CN203764106U - 一种sncr-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，包括依次连接的炉膛、旋风分离器、除尘器、脱硫塔和烟囱，所述炉膛连接喷氨模块，所述除尘器通过氧化烟道连接脱硫塔，所述氧化烟道内设置臭氧喷射装置，所述臭氧喷射装置连接臭氧发生器。本实用新型将SNCR与气相氧化及湿法吸收相结合，先采用SNCR对烟气进行初步脱硝，再气相氧化成高价态氮氧化物，最终进行湿法吸收。在提高烟气脱硝效率的同时，又兼具空间占用面积小、便于在原有***上进行改造且改造费用较低、降低臭氧能耗、节省资源、降低成本、减少臭氧逃逸等优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及大气污染技术控制领域，具体涉及一种易集成、高效率、低能耗的SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置。
背景技术
煤燃烧产生的烟气中含有大量的氮氧化物（NOx），包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5，氮氧化物危害性极大，是造成温室效应、酸雨和臭氧层破坏的主要污染物之一。据统计我国大气NOx排放中的67%来自燃煤，因此对电厂燃煤锅炉进行NOx控制处理非常重要。近年来，我国环保法规对氮氧化物排放标准进行了更严格的限制和规定。
例如，申请号为201220630798.4的中国实用新型专利文献公开了一种SNCR烟气脱硝***，其包括氨水储罐、去离子水储罐、压缩空气储罐、分配控制***、雾化喷雾***以及NOx在线监测***；其中，所述氨水储罐连接至分配控制***，其带有搅拌电机；所述去离子水储罐通过一去离子水加压控制***连接至分配控制***；所述分配控制***和雾化喷雾***依次连接；所述压缩空气储罐通过一压缩空气控制***连接至雾化喷雾***；所述NOx在线监测***和分配控制***连接。
目前较为成熟的脱硝方法有：烟气脱硝选择性催化还原法（以下简称SCR）、选择性非催化还原法（以下简称SNCR）或SNCR-SCR联合脱硝法。对于原有的大型燃煤电站燃煤锅炉，因受炉膛几何尺寸、温度窗口等综合因素的限制，采用单一的SNCR工艺，脱硝效率不高；采用单一的SCR工艺，则需要催化剂的用量和反应器尺寸较大，还需增加还原剂氨气制备和喷射***等设备，投资和运行费用较高；而采用SNCR-SCR混合烟气脱硝法亦存在空间占用大、改造费用高等问题，不适用于普通中小型火电厂。
气相氧化结合湿法吸收烟气脱硝作为一种新型的脱硝技术，利用臭氧等气相氧化剂将烟气中溶解度较小的NO氧化成NO2、N2O5等，然后再以碱性吸收液进行脱除。但实际工程中将烟气中NO氧化成高价态氮氧化物所需的氧氮比较高，即产生臭氧的能耗较高。
实用新型内容
本实用新型提供了一种SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，可解决现有脱硝***脱除效率低、结构复杂、生产成本高、空间占用大等技术问题，简化了脱硝工艺，降低了投资成本。
一种SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，包括依次连接的炉膛、旋风分离器、除尘器、脱硫塔和烟囱，所述炉膛连接喷氨模块，所述除尘器通过氧化烟道连接脱硫塔，所述氧化烟道内设置臭氧喷射装置，所述臭氧喷射装置连接臭氧发生器。
锅炉炉膛内燃烧的烟气先在炉膛内进行SNCR脱硝，SNCR脱硝后的烟气经除尘后进行臭氧氧化，将烟气中溶解度较小的NO氧化成NO2、N2O5等，然后再以碱性吸收液进行脱除，最后净化后的烟气由烟囱排出。
所述脱硫塔为湿法喷淋吸收塔，塔内自下而上依次为塔釜、喷淋层和除雾层，烟气出口位于吸收塔的顶部，烟气入口位于塔釜与喷淋层之间，喷淋层的数量设置2～5层，除雾层的数量设置为1～3层。吸收剂采用钙基、镁法及氨法等。
作为优选，所述臭氧喷射装置为喷射格栅。
进一步优选，所述喷射格栅的格栅平面垂直于烟道壁布置。
喷射格栅的主要作用是将臭氧均匀地喷入烟气中，臭氧喷射的均匀性对气相氧化结合湿法吸收***具有重要作用，不仅可以使得气相混合均匀，避免局部地区由于氧氮比不足而造成的脱硝效率下降，提高脱硝效率。同时还可以提高臭氧的利用率，降低排烟尾气中的臭氧逃逸率，减少对后续设备的腐蚀。
作为优选，所述喷射格栅包括：
支撑框；
安装于支撑框内若干的喷臭氧支管；
开设在喷臭氧支管上的若干臭氧喷口。
进一步优选，各喷臭氧支管上均设有流量调节阀。各喷臭氧支管可以独立控制。
进一步优选，还设有连接臭氧发生器的喷臭氧总管，所有喷臭氧支管均与该喷臭氧总管连通，喷臭氧总管上设有总流量调节阀。
进一步优选，所有喷臭氧支管之间相互平行，且在支撑框内均匀设置。
作为优选，还设有一与臭氧发生器连接的气源平台，臭氧氧化***采用干燥压缩气源，包括空气源与氧气源两种，产生臭氧与氮氧化物浓度比范围为0.5-1.5。
进一步优选，所述臭氧喷口位于喷臭氧支管背离烟气来流的一侧，喷臭氧支管面向烟气来流的一侧设有加强挡板。即臭氧的喷射方向与烟气气流方向一致，加强挡板可以增强喷臭氧支管的强度，减少烟气气流中颗粒物质对喷臭氧支管的磨损。
进一步优选，所述喷射格栅内臭氧喷口的设置密度为20-40个/m2，臭氧喷口内径为5-15mm。控制喷口流速为15-35m/s。
作为优选，所述喷氨模块包括依次连接的计量模块、混合模块和氨喷射模块，所述氨喷射模块设置在所述炉膛的烟气出口处。炉膛出口处烟气温度为800-1200℃。
本实用新型将SNCR与气相氧化及湿法吸收相结合，先采用SNCR对烟气进行初步脱硝，再用臭氧将烟气中未完全脱除的NO氧化成高价态氮氧化物，最终进入吸收塔进行湿法吸收。在提高烟气脱硝效率的同时，又兼具空间占用面积小、便于在原有***上进行改造且改造费用较低、降低臭氧能耗、节省资源、降低成本等优势。
同时在臭氧喷入口处设置了臭氧喷射格栅，使得臭氧均匀地喷入烟气中，臭氧喷射的均匀性对气相氧化结合湿法吸收***具有重要作用，不仅可以使得气相混合均匀，避免局部地区由于氧氮比不足而造成的脱硝效率下降，提高脱硝效率。同时还可以提高臭氧的利用率，降低排烟尾气中的臭氧逃逸率，减少对后续设备的腐蚀。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
（1）空间占用面积较小，便于在原有脱硝***基础上进行改造且改造费用较低；
（2）降低气相氧化***臭氧的能耗，节省资源，降低成本的同时，保证较高的脱硝效率。
（3）降低排烟尾气中的臭氧逃逸率，减少对后续设备的腐蚀。
附图说明
图1是本实用新型装置的结构示意图。
图2是本实用新型喷射格栅与氧化烟道的剖视图。
图3是本实用新型喷射格栅的结构示意图。
图4是臭氧喷口的剖视图。
图中所示附图标记如下：
1-计量模块 2-混合模块 3-氨喷射模块
4-氨喷入口 5-炉膛 6-旋风分离器
7-除尘器 8-气源平台 9-臭氧发生器
10-臭氧喷入口 11-臭氧喷射装置 12-烟气入口
13-脱硫塔 14-塔釜 15-喷淋层
16-除雾层 17-烟气出口 18-烟囱
19-氧化烟道 20-烟道壁 1101-喷臭氧支管
1102-臭氧喷口 1103-流量调节阀 1104-加强挡板。
具体实施方式
如图1～4所示，一种SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，包括依次连接的炉膛5、旋风分离器6、除尘器7、脱硫塔13和烟囱18，炉膛5的炉膛出口处连接还原剂喷射模块，连接除尘器7与脱硫塔13的烟道为氧化烟道19，氧化烟道19上设有臭氧喷入口10，臭氧喷入口10连接臭氧发生器9，于氧化烟道19内且位于臭氧喷入口处设置臭氧喷射装置11。
还原剂喷射模块包括依次连接的计量模块1、混合模块2和氨喷射模块3，炉膛的顶部烟气出口处设置氨喷入口4，氨喷射模块3设置在该氨喷入口4处。
脱硫塔13采用常规的多层喷淋吸收塔，塔内由下至上依次为塔釜14，喷淋层15和除雾层16，塔顶设置烟气出口17，烟气出口17连接出口烟道，出口烟道连接烟囱18，烟气入口12位于塔釜与喷淋层之间的塔壁上，烟气入口12与氧化烟道19相连，本实施方式中，喷淋层的层数设置为3层，除雾层的层数设置为2层。
除雾层由一系列厚度在0.5厘米左右的塑料板组成，每个塑料板成折叠状，除雾层设有折叠烟道；每层喷淋层都由若干个喷嘴组成。
本实施方式中，臭氧喷射装置11采用喷射格栅，喷射格栅的结构示意图如图2～图4所示，喷射格栅包括支撑框（图中未示出）和若干根臭氧喷射支管1101，臭氧喷射支管1101上开设臭氧喷口1102。
所有的臭氧喷射支管1101相互平行且间隔均匀地安装在支撑框内，各喷臭氧支管上均独立设置流量调节阀1103，在氧化烟道19外还设置一根喷臭氧总管（图中未示出），用于连接臭氧发生器9，所有的臭氧喷射支管1101均连通在该喷臭氧总管上，喷臭氧总管上设置总流量调节阀。
喷射格栅的臭氧喷口的设置密度为20-40个/m2，喷口内径5-15mm；臭氧喷口位于臭氧喷射支管的背离烟气来流的一侧，臭氧的喷射方向与烟气流向一致，喷臭氧支管上面向烟气来流的一侧设有加强挡板1104（如图4所示），用于减小烟气中隔离物质对臭氧喷射支管的磨损，延长使用寿命。
喷射格栅在氧化烟道内的设置位置和设置方式如图1和图3所示，喷射格栅的平面垂直于氧化烟道19的烟道壁20设置。
臭氧发生器9还连接一个气源平台8，气源平台可使用空气源和氧气源两种，负责提供洁净干燥的气源。臭氧发生器通过高频放电利用合适气源产生高浓度臭氧。
本实用新型的工艺流程如下：
采用如图所示的工艺装置，炉膛燃烧产生烟气。SNCR还原剂通过计量模块计量后进入混合模块，与稀释水进行充分混合。再经过喷射模块由喷射口进入炉膛，进行烟气的初步脱硝。可将烟气中NO降低至150ppm左右。初步脱硝后的烟气经过除尘装置除尘后进入烟道。
臭氧氧化***由气源平台提供洁净干燥的气源，气源经过臭氧发生器产生高浓度臭氧气体，经由臭氧入口进入烟道，并通过喷射格栅喷入烟道，使得臭氧与氮氧化物进行充分均匀的混合，将初步脱硝后的烟气中的残余NO氧化成NO2、N2O5等高价态氮氧化物。
经过臭氧氧化后的烟气进入喷淋塔，经过多层喷淋进行吸收脱除，再经过除雾层，得到符合排放标准的烟气，最终进入烟囱排放至空气中。
Claims (10)
1.一种SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，包括依次连接的炉膛、旋风分离器、除尘器、脱硫塔和烟囱，所述炉膛连接喷氨模块，其特征在于，所述除尘器通过氧化烟道连接脱硫塔，所述氧化烟道内设置臭氧喷射装置，所述臭氧喷射装置连接臭氧发生器。
2.根据权利要求1所述SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，其特征在于，所述臭氧喷射装置为喷射格栅。
3.根据权利要求2所述SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，其特征在于，所述喷射格栅的格栅平面垂直于烟道壁布置。
4.根据权利要求3所述SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，其特征在于，所述喷射格栅包括：
支撑框；
安装于支撑框内若干的喷臭氧支管；
开设在喷臭氧支管上的若干臭氧喷口。
5.根据权利要求4所述SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，其特征在于，各喷臭氧支管上均设有流量调节阀。
6.根据权利要求4所述SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，其特征在于，还设有连接臭氧发生器的喷臭氧总管，所有喷臭氧支管均与该喷臭氧总管连通，喷臭氧总管上设有总流量调节阀。
7.根据权利要求4所述SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，其特征在于，所有喷臭氧支管之间相互平行，且在支撑框内均匀设置。
8.根据权利要求4所述SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，其特征在于，所述臭氧喷口位于喷臭氧支管背离烟气来流的一侧，喷臭氧支管面向烟气来流的一侧设有加强挡板。
9.根据权利要求4所述SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，其特征在于，所述喷射格栅内臭氧喷口的设置密度为20-40个/m2，臭氧喷口内径为5-15mm。
10.根据权利要求1～9任一权利要求所述SNCR-臭氧氧化结合湿法吸收的烟气脱硝装置，其特征在于，所述喷氨模块包括依次连接的计量模块、混合模块和氨喷射模块，所述氨喷射模块设置在所述炉膛的烟气出口处。
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