TWM326854U - Oxidation absorption denitrifying device - Google Patents

Description

M326854 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本新型是有關於一種脫氮裝置，特 收式脫氮裝置。 、 曰種氧化吸 【先前技術】 氮氧化物（，以NO與N〇2為主），是空 之最受重視的污染物之-，其主要排放源是來自 = 擎運轉廢氣，以及使用煤/石油等化石燃料的工廠、發 或焚化爐等化工產業的燃燒製程廢氣。因此，對於^氧: 物的防治與控制，一是改善燃燒技術與設備以抑制 產生，另一疋所謂排煙脫氮，係指自煙道氣中除去气氧化 物的程序。 ★ 於業界之排煙脫氮程序中，較為常用的方式有催化還 原法、吸收法與吸附法等，以下就各法之原理分別作簡單 說明： 胃 一、催化還原法 透過加入適當反應劑與催化劑，以將Ν〇χ還原成 分子氮（Ν2) ’可分為非選擇性還原法和選擇性還原法。 非選擇性還原法中，通常使用的還原劑有氫（HO與 甲烧（CH4)等氣體，並以始（pt )、|巴（pd )、氧化銅 (CuO)荨金屬作為催化劑，在4〇〇°c〜800°C的高反應溫 度條件下’先消耗煙道氣中的超量氧，再將氮氧化物 還原成氮氣，同時有部分還原劑與煙氣中過剩的氧發 生燃燒反應而產生水和二氧化碳，且會放出大量的熱 5 M326854 。以使用CH4為還原氣體為例，其反應如下： CH4+ 4N02->4N0+ C02+ 2H2〇 CH4+ 4N0^2N2+ C02+ 2H2〇 而遥擇性运原法中，可以利用氯、一氧化碳（c〇) 、氣（NH3 )或硫化氫（h2S)作為還原劑，並以pt、pd 等貴金屬或銅（Cu)、鐵（Fe)、始（Co)、飢（v)等 之氧化物為催化劑，在2〇(TC〜450°C的較低反應溫度 條件下’優先將氮氧化物還原成氮氣，相較於非選擇 性還原法者’此法之還原劑消耗量較低。以使用nh3 為遥原氣體為例，其反應如下·· 8NH3 + 6N02->7N2+ 12H20 4NH3+ 6N〇->5N2+ 6H20 二、 吸收法 是利用適當的吸收液，如水、硝酸（HN〇3 )、硫酸 (H2S04)，或氫氧化鈉（NaOH)、碳酸鈉（Na2C〇3)、 氨水（NHsOH )等鹼液，來吸收、去除煙道氣中的氮 氧化物。 由於NO的溶解度相當低，故通常會加以氧化劑與 催化劑作用下，先將NO氧化成高溶解度的N02或 N2〇5 ’再使N〇2或N2〇5溶解於吸收液中，以形成硝酸 鹽而予去除。其中，氧化劑可用臭氧、二氧化氯 (C102)、亞氯酸鈉（NaC102)、高錳酸鉀（κ2Μη〇4)、過氧 化氫（Η2〇2)、氯氣（ci2)和硝酸(ην〇3)等。 三、 吸附法 6 M326854 “以具有表面吸附力的吸附劑，如分子篩、氫型絲 光氟石、石夕膠、泥煤、活性碳、氧化鐘（Mn〇2)或驗 性氧化亞鐵（FeO)等物質，能經濟且有效地吸附、去 除煙道氣中的氮氧化物。 就上述排煙脫氮之處理程序中，尤以氧化吸收法最廣 為應用，而於經濟、安全、快速與有效等考量下，如何用 最少的氧化劑量以將NQ快速氧化成N〇2，氧化劑的選用乃 為關鍵。目前，〇3與C1〇2因具有強氧化能力、較不受pH 反應條件影響與*會產生難以去除之副產物等優勢，逐漸 成，較受青睞的氧化劑選擇；而兩者相較下，⑽2於分子 穩定性與加藥成本上雖冑〇3理想，但同樣具有添加量不易 掌控的操作隱憂。 ^有鑑於此，本案申請人是利用Cl〇2先將煙道氣中不易 /令解的NO K匕成高溶解度# N〇2，並透過吸收液予以吸收 、去除，特別是’同時配合氧化還原電位憤測手段以能精 確地控制Cl〇2與吸收液的添加量，藉以能達到經濟、快速 、安全且高效率品質的排煙脫氮操作。 【新型内容】 因此，本新型之目的，即在提供一種利用氧化還原電 位偵測手段以能精確地控制二氧化氣與吸收液的供給量， 整體能達到經濟、安全且高脫氮效率的氧化吸收式脫氮裝 置。 於疋，本新型之氧化吸收式脫氮裝置，是用以去除一 氣流中的氮氧化物，並包含-氧化吸收器、—氧化劑供應 7 M326854 器、一吸收劑供應器’以及-氧化還原電位檢測器。該氧 化吸收器具有-用以供該氣流注入其内部的進氣口、一用 以使該氣流自其内部排出的出氣口、—人液口，以及一排 液口。該氧化劑供應器能提供二氧化氯分子以使該氣流中 的乳乳化物產生氧化。該吸收劑供應器能提供—依序經由 該入液口與該排液Π以進出該氧化吸收器内部的吸收液， 該吸收液會與該氧化吸收器中之氣流接觸，並溶解、吸收 其所含之氧化後氮氧化物。該氧化還原電⑽測器是用以 控制該氧化劑供應器與該吸收劑供應器的供給量。 本新型之功效在於，利用該氧化還原電位檢測器之伯 測，能料控㈣吸收劑供應器之吸收液供給量與該氧化 劑供應器之二氧化氯供給量，藉以使整體能達到經濟、安 全且脫氮效率品質佳等成效。 【實施方式】 有關本新型之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 如圖1與圖2所示，本新型之氧化吸收式脫氮裝置2 的該較佳實施例，是連接於一煙自（圖中未示）的排放口 處，用以去除該煙_所排放之一煙道氣流中的氮氧化物（ 以佔95%以上的一氧化氮為主）。該氧化吸收式脫氮裝置2 包含一前段的氧化吸收單元，以及一後段的中和吸收單元 〇 该氧化吸收單元是包括一能供該煙道氣流（如圖中的 M326854 叙$前號所示）由下往上地流經其内部的氧化吸收器21、 月b t、應一氧化氯（C1〇2 )溶液（如圖中的虛線箭號所示 )且使其噴灑入該氧化吸收器21中以與該煙道氣流相接觸 的氧化劑供應器22、一能供應一吸收液（如圖中的實線箭 號所示）且由上在下地喷淋入該氧化吸收器2丨内部中以與 該煙道氣流相接觸的吸收劑供應器23，以及一能持續偵測 已接觸該煙道氣流後之廢吸收液之氧化還原電位值（〇Rp 值）的氧化還原電位檢測器24;根據該氧化還原電位檢測 器24之測值，以控制該吸收劑供應器23之吸收液供給量 該氧化劑供應器22之二氧化氯供給量。本實施例中，二 氧化氯氣體分子是溶解於水液中，能與該煙道氣流中的一 氧化氮（NO)產生反應，使一氧化氮氧化成二氧化氮（ N〇2)，其中相關的反應式如下： NO+Cl〇2->N02+C10 no+cio+no2 + ci 2NO+C102+H20->N〇2+HN〇3+HCl 再者’本實施例中，該吸收液是為碳酸鈉（Na2C〇3)，能吸收 、溶解該煙道氣流中的二氧化氮，並形成硝酸鈉（NaN〇3) 、亞硝酸鈉（NaN02)等產物。其中，相關的反應式如下： 2N02+Na2C〇3+2H20^ 2NaN03 H2〇+C02 HN03+Na2C03 + NaN03+C02+H20 該氧化吸收器21是一對流式填充式洗滌塔，並更具有 一直立柱狀本體211、一位於該本體211底部周侧處且用以 供該煙道氣流注入該本體211内部的進氣口 212、一位於該 9 M326854 本體211頂部且用以供該煙道氣流自該本體211内部排出的 出氣口 213、一位於該本體211頂部周侧處且用以供該吸收 液注入該本體211内部的入液口 214，以及一位於該本體 211底部周側處且用以供所產生廢吸收液自該本體2丨1内部 排出的排液口 215，以及loooo只堆疊填置於該本體211中 部内的填料216。本實施例中，該本體211的規格尺寸為内 仅為1〇〇〇晕米（mm) ’且高度為3500mm ;再者，填料216 疋採用拉西環，藉以使向上流動之該煙道氣流與向下噴淋 之該吸收液兩者間有足夠的接觸面積與接觸停留時間，該 吸收液便能有效吸收該煙道氣流中的二氧化氮。 另外，該中和吸收單元包括一能供自該出氣口 213排 出之洗滌後煙道氣流流經其内部的中和吸收器、一能提 供一中和鹼液（如圖中的虛線箭號所示）且使其由上往下 地噴淋至該中和吸收器25中以與該煙道氣流相接觸的鹼液 供應器26，以及一能持續偵測已接觸該煙道氣流後之廢中 和鹼液之酸鹼值（pH值）的酸鹼值偵測器27 ;根據該酸鹼 值偵測器27之測值，能控制該鹼液供應器26之中和鹼液 供給量。本實施例中，該中和鹼液是氫氧化鈉（Na〇H )， 主要是當該中和鹼液與洗滌後之該煙道氣流相接觸時，能 中和、吸收该煙道氣流於氧化吸收過程中所產生的酸份， 如HN〇3、HCl等，其相關反應如下： 2NaOH+HN〇3 + HC1 -> NaN03+NaCl + 2H20 該中和吸收器25於結構與規格尺寸上是相同於該氧化 吸收器21，並具有一用以供自該出氣口 213排出之煙道氣 10 M326854 流注入其内部以進行酸鹼中和處理的進氣口 251、一能供已 完成酸鹼中和處理之該煙道氣流自其内部排出的出氣口 252 、一用以供該中和鹼液注入其内部中且進行噴灑以與該煙 道氣流相接觸的入液口 253,以及一用以供所產生廢中和驗 液自其内部排出的排液口 254。 因此，於進行排煙脫氮作業之氧化吸收程序時，煙自 所排放之煙道氣流經預過濾後會抽送入該氧化吸收器2丨底 部並自下往上流動，並使其與氧化劑即液態cl〇2相接觸， 而該吸收液（本實施例是NkCO3)則會流進入該氧化吸收 器21頂部並自上往下喷灑，特別是，利用該氧化還原電位 檢測器24所測得廢吸收液之ORP值，能即時、精確地控制 吸收液與ci〇2的供給量。過程中，當該煙道氣流與cl〇2進 行表面接觸時，其中N0會快速地氧化成高溶解度的n〇2， 且同時產生HN〇3、HCl等產物；隨而，於該煙道氣流接觸 該及收液以被洗滌時，該吸收液能有效溶解、吸收該煙道 氣流中的N〇2，以產生NaN〇s等可回收產物。之後，已有 效脫除氮氧化物且含有HN〇3、Hcl的煙道氣流會自該氧化 吸收态21頂部排出，而含有NaN〇3的廢吸收液會自該氧化 吸收器21底部排出並可循環再使用。 接著，進行排煙脫氮作業之中和吸收程序，自該氧化 吸收器21排出的煙道氣流會繼續抽送入該中和吸收器25 中，同樣地，喷灑入於該中和吸收器25中的中和鹼液（本 貫施例為NaOH)會與馳道氣流進行充分接觸，以吸收、 中和其中的hn〇3、hci等酸氣，並產生NaN〇3、NaC1等 11 M326854 ϋ σ收產物’其巾’會配合該酸驗值彳貞測器27所测得廢中 " #鹼液之ΡΗ值，以準確地控制該中和鹼液的供給量。最後 經酸驗中和處理後的煙道氣流會自該中和吸收器25頂部 排出’ ^含有NaN〇3、NaC1的廢巾和驗液會自該中和吸收 态25底部排出並可循環再使用，至此，便已完成經濟、安 - 全且效率高達90%以上的排煙脫氮作業。 歸納上述，本新型之氧化吸收式脫氮裝置2，利用該氧 化還原電位檢測器24能精確控制吸收液與氧化劑即二氧化 氯的供給量，且該酸鹼值偵測器27能準確控制該中和鹼液 的供應劑量，藉以使整體能達到經濟、安全且脫氮效率品 質佳等成效，故確實能達到本新型的功效。 惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不 能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利 範圍及新型說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本新型專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】

I • 圖1是一方塊流程圖，說明本新型之氧化吸收式脫氮 . 裝置的一較佳實施例；以及 圖2是一結構示意圖，說明該較佳實施例之一氧化吸 收器與一中和吸收器的構造。 12 M326854 【主要元件符號說明】 2 氧化吸收式脫氮裝置 21 氧化吸收器 211 本體 212 進氣口 213 出氣口 214 入液口 215 排液口 216 填料 22 氧化劑供應器 23 吸收劑供應器 24 氧化還原電位檢測器 25 中和吸收器 251 進氣口 252 出氣口 253 入液口 254 排液口 26 鹼液供應器 27 酸鹼值偵測器 13

Claims (1)

1. M326854 ^ 九、申請專利範圍： ^ 1 · 一種氧化吸收式脫氮裝置，是用以去除一氣流中的氮氧 化物，並包含： 一氧化吸收器，具有一用以供該氣流注入其内部的 ^ 進氣口、一用以使該氣流自其内部排出的出氣口、一入 - 液口，以及一排液口； 一氧化劑供應器，能提供二氧化氯分子，以使該氣 流中的氮氧化物進行氧化； > 一吸收劑供應器，能提供一依序經由該入液口與該 排液口以進出該氧化吸收器内部的吸收液，該吸收液會 與該氧化吸收器中之氣流接觸，並溶解、吸收其中之氧 化後氮氧化物；以及 一氧化還原電位檢測器，是用以控制該氧化劑供應 器與該吸收劑供應器的供給量。 2·依據申請專利範圍第1項所述之氧化吸收式脫氮裝置， 更包含一中和吸收器、一能提供一中和鹼液的鹼液供應 益，以及一用以控制該鹼液供應器之供給量的酸鹼值偵 測器，該中和吸收器具有一

   一入液口，以 及一排液口， 及一排液口，該中和給饬铱/亡古μ ,_、、. 液口與排液口

   中和、吸收其中的酸份。 依據申請專利範圍第1或2 項所述之氧化吸收式脫氮裝 14 M326854 置，其中，該π及收液是碳酸納。 4·依據申明專利範圍第3項所述之氧化吸收式脫氮裝置， 其中，該中和鹼液是氫氧化鈉。 5·依據申請專利範圍第4項所述之氧化吸收式脫氮裝置， 其中’該氧化吸收器具有一本體，以及多數堆疊填置於 該本體中部内的填料，該進氣口是位於該本體底部周側 ’該出氣口是位於該本體頂部，該入液口是位在該本體 頂部周側’該排液口是位在該本體底部周側，該氣流是 由下往上地流經該本體内部，該吸收液由上往下地喷灑 入該本體内部中。 15