CN206334520U - 用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置，其包括有从锅炉导出烟气的烟气导出装置、用于对锅炉烟气进行脱硝处理的吸收塔，吸收塔同时连接有吸收液供应装置和吸收液回收再利用装置，吸收塔同时设置有烟气输入口和烟气输出口，在烟气导出装置与所述吸收塔的烟气输入口之间依次设置有水膜除尘器和管道混合器，在水膜除尘器与管道混合器之间的连接管道中连接臭氧发生器的臭氧输出管道。利用将烟气中不溶于水的NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物。再经吸收塔作碱法吸收，将烟气中的SO₂和被氧化的NOx同时吸收，确保烟气中NO_X排放浓度≤200mg/Nm³，而吸收液最后可以一起富集、浓缩、除水干燥后再利用。

Description

用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及一种脱硝装置，具体地说，涉及一种用于对热水锅炉产生的烟气在低温状态下进行脱硝处理的装置。

背景技术

目前烟气的脱硝技术可分为干法和湿法两大类，最常用的干法脱硝中又以选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术应用最广(约占烟气脱硝市场的60％)，属于技术最成熟的脱硝技术，其原理是向烟气中喷氨或尿素等含有自由基的还原剂，在高温下直接(或催化剂的协同下)与烟气中的NOx发生氧化还原反应，把NOx还原成氮气和水。但该技术也有其巨大的局限性，由于化学反应需要在高温下进行，而对于中小型锅炉以及工业锅炉来说，排烟温度远不能达到化学反应所需要的高温，烟气的脱硝处理达不到排放的标准。因此低温臭氧脱硝技术就拥有广大市场。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置，可以低温状态下进行脱硝处理，以达到排放标准。

本实用新型中用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置包括有从锅炉导出烟气的烟气导出装置、用于对锅炉烟气进行脱硝处理的吸收塔，所述吸收塔同时连接有吸收液供应装置和吸收液回收再利用装置，所述吸收塔同时设置有烟气输入口和烟气输出口，在所述烟气导出装置与所述吸收塔的烟气输入口之间依次设置有水膜除尘器和管道混合器，在水膜除尘器与管道混合器之间的连接管道中连接臭氧发生器的臭氧输出管道。

所述臭氧输出管道经布气装置与所述水膜除尘器与管道混合器之间的连接管道连接。

所述臭氧发生器包括有呈平行放置的臭氧发生器罐体和控制柜，所述臭氧发生器罐体为一密闭的椭圆形罐体，在罐体的顶部设置有进原料气口和冷却水进口，在所述罐体的底部设置有臭氧出口和冷却水出口，在与所述进原料气口连接的进气管道中安装有前过滤器和干燥器，在与所述臭氧出口连接的输出管道上连接有后过滤器和精过滤器。

与所述进原料气口连接的进气管和与所述臭氧出口连接的输出管道均延伸到所述控制柜的侧边。

所述臭氧发生器罐体和控制柜均安装在作为接地用的工字形钢架上。

本实用新型中的低温臭氧脱硝装置利用臭氧发生器制备的臭氧，通过布气装置把臭氧气体均布到烟气管道截面，与经水膜除尘器除尘后的锅炉烟气同时进入管道混合器中，使臭氧与烟气充分混合并发生氧化反应，将烟气中不溶于水的NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物。然后烟气进入吸收塔作碱法吸收，碱性溶液将烟气中的SO₂和被氧化的NOx同时吸收，确保烟气中NO_X排放浓度≤200mg/Nm³，然后进入烟囱进行达标排放。而吸收液最后可以一起富集、浓缩、除水干燥后再利用。

附图说明

图1是本实用新型中低温臭氧脱硝装置的流程框图。

图2是本实用新型中臭气发生器的主视示意图。

图3是本实用新型中臭气发生器的侧视示意图。

图4是本实用新型中臭气发生器的俯视示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型中的具体实施例作详细说明。

本实用新型中用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置是改变原有对烟气进行脱硝处理时直接在烟气中喷入氨或尿素的方式，而是将烟气导出，不再利用烟气本身所具备的温度，实现在低温状态下对烟气进行处理。

如图1所示，本实用新型中的低温臭氧脱硝装置包括有从锅炉导出烟气的烟气导出装置、用于对锅炉烟气进行脱硝处理的吸收塔1，在吸收塔1的顶部连接吸收液供应装置2、底部连接吸收液回收再利用装置3，吸收塔1同时设置有烟气输入口和烟气输出口，当烟气从烟气输入口进入到吸收塔1内部后，从吸收液供应装置2中进入吸收塔1内部的吸收液以喷淋的方式与烟气接触，即利用Ca(OH)₂、NaOH等碱液吸收液，将烟气中的SO₂和NOx同时吸收，实现脱硝处理。脱硝处理后烟气直接从烟气输出口作排放处理。由于吸收塔1为脱硝产业的成熟设备，对其具体结构不再详细描述。

在烟气导出装置和吸收塔1的烟气输入口之间设置依次设置有水膜除尘器(图中未示出)和管道混合器4，烟气导出装置中导出的烟气经水膜除尘器除尘后进入到管道混合器4。在水膜除尘器与管道混合器4之间的连接管道中间连接有臭氧发生器5的臭氧输出管道，臭氧输出管道的一端连接臭氧发生器5，另一端通过布气装置连接水膜除尘器与管道混合器4之间的管道，把臭氧发生器5中产生的臭氧气体均布到烟气管道截面，与烟气一起进入到管道混合器4，锅炉烟气同时进入到所述臭氧混合反应装置中。

如图2、图3和图4所示，为了配合本实用新型中的低温臭氧脱硝装置，本实用新型中提供一种具有空间合理、结构简单的臭氧发生器5，该臭氧发生器5包括有呈平行放置的臭氧发生器罐体6和控制柜7，臭氧发生器罐体6和控制柜7均固定安装在作为接地用的工字形钢架16上。臭氧发生器罐体6为一密闭的椭圆形罐体，在罐体的顶部设置有进原料气口8和冷却水出口9，在罐体的底部设置有臭氧出口10和冷却水进口11，在与进原料气口8连接的进气管道中安装有前过滤器12和干燥器13，在臭氧出口10的输出管道上连接有后过滤器14和精过滤器15。为了合理分布及实用新型有限空间，与臭氧发生器5进原料气口8连管道和与臭氧出口10连接的管道均延伸到控制柜7的侧边。

本实用新型中的臭氧发生器5利用高压放电原理，即将高压交流电加在中间隔有绝缘体并有一定间隙的高压电极上，让经过的干燥净化空气或氧气通过。当高压交流电达到10-15KV时，产生蓝色辉光放电[电晕]，电晕中的自由高能离子离解O₂分子，经碰撞聚合为O₃分子，将氧气转化为臭氧。

本实用新型中用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置的工作原理是低温氧化技术(LoTOx)最为简单有效，由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO(占95％)，NO难溶于水，而高价态的NO₂、N₂O₅等可溶于水生成HNO₂和HNO₃，溶解能力大大提高，很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。将烟气中的NO转化为高价态，需引入较强的氧化剂，在众多氧化剂中，臭氧是最环保清洁的强氧化剂，在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物，另外O₃的生存周期相对较长，将少量氧气或空气电离后产生O₃，然后送入烟气中，可显著降低能耗。更具体的原理如下：

本实用新型利用臭氧具有仅次于氟的强氧化性，完全有能力将烟气在恶劣环境中的NO氧化成高价态，提高烟气中氮氧化物的水溶性，从而通过吸收塔1中喷淋的湿法洗脱。其中主要包括以下反应：

NO+O₃→NO₂+O₂

NO₂+O₃→NO₃+O₂

NO₂+NO₂→N₂O₄

N₂O₄+O₃→N₂O₅

NO₃+NO₂→N₂O₅

3NO₂+H₂O→2HNO₃+NO

N₂O₅+H₂O→2HNO₃

即利用臭氧将NO氧化为高价态的氮氧化物后，需要进一步地吸收生成盐类，最后通过洗涤清理排出***外。本实用新型吸收液供应装置2中使用的吸收液为Ca(OH)₂、NaOH等碱液，通过喷淋方式进入到吸收塔1内后具体反应式如下：

2HNO₃+Ca(OH)₂→Ca(NO₃)₂+2H₂O

HNO₃+NaOH→NaNO₃+H₂O

完成脱硝。

综上所述，采用本实用新型中的用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置后具有以下优点：

1、可得到较高的NO_X脱除率，典型的脱除范围为70％～90％，甚至可达到95％，并且可在不同的NO_X浓度和NO、NO₂的比例下保持高效率。

2、因为未与NO_X反应的O₃会在吸收塔的洗涤器内被除去，所以不存在O₃泄漏的问题。

3、烟气中含有SO₂和CO的存在，不影响NO_X的去除，而臭氧脱硝也不影响其他污染物控制技术。

4、比传统烟气脱硫脱硝工艺更适应环保日益严格的要求，而且设备投资低、占地面积小、***简单等优点。

5、以臭氧替代其它氧化试剂，通过特殊工艺控制脱硝反应过程，使碱液吸收反应的产物以固体形式存在，实现了气态污染物(氮氧化物)的固化处理，不产生二次污染。

6、采用臭氧的高级氧化技术不仅对NO_X具有良好的脱除效果，而且对烟气中的其他有害污染物，比如重金属汞也有一定的去除能力。

7、在低温下进行氧化吸收等脱硝过程，有利于锅炉的能源回收利用，降低工程施工难度。利用国内现有较为成熟的湿法脱硫工艺并加以改进，使脱硫脱硝同时进行。

8、将本实用新型中的装置用于石油精炼厂中加热器、锅炉等的废气治理后，可使NOx排放减少到10μg/g以下，满足最严格的减排要求。并且不会使SO₂转化为SO₃，此外，烟气中的颗粒物和硫化物对臭氧消耗或NO_X脱除效率的影响并不明显，该***不仅可以高效去除氮氧化物，而且对二氧化硫和粉尘等颗粒物也有明显的去除效果。同时它不存在堵塞、氨泄漏等问题。

Claims (5)

1.一种用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置，包括有从锅炉导出烟气的烟气导出装置、用于对锅炉烟气进行脱硝处理的吸收塔，所述吸收塔同时连接有吸收液供应装置和吸收液回收再利用装置，所述吸收塔同时设置有烟气输入口和烟气输出口，其特征在于，在所述烟气导出装置与所述吸收塔的烟气输入口之间依次设置有水膜除尘器和管道混合器，在水膜除尘器与管道混合器之间的连接管道中连接臭氧发生器的臭氧输出管道。

2.根据权利要求1所述的用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置，其特征在于，所述臭氧输出管道经布气装置与所述水膜除尘器与管道混合器之间的连接管道连接。

3.根据权利要求1所述的用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置，其特征在于，所述臭氧发生器包括有呈平行放置的臭氧发生器罐体和控制柜，所述臭氧发生器罐体为一密闭的椭圆形罐体，在罐体的顶部设置有进原料气口和冷却水进口，在所述罐体的底部设置有臭氧出口和冷却水出口，在与所述进原料气口连接的进气管道中安装有前过滤器和干燥器，在与所述臭氧出口连接的输出管道上连接有后过滤器和精过滤器。

4.根据权利要求3所述的用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置，其特征在于，与所述进原料气口连接的进气管和与所述臭氧出口连接的输出管道均延伸到所述控制柜的侧边。

5.根据权利要求3所述的用于热水锅炉的低温臭氧脱硝装置，其特征在于，所述臭氧发生器罐体和控制柜均安装在作为接地用的工字形钢架上。