱硫；
(2)脱硫后的混合气体进行气液分离，除湿后气体与臭氧混合，由脱硝液存储装置的底部进气口进入脱硝液存储装置进行脱硝；
(3)脱硝后气体升温后排出。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述烟气中硫氧化物的浓度为500-2000mg/Nm3，优选为800-1600mg/Nm3；
优选地，步骤(1)所述烟气中氮氧化物的浓度为200-360mg/Nm3，优选为240-300mg/Nm3；
优选地，步骤(1)所述烟气的流量为20000-30000Nm3/h，优选为24000-28000Nm3/h；
优选地，步骤(1)所述烟气的温度为300-400℃；
优选地，步骤(1)所述烟气中NO与臭氧的摩尔比为1:(1.2-1.8)，优选为1:(1.4-1.6)；
优选地，步骤(1)所述降温所用降温介质包括水、无水乙醇或乙二醇中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(1)所述混合气体降温后的温度为130-180℃；
优选地，步骤(1)所述脱硫液存储装置中的脱硫液为质量分数为1-10％的碱性溶液；
优选地，步骤(1)所述脱硫液存储装置中的脱硫液与混合气体的液气比为(3-8):1；
优选地，所述碱性溶液包括NaOH溶液、Na2CO3溶液、KOH溶液、K2CO3溶液或NaHCO3溶液中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述脱硫液的温度为20-80℃，优选为25-65℃。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述除湿后气体与臭氧后的混合气体中NO与NO2的摩尔比为(1-5):(5-1)；
优选地，步骤(2)所述脱硝液存储装置内的脱硝液为质量分数为40-50％的尿素水溶液；
优选地，步骤(2)所述脱硝液存储装置中的脱硝液与混合气体的液气比为(3-8):1；
优选地，所述尿素水溶液的温度为45-60℃，优选为48-54℃。
9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述升温为脱硝后气体与步骤(1)所述降温所用降温介质进行换热升温。
10.根据权利要求6-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)混合烟气与臭氧，烟气的流量为20000-30000Nm3/h，烟气中NO与臭氧的摩尔比为1:(1.2-1.8)，烟气的温度为300-400℃，混合气体与降温介质进行换热降温至130-180℃，由脱硫液存储装置的底部进气口进入脱硫液存储装置进行脱硫，所述脱硫液为温度为20-80℃、质量分数为1-10％的碱性溶液，脱硫液与混合气体的液气比为(3-8):1；
(2)脱硫后的混合气体进行气液分离，除湿后气体与臭氧混合使混合气体中NO与NO2的摩尔比为(1-5):(5-1)，由脱硝液存储装置的底部进气口进入脱硝液存储装置进行脱硝，脱硝液存储装置内的脱硝液为温度为45-60℃、质量分数为40-50％的尿素水溶液，脱硝液与混合气体的液气比为(3-8):1；
(3)脱硝后气体与步骤(1)所述降温所用降温介质进行换热升温后排出。
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