CN114602304A - 一种低温高效氧化法脱硝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温高效氧化法脱硝装置，包括脱硝塔，脱硝塔中部安装有喷淋组件，脱硝塔的旁侧安装有氧化剂制备组件，氧化剂制备组件将氧化剂通过喷淋组件喷出，用于对废气中的NOx进行吸收处理，氧化剂制备组件包括存放HCl溶液的第一罐体和存放NaClO2溶液的第二罐体，用于产生ClO2溶液。成套设备全封闭运行，无泄漏危机、无噪音、无副产物脱硝最终产物为硝酸盐和氯化物，没有二次污染，相对于O3来说耗电量低，不存在O3逃逸的问题，由于ClO2极易溶解于水，而且极易分解，即使ClO2溶液投加过量，也不会形成二次污染。

Description

一种低温高效氧化法脱硝装置
技术领域
本发明属于工业脱硝的技术领域，特别是涉及一种低温高效氧化法脱硝装置。
背景技术
煤炭作为主要能源物，其燃烧过程排放的SO2、NOx等污染物的总量很大，会造成严重的大气污染，危害人类健康。对SO2的控制，目前较为成熟的技术是石灰石—石膏法，脱除效率可达95％以上。而烟气中的NOx主要还是利用臭氧进行处理，一方面成本比较高，另一方面臭氧处理NOx处于气体反应，容易造成泄露，对环境造成污染。臭氧发生器脱硝的原理在于臭氧可以将难溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物。
今年上半年以来，全国各地有关“臭氧污染”的新闻不断爆出，“臭氧”这个之前大家比较陌生的污染物开始得到广泛关注。臭氧会刺激眼睛，使视觉敏感度和视力降低。当臭氧浓度在0.2mg/m以上时，会损害中枢神经系统，让人头痛、胸痛、思维能力下降。此外，臭氧会阻碍血液输氧功能，造成组织缺氧；使甲状腺功能受损、肯骼钙化等。现有在脱硝塔中会使用到大量的臭氧，容易泄露至空气中造成污染。因此，本发明主要解决现有脱硝塔采用臭氧进行脱硝，臭氧容易泄露造成二次污染，臭氧腐蚀设备导致设备的使用寿命缩短的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温高效氧化法脱硝装置，主要解决现有脱硝塔采用臭氧进行脱硝，臭氧容易泄露造成二次污染，臭氧腐蚀设备导致设备的使用寿命缩短的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种低温高效氧化法脱硝装置，包括脱硝塔，所述脱硝塔由底部进入待处理废气，所述脱硝塔中部安装有喷淋组件，所述脱硝塔的旁侧安装有氧化剂制备组件，所述氧化剂制备组件将氧化剂通过喷淋组件喷出，用于对废气中的NOx进行吸收处理；
所述氧化剂制备组件包括存放HCl溶液的第一罐体和存放NaClO2溶液的第二罐体，所述第一罐体和第二罐体连通于同一发生器，用于产生ClO2溶液，所述发生器与喷淋组件之间串接有泵组。
进一步地，所述第一罐体中HCl溶液的浓度为10％，NaClO2溶液的浓度为12.5％，按照1:1的比例进入发生器进行混合，所述第一罐体的前端还具有原液罐，用于存储浓度为35％的HCl溶液。
根据权利要求1所述一种低温高效氧化法脱硝装置，其特征在于：所述发生器与泵组之间并联有A储液罐和B储液罐，用于承接并存储发生器产生的ClO2溶液，所述A储液罐和B储液罐交替使用，并且A储液罐和B储液罐的前后端均安装有阀门，用于控制储液阶段还是放液阶段。
进一步地，所述泵组由多个泵体并联而成。
进一步地，所述泵组与喷淋组件之间串接有流量分布模块，用于控制喷淋组件流量大小和压力大小。
进一步地，所述脱硝塔的尾端安装有NOx浓度检测装置，所述NOx浓度检测装置与流量分布模块电连接，联动流量分布模块，根据尾气NOx的浓度控制流量大小与喷淋组件压力大小。
进一步地，所述喷淋组件为脱硝塔上下布置的喷淋盘，喷淋盘由多个雾化喷头组成。
进一步地，所述脱硝塔对应喷淋组件的上下侧均安装有均分装置。
进一步地，脱硝塔的前端依次串接有除尘器和工业窑炉，后端依次设置有脱硫塔和湿电除尘器，湿电除尘器的尾端还具有高空排放塔。
进一步地，所述除尘器与脱硝塔之间还依次串接有风机、温度传感器和降温喷头。
本发明具有以下有益效果：
HCl溶液和NaClO2溶液混合后反应，NaClO2+HCl→NaCl+ClO2+H2O，2NO+ClO2+H2O→HNO3+NO2+HCl。其中ClO2应具备高效的氧化性，环境友好型，被世界公认高效绿色无污染无残留无毒副作用的消毒剂和优良的氧化剂。
其中ClO2在整个投加工艺中完全在密闭的液相系统中完成，没有任何气象空间，彻底消除了ClO2泄露的隐患，保证系统设备的安全运行。高浓度ClO2溶液与氮氧化物发生高效氧化还原反应后，产生HNO3+NO2，经烟气带入脱硝脱硫塔后吸收发生酸碱中和反应。对环境没有其他危害。
成套设备全封闭运行，无泄漏危机、无噪音、无副产物脱硝最终产物为硝酸盐和氯化物，没有二次污染，相对于O3来说耗电量低。不存在O3逃逸的问题，由于ClO2极易溶解于水，而且极易分解，即使ClO2溶液投加过量，也不会形成二次污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本发明结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
脱硝塔1、原液罐2、喷淋组件4、第一罐体21、第二罐体22、发生器23、泵组3、A储液罐11、B储液罐12、阀门10、泵体31、流量分布模块13、NOx浓度检测装置14、雾化喷头41、除尘器6、工业窑炉5、脱硫塔7、湿电除尘器8、风机9、降温喷头91。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明中，需要理解的是：“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件必须具有特定的方位。
如图1所示：一种低温高效氧化法脱硝装置，包括脱硝塔1，所述脱硝塔1由底部进入待处理废气，所述脱硝塔1中部安装有喷淋组件4，所述脱硝塔1的旁侧安装有氧化剂制备组件，所述氧化剂制备组件将氧化剂通过喷淋组件4喷出，用于对废气中的NOx进行吸收处理；发生化学反应。
所述氧化剂制备组件包括存放HCl溶液的第一罐体21和存放NaClO2溶液的第二罐体22，所述第一罐体21和第二罐体22连通于同一发生器23，用于产生ClO2溶液，所述发生器23与喷淋组件4之间串接有泵组3。
设备主要针对的是60000m3/h烟气量的氧化镁窑炉，按照国家的环保配方标准，经脱硝处理后达到200m3/h以下完全可以满足长期达标配方的目的。
HCl溶液和NaClO2溶液混合后反应，NaClO2+HCl→NaCl+ClO2+H2O，然后进一步的，ClO2与NOx反应，以NO为例，2NO+ClO2+H2O→HNO3+NO2+HCl。其中ClO2应具备高效的氧化性，环境友好型，被世界公认高效绿色无污染无残留无毒副作用的消毒剂和优良的氧化剂。
ClO2缺点是高温易分解，所以最适合的是现配现用，一定浓度的NaClO2溶液与HCl溶液，经精密计量泵将两种物质投加到密闭的发生器中，在合适压力和温度下进行化学反应，产生ClO2水溶液，输送至烟道上的喷淋组件，喷射后在烟道中和NOx反应进行脱硝处理。
其中ClO2在整个投加工艺中完全在密闭的液相系统中完成，没有任何气象空间，彻底消除了ClO2泄露的隐患，保证系统设备的安全运行。高浓度ClO2溶液与氮氧化物发生高效氧化还原反应后，产生HNO3+NO2，经烟气带入脱硝脱硫塔后吸收发生酸碱中和反应。对环境没有其他危害。
成套设备全封闭运行，无泄漏危机、无噪音、无副产物脱硝最终产物为硝酸盐和氯化物，没有二次污染，相对于O3来说耗电量低。不存在O3逃逸的问题，由于ClO2极易溶解于水，而且极易分解，即使ClO2溶液投加过量，也不会形成二次污染。
每克NOx的去除成本约为0.0152元，按照目前市场NaClO2固体12000元/吨，盐酸600元/吨计算。折算成每立方烟气从NOx从350mg/m3降低到200mg/m3，每立方烟气成本约为0.00216元，每小时6万烟气量的处理成本为60000*0.00216＝129.6元。
其中，第一罐体21中HCl溶液的浓度为10％，NaClO2溶液的浓度为12.5％，按照1:1的比例进入发生器23进行混合，所述第一罐体21的前端还具有原液罐2，用于存储浓度为35％的HCl溶液。由于ClO2极易溶解于水，而且高温条件下极易分解，因此为现配现用，发生器中ClO2溶液的浓度约为12000ppm。
其中，发生器23与泵组3之间并联有A储液罐11和B储液罐12，用于承接并存储发生器23产生的ClO2溶液，所述A储液罐11和B储液罐12交替使用，并且A储液罐11和B储液罐12的前后端均安装有阀门10，用于控制储液阶段还是放液阶段。为了使脱硝过程为连续化不停机的工作过程，设置有两个储液罐交替使用，两个储液罐A、B均对应有阀门控制，当使用A储液罐中试剂的时候，B储液罐连通发生器，处于储液阶段，当B储液罐蓄满试剂的时候，关闭A储液罐对应的阀门，启动B储液罐连通喷淋组件进行喷淋。做到不停机，同时两个储液罐连通有水管用于稀释ClO2溶液，A、B储液罐中ClO2溶液浓度约为6000ppm。
其中，所述泵组3由多个泵体31并联而成。每个泵体的扬程≥60m，0.6MPa。
其中，所述泵组3与喷淋组件4之间串接有流量分布模块13，用于控制喷淋组件4流量大小和压力大小。流量分布模块主要是起到均压均流的作用，协调各个喷淋组件的压力、流量相同。用于根据NOx处理吸收情况，通过流量分布模块，增加喷雾量和喷淋组件压力的大小。
其中，所述脱硝塔1的尾端安装有NOx浓度检测装置14，所述NOx浓度检测装置14与流量分布模块13电连接，联动流量分布模块13，根据尾气NOx的浓度控制流量大小与喷淋组件4压力大小。用于配合流量分布模块使用，自动化控制，通过NOx浓度检测装置联动喷淋组件，控制喷淋组件压力大小和流量大小，做到将NOx浓度降低到标准值以下，同时最大限度的节省原料耗损。本发明中烟气中NOx浓度排放标准是不得超过200mg/m3。
其中，所述喷淋组件4为脱硝塔1上下布置的喷淋盘，喷淋盘由多个雾化喷头41组成。可以根据烟道结构及尺寸，设计出雾化效果最佳的喷头结构，最小我还颗粒达100um一下，保证烟气中NOx和ClO2溶液充分混合接触，大大提高氧化效果，提高脱硝效率，一般喷头进口压缩空气的压力控制在0.3-0.4MPa之间。
其中，所述脱硝塔1对应喷淋组件4的上下侧均安装有均分装置。
其中，脱硝塔1的前端依次串接有除尘器6和工业窑炉5，后端依次设置有脱硫塔7和湿电除尘器8，湿电除尘器8的尾端还具有高空排放塔。一体化流线型烟气处理设备，在脱硝塔前端烟道中，烟气的流量为4-8万m3/h，流速为5-8m/s。
其中，所述除尘器6与脱硝塔1之间还依次串接有风机9、温度传感器和降温喷头91。
脱硝塔能够接受处理的烟气温度为＜150℃。烟道中的烟气温度过高容易导致ClO2溶液分解，所以需要加装风机和温度传感器，用于检测进入脱硝塔烟气的温度，当温度高于这个温度时，启动降温喷头进行降温。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。

Claims (10)

1.一种低温高效氧化法脱硝装置，其特征在于：
包括脱硝塔(1)，所述脱硝塔(1)由底部进入待处理废气，所述脱硝塔(1)中部安装有喷淋组件(4)，所述脱硝塔(1)的旁侧安装有氧化剂制备组件，所述氧化剂制备组件将氧化剂通过喷淋组件(4)喷出，用于对废气中的NOx进行吸收处理；
所述氧化剂制备组件包括存放HCl溶液的第一罐体(21)和存放NaClO2溶液的第二罐体(22)，所述第一罐体(21)和第二罐体(22)连通于同一发生器(23)，用于产生ClO2溶液，所述发生器(23)与喷淋组件(4)之间串接有泵组(3)。
2.根据权利要求1所述一种低温高效氧化法脱硝装置，其特征在于：所述第一罐体(21)中HCl溶液的浓度为10％，NaClO2溶液的浓度为12.5％，按照1:1的比例进入发生器(23)进行混合，所述第一罐体(21)的前端还具有原液罐(2)，用于存储浓度为35％的HCl溶液。
3.根据权利要求1所述一种低温高效氧化法脱硝装置，其特征在于：所述发生器(23)与泵组(3)之间并联有A储液罐(11)和B储液罐(12)，用于承接并存储发生器(23)产生的ClO2溶液，所述A储液罐(11)和B储液罐(12)交替使用，并且A储液罐(11)和B储液罐(12)的前后端均安装有阀门(10)，用于控制储液阶段还是放液阶段。
4.根据权利要求1所述一种低温高效氧化法脱硝装置，其特征在于：所述泵组(3)由多个泵体(31)并联而成。
5.根据权利要求4所述一种低温高效氧化法脱硝装置，其特征在于：所述泵组(3)与喷淋组件(4)之间串接有流量分布模块(13)，用于控制喷淋组件(4)流量大小和压力大小。
6.根据权利要求5所述一种低温高效氧化法脱硝装置，其特征在于：所述脱硝塔(1)的尾端安装有NOx浓度检测装置(14)，所述NOx浓度检测装置(14)与流量分布模块(13)电连接，联动流量分布模块(13)，根据尾气NOx的浓度控制流量大小与喷淋组件(4)压力大小。
7.根据权利要求1所述一种低温高效氧化法脱硝装置，其特征在于：所述喷淋组件(4)为脱硝塔(1)上下布置的喷淋盘，喷淋盘由多个雾化喷头(41)组成。
8.根据权利要求1所述一种低温高效氧化法脱硝装置，其特征在于：所述脱硝塔(1)对应喷淋组件(4)的上下侧均安装有均分装置。
9.根据权利要求1-8任一项所述一种低温高效氧化法脱硝装置，其特征在于：脱硝塔(1)的前端依次串接有除尘器(6)和工业窑炉(5)，后端依次设置有脱硫塔(7)和湿电除尘器(8)，湿电除尘器(8)的尾端还具有高空排放塔。
10.根据权利要求9所述一种低温高效氧化法脱硝装置，其特征在于：所述除尘器(6)与脱硝塔(1)之间还依次串接有风机(9)、温度传感器和降温喷头(91)。
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