CN208626983U - 一种高浓度氮氧化物烟气脱硝系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，属于烟气治理技术领域，解决了现有脱硝系统在脱硝过程中消耗较多的气相氧气及电能以及难处理高浓度氮氧化物的问题，本实用新型包括引风机、液体氧化液储罐、臭氧发生装置、吸收塔和烟气进口；所述的烟气进口与锅炉尾气排放口连通，且烟气进口设置有引风机，所述的引风机末端连接有初步氧化装置；初步氧化装置末端连通有等离子烟气净化装置，等离子烟气净化装置末端连通有臭氧注入装置，臭氧注入装置末端通过烟气管道与吸收塔连通。本实用新型精确地将烟气中氮氧化物的含量控制在50mg/Nm³以下，没有NO₂的排放，没有亚硝酸盐生成，避免了二次污染，且运行成本较低，有利于超低排放的推广应用。

Description

一种高浓度氮氧化物烟气脱硝系统

技术领域

本实用新型属于烟气治理技术领域，具体地说，涉及一种高浓度氮氧化物烟气脱硝系统。

背景技术

目前，我国电力行业的脱硝超低排放改造已经基本完成，主要方法是低氮燃烧、选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原等，技术成熟，工艺路线完整。但容量小、数量庞大、分布零散的工艺锅炉、窑炉等，由于其氮氧化物初始溶度高，工况负荷变化大，氮氧化物浓度波动大，导致传统SCR等无法使用。

与湿法脱硫相结合的湿法脱硝技术成为大家的研究方向，由于烟气中95％的氮氧化物是以溶解度很低的NO形式存在，所以将NO氧化为高价态的NOx，可以与SO₂协同吸收；公开号为CN101385942A的发明专利公开了一种液相氧化吸收两段式湿法烟气脱硝工艺，将烟气中NO氧化为NO₂再用碱液进行吸收生成相应的亚硝酸盐，此方法脱硝效率可达到80-88％，但如果遇到高浓度氮氧化物，难以保证满足超低排放氮氧化物浓度小于50mg/Nm³的要求，而且产物是致癌物质亚硝酸盐，是严禁排放的，如再加以处理，则需额外增加成本；公开号为CN768902和CN1923341的发明专利分别公开了一种锅炉烟气臭氧氧化脱硝方法和燃煤锅炉烟气臭氧氧化同时脱硫脱硝装置及其方法，此方法脱硝效率很高，可以达到超低排放标准，生产产物也可以排放，但需要消耗较多的气相氧气及电能，对能耗及原料消耗极大。

实用新型内容

针对现有脱硝系统在脱硝过程中消耗较多的气相氧气及电能以及难处理高浓度氮氧化物的问题，本实用新型的目的在于提供一种高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，包括引风机、液体氧化液储罐、臭氧发生装置、吸收塔和烟气进口；所述的烟气进口与锅炉尾气排放口连通，且烟气进口设置有引风机，所述的引风机末端连接有初步氧化装置；所述的初步氧化装置末端连通有等离子烟气净化装置，等离子烟气净化装置末端连通有臭氧注入装置，所述的臭氧注入装置末端通过烟气管道与吸收塔连通。

作为本实用新型进一步的方案：所述的引风机与初步氧化装置的烟气管道内设置有烟气在线监测设备，所述的烟气在线监测设备与外侧的控制系统连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述的液体氧化液储罐上设置有液体氧化液喷淋泵，所述的液体氧化液喷淋泵上的喷淋管延伸进入初步氧化装置内，且液体氧化液喷淋泵的吸液管位于液体氧化液储罐内。

作为本实用新型再进一步的方案：还包括吸收液喷淋泵，所述的吸收液喷淋泵的吸液管与吸收塔内底部连通，且吸收液喷淋泵的喷淋管延伸到吸收塔内上方。

作为本实用新型再进一步的方案：所述的臭氧发生装置通过连通管与臭氧注入装置连通，所述的控制系统与臭氧发生装置连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述的吸收塔由除雾器、喷淋组件、第一塔板和第二塔板组成，所述的吸收塔内设置有第一塔板和第二塔板，且第一塔板和第二塔板表面均匀分布有细孔；所述的喷淋组件包括喷淋管、喷淋支管和喷淋支管套筒构成。

作为本实用新型再进一步的方案：所述的吸收塔上设置有进烟道，且吸收塔顶部为排出口，吸收塔底部设置有吸收液排出管。

作为本实用新型再进一步的方案：所述的喷淋管固定于吸收塔侧壁上，且喷淋支管位于吸收塔内部，所述的喷淋支管套筒套在喷淋支管上，喷淋管与喷淋支管连通。

作为本实用新型再进一步的方案：所述的喷淋支管共四组，其中三组等间距的设置在第一塔板和第二塔板之间，另外一组设在第二塔板的上方，每组喷淋支管有6个，均匀分布在吸收塔的圆周上。

作为本实用新型再进一步的方案：所述的除雾器设置在顶部的喷淋支管的上部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型精确地将烟气中氮氧化物的含量控制在50mg/Nm³以下，没有 NO₂的排放，没有亚硝酸盐生成，避免了二次污染，且运行成本较低，有利于超低排放的推广应用。

附图说明

图1为高浓度氮氧化物烟气脱硝系统的工艺流程图；

图2为高浓度氮氧化物烟气脱硝系统中吸收塔的结构示意图。

图中：1-引风机；2-烟气在线监测设备；3-初步氧化装置；4-液体氧化液储罐；5-液体氧化液喷淋泵；6-等离子烟气净化装置；7-臭氧注入装置；8-臭氧发生装置；9-吸收塔；10-吸收液喷淋泵；11-烟气进口；12-进烟道；13-除雾器；14-喷淋管；15-喷淋支管；16-喷淋支管套筒；17-第一塔板；18-第二塔板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，包括引风机1、液体氧化液储罐4、臭氧发生装置8、吸收塔9和烟气进口11；所述的烟气进口11与锅炉尾气排放口连通，且烟气进口11设置有引风机1，所述的引风机1末端连接有初步氧化装置3，所述的引风机1与初步氧化装置3的烟气管道内设置有烟气在线监测设备2，所述的烟气在线监测设备2与外侧的控制系统连接；所述的液体氧化液储罐4上设置有液体氧化液喷淋泵5，所述的液体氧化液喷淋泵5上的喷淋管延伸进入初步氧化装置3内，且液体氧化液喷淋泵5 的吸液管位于液体氧化液储罐4内；所述的初步氧化装置3末端连通有等离子烟气净化装置6，等离子烟气净化装置6进行放电处理，且等离子烟气净化装置6 末端连通有臭氧注入装置7，所述的臭氧注入装置7末端通过烟气管道与吸收塔 9连通；所述的吸收液喷淋泵10的吸液管与吸收塔9内底部连通，且吸收液喷淋泵10的喷淋管延伸到吸收塔9内上方；所述的臭氧发生装置8通过连通管与臭氧注入装置7连通，所述的控制系统与臭氧发生装置8连接控制臭氧的产生量。

实施例2

请参阅图2，一种高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，在实施例1的基础上，所述的吸收塔9由除雾器13、喷淋组件、第一塔板17和第二塔板18组成，所述的吸收塔9上设置有进烟道12，且吸收塔9顶部为排出口，吸收塔9底部设置有吸收液排出管；所述的吸收塔9内设置有第一塔板17和第二塔板18，且第一塔板17和第二塔板18表面均匀分布有细孔；所述的喷淋组件包括喷淋管14、喷淋支管15和喷淋支管套筒16构成，所述的喷淋管14固定于吸收塔9侧壁上，且喷淋支管15位于吸收塔9内部，所述的喷淋支管套筒16套在喷淋支管15上，喷淋管14与喷淋支管15连通，喷淋支管15共四组，其中三组等间距的设置在第一塔板17和第二塔板18之间，另外一组设在第二塔板18的上方，每组喷淋支管15有6个，均匀分布在吸收塔9的圆周上；所述的吸收塔9内设置有除雾器13，除雾器13设置在顶部的喷淋支管15的上部。

本实用新型的工作原理是：

一种高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，采用调配后的液体氧化剂进行初步氧化，采用气相氧化剂进行精确氧化，采用碱液进行吸收；具体工艺流程如下：

1、NO的初步氧化

采用亚氯酸钠(NaClO₂)、次氯酸钠(NaClO)、氯酸钠(NaClO₃)、双氧水(H₂O₂)等其中的一种或多种溶液作为液体氧化剂；在氧化液中，氧化剂重量百分比为0.1％～5％，并用硫酸(H₂SO₄)、硝酸(HNO₃)、盐酸(HCl)等强酸将氧化液的pH调节至3～7，控制反应温度在50～150℃；通过监测得到烟气量及烟气中NO的含量，控制氧化剂与NO的摩尔比为0.4～1.1。根据测得烟气量及烟气中NO的量，调节氧化剂的量后雾化喷入液相氧化剂，将烟气中的NO 氧化为NO₂。

初步氧化发生化学反应如下：

CIO₂ ^-+2NO→2NO₂+Cl^-

CIO^-+NO→NO₂+Cl^-

CIO₃ ^-+3NO→3NO₂+Cl^-

H₂0₂+NO→NO₂+H₂O

2、NO₂的精确氧化

采用等离子体、臭氧等其中的一种或多种活性体作为气相氧化剂；经前道初步氧化后的烟气进入气相精确氧化；先经过等离子烟气净化装置6，等离子体的放电电压为5～15kV。控制O₃与NO的摩尔比为0.3～1.0；根据测得烟气量及烟气中NO的含量动态注入臭氧量，注入的臭氧浓度为50～150g/m³；控制反应温度在50～130℃。

精确氧化发生化学反应如下：

2·OH+NO₂→NO₃+H₂O

O₃+NO₂→NO₃+H₂O

NO₃+NO₂→N₂O₅

3、N₂O₅的吸收

采用氢氧化钠(NaOH)、氢氧化镁(Mg(OH)₂)、氢氧化钙(Ga(OH)₂)等碱性溶液作为吸收剂。通过吸收塔9进行吸收反应，控制吸收剂与NO的摩尔比为0.5～1，根据测得烟气量及烟气中NO的含量，往吸收液中补充吸收剂。

碱液吸收发生化学反应如下：

2OH^-+N₂0₅→2NO₃ ^-+H₂O

本方法精确地将烟气中氮氧化物的含量控制在50mg/Nm³以下，没有NO₂的排放，没有亚硝酸盐生成，避免了二次污染。且运行成本较低，有利于脱硫超低排放的推广应用。

如图1所示，烟气由引风机1引入，在引风机1与初步氧化装置3之间的连接烟道内安装有烟气在线监测设备2，液体氧化剂加入到液体氧化剂储罐4中，由液体氧化液喷淋泵5打入初步氧化装置3中，将烟气中NO氧化为NO₂，然后烟气进入等离子烟气净化装置6进行放电处理，臭氧由臭氧发生装置8产生，根据烟气在线监测设备2传输的数据控制系统控制调节臭氧发生装置8的产量，并由臭氧注入装置7加注到烟气中，将NO₂氧化为N₂O₅，接着进入吸收塔9，吸收剂加注到吸收塔9塔底，通过吸收液喷淋泵10打入塔内进行喷淋，将N₂O₅吸收，最终烟气达标排放。

试验例1：双氧水+等离子+臭氧+氢氧化镁

配置5％的双氧水进行液相氧化，等离子放电电压10kV，O₃与NO摩尔比为0.6，140g/m³的臭氧进行气相氧化，配置pH值为7.5的氢氧化镁溶液进行吸收；氮氧化物浓度从187mg/Nm³脱除到41mg/Nm³，氮氧化物脱除效率可达到 78％，吸收液经离子色谱仪检测未含亚硝酸根离子。

试验例2：亚氯酸钠+等离子+臭氧+氢氧化镁

配置1％的亚氯酸钠水溶液，并用硝酸调节pH至5.5，进行液相氧化，等离子放电电压10kV，O₃与NO摩尔比为0.5，140g/m³的臭氧进行气相氧化，配置 pH值为7.5的氢氧化镁溶液进行吸收；氮氧化物浓度从600mg/Nm³脱除到 43mg/Nm³，氮氧化物脱除效率可达到93％，吸收液经离子色谱仪检测未含亚硝酸根离子。

实施例3：亚氯酸钠+等离子+臭氧+氢氧化钠

配置1％的亚氯酸钠水溶液，并用硝酸调节pH至5.5，进行液相氧化，等离子放电电压10kV，O₃与NO摩尔比为0.5，140g/m³的臭氧进行气相氧化，配置 pH值为8的氢氧化钠溶液进行吸收；氮氧化物浓度从600mg/Nm³脱除到 20mg/Nm³，氮氧化物脱除效率可达到96.7％，吸收液经离子色谱仪检测未含亚硝酸根离子。

实施例4：次氯酸钠+等离子+臭氧+氢氧化钠

配置5％的次氯酸钠水溶液，并用硝酸调节pH至5.5，进行液相氧化，等离子放电电压10kV，O₃与NO摩尔比为0.6，140g/m³的臭氧进行气相氧化，配置 pH值为8的氢氧化钠溶液进行吸收；氮氧化物浓度从200mg/Nm³脱除到 38mg/Nm³，氮氧化物脱除效率可达到81％，吸收液经离子色谱仪检测未含亚硝酸根离子。

实施例5：次氯酸钠+亚氯酸钠+等离子+臭氧+氢氧化镁

配置0.5％的亚氯酸钠、3％的次氯酸钠水溶液，并用硝酸调节pH至5.5，进行液相氧化，等离子放电电压10kV，O₃与NO摩尔比为0.6，140g/m³的臭氧进行气相氧化，配置pH值为8的氢氧化钠溶液进行吸收；氮氧化物浓度从 300mg/Nm³脱除到31mg/Nm³，氮氧化物脱除效率可达到90％，吸收液经离子色谱仪检测未含亚硝酸根离子。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，其特征在于，包括引风机(1)、液体氧化液储罐(4)、臭氧发生装置(8)、吸收塔(9)和烟气进口(11)；

所述的烟气进口(11)与锅炉尾气排放口连通，且烟气进口(11)设置有引风机(1)，所述的引风机(1)末端连接有初步氧化装置(3)；

所述的初步氧化装置(3)末端连通有等离子烟气净化装置(6)，等离子烟气净化装置(6)末端连通有臭氧注入装置(7)，所述的臭氧注入装置(7)末端通过烟气管道与吸收塔(9)连通。

2.根据权利要求1所述的高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，其特征在于，所述的引风机(1)与初步氧化装置(3)的烟气管道内设置有烟气在线监测设备(2)，所述的烟气在线监测设备(2)与外侧的控制系统连接。

3.根据权利要求1所述的高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，其特征在于，所述的液体氧化液储罐(4)上设置有液体氧化液喷淋泵(5)，所述的液体氧化液喷淋泵(5)上的喷淋管延伸进入初步氧化装置(3)内，且液体氧化液喷淋泵(5)的吸液管位于液体氧化液储罐(4)内。

4.根据权利要求1所述的高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，其特征在于，还包括吸收液喷淋泵(10)，所述的吸收液喷淋泵(10)的吸液管与吸收塔(9)内底部连通，且吸收液喷淋泵(10)的喷淋管延伸到吸收塔(9)内上方。

5.根据权利要求2所述的高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，其特征在于，所述的臭氧发生装置(8)通过连通管与臭氧注入装置(7)连通，所述的控制系统与臭氧发生装置(8)连接。

6.根据权利要求1至4任一项所述的高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，其特征在于，所述的吸收塔(9)由除雾器(13)、喷淋组件、第一塔板(17)和第二塔板(18)组成，所述的吸收塔(9)内设置有第一塔板(17)和第二塔板(18)，且第一塔板(17)和第二塔板(18)表面均匀分布有细孔；所述的喷淋组件包括喷淋管(14)、喷淋支管(15)和喷淋支管套筒(16)构成。

7.根据权利要求6所述的高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，其特征在于，所述的吸收塔(9)上设置有进烟道(12)，且吸收塔(9)顶部为排出口，吸收塔(9)底部设置有吸收液排出管。

8.根据权利要求6所述的高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，其特征在于，所述的喷淋管(14)固定于吸收塔(9)侧壁上，且喷淋支管(15)位于吸收塔(9)内部，所述的喷淋支管套筒(16)套在喷淋支管(15)上，喷淋管(14)与喷淋支管(15)连通。

9.根据权利要求8所述的高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，其特征在于，所述的喷淋支管(15)共四组，其中三组等间距的设置在第一塔板(17)和第二塔板(18)之间，另外一组设在第二塔板(18)的上方，每组喷淋支管(15)有6个，均匀分布在吸收塔(9)的圆周上。

10.根据权利要求6所述的高浓度氮氧化物烟气脱硝系统，其特征在于，所述除雾器(13)设置在顶部的喷淋支管(15)的上部。