CN205372598U - 一种臭氧氧化提升sncr脱硝效率的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布了一种臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的装置,装置包括还原剂储槽、锅炉、空气预热器、臭氧源、氧化反应器、洗涤塔、还原塔、尿素溶液储槽、烟囱,SNCR技术处理锅炉燃烧烟气后,排放的烟气中仍然有大量残余NO,利用臭氧的强氧化性,将烟气中残余的约一半NO氧化为NO2,再采用碱法脱硝,将NOx转换为亚硝酸盐,并利用尿素溶液的还原性将亚硝酸盐还原为N2,反应条件容易实现,碱性循环液回流至洗涤塔循环利用,洁净气体外排。本实用新型采用臭氧氧化提升SNCR脱硝技术,无需锅炉改造,脱硝效率高、自动化程度高、运行费用省、无二次污染,满足日益上升的环境质量标准。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境工程废气治理领域,特别涉及一种臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的装置。
背景技术
随着社会经济的进步,国家和人民的环保意识逐渐增强,大力发展先进的环保产业势在必行。电厂、钢铁厂、水泥、化工、城市锅炉等的燃烧过程中产生大量NOx和SO2,其脱硫脱硝的达标排放是控制大气中污染物总量的重点。
为实现其达标排放,目前我国主要采取诸如SNCR、SCR、SNCR-SCR、湿式脱硫法等技术对其进行治理。脱硫技术是利用碱性物质与烟气中的SO2反应的原理,将SO2从烟气中脱除,脱硫技术逐渐成熟,脱硫效率高。烟气脱硝是一个棘手的问题,SNCR脱硝技术因其不需要催化剂,直接在锅炉高温区注入含氨的化合物,价格低廉,在国家要求脱硝的起步阶段,SNCR脱硝技术得到迅速推广。然而,随着国家NOx排放浓度的提高,SNCR脱硝技术低的NO还原率已经不能满足日益严格的环境质量标准要求,迫切需要提升SNCR脱硝效率,与新时期环境质量标准相适宜。
发明内容
为解决现有的烟气SNCR脱硝装置与新时期环境质量标准不相适宜、脱硝效率低、产生二次污染的难题,现提出一种臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的装置,适用于现有SNCR技术的改造,脱硝效率高,投资费用省,无二次污染。
本实用新型实现上述目的所采用的技术方案如下:
一种臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的装置,主要包括还原剂储槽、锅炉、空气预热器、臭氧源、氧化反应器、洗涤塔、还原塔、尿素溶液储槽、烟囱。所述的还原剂储槽连接至所述的锅炉,所述的空气预热器连接至所述的锅炉,所述的锅炉通过空气预热器后连接至所述的氧化反应器,所述的臭氧源连接至所述的氧化反应器,所述的氧化反应器连接至所述的洗涤塔,所述的洗涤塔连接至所述的还原塔,所述的还原塔连接至烟囱,所述的尿素溶液储槽连接至所述的还原塔。
优选的,所述的还原剂储槽内设置的还原剂为氨的化合物。
优选的,所述的洗涤塔内可以是NaOH溶液,还可以是Ca(OH)2溶液。
一种臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的装置,其实现方案包括如下步骤:
(1)空气经过空气预热器预热后输送至锅炉内燃烧;
(2)在靠近炉膛或者紧靠炉膛出口的烟道内,注入还原剂储槽内的还原剂,还原剂将烟气中NO还原为N2,即SNCR脱硝反应;
(3)SNCR脱硝后,烟气中30~60%的NO被还原成N2,残余NO与烟气一起经由空气预热器降温后输送至氧化反应器;
(4)臭氧源产生的臭氧输送至氧化反应器,臭氧与NO在氧化反应器内发生氧化反应;
(5)经由氧化反应器氧化反应后的烟气输送至洗涤塔脱硝反应;
(6)经由洗涤塔脱硝后的亚硝酸盐输送至还原塔发生还原反应;
(7)洁净气体通过烟囱外排。
优选的,上述步骤(4)氧化反应器内在臭氧的强氧化作用下,控制臭氧的输入量,使得残余NO约一半氧化为NO2。
优选的,上述步骤(5)采用碱法脱硝,将NO、NO2转化为亚硝酸盐。
优选的,上述步骤(6)洗涤塔产生的盐类废水经由还原塔将亚硝酸盐还原为N2,碱液循环水回流至洗涤塔循环利用。
本实用新型的技术原理是:SNCR技术处理锅炉燃烧烟气后,排放的烟气中仍然有大量残余NO,利用臭氧的强氧化性,将烟气中残余的约一半NO氧化为NO2,NO与NO2约1:1的摩尔比输送至洗涤塔洗涤,将NOx转换为亚硝酸盐,再利用尿素的还原性将亚硝酸盐还原为N2,碱性循环液回流至洗涤塔循环利用,洁净气体外排。
本实用新型的有益效果是:一、脱硝效率高:臭氧的氧化性将NO氧化为NO2,NO与NO2在碱性条件下转换为亚硝酸盐,亚硝酸溶液与尿素溶液为液相混合,这比NO、氨的气气混合反应要容易得多,NOx的去除率大大提高,满足日益上升的环境质量标准。二、自动化程度高:锅炉出来的烟气内NO的含量可以通过信号发送至臭氧源,臭氧源可以自动调整臭氧的输出量,以满足NO转换为NO2所需的臭氧。三、运行费用省:不拆除原有SNCR脱硝技术装置,无需锅炉改造。四、无二次污染:无含氮废水、无固定废弃物排放。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图。
图1中,1-还原剂储槽,2-计量泵,3-锅炉,4-引风机,5-空气预热器,6-臭氧源,7-风机,8-氧化反应器,9-洗涤塔,10-尿素溶液储槽,11-还原塔,12-烟囱。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
如图1所示:本实用新型包括还原剂储槽1、计量泵2、锅炉3、引风机4、空气预热器5、臭氧源6、风机7、氧化反应器8、洗涤塔9、尿素溶液储槽10、还原塔11、烟囱12;空气由引风机4经过空气预热器5预热后输送至锅炉3内助燃烧,还原剂储槽1内氨的化合物经由计量泵2输送至锅炉3内高温区,高温下将NO转化为N2,SNCR处理后的含有残余NO的烟气通过空气预热器5降温后输送至氧化反应器8。臭氧源6产生的臭氧通过风机7输送至氧化反应器8,臭氧与烟气在氧化反应器8内发生氧化反应,使得残余的NO约一半氧化为NO2,NO与NO2混合后输送至洗涤塔9洗涤,生成亚硝酸盐,生成的亚硝酸盐输送至还原塔11,在尿素溶液储槽10内尿素溶液的还原作用下,将溶液中的亚硝酸盐还原成N2,洁净的气体通过烟囱12外排。
锅炉3内SNCR脱硝技术的主要还原反应式如下:
4NH3+6NO→5N2+6H2O
SNCR脱硝技术的NO还原率低,通常在30~60%范围内,排出的烟气汇总含有大量残余NO。
氧化反应器8内发生如下氧化过程:
2NO+O2→2NO2
NO+O3→NO2+O2
该过程臭氧利用率高,臭氧使用量仅为将全部残余的NO转换为NO2的一半。
洗涤塔9内采用碱喷淋法,将烟气中的NO、NO2转换为亚硝酸盐,基本反应方程式如下:
NO+NO2+H2O→2HNO2
NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O。
还原塔11内采用尿素溶液作为还原剂时,主要反应方程式如下:
2NaNO2+CO(NH2)2→Na2CO3+2N2↑+2H2O
Na2CO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+2NaOH
尿素溶液将亚硝酸盐还原为N2,生成的NaOH回流至洗涤塔9循环利用,合理利用资源,既节省了费用,又减少了污染物的排放。
以上仅仅是对本实用新型的实施例做了简单说明,并不是对本实用新型的限制,其可以有很多的变形,任何同专业的技术人员依据本实用新型进行的变形,均认为属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的装置,其特征在于,主要装置包括还原剂储槽、锅炉、空气预热器、臭氧源、氧化反应器、洗涤塔、还原塔、尿素溶液储槽、烟囱;所述的还原剂储槽连接至所述的锅炉,所述的空气预热器连接至所述的锅炉,所述的锅炉通过空气预热器后连接至所述的氧化反应器,所述的臭氧源连接至所述的氧化反应器,所述的氧化反应器连接至所述的洗涤塔,所述的洗涤塔连接至所述的还原塔,所述的还原塔连接至烟囱,所述的尿素溶液储槽连接至所述的还原塔。
2.根据权利要求1所述的臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的装置,其特征在于,所述的还原剂储槽内设置的还原剂为氨的化合物。
3.根据权利要求1所述的臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的装置,其特征在于,所述的洗涤塔内可以是NaOH溶液,还可以是Ca(OH)2溶液。
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