CN204380494U - 一种回收hno3溶液的燃煤锅炉烟气脱硝装置 - Google Patents

Abstract

一种回收HNO₃溶液的燃煤锅炉烟气脱硝装置，涉及燃煤锅炉烟气脱硝设备领域，包括进口烟道、喷淋吸收塔、HNO₃溶液贮槽，喷淋吸收塔底部设置管道连接HNO₃溶液贮槽，管道上设置有循环泵，其特征在于所述进口烟道上设置有NO氧化反应器，所述NO氧化反应器内设置有O₃喷射装置，所述O₃喷射装置连接外部的臭氧发生器。本实用新型对NO_X脱除效率可达90%以上，同时获得具有经济效益的HNO₃溶液，保证烟气NO_X达标排放的情况下，化害为利，变废为宝，实现了有毒废弃物资源化利用。

Description

一种回收HNO3溶液的燃煤锅炉烟气脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及燃煤锅炉烟气脱硝设备领域，尤其涉及回收HNO₃溶液的燃煤锅炉烟气脱硝装置。

背景技术

目前，世界范围内，燃煤锅炉烟气脱硝普遍采用SNCR（非选择性催化还原）和SCR（选择性催化还原）工艺。SNCR脱硝工艺采用氨水或尿素溶液作为还原剂，喷入炉内850～1100℃的高温区，脱硝效率受锅炉结构、反应温度、喷枪位置及还原剂喷射剂量等因素影响较大。在NH₃与NO_X摩尔比为1.4的条件下，脱硝效率仅为40%～50%左右，对于进口烟气NO_X含量较高的燃煤锅炉，很难达标排放。提高NH₃与NO_X摩尔比到1.8，脱硝效率可达75%左右，但系统逃逸氨含量较高，与烟气中的SO₃及水反应生成高粘性物质NH₄HSO₄，附着在换热元件冷端壁面，换热元件结垢、腐蚀严重，换热效率降低，同时带来二次污染。SCR脱硝工艺以液氨、氨水或尿素蒸发或裂解产生的气态NH₃作为还原剂，脱硝效率较高。脱硝反应器采用两层或三层催化剂时，NH₃与NO_X摩尔比为1.2的条件下，脱硝效率可达到60%～90%。但昂贵的钨钛钒催化剂使用寿命仅3年左右，运行投资费用较大，给企业带来沉重负担。两种工艺直接或间接以NH₃为还原剂脱硝，反应产物均为N₂，无具有经济效益的副产物生成，因此，开发廉价高效的回收法烟气脱硝工艺具有重要意义。NOx脱除困难的主要原因是烟气中约占NOx总量的90%为不溶于水的NO，用O₃将NO氧化成可溶性的NO₂、NO₃、N₂O₅等，继而用水进行吸收，脱硝效率可达90%以上，很容易满足环保排放要求，无二次污染，并且可回收具有经济效益的HNO₃溶液，抵消部分运行费用，节约成本。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种设备简单、操作维护方便、脱硝效率高、并可回收具有经济效益的HNO₃溶液的燃煤锅炉烟气脱硝装置。

为实现本实用新型目的，提供了以下技术方案：一种回收HNO₃溶液的燃煤锅炉烟气脱硝装置，包括进口烟道、喷淋吸收塔、HNO₃溶液贮槽，喷淋吸收塔底部设置管道连接HNO₃溶液贮槽，管道上设置有循环泵，其特征在于所述进口烟道上设置有NO氧化反应器，所述NO氧化反应器内设置有O₃喷射装置，所述O₃喷射装置连接外部的臭氧发生器。

作为优选，所述喷淋吸收塔包括与进口烟道连接的中部烟气进口、下部浆池、顶部烟气出口、上部喷淋装置、除雾器及冲洗水层，下部浆池管道连接循环泵，循环泵连接喷淋装置。

作为优选，NO氧化反应器中的烟气流速为3.5m/s，烟气在NO氧化反应器中的停留时间为1s，温度为燃煤锅炉除尘器出口原烟气温度120～140℃。

作为优选，臭氧发生器提供的O₃与原烟气中NO摩尔比为1.1:1。

作为优选，喷淋吸收塔内烟气流速为3～4m/s，停留时间为2～3s。

作为优选，喷淋吸收塔为空塔喷淋，吸收介质为水，喷淋装置根据烟气量设为一层或多层，配套循环泵为一台或多台，除雾器为一级或两级。

作为优选，下部浆池中的HNO₃溶液PH值控制在1.5～7之间。

作为优选，所述喷淋装置的喷淋液气比依据燃煤锅炉标况烟气流量及NOx含量，设为1～3L/Nm3。

为更好的解释本实用新型，其工作原理如下：120～140℃的燃煤锅炉烟气由进口烟道进入NO氧化反应器，与喷射装置喷出的O₃逆流接触，发生剧烈的气气氧化反应，生成极易溶解于水的NO₂、NO₃、N₂O₅等。O₃由臭氧发生器提供，控制O₃与NO摩尔比为1.1:1，氧化反应时间为1s，即烟气在反应器中的停留时间为1s，烟气流速为3.5m/s。烟气中含有NO₂、SO₂、CO及Hg等几种与NO具有竞争性氧化的物质，但O₃与NO的相对反应速度远大于其与另外几种物质的反应速度，具有很好的选择性，O₃优先与NO反应，竞争氧化影响很小，因此，NO氧化效率较高，可达90%以上。

氧化后的烟气进入喷淋吸收塔，利用NO₂、NO₃、N₂O₅易溶解于水的特性，将其脱除形成HNO₃溶液。吸收塔浆池浆液PH控制在1.5～7，对NO₂、NO₃、N₂O₅等的吸收形成HNO₃溶液几乎不产生阻尼作用，根据停留时间及脱硝效率确定排浆时间，可得到不同浓度的HNO₃溶液。喷淋液气比依据标况烟气流量及NOx含量设为1～3L/Nm3，喷淋覆盖率为170%～250%，脱硝效率可达90%以上，优于SCR及SNCR脱硝工艺。为确保脱硝后烟气带走较多水分，在吸收塔上部设置除雾器，并配备相应冲洗水层。脱硝后的烟气由吸收塔顶部出口烟道排出，浆池中形成一定浓度硝酸溶液泵入贮槽。

本实用新型有益效果：本实用新型装置利用O₃将NO氧化成可溶性的NO₂、NO₃、N₂O₅等，继而用水进行吸收，脱硝效率可达90%以上，很容易满足环保排放要求，无二次污染，并且可回收具有经济效益的HNO₃溶液，抵消部分运行费用，节约成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：120～140℃的燃煤锅炉烟气由进口烟道001进入NO氧化反应器002，NO氧化反应器002前端布置O₃喷射装置003，O₃由臭氧发生器004提供，烟气中的NO在此与O₃发生剧烈的氧化反应生成NO₂、NO₃、N₂O₅等。氧化后烟气进入喷淋吸收塔005，与喷淋装置051喷出的浆液逆流接触，烟气中的NO₂、NO₃、N₂O₅等溶解于水形成HNO₃溶液。喷淋装置051浆液来自吸收塔底部浆池052，由循环泵053输送。喷淋装置051上部设除雾器054，去除烟气中的水分，除雾器054设置冲洗水层055，可定期冲洗除雾器上的粉尘、垢层。浆池052中的HNO₃溶液达到一定浓度后泵入HNO₃溶液贮罐006，喷淋吸收塔005底部设补水装置，调节浆池水量、液位，脱硝后烟气由吸收塔顶部出口烟道056排出。NO氧化反应器002中的烟气流速为3.5m/s，烟气在NO氧化反应器002中的停留时间为1s，温度为燃煤锅炉除尘器出口原烟气温度120～140℃。臭氧发生器004提供的O₃与原烟气中NO摩尔比为1.1:1。喷淋吸收塔005内烟气流速为3～4m/s，停留时间为2～3s。喷淋吸收塔005为空塔喷淋，吸收介质为水，喷淋装置051根据烟气量设为一层或多层，配套循环泵053为一台或多台，除雾器054为一级或两级。下部浆池052中的HNO₃溶液PH值控制在1.5～7之间。所述喷淋装置051的喷淋液气比依据燃煤锅炉标况烟气流量及NOx含量，设为1～3L/Nm3。

75t/h循环流化床锅炉，烟气温度为140℃，烟气量为127787Nm3/h，NO_x含量为500mg/ Nm3。采用如实施例1所示的工艺流程，NO氧化反应器的规格为Φ4.4m×3.5m，臭氧发生器最大O₃产生量为108Kg/h。喷淋吸收塔规格为Φ4.4m×12.8m，还包括两台循环泵，对应的两层喷淋层。

该脱硝净化过程的脱硝效率要求不低于90%，净化后的烟气NOx含量小于50 mg/ Nm3。20%浓度的HNO₃产量约为646Kg/h，具有一定经济价值，可抵消部分运行费用。经计算，该工艺NO_x脱除单位成本约为4.1元/ Kg，略高于SNCR工艺（约3.8元/ Kg），低于SCR工艺（约5.5元/ Kg）。但对于进口NOx含量500mg/ Nm3，出口降至50 mg/ Nm3以下，保证脱硝效率90%以上，SNCR工艺几乎不可能达到，SCR工艺也很难达到。伴随环保排放标准日趋严格，该工艺可代替SCR工艺，具有一定适用性。

Claims (3)

1.一种回收HNO₃溶液的燃煤锅炉烟气脱硝装置，包括进口烟道、喷淋吸收塔、HNO₃溶液贮槽，喷淋吸收塔底部设置管道连接HNO₃溶液贮槽，管道上设置有循环泵，其特征在于所述进口烟道上设置有NO氧化反应器，所述NO氧化反应器内设置有O₃喷射装置，所述O₃喷射装置连接外部的臭氧发生器。

2. 根据权利要求1所述的一种回收HNO₃溶液的燃煤锅炉烟气脱硝装置，其特征在于所述喷淋吸收塔包括与进口烟道连接的中部烟气进口、下部浆池、顶部烟气出口、上部喷淋装置、除雾器及冲洗水层，下部浆池管道连接循环泵，循环泵连接喷淋装置。

3. 根据权利要求2所述的一种回收HNO₃溶液的燃煤锅炉烟气脱硝装置，其特征是喷淋吸收塔为空塔喷淋，吸收介质为水，喷淋装置根据烟气量设为一层或多层，配套循环泵为一台或多台，除雾器为一级或两级。