CN115301060A - 一种烟气深度脱硝系统及脱硝方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气深度脱硝系统，包括喷淋塔，喷淋塔的进气口固定连接有烟气进气管，还包括NO2制气系统，NO2制气系统用于向烟气进气管中掺入NO2气体，使得进入到喷淋塔的烟气中NO∶NO2体积比为1∶0.5～1∶1.5，NO2喷淋塔内设置有至少一级喷淋装置，烟气和氢氧化钠溶液在喷淋装置内相接触，对烟气进行脱硝，脱硝后的烟气通过烟气出气管排出喷淋塔，本发明通过NO2制气系统向进入到喷淋塔中的烟气添加NO2气体，提高烟气中NO2气体含量，使得烟气中的NO和NO2气体体积比接近1∶1；烟气进入到喷淋塔后，再和氢氧化钠溶液在填料层逆流接触，NO和NO2气体和氢氧化钠溶液充分反应，可以达到95％的脱硝效果，脱硝效果好。

Description

一种烟气深度脱硝系统及脱硝方法

技术领域

本发明属于烟气脱硝技术领域，具体为一种烟气深度脱硝系统及脱硝方法。

背景技术

煤与燃气在高温燃烧时会产生两个重要反应：N2+O2＝2NO；NO+1/2O2＝NO2，前者正反应吸热，后者正反应放热，使得烟气中NOx的成分NO含量高，NO2含量低，排烟中90％～95％的氮氧化物(NOx)仍然是NO。

目前烟气主流脱硝技术可分为选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)，虽然基本满足了当前的环保需求，但同时也带来脱硝催化剂失效、氨逃逸二次污染、工艺流程繁复、运行成本高等诸多难题。同时，受限于工艺原理，当前主流脱硝技术的脱除效率也难以在目前超低排放基础上获得进一步提升。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种烟气深度脱硝系统及脱硝方法，针对于烟气中氮氧化物的特性，本发明无需消耗尿素、脱硝催化剂，并且能将烟气中的氮氧化物进行深度脱除，达到95％以上的脱除效果，能使烟气中的氮氧化物含量小于10mg/Nm3，流程简单易操作，运行成本经济。

一种烟气深度脱硝系统，包括喷淋塔，所述喷淋塔的进气口固定连接有烟气进气管，还包括N02制气系统，N02制气系统用于向烟气进气管中掺入N02气体，使得进入到喷淋塔的烟气中NO：NO2体积比为1∶0.5～1∶1.5，所述NO2喷淋塔内设置有至少一级喷淋装置，烟气和氢氧化钠溶液在喷淋装置内相接触，对烟气进行脱硝，脱硝后的烟气通过烟气出气管排出喷淋塔。

进一步的方案是，所述喷淋装置包括填料层，烟气和氢氧化钠溶液在填料层逆流接触，喷淋装置底部设置有出液管，出液管远离喷淋塔的一端固定连接有喷淋泵，所述喷淋泵远离出液管的一端固定连接有进液管，所述出液管远离喷淋泵的一端贯穿喷淋塔侧壁延伸到喷淋塔的内部，位于喷淋塔内部的出液管上设置有若干喷头。

进一步的方案是，所述喷淋装置设置有三级，每级喷淋装置之间设置有上气通道，所述上气通道能够让烟气从位于下级的喷淋装置进入到上级的喷淋装置，但不能让上级的喷淋装置的氢氧化钠液进入到下级的喷淋装置。

进一步的方案是，所述上气通道包括隔板、连通管、支撑杆和导流板，所述隔板的外边缘焊接在喷淋塔内壁上，隔板中部设置有连通管，所述连通管顶端通过支撑杆固定连接有导流板，所述导流板在隔板的投影完全覆盖连通管在隔板上的投影。

进一步的方案是，所述喷淋塔底部设置有废液外排管，所述废液外排管上设置有切断阀。

进一步的方案是，所述喷淋塔烟气出口处设置有除雾器。

进一步的方案是，所述填料层采用规整填料或散堆填料填充而成。

进一步的方案是，所述NO2制气系统的出气端通过NO2供气管道与烟气进气管中部相连接，NO2供气管道中部设置有调节阀，所述烟气进气管靠近喷淋塔的一端设置有烟气成分检测传感器，所述烟气成分检测传感器用于检测烟气中的NO和NO2气体含量，并通过控制器和调节阀相连接。

进一步的方案是，所述进入到喷淋塔的烟气中NO∶NO2体积比为1∶1。

一种烟气深度脱硝方法，具体包括：

通过N02制气系统向进入喷淋塔内的烟气掺入NO2气体，使得烟气中NO∶NO2体积比为1∶0.5～1∶1.5；

烟气引入到喷淋塔内后，烟气从下向上流动，在填料层与自上而下流动的氢氧化钠溶液逆流接触，使得氢氧化钠溶液去除烟气中的NO和NO2气体；

脱硝后的烟气通过烟气出气管排出喷淋塔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过NO2制气系统向进入到喷淋塔中的烟气添加NO2气体，提高烟气中NO2气体含量，使得烟气中的NO和NO2气体体积比接近1∶1；烟气进入到喷淋塔后，再和氢氧化钠溶液在填料层逆流接触，NO和NO2气体和氢氧化钠溶液充分反应，可以达到95％的脱硝效果，脱硝效果好；

(2)本发明通过隔板、连通管、支撑杆和导流板的相互配合，使得烟气能够从位于下级的喷淋装置进入到上级的喷淋装置，但不能让上级的喷淋装置的氢氧化钠液进入到下级的喷淋装置，使得各级喷淋装置相互独立，有利于设置多级喷淋装置，提高氢氧化钠溶液脱硝效果；

(3)本发明流程简单，设备少，投资小；

(4)相比传统的SCR和SNCR脱硝方法，本发明采用氢氧化钠溶液脱硝，不会产生氨逃逸，污染原料消耗少，对环境影响小，而且氢氧化钠溶液比氨溶液价格便宜，运行成本低；

(5)本发明产生的副产品亚硝酸钠和硝酸钠可以深入加工，经济效益好。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明图1中A处局部放大结构示意图；

附图标记：喷淋塔1、NO2制气系统2、填料层3、隔板4、连通管5、支撑杆6、导流板7、烟气进气管8、NO2供气管道9、废液外排管10、切断阀11、出液管12、喷淋泵13、进液管14、喷头15、除雾器16、烟气出气管17、调节阀18、烟气成分检测传感器19。

具体实施方式

以下结合附图1～2对本发明作进一步详细说明。

一种烟气深度脱硝系统，包括喷淋塔1，喷淋塔1的进气口固定连接有烟气进气管8，烟气通过烟气进气管8进入到喷淋塔1，其中NO气体含量在烟气中氮氧化物含量占比约95％。本发明脱硝系统还包括NO2制气系统2，NO2制气系统2用于向烟气进气管8中掺入NO2气体，NO2制气系统2的出气端通过NO2供气管道9与烟气进气管8中部相连接，NO2供气管道9中部设置有调节阀18，烟气进气管8靠近喷淋塔1的一端设置有烟气成分检测传感器19，烟气成分检测传感器19用于检测烟气中的NO和NO2气体含量，烟气成分检测传感器19可以由NO气体浓度分析仪和NO2气体浓度分析仪集成在一起得到，烟气成分检测传感器19通过控制器和调节阀18相连接，通过调节阀18调节NO2气体的供给量，使得进入到喷淋塔1的烟气中NO∶NO2体积比为1∶0.5～1∶1.5，优选为体积比1∶1。NO2制气系统2可以通过外购获得NO2气体，也可以电催化氧化制的NO2气体或者加热硝酸盐制的NO2气体。

NO2喷淋塔1内设置有三级喷淋装置，喷淋装置包括填料层3，填料层3采用规整填料或散堆填料填充而成，优选为规整填料，烟气和氢氧化钠溶液在填料层3逆流接触，其中氢氧化钠溶液质量浓度2％～10％，填料层3增大了烟气和氢氧化钠溶液的接触面积，有利于提高氢氧化钠溶液脱硝效果，喷淋装置底部设置有出液管12，出液管12远离喷淋塔1的一端固定连接有喷淋泵13，喷淋泵13远离出液管12的一端固定连接有进液管14，出液管12远离喷淋泵13的一端贯穿喷淋塔1侧壁延伸到喷淋塔1的内部，位于喷淋塔1内部的出液管12上设置有若干喷头15，喷淋泵13用于抽取脱硝后的氢氧化钠溶液回流到填料层3的正上方，有利于氢氧化钠溶液的循环重复使用。

一级喷淋装置和二级喷淋装置以及二级喷淋装置和三级喷淋装置之间均设置有上气通道，上气通道能够让烟气从位于下级的喷淋装置进入到上级的喷淋装置，但不能让上级的喷淋装置的氢氧化钠液进入到下级的喷淋装置，使得各级喷淋装置相互独立，有利于设置多级喷淋装置，提高氢氧化钠溶液脱硝效果。

上气通道包括隔板4、连通管5、支撑杆6和导流板7，隔板4的外边缘焊接在喷淋塔1内壁上，隔板4中部设置有连通管5，连通管5用于烟气通过，连通管5顶端通过支撑杆6固定连接有导流板7，导流板7在隔板4的投影完全覆盖连通管5在隔板4上的投影，使得导流板7完全遮住连通管5，避免氢氧化钠溶液进入到连通管5内。

喷淋塔1底部设置有废液外排管10，废液外排管10上设置有切断阀11，由于第一级喷淋装置的氢氧化钠溶液首先与烟气中氮氧化物充分反应，使得第一喷淋装置的氢氧化钠溶液消耗量最大，通过废液外排管10便于将充分反应后的氢氧化钠溶液排出喷淋塔1。

喷淋塔1的烟气出口处设置有除雾器16，喷淋塔1顶端烟气出口处固定连接有烟气出气管17，脱硝后的烟气通过除雾器16除去水分后通过烟气出气管17排出喷淋塔1。

一种烟气深度脱硝方法，具体包括：

通过NO2制气系统2向进入到的喷淋塔1内的烟气掺入NO2气体，使得烟气中NO：NO2体积比为1∶0.5～1：1.5，优选体积比为1∶1。

烟气引入到喷淋塔1内后，烟气从下向上流动，在填料层3与自上而下流动的氢氧化钠溶液逆流接触，使得氢氧化钠溶液与烟气中的NO和NO2气体充分反应，将烟气中的氮氧化物含量降低到5mg/Nm3以下。

脱硝后的烟气通过烟气出气管17排出喷淋塔1。

脱硝后的氢氧化钠溶液在喷淋泵13的作用下回流到填料层3的正上方，通过喷头15喷洒在填料层3上。

以上实施利用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域技术人员应当理解，凡在本发明的精神和原则之内，对本发明的技术方案所做的任何修改、等同替换或改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种烟气深度脱硝系统，包括喷淋塔(1)，所述喷淋塔(1)的进气口固定连接有烟气进气管(8)，其特征在于：还包括N02制气系统(2)，NO2制气系统(2)用于向烟气进气管(8)中掺入NO2气体，使得进入到喷淋塔(1)的烟气中NO∶NO2体积比为1∶0.5～1∶1.5，所述N02喷淋塔(1)内设置有至少一级喷淋装置，烟气和氢氧化钠溶液在喷淋装置内相接触，对烟气进行脱硝，脱硝后的烟气通过烟气出气管(17)排出喷淋塔(1)。

2.根据权利要求1所述的一种烟气深度脱硝系统，其特征在于：所述喷淋装置包括填料层(3)，烟气和氢氧化钠溶液在填料层(3)逆流接触，喷淋装置底部设置有出液管(12)，出液管(12)远离喷淋塔(1)的一端固定连接有喷淋泵(13)，所述喷淋泵(13)远离出液管(12)的一端固定连接有进液管(14)，所述出液管(12)远离喷淋泵(13)的一端贯穿喷淋塔(1)侧壁延伸到喷淋塔(1)的内部，位于喷淋塔(1)内部的出液管(12)上设置有若干喷头(15)。

3.根据权利要求1或2所述的一种烟气深度脱硝系统，其特征在于：所述喷淋装置设置有三级，每级喷淋装置之间设置有上气通道，所述上气通道能够让烟气从位于下级的喷淋装置进入到上级的喷淋装置，但不能让上级的喷淋装置的氢氧化钠液进入到下级的喷淋装置。

4.根据权利要求3所述的一种烟气深度脱硝系统，其特征在于：所述上气通道包括隔板(4)、连通管(5)、支撑杆(6)和导流板(7)，所述隔板(4)的外边缘焊接在喷淋塔(1)内壁上，隔板(4)中部设置有连通管(5)，所述连通管(5)顶端通过支撑杆(6)固定连接有导流板(7)，所述导流板(7)在隔板(4)的投影完全覆盖连通管(5)在隔板(4)上的投影。

5.根据权利要求1所述的一种烟气深度脱硝系统，其特征在于：所述喷淋塔(1)底部设置有废液外排管(10)，所述废液外排管(10)上设置有切断阀(11)。

6.根据权利要求1所述的一种烟气深度脱硝系统，其特征在于：所述喷淋塔(1)烟气出口处设置有除雾器(16)。

7.根据权利要求2所述的一种烟气深度脱硝系统，其特征在于：所述填料层(3)采用规整填料或者散堆填料填充而成。

8.根据权利要求1所述的一种烟气深度脱硝系统，其特征在于：所述N02制气系统(2)的出气端通过NO2供气管道(9)与烟气进气管(8)中部相连接，NO2供气管道(9)中部设置有调节阀(18)，所述烟气进气管(8)靠近喷淋塔(1)的一端设置有烟气成分检测传感器(19)，所述烟气成分检测传感器(19)用于检测烟气中的NO和NO2气体含量，并通过控制器和调节阀(18)相连接。

9.根据权利要求9所述的一种烟气深度脱硝系统，其特征在于：所述进入到喷淋塔(1)的烟气中NO：NO2体积比为1∶1。

10.一种利用权利要求1～9任一项所述的一种烟气深度脱硝方法，其特征在于，具体包括：

通过N02制气系统(2)向进入喷淋塔(1)内的烟气掺入N02气体，使得烟气中N0∶N02体积比为1∶0.5～1∶1.5；

烟气引入到喷淋塔(1)内后，烟气从下向上流动，在填料层(3)与自上而下流动的氢氧化钠溶液逆流接触，使得氢氧化钠溶液去除烟气中的N0和N02气体；

脱硝后的烟气通过烟气出气管(17)排出喷淋塔(1)。

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