CN111514735B - 一种利用臭氧进行脱硫脱硝的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用臭氧进行脱硫脱硝的系统及方法，所述系统利用换热装置的设置平衡第一吸收液与烟气的温度，使烟气温度条件下臭氧分解速度降低，从而提高臭氧的利用率。本发明所述系统利用臭氧与吸收液共同喷入，同时烟气与吸收液共同喷入的方式使吸收液与硫氧化物以及氮氧化物更好地接触吸收，从而提高氮氧化物与硫氧化物的吸收率；利用本发明提供的系统进行脱硫脱硝的方法操作简单，仅需使烟气与吸收液共同喷入，并且使臭氧与吸收液共同喷入即可。
Description
技术领域
本发明属于烟气治理技术领域，涉及一种脱硫脱硝的系统及方法，尤其涉及一种利用臭氧进行脱硫脱硝的系统及方法。
背景技术
氮氧化物和二氧化硫是各类烟气中的主要污染物，氮氧化物和二氧化硫排放到大气中不仅直接危害人体健康，还会造成雾霾、酸雨和光化学烟雾等一系列环境问题，因此，控制烟气的排放对于改善大气环境质量至关重要。
烟气脱硫脱硝的主流技术包括湿法烟气脱硫、SCR烟气脱硝、活性炭/焦烟气脱硫脱硝以及烟气循环流化床脱硫脱硝等。湿法烟气脱硫主要采用石灰石或石灰-石膏法、氨法、海水脱硫法等方法。石灰石或石灰-石膏法是应用最广泛的湿法烟气脱硫方法，该方法具有脱硫效率高，运行可靠性好，吸收剂来源广泛，价格低等优点。SCR烟气脱硝技术具有脱硝效率高，占地面积小等优点，但常规SCR烟气脱硝技术要求温度较高，反应温度过低不仅影响脱硝效率，更主要的是会使催化剂中毒。
为了应对温度较低且成分复杂的工业炉窑烟气和不宜设置SCR脱硝系统的场所，近年来活性炭/焦烟气脱硫脱硝和烟气循环流化床烟气脱硫脱硝等技术得到推广应用。活性炭/焦烟气脱硫脱硝技术具有净化各类污染物的优点，且净化效率高，但活性炭/焦成本较高，循环和再生过程复杂，导致系统故障率较高。烟气循环流化床技术的净化效率高，但脱硫效率保证率相对较低，并且同样面临系统故障高等问题。基于此，人们提出臭氧氧化协同吸收烟气脱硫脱硝方法，但该方法存在无法协调O3投加量和脱除效率的关系，存在O3投加量大且运行费用高的问题。
CN 210385405 U公开了一种低温烟气臭氧氧化脱硝系统，包括自动控制装置、臭氧发生装置、氧气脱硫装置和吸收排放装置，所述臭氧发生装置包括氧气储存罐和臭氧发生器，所述的氧气储存罐通过汽化器连接到臭氧发生器的氧气进口上，所述的臭氧发生器的臭氧出口连接到氧化脱硝装置上，所述的自动控制装置通过投加控制器控制通入到氧化脱硝装置内的臭氧量，氧化脱硝装置上设置有烟气进口和烟气出口，所述的吸收排放装置包括吸收塔，氧化脱硝装置的烟气出口与吸收塔相连接。该系统通过臭氧氧化系统吸收烟气，但NO经氧化后容易发生歧化反应，从而影响氮氧化物的后续吸收。
CN 210448691 U公开了一种低温烟气臭氧脱硝系统，包括喷淋净化塔，连接在喷淋净化塔的臭氧投加混合器，输出端与臭氧投加混合器连接的臭氧装置，连接在喷淋净化塔的上端的出风管；出水端与喷淋净化塔中的喷淋管相连的循环水箱，循环水箱的出水端连接在所述的喷淋净化塔下端。应用所述低温烟气臭氧脱硝系统时，首先将烟气降温至80℃以下，然后将烟气引入到臭氧投加混合器中，与此同时通过臭氧装置产生臭氧将臭氧输送到臭氧投加混合器中，再通过喷淋净化塔用碱性溶液吸收，从而实现脱硝的目的。但臭氧氧化后烟气中的氮氧化物同样存在歧化反应的风险。
CN 110052142 A公开了一种分流臭氧氧化协同吸收烟气脱硫脱硝的装置和方法，所述装置包括臭氧发生器、臭氧混合器、分流三通以及湿法烟气脱硫脱硝器，臭氧发生器的入口接收空气或氧气，臭氧发生器的出口与臭氧混合器的第一入口相连；分流三通的入口接收烟气，分流三通的第一出口与臭氧混合器的第二入口相连；分流三通的思而出口与臭氧混合器的出口相连后与湿法烟气脱硫脱硝器的入口相连。所述装置利用分流三通将烟气分成两个气路，仅对一个气路进行投加臭氧，可以提高臭氧的有效利用率，通过调节分流三通的分流比及选择合适的臭氧投加量，不仅可以协调臭氧投加量与脱除效率的关系，解决臭氧投加量大、运行费用高的问题，实现达标排放与节能降耗的统一。
但由于臭氧与后续添加烟气的混合不均匀，虽然臭氧利用率较高，但烟气中氮氧化物无法得到有效去除。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用臭氧进行脱硫脱硝的系统及方法，所述脱硫脱硝系统的结构简单，能够不借助外部添加物料的作用而降低烟气的温度，使臭氧能够更好地作用于烟气；同时能够使吸收液与烟气中的氮氧化物以及硫氧化物充分接触，提高吸收液的吸收效果。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种利用臭氧进行脱硫脱硝的系统，所述系统包括烟气输送装置、第一吸收液供给装置、第二吸收液供给装置、换热装置、气液混合喷射装置、臭氧发生装置与脱硫脱硝反应器；
所述烟气输送装置输送的烟气与第一吸收液供给装置提供的第一吸收液在换热装置内换热，然后共同由气液混合喷射装置喷入脱硫脱硝反应器；
所述臭氧发生装置提供的臭氧与第二吸收液供给装置提供的第二吸收液共同由气液混合喷射装置喷入脱硫脱硝反应器。
所述烟气输送装置用于将烟气输送至换热装置，所述烟气输送装置包括空压机和/或鼓风机，本领域技术人员能够根据实际需要进行合理地选择。同时，本领域技术人员能够根据烟气中的粉尘含量选择性的在烟气输送装置之前设置除尘装置，本发明不做过多限定。
所述第一吸收液供给装置包括第一吸收液储存装置以及输送第一吸收液的输送泵，所述第一吸收液储存装置包括但不限于第一吸收液储存罐。
所述第二吸收液供给装置包括第二吸收液储存装置以及输送第二吸收液的输送泵。
所述换热装置为换热器，包括管壳式换热器和/或间壁式换热器。
所述气液混合喷射装置为本领域常规的气液混合喷射器，只要能够实现吸收液与烟气和/或臭氧的共同喷射即可。
所述臭氧发生装置包括臭氧发生器和/或臭氧储罐，由于臭氧与吸收液混合喷射需要臭氧有足够的压力，所述臭氧发生装置为臭氧发生器，臭氧发生器与气液混合喷射装置的连接管路上设置有气体增压装置；所述气体增压装置包括但不限于空压机。
所述脱硫脱硝反应器为本领域常规的喷淋塔。
本发明所述烟气与第一吸收液共同由气液混合喷射装置喷入脱硫脱硝反应器，以及臭氧与第二吸收液共同由气液混合喷射装置喷入脱硫脱硝反应器，所述气液混合喷射装置为同一个气液混合喷射装置或不同的气液混合喷射装置。当所述气液混合喷射装置为同一个气液混合喷射装置时，臭氧、烟气、第一吸收液与第二吸收液在气液混合喷射装置内混合；当气液混合喷射装置为不同的气液混合喷射装置时，烟气与第一吸收液单独混合，臭氧与第二吸收液单独混合，混合后的物料分别喷入脱硫脱硝反应器，从而使烟气、臭氧与吸收液更好地发挥协同作用。
优选地，所述气液混合喷射装置包括用于喷射烟气与第一吸收液的至少1个第一气液混合喷射装置，以及用于喷射臭氧与第二吸收液的至少1个第二气液混合喷射装置。
本发明所述用于喷射烟气与第一吸收液的气液混合喷射装置的数量为至少1个，例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、10个或15个，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为1个。由于温度较高的烟气具有从下至上流动的性质，所述用于喷射烟气与第一吸收液的气液混合喷射装置设置于脱硫脱硝装置侧壁的下部。
本发明所述用于喷射臭氧与第二吸收液的气液混合喷射装置的数量为至少1个，例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、10个或15个，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为2个。进一步优选地，为了使臭氧更好地氧化烟气中的氮氧化物与硫氧化物，2个第二气液混合喷射装置呈上下关系设置于脱硫脱硝反应器的侧壁，位于底部的第二气液混合喷射装置的出料口与第一气液混合喷射装置的出料口相对设置。
优选地，所述系统还包括循环单元；所述循环单元用于将脱硫脱硝反应器底部的吸收液循环至第一吸收液供给装置和/或第二吸收液供给装置。
根据第一吸收液供给装置与第二吸收液供给装置中所用第一吸收液和/或第二吸收液的种类，所述系统还包括用于固液分离处理吸收后液的固液分离装置，经过固液分离装置处理的吸收后液能够回用于第一吸收液供给装置和/或第二吸收液供给装置。
所述固液分离装置包括但不限于离心机。
第二方面，本发明提供了一种利用如第一方面所述的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)烟气与第一吸收液进行预换热，预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器；
(2)臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器，与步骤(1)喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液。
优选地，步骤(1)所述烟气的流量为50-80Nm3/s，例如可以是50Nm3/s、55Nm3/s、60Nm3/s、65Nm3/s、70Nm3/s、75Nm3/s或80Nm3/s，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述烟气中SO2的质量浓度为500-800mg/Nm3，例如可以是500mg/Nm3、550mg/Nm3、600mg/Nm3、650mg/Nm3、700mg/Nm3、750mg/Nm3或800mg/Nm3，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；氮氧化物的质量浓度≤300mg/Nm3，例如可以是150mg/Nm3、180mg/Nm3、200mg/Nm3、210mg/Nm3、240mg/Nm3、250mg/Nm3、270mg/Nm3、280mg/Nm3或300mg/Nm3，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述烟气经过预换热后的温度为50-70℃，例如可以是50℃、55℃、60℃、65℃或70℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述第一吸收液与烟气的液气比为5-15L/Nm3，例如可以是5L/Nm3、6L/Nm3、7L/Nm3、8L/Nm3、9L/Nm3、10L/Nm3、11L/Nm3、12L/Nm3、13L/Nm3、14L/Nm3或15L/Nm3，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述第一吸收液pH值为7.5-10的碱性溶液，所述碱性溶液的pH值为7.5-10，例如可以是7.5、8、8.5、9、9.5或10，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述第二吸收液与步骤(1)所述第一吸收液的流量比为(1-3):(1-3)，例如可以是1:1、1:2、1:3、2:1、2:3、3:1或3:2，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述第二吸收液为pH值为7.5-10的碱性溶液，所述碱性溶液的pH值为7.5-10，例如可以是7.5、8、8.5、9、9.5或10，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述碱性溶液中的碱性物质包括氢氧化钠和/或氨水。
优选地，步骤(2)所述臭氧与步骤(1)所述烟气中NO的摩尔比为(1.4-2):1，例如可以是1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1或2:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述臭氧与所述第二吸收液分别独立地分为至少两股，例如可以是2股、3股、4股、5股或6股，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，从简化操作与节约设备成本的角度考虑，所述臭氧与所述第二吸收液分别独立地分为两股。
优选地，步骤(2)所述臭氧分为臭氧I与臭氧II，所述第二吸收液分为第二吸收液I与第二吸收液II，臭氧I与第二吸收液I混合喷入脱硫脱硝反应器，臭氧II与第二吸收液II混合喷入脱硫脱硝反应器，臭氧I的喷入口位于臭氧II喷入口的下方。
优选地，所述臭氧I与臭氧II的流量比为(2-5):1，例如可以是2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1或5:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
第二吸收液I与第二吸收液II的流量比为(1-2):(1-2)，例如可以是1:1、1.5:1、2:1或2:1.5，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述方法还包括对步骤(2)所得吸收后液进行循环利用的步骤(3)：吸收后液经过调制用于第一吸收液和/或第二吸收液。
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)烟气与第一吸收液进行预换热，50-70℃的预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器；烟气的流量为50-80Nm3/s，烟气中SO2的质量浓度为500-800mg/Nm3，氮氧化物的质量浓度≤300mg/Nm3；烟气与第一吸收液的液气比为(5-10):1；第一吸收液为pH值为7.5-10的碱性溶液；
(2)第二吸收液与步骤(1)所述第一吸收液的流量比为(1-3):(1-3)，臭氧与步骤(1)所述烟气中NO的摩尔比为(1.4-2):1；臭氧分为臭氧I与臭氧II，所述第二吸收液分为第二吸收液I与第二吸收液II，臭氧I与第二吸收液I混合喷入脱硫脱硝反应器，臭氧II与第二吸收液II混合喷入脱硫脱硝反应器，臭氧I的喷入口位于臭氧II喷入口的下方；所述臭氧I与臭氧II的流量比为(2-5):1，第二吸收液I与第二吸收液II的流量比为(1-2):(1-2)；臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器，与步骤(1)喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液；所述第二吸收液为pH值为7.5-10的碱性溶液；
(3)吸收后液经过调制用于第一吸收液和/或第二吸收液。
所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过换热装置的设置平衡了烟气与第一吸收液的温度，使烟气能够更好地与臭氧进行反应，降低了臭氧的自分解速率，提高了臭氧的利用率；
(2)本发明所述系统利用臭氧与吸收液共同喷入，同时烟气与吸收液共同喷入的方式使吸收液与硫氧化物以及氮氧化物更好地接触吸收，从而提高氮氧化物与硫氧化物的吸收率，使SO2的去除率可达99.5％，氮氧化物的去除率可达96.6％。
附图说明
图1为实施例2提供的利用臭氧进行脱硫脱硝的系统的结构示意图；
图2为实施例3提供的利用臭氧进行脱硫脱硝的系统的结构示意图。
其中：11，第一吸收液储罐；12，第二吸收液储罐；2，烟气输送装置；3，换热装置；41，第一气液混合喷射装置；42，第二气液混合喷射装置；5，脱硫脱硝反应器；6，臭氧发生装置。
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。
实施例1
本实施例提供了一种利用臭氧进行脱硫脱硝的系统，所述系统包括烟气输送装置2、第一吸收液供给装置、第二吸收液供给装置、换热装置3、气液混合喷射装置、臭氧发生装置6与脱硫脱硝反应器5。
所述烟气输送装置2为空压机；第一吸收液供给装置包括第一吸收液储罐11与输送第一吸收液的输送泵；第二吸收液供给装置包括第二吸收液储罐12与输送第二吸收液的输送泵；所述换热装置3为换热器；所述气液混合喷射装置为1个气液混合喷射器，所述气液混合喷射器设置于脱硫脱硝反应器5侧壁的下部；所述臭氧发生装置6为臭氧发生器；所述脱硫脱硝反应器5为脱硫脱硝塔。
所述烟气输送装置2输送的烟气与第一吸收液供给装置提供的第一吸收液在换热装置3内换热，然后与臭氧以及第二吸收液供给装置提供的第二吸收液共同由气液混合喷射装置喷入脱硫脱硝反应器5。
实施例2
本实施例提供了一种利用臭氧进行脱硫脱硝的系统，所述系统的结构示意图如图1所示，包括烟气输送装置2、第一吸收液供给装置、第二吸收液供给装置、换热装置3、气液混合喷射装置、臭氧发生装置6与脱硫脱硝反应器5。
所述烟气输送装置2为空压机；第一吸收液供给装置包括第一吸收液储罐11与输送第一吸收液的输送泵；第二吸收液供给装置包括第二吸收液储罐12与输送第二吸收液的输送泵；所述换热装置3为换热器；所述气液混合喷射装置设置于脱硫脱硝反应器5的侧壁，包括1个第一气液混合喷射装置41与2个第二气液混合喷射装置42，2个第二气液混合喷射装置42呈上下关系设置于脱硫脱硝反应器5的侧壁，位于底部的第二气液混合喷射装置42的出料口与第一气液混合喷射装置41的出料口相对设置；所述臭氧发生装置6为臭氧发生器；所述脱硫脱硝反应器5为脱硫脱硝塔。
所述烟气输送装置2输送的烟气与第一吸收液供给装置提供的第一吸收液在换热装置3内换热，然后共同由第一气液混合喷射装置41喷入脱硫脱硝反应器5。
所述臭氧发生装置6提供的臭氧分为臭氧I与臭氧II，第二吸收液供给装置提供的第二吸收液分为第二吸收液I与第二吸收液II，臭氧I与第二吸收液I由2个第二气液混合喷射装置42中相对靠下的第二气液混合喷射装置42喷入脱硫脱硝反应器5，臭氧II与第二吸收液II由2个第二气液混合喷射装置42中相对考上的第二气液混合喷射装置42喷入脱硫脱硝反应器5。
实施例3
本实施例提供了一种利用臭氧进行脱硫脱硝的系统，所述系统的结构示意图如图2所示，与实施例2相比，所述系统还包括循环单元，所述循环单元用于将脱硫脱硝反应器5底部的吸收液循环至第一吸收液储罐11和/或第二吸收液储罐12。
对比例1
本对比例提供了一种利用臭氧进行脱硫脱硝的系统，所述系统与实施例2相比不包括换热装置3，其余均与实施例2相同。
由烟气输送装置2输送的烟气与第一吸收液供给装置提供的第一吸收液不经过预换热，直接由第一气液混合喷射装置41喷入脱硫脱硝反应器5。
应用实施例1-3以及对比例1提供的系统对烟气进行脱硫脱硝处理，所述烟气为经过除尘后的温度为250-350℃的烟气，流量为80Nm3/s，烟气中SO2的质量浓度为800mg/Nm3，氮氧化物的质量浓度为300mg/Nm3。
应用例1
本应用例提供了一种应用实施例1提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
烟气与第一吸收液进行预换热，50℃的预换热后的烟气、第一吸收液、臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液。
所述第一吸收液与烟气的液气比为5L/Nm3；第一吸收液为pH值为7.5的氢氧化钠溶液；第二吸收液为pH值为7.5的氢氧化钠溶液，第二吸收液与第一吸收液的流量比为1:1；臭氧与烟气中NO的摩尔比为1.4:1。
应用例2
本应用例提供了一种应用实施例1提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
烟气与第一吸收液进行预换热，55℃的预换热后的烟气、第一吸收液、臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液。
所述第一吸收液与烟气的液气比为8L/Nm3；第一吸收液为pH值为8的氢氧化钠溶液；第二吸收液为pH值为8的氨水溶液，第二吸收液与第一吸收液的流量比为1:2；臭氧与烟气中NO的摩尔比为1.5:1。
应用例3
本应用例提供了一种应用实施例1提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
烟气与第一吸收液进行预换热，60℃的预换热后的烟气、第一吸收液、臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液。
所述第一吸收液与烟气的液气比为10L/Nm3；第一吸收液为pH值为8.5的氨水溶液；第二吸收液为pH值为8.5的氢氧化钠溶液，第二吸收液与第一吸收液的流量比为1:3；臭氧与烟气中NO的摩尔比为1.6:1。
应用例4
本应用例提供了一种应用实施例1提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
烟气与第一吸收液进行预换热，65℃的预换热后的烟气、第一吸收液、臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液。
所述第一吸收液与烟气的液气比的液气比为12L/Nm3；第一吸收液为pH值为9的氢氧化钠溶液；第二吸收液为pH值为9的氢氧化钠溶液，第二吸收液与第一吸收液的流量比为3:2；臭氧与烟气中NO的摩尔比为1.8:1。
应用例5
本应用例提供了一种应用实施例1提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
烟气与第一吸收液进行预换热，70℃的预换热后的烟气、第一吸收液、臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液。
所述第一吸收液与烟气的液气比的液气比为15L/Nm3；第一吸收液为pH值为10的氢氧化钠溶液；第二吸收液为pH值为10的氢氧化钠溶液，第二吸收液与第一吸收液的流量比为3:1；臭氧与烟气中NO的摩尔比为2:1。
应用例6
本应用例提供了一种应用实施例2提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)烟气与第一吸收液进行预换热，50℃的预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5；第一吸收液与烟气的液气比为5L/Nm3；第一吸收液为pH值为7.5的氢氧化钠溶液；
(2)第二吸收液与步骤(1)所述第一吸收液的流量比为1:1，臭氧与步骤(1)所述烟气中NO的摩尔比为1.4:1；所述第二吸收液为pH值为7.5的氢氧化钠溶液；臭氧与第二吸收液由相对靠下的第二气液混合喷射装置42喷入脱硫脱硝反应器5，与步骤(1)喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液。
应用例7
本应用例提供了一种应用实施例2提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)烟气与第一吸收液进行预换热，55℃的预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5；第一吸收液与烟气的液气比为8L/Nm3；第一吸收液为pH值为8的氢氧化钠溶液；
(2)第二吸收液与步骤(1)所述第一吸收液的流量比为1:2，臭氧与步骤(1)所述烟气中NO的摩尔比为1.5:1；所述第二吸收液为pH值为8的氨水溶液；臭氧与第二吸收液由相对靠下的第二气液混合喷射装置42喷入脱硫脱硝反应器5，与步骤(1)喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液。
应用例8
本应用例提供了一种应用实施例2提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)烟气与第一吸收液进行预换热，60℃的预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5；第一吸收液与烟气的液气比为10L/Nm3；第一吸收液为pH值为8.5的氨水溶液；
(2)第二吸收液与步骤(1)所述第一吸收液的流量比为1:3，臭氧与步骤(1)所述烟气中NO的摩尔比为1.6:1；所述第二吸收液为pH值为8.5的氢氧化钠溶液；臭氧与第二吸收液由相对靠下的第二气液混合喷射装置42喷入脱硫脱硝反应器5，与步骤(1)喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液。
应用例9
本应用例提供了一种应用实施例2提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)烟气与第一吸收液进行预换热，65℃的预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5；第一吸收液与烟气的液气比的液气比为12L/Nm3；第一吸收液为pH值为9的氢氧化钠溶液；
(2)第二吸收液与步骤(1)所述第一吸收液的流量比为3:2，臭氧与步骤(1)所述烟气中NO的摩尔比为1.8:1；所述第二吸收液为pH值为9的氢氧化钠溶液；臭氧与第二吸收液由相对靠下的第二气液混合喷射装置42喷入脱硫脱硝反应器5，与步骤(1)喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液。
应用例10
本应用例提供了一种应用实施例2提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)烟气与第一吸收液进行预换热，70℃的预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5；第一吸收液与烟气的液气比为15L/Nm3；第一吸收液为pH值为10的氢氧化钠溶液；
(2)第二吸收液与步骤(1)所述第一吸收液的流量比为3:1，臭氧与步骤(1)所述烟气中NO的摩尔比为2:1；所述第二吸收液为pH值为10的氢氧化钠溶液；臭氧与第二吸收液由相对靠下的第二气液混合喷射装置42喷入脱硫脱硝反应器5，与步骤(1)喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液。
应用例11
本应用例提供了一种应用实施例3提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)烟气与第一吸收液进行预换热，50℃的预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5；第一吸收液与烟气的液气比为5L/Nm3；第一吸收液为pH值为7.5的氢氧化钠溶液；
(2)第二吸收液与步骤(1)所述第一吸收液的流量比为1:1，臭氧与步骤(1)所述烟气中NO的摩尔比为1.4:1；所述第二吸收液为pH值为7.5的氢氧化钠溶液；臭氧分为臭氧I与臭氧II，所述第二吸收液分为第二吸收液I与第二吸收液II，臭氧I与第二吸收液I混合喷入脱硫脱硝反应器5，臭氧II与第二吸收液II混合喷入脱硫脱硝反应器5，臭氧I的喷入口位于臭氧II喷入口的下方；所述臭氧I与臭氧II的流量比为2:1，第二吸收液I与第二吸收液II的流量比为1:1；臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5，与步骤(1)喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液；
(3)对吸收后液进行固液分离处理，所得上清液经过调制回用于第一吸收液与第二吸收液。
应用例12
本应用例提供了一种应用实施例3提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)烟气与第一吸收液进行预换热，55℃的预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5；第一吸收液与烟气的液气比为8L/Nm3；第一吸收液为pH值为8的氢氧化钠溶液；
(2)第二吸收液与步骤(1)所述第一吸收液的流量比为1:2，臭氧与步骤(1)所述烟气中NO的摩尔比为1.5:1；所述第二吸收液为pH值为8的氨水溶液；臭氧分为臭氧I与臭氧II，所述第二吸收液分为第二吸收液I与第二吸收液II，臭氧I与第二吸收液I混合喷入脱硫脱硝反应器5，臭氧II与第二吸收液II混合喷入脱硫脱硝反应器5，臭氧I的喷入口位于臭氧II喷入口的下方；所述臭氧I与臭氧II的流量比为3:1，第二吸收液I与第二吸收液II的流量比为1.5:1；臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5，与步骤(1)喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液；
(3)对吸收后液进行固液分离处理，所得上清液经过调制回用于第一吸收液与第二吸收液。
应用例13
本应用例提供了一种应用实施例3提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)烟气与第一吸收液进行预换热，60℃的预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5；第一吸收液与烟气的液气比为10L/Nm3；第一吸收液为pH值为8.5的氨水溶液；
(2)第二吸收液与步骤(1)所述第一吸收液的流量比为1:3，臭氧与步骤(1)所述烟气中NO的摩尔比为1.6:1；所述第二吸收液为pH值为8.5的氢氧化钠溶液；臭氧分为臭氧I与臭氧II，所述第二吸收液分为第二吸收液I与第二吸收液II，臭氧I与第二吸收液I混合喷入脱硫脱硝反应器5，臭氧II与第二吸收液II混合喷入脱硫脱硝反应器5，臭氧I的喷入口位于臭氧II喷入口的下方；所述臭氧I与臭氧II的流量比为3.5:1，第二吸收液I与第二吸收液II的流量比为1.5:2；臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5，与步骤(1)喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液；
(3)对吸收后液进行固液分离处理，所得上清液经过调制回用于第一吸收液与第二吸收液。
应用例14
本应用例提供了一种应用实施例3提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)烟气与第一吸收液进行预换热，65℃的预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5；第一吸收液与烟气的液气比的液气比为12L/Nm3；第一吸收液为pH值为9的氢氧化钠溶液；
(2)第二吸收液与步骤(1)所述第一吸收液的流量比为3:2，臭氧与步骤(1)所述烟气中NO的摩尔比为1.8:1；所述第二吸收液为pH值为9的氢氧化钠溶液；臭氧分为臭氧I与臭氧II，所述第二吸收液分为第二吸收液I与第二吸收液II，臭氧I与第二吸收液I混合喷入脱硫脱硝反应器5，臭氧II与第二吸收液II混合喷入脱硫脱硝反应器5，臭氧I的喷入口位于臭氧II喷入口的下方；所述臭氧I与臭氧II的流量比为4:1，第二吸收液I与第二吸收液II的流量比为2:1.5；臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5，与步骤(1)喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液；
(3)对吸收后液进行固液分离处理，所得上清液经过调制回用于第一吸收液与第二吸收液。
应用例15
本应用例提供了一种应用实施例3提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)烟气与第一吸收液进行预换热，70℃的预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5；第一吸收液与烟气的液气比为15L/Nm3；第一吸收液为pH值为10的氢氧化钠溶液；
(2)第二吸收液与步骤(1)所述第一吸收液的流量比为3:1，臭氧与步骤(1)所述烟气中NO的摩尔比为2:1；所述第二吸收液为pH值为10的氢氧化钠溶液；臭氧分为臭氧I与臭氧II，所述第二吸收液分为第二吸收液I与第二吸收液II，臭氧I与第二吸收液I混合喷入脱硫脱硝反应器5，臭氧II与第二吸收液II混合喷入脱硫脱硝反应器5，臭氧I的喷入口位于臭氧II喷入口的下方；所述臭氧I与臭氧II的流量比为5:1，第二吸收液I与第二吸收液II的流量比为2:1；臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器5，与步骤(1)喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液；
(3)对吸收后液进行固液分离处理，所得上清液经过调制回用于第一吸收液与第二吸收液。
对比应用例1
本对比应用例提供了一种应用对比例1提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法除烟气与第一吸收液不进行预换热外，其余均与应用例6相同。
由于烟气温度较高，与第一吸收液在气液两相混合喷射装置内直接接触会造成第一吸收液的气化，不仅会造成气液两性混合喷射装置的堵塞与腐蚀，还会使喷入脱硫脱硝反应器5的物料伴随有大量气泡，影响臭氧与烟气的接触。
对比应用例2
本对比应用例提供了一种应用对比例1提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法除烟气与第一吸收液不进行预换热外，其余均与应用例7相同。
由于烟气温度较高，与第一吸收液在气液两相混合喷射装置内直接接触会造成第一吸收液的气化，不仅会造成气液两性混合喷射装置的堵塞与腐蚀，还会使喷入脱硫脱硝反应器5的物料伴随有大量气泡，影响臭氧与烟气的接触。
对比应用例3
本对比应用例提供了一种应用对比例1提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法除烟气与第一吸收液不进行预换热外，其余均与应用例8相同。
由于烟气温度较高，与第一吸收液在气液两相混合喷射装置内直接接触会造成第一吸收液的气化，不仅会造成气液两性混合喷射装置的堵塞与腐蚀，还会使喷入脱硫脱硝反应器5的物料伴随有大量气泡，影响臭氧与烟气的接触。
对比应用例4
本对比应用例提供了一种应用对比例1提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法除烟气与第一吸收液不进行预换热外，其余均与应用例9相同。
由于烟气温度较高，与第一吸收液在气液两相混合喷射装置内直接接触会造成第一吸收液的气化，不仅会造成气液两性混合喷射装置的堵塞与腐蚀，还会使喷入脱硫脱硝反应器5的物料伴随有大量气泡，影响臭氧与烟气的接触。
对比应用例5
本对比应用例提供了一种应用对比例1提供的系统进行脱硫脱硝的方法，所述方法除烟气与第一吸收液不进行预换热外，其余均与应用例10相同。
由于烟气温度较高，与第一吸收液在气液两相混合喷射装置内直接接触会造成第一吸收液的气化，不仅会造成气液两性混合喷射装置的堵塞与腐蚀，还会使喷入脱硫脱硝反应器5的物料伴随有大量气泡，影响臭氧与烟气的接触。
使用烟气分析仪对应用例1-15以及对比应用例1-5中所得净化气中的氮氧化物与SO2浓度进行测试。
所得氮氧化物去除率为：
[(烟气氮氧化物质量浓度-净化气氮氧化物质量浓度)/烟气氮氧化物质量浓度]×100％；
所得SO2去除率为：
[(烟气SO2质量浓度-净化气SO2质量浓度)/烟气SO2质量浓度]×100％；
所得结果如表1所示。
表1
由表1中的应用例6-10以及对比应用例1-5可知，本发明所述系统中换热装置的设置能够使烟气与第一吸收液的温度分布更加合理，使烟气能够更好地与臭氧进行结合，从而提高了SO2的去除率与氮氧化物的去除率。
由表1中的应用例6-10与应用例11-15可知，将臭氧与第二吸收液进行分批喷入，可以使臭氧与烟气中的氮氧化物与硫氧化物充分接触，提高了SO2的去除率与氮氧化物的去除率。
由表1中的应用例1-5与应用例6-10可知，将烟气与第一吸收液单独混合，臭氧与第二吸收液单独混合，混合后的物料分别喷入脱硫脱硝反应器的方式优于将烟气、第一吸收液、第二吸收液与臭氧共同脱硫脱硝反应器的方式。
综上所述，本发明通过换热装置的设置平衡了烟气与第一吸收液的温度，使烟气能够更好地与臭氧进行反应，降低了臭氧的自分解速率，提高了臭氧的利用率；本发明所述系统利用臭氧与吸收液共同喷入，同时烟气与吸收液共同喷入的方式使吸收液与硫氧化物以及氮氧化物更好地接触吸收，从而提高氮氧化物与硫氧化物的吸收率。
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 (12)
1.一种利用臭氧进行脱硫脱硝的系统，其特征在于，所述系统包括烟气输送装置、第一吸收液供给装置、第二吸收液供给装置、换热装置、气液混合喷射装置、臭氧发生装置与脱硫脱硝反应器；
所述烟气输送装置输送的烟气与第一吸收液供给装置提供的第一吸收液在换热装置内换热，然后共同由气液混合喷射装置喷入脱硫脱硝反应器；
所述臭氧发生装置提供的臭氧与第二吸收液供给装置提供的第二吸收液共同由气液混合喷射装置喷入脱硫脱硝反应器；
所述气液混合喷射装置包括用于喷射烟气与第一吸收液的1个第一气液混合喷射装置，以及用于喷射臭氧与第二吸收液的2个第二气液混合喷射装置；
2个第二气液混合喷射装置呈上下关系设置于脱硫脱硝反应器的侧壁，位于底部的第二气液混合喷射装置的出料口与第一气液混合喷射装置的出料口相对设置；
所述第一吸收液供给装置包括第一吸收液储存装置以及输送第一吸收液的输送泵；
所述第二吸收液供给装置包括第二吸收液储存装置以及输送第二吸收液的输送泵；
所述臭氧发生装置包括臭氧发生器和/或臭氧储罐。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括循环单元；
所述循环单元用于将脱硫脱硝反应器底部的吸收液循环至第一吸收液供给装置和/或第二吸收液供给装置。
3.一种利用如权利要求1或2所述的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）烟气与第一吸收液进行预换热，预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器；所述烟气经过预换热后的温度为50-70℃；
（2）臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器，与步骤（1）喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液；
所述臭氧与步骤（1）所述烟气中NO的摩尔比为(1.4-1.5):1；
所述臭氧分为臭氧I与臭氧II，所述第二吸收液分为第二吸收液I与第二吸收液II，臭氧I与第二吸收液I混合喷入脱硫脱硝反应器，臭氧II与第二吸收液II混合喷入脱硫脱硝反应器，臭氧I的喷入口位于臭氧II喷入口的下方；
所述臭氧I与臭氧II的流量比为(2-5):1，第二吸收液I与第二吸收液II的流量比为(1-2):(1-2)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述烟气的流量为50-80Nm3/s。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述烟气中SO2的质量浓度为500-800mg/Nm3，氮氧化物的质量浓度≤300mg/Nm3。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述第一吸收液与烟气的液气比为5-15L/Nm3。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述第一吸收液为pH值为7.5-10的碱性溶液。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述第二吸收液与步骤（1）所述第一吸收液的流量比为(1-3):(1-3)。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述第二吸收液为pH值为7.5-10的碱性溶液。
10.根据权利要求7或9所述的方法，其特征在于，所述碱性溶液中的碱性物质包括氢氧化钠和/或氨水。
11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对步骤（2）所得吸收后液进行循环利用的步骤（3）：吸收后液经过调制用于第一吸收液和/或第二吸收液。
12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）烟气与第一吸收液进行预换热，50-70℃的预换热后的烟气与第一吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器；烟气的流量为50-80Nm3/s，烟气中SO2的质量浓度为500-800mg/Nm3，氮氧化物的质量浓度≤300mg/Nm3；第一吸收液与烟气的液气比为5-15L/Nm3；第一吸收液为pH值为7.5-10的碱性溶液；
（2）第二吸收液与步骤（1）所述第一吸收液的流量比为(1-3):(1-3)，臭氧与步骤（1）所述烟气中NO的摩尔比为(1.4-1.5):1；臭氧分为臭氧I与臭氧II，所述第二吸收液分为第二吸收液I与第二吸收液II，臭氧I与第二吸收液I混合喷入脱硫脱硝反应器，臭氧II与第二吸收液II混合喷入脱硫脱硝反应器，臭氧I的喷入口位于臭氧II喷入口的下方；所述臭氧I与臭氧II的流量比为(2-5):1，第二吸收液I与第二吸收液II的流量比为(1-2):(1-2)；臭氧与第二吸收液共同喷入脱硫脱硝反应器，与步骤（1）喷入的烟气与第一吸收液接触，实现对烟气中硫氧化物与氮氧化物的吸收脱除，得到净化气与吸收后液；所述第二吸收液为pH值为7.5-10的碱性溶液；
（3）吸收后液经过调制用于第一吸收液和/或第二吸收液。
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