臭氧低溫氧化脫硝工藝及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種臭氧低溫氧化脫硝系統(tǒng)，包括煙道、臭氧發(fā)生器、洗滌塔，其特征在于，所述煙道中安裝有臭氧分布器，所述臭氧發(fā)生器的出口通過管路將臭氧供送至臭氧分布器的臭氧通道中，通過臭氧分布器將臭氧噴射進(jìn)煙道中，所述煙道的出口與所述洗滌塔連接，使煙道中的臭氧和煙氣混合氣體進(jìn)入所述洗滌塔中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：比SCR工藝的投資和運(yùn)行成本低；NOx去除率高，可達(dá)95％以上；工藝簡單，可擴(kuò)展性好，工藝操作簡單、穩(wěn)定、可靠；工藝條件的適應(yīng)性寬；低溫運(yùn)行，不需要高溫溫度窗口；無氨逃逸二次污染、無硫酸銨腐蝕。本發(fā)明同時(shí)還公開一種臭氧低溫氧化脫銷工藝。
【專利說明】
臭氧低溫氧化脫硝工藝及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種臭氧低溫氧化脫硝工藝及系統(tǒng)，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]大氣污染中的氮氧化物氣體是主要污染成分之一，而鍋爐煙氣是氮氧化物排放的主要污染源。所以針對氮氧化物氣體污染的治理，需要從鍋爐煙氣排放的過程出發(fā)。
[0003]CN100354022C公開了一種鍋爐煙氣臭氧氧化脫銷方法，其技術(shù)方案中，在溫度范圍為100-150°C的鍋爐煙道低溫段噴入臭氧，將鍋爐煙氣中一氧化氮氧化成為易溶于水的高價(jià)態(tài)氮氧化物，并使用堿液水洗經(jīng)過處理的鍋爐煙氣，脫除煙氣中的氮氧化物。
[0004]上述技術(shù)方案實(shí)施過程中存在的問題是，由于鍋爐煙氣的溫度較高，一般在200°C以上，這就導(dǎo)致了臭氧傳輸過程中的溫度很難實(shí)現(xiàn)低溫控制，但是高溫的環(huán)境中，臭氧的半衰期將隨溫度的升高二縮短，這就使臭氧在進(jìn)行脫銷之前就已經(jīng)有了相當(dāng)程度的衰減，導(dǎo)致脫銷工藝過程的效率低下，脫銷不完全。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]基于上述問題，本發(fā)明提供一種臭氧低溫氧化脫硝工藝及系統(tǒng)，解決射流流體在低溫、真空環(huán)境中傳輸?shù)膯栴}，進(jìn)而突破本領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，提高臭氧的脫銷效率。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]臭氧低溫氧化脫硝系統(tǒng)，包括煙道、臭氧發(fā)生器、洗滌塔，所述煙道中安裝有臭氧分布器，所述臭氧發(fā)生器的出口通過管路將臭氧供送至臭氧分布器的臭氧通道中，通過臭氧分布器將臭氧噴射進(jìn)煙道中，所述煙道的出口與所述洗滌塔連接，使煙道中的臭氧和煙氣混合氣體進(jìn)入所述洗滌塔中。
[0008]所述洗滌塔的上部通過管路與栗送裝置連接，所述栗送裝置將堿液或水栗送至所述洗滌塔中。所述堿液或水栗送至所述洗滌塔的上部，所述煙道與所述洗滌塔的下部連通，使煙氣在洗滌塔中自下向上運(yùn)動(dòng)，而堿液或水自上向下噴淋，使煙氣與堿液或水的接觸面積增大。
[0009]在所述煙道內(nèi)還設(shè)有氮氧化物傳感器，所述氮氧化物傳感器與控制裝置連接，并將感應(yīng)信號發(fā)送給控制裝置，所述控制裝置與所述臭氧發(fā)生器之間通過導(dǎo)線連接，使所述控制裝置可以根據(jù)檢測到的氮氧化物含量，發(fā)送控制信號給所述臭氧發(fā)生器。
[0010]進(jìn)一步的，所述臭氧發(fā)生器與氧氣源連接，通過氧氣源對所述臭氧發(fā)生器提供氧
Ho
[0011 ]在所述臭氧發(fā)生器與所述臭氧分布器之間的管路上安裝有氣栗，通過氣栗對臭氧的壓力進(jìn)行提升，達(dá)到所述臭氧分布器的噴射要求。而氣栗同時(shí)起到單向閥門的作用，可以維持臭氧輸送壓力。
[0012]所述臭氧分布器還包括真空通道，所述臭氧通道置于所述真空通道內(nèi)部，并且在所述臭氧通道上設(shè)有若干個(gè)噴射結(jié)構(gòu)，所述噴射結(jié)構(gòu)穿過所述真空通道，使噴射結(jié)構(gòu)可以將臭氧通道中的臭氧噴射出。
[0013]更進(jìn)一步的，所述臭氧分布器還包括冷媒通道，所述冷媒通道置于所述真空通道內(nèi)部，并且所述冷媒通道套接在所述臭氧通道的外部。
[0014]所述臭氧分布器的噴射結(jié)構(gòu)均勻分布在煙道的截面上，以使噴射結(jié)構(gòu)噴射出來的臭氧與煙道中的煙氣充分混合。
[0015]所述臭氧分布器，由若干個(gè)臭氧噴射單元組成，每個(gè)所述臭氧噴射單元包括真空管、冷媒管、臭氧管和噴射結(jié)構(gòu)，所述臭氧管置于所述冷媒管內(nèi)部，所述冷媒管置于所述真空管內(nèi)部，所述噴射結(jié)構(gòu)與所述臭氧管連通，并且所述噴射結(jié)構(gòu)貫穿所述冷媒管和所述真空管的同時(shí)，分別與所述冷媒管和所述真空管密封連接;若干個(gè)所述臭氧噴射單元對接，使其真空管對接后形成真空通道，使其冷媒管對接后形成冷媒通道，使其臭氧管對接后形成臭氧通道；
[0016]或者，每個(gè)所述臭氧噴射單元包括真空管、臭氧管和噴射結(jié)構(gòu)，所述臭氧管置于所述真空管內(nèi)部，所述噴射結(jié)構(gòu)與所述臭氧管連通，并且所述噴射結(jié)構(gòu)貫穿所述真空管的同時(shí)，與所述真空管密封連接;若干個(gè)所述臭氧噴射單元對接，使其真空管對接后形成真空通道，使其臭氧管對接后形成臭氧通道。
[0017]所述臭氧通道內(nèi)部通入臭氧氣體。所述臭氧通道設(shè)有臭氧入口，用以與所述臭氧發(fā)生器連接。
[0018]所述冷媒通道中通入冷媒介質(zhì)，優(yōu)選的冷媒介質(zhì)采用R415A、R415B、R418A、R425A等綠色環(huán)保制冷劑，所述冷媒通道設(shè)有冷媒入口和冷媒出口，冷媒入口用以引導(dǎo)冷媒進(jìn)入，冷媒出口用以引導(dǎo)冷媒流出。
[0019]進(jìn)一步的，相鄰兩個(gè)所述臭氧噴射單元對接后采用焊接的方式進(jìn)行密封連接。
[0020]更進(jìn)一步的，所述臭氧通道內(nèi)部的臭氧流向與所述冷媒通道中的冷媒流向相反。
[0021]所述真空通道為封閉結(jié)構(gòu)，并且所述真空通道與抽真空裝置連接，所述抽真空裝置優(yōu)選為真空栗；
[0022]所述臭氧分布器的臭氧噴射單元對接后形成柵格狀結(jié)構(gòu)。
[0023]所述臭氧分布器優(yōu)選為圓形或方形的柵格狀。
[0024]所述真空管和/或冷媒管和/或臭氧管采用圓管、橢圓形管、方管、五邊形管、六邊形管或其他多邊形管或異型管。
[0025]所述真空管、冷媒管、臭氧管的最優(yōu)選擇為圓管結(jié)構(gòu)，可以保證其具有各向相同的抗壓能力，并且圓管結(jié)構(gòu)在進(jìn)行焊接、對接的時(shí)候也更易于實(shí)現(xiàn)。
[0026]更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述冷媒管與所述臭氧管同軸安裝，使冷媒管內(nèi)部的冷媒可以對所述臭氧管進(jìn)行均勻降溫。
[0027]更進(jìn)一步的，所述真空管與所述冷媒管同軸安裝，以最大限度的保證冷媒管處于真空條件下，使其與真空管外部環(huán)境進(jìn)行熱傳遞的可能性最低。
[0028]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述真空管、冷媒管、臭氧管的寬度相等，以使兩個(gè)臭氧噴射單元之間可以對接。
[0029]實(shí)施的過程中所述真空管、冷媒管、臭氧管的寬度也可不等，例如其采用等角度布置，即具有相同的圓心角。
[0030]更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述真空管、冷媒管、臭氧管的兩端分別設(shè)有對接結(jié)構(gòu)，以便于兩個(gè)臭氧噴射單元之間進(jìn)行對接，所述對接結(jié)構(gòu)可以為對接平面、臺階面、錐面中的任意一種。
[0031]所述噴射結(jié)構(gòu)采用陶瓷管。
[0032]進(jìn)一步的，所述噴射結(jié)構(gòu)的頭部具有若干個(gè)均勻分布的噴孔，更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述噴孔呈內(nèi)錐形結(jié)構(gòu)。
[0033]臭氧低溫氧化脫硝工藝，包括步驟:
[0034]步驟一、將含氮氧化物的高溫?zé)煔饨禍刂?10_150°C之間；
[0035]步驟二、將煙氣通過所述臭氧分布器送入煙道中，并對所述煙道充入低溫臭氧，使含氮氧化物與臭氧發(fā)生氧化反應(yīng)；
[0036]步驟三、將經(jīng)過臭氧氧化的煙氣送入洗滌塔中。
[0037]步驟三中，所述洗滌塔中由上到下噴淋堿液或水，使氧化后的氮氧化物溶解到堿液或水中。
[0038]步驟二中，通過對煙道中的氮氧化物的含量進(jìn)行檢測，將檢測信號發(fā)送給控制裝置，控制裝置根據(jù)檢測信號的大小控制臭氧的供給量以及臭氧的壓力。
[0039]所述煙道與所述洗滌塔的下部連通，使煙氣在洗滌塔中自下向上運(yùn)動(dòng)，而洗滌塔中的堿液或水自上向下噴淋，使煙氣與堿液或水的接觸面積增大。
[0040]步驟二中，所述低溫臭氧與煙氣的流向相反的方向噴射；
[0041 ]進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟二中，所述低溫臭氧通過臭氧分布器噴射進(jìn)入煙道中，并且所述臭氧分布器采用柵格狀結(jié)構(gòu)橫向安裝在煙道中。
[0042]更進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟二中，所述臭氧分布器內(nèi)部設(shè)有臭氧通道和冷媒通道，所述臭氧通道和所述冷媒通道置于真空通道中；臭氧分布器具有若干個(gè)均勻分布的噴射結(jié)構(gòu)，所述噴射結(jié)構(gòu)穿過所述真空通道的側(cè)壁將臭氧噴入煙道之中；
[0043]或者，步驟二中，所述臭氧分布器內(nèi)部設(shè)有臭氧通道，所述臭氧通道置于真空通道中；臭氧分布器具有若干個(gè)均勻分布的噴射結(jié)構(gòu)，所述噴射結(jié)構(gòu)穿過所述真空通道的側(cè)壁將臭氧噴入煙道之中。
[0044]更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述臭氧通道中的臭氧流向與所述冷媒通道中的冷媒流向相反。
[0045]所述臭氧通道中的臭氧壓力為0.1-0.3MPa。
[0046]利用臭氧的強(qiáng)氧化性和對NOx氧化反應(yīng)的高選擇性，既可以將NOx快速氧化成可溶性的N2O5，又可以避免CO、SO2等組分對臭氧的消耗。
[0047]在通過水洗/堿洗塔時(shí)，N2O5可與水快速反應(yīng)生成HNO3,并繼而和堿液發(fā)生中和反應(yīng)形成穩(wěn)定的溶解性硝酸鹽，實(shí)現(xiàn)對NOx的高效去除。對于有脫硫洗滌塔存在的系統(tǒng)，本脫硝系統(tǒng)可以直接利用其洗滌塔來實(shí)現(xiàn)對N2O5或HNO3的吸收。
[0048]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0049]比SCR工藝的投資和運(yùn)行成本低;NOx去除率高，可達(dá)95%以上；工藝簡單，可擴(kuò)展性好，工藝操作簡單、穩(wěn)定、可靠；工藝條件的適應(yīng)性寬(空間、含塵量、反應(yīng)溫度、含硫量……)；低溫運(yùn)行，不需要高溫溫度窗口 ；無氨逃逸二次污染、無硫酸銨腐蝕;顆粒物、SO2等對工藝無影響，并可通過洗滌塔進(jìn)一步降低上述污染物含量;燃料類型、爐型等對工藝無影響；可以同時(shí)處理汞和二噁英等污染;氧化段布置緊湊，占用煙道空間少；吸收段可與現(xiàn)有各種形式的濕式洗氣塔整合;在SNCR基礎(chǔ)上進(jìn)行改造時(shí)，可適當(dāng)降低原SNCR工藝的噴氨量;對于新建脫硝項(xiàng)目，可保證工藝一步到位(無需頻繁應(yīng)對環(huán)保提標(biāo)改造問題)；工藝核心裝備為全模塊化設(shè)計(jì)，易擴(kuò)展，操作空間靈活;從裝備到工藝，可完全實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0050]臭氧和各污染氣體的反應(yīng)副產(chǎn)物為無害的氧氣，未反應(yīng)的臭氧也可以在洗滌塔中清除，不造成二次污染。
[0051]水洗/堿洗工藝可以采用濕式、半干式洗滌塔或濕式靜電除塵器等，可以利用既有的洗滌塔(如脫硫工藝中的洗滌塔)，避免重復(fù)建設(shè)。
[0052]本發(fā)明可以作為獨(dú)立的處理系統(tǒng)單獨(dú)完成煙氣脫硝任務(wù)，也可以與其他NOx控制技術(shù)組合使用，如作為最末端的處理手段用在低氮燃燒器(LNB)和SNCR之后，以保證更低的NOx排放濃度。
[0053]本發(fā)明反應(yīng)溫度低，反應(yīng)速度快，同時(shí)對煙氣中其他成分不敏感，因此工藝布置靈活，受煙氣條件影響小，工藝簡單，便于操作。
[0054]本發(fā)明與臭氧發(fā)生器結(jié)合使用，其長期穩(wěn)定可靠的運(yùn)行以及比同類產(chǎn)品低得多的能耗指標(biāo)是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)的最根本保障。臭氧發(fā)生器的全模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)，可以根據(jù)處理負(fù)荷的變化和排放標(biāo)準(zhǔn)的提升進(jìn)行靈活組合和增減，可以最大限度節(jié)省建設(shè)投資和運(yùn)行成本。
【附圖說明】
[0055]下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0056]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述的流體噴射單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0057]圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述的臭氧分布器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中顯示流體噴射結(jié)構(gòu)為方形。
[0058]圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述的臭氧分布器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中顯示流體噴射結(jié)構(gòu)為圓形。
[0059]圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述的臭氧低溫氧化脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060]以下對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0061]如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的臭氧低溫氧化脫硝系統(tǒng)，包括煙道3、臭氧發(fā)生器
4、洗滌塔5，所述煙道3中安裝有臭氧分布器，所述臭氧發(fā)生器4的出口通過管路將臭氧供送至臭氧分布器2的臭氧通道中，通過臭氧分布器2將臭氧噴射進(jìn)煙道3中，所述煙道3的出口與所述洗滌塔5連接，使煙道3中的臭氧和煙氣混合氣體進(jìn)入所述洗滌塔5中。
[0062]所述洗滌塔5的上部通過管路與栗送裝置51連接，所述栗送裝置51將堿液或水栗送至所述洗滌塔5中。所述堿液或水栗送至所述洗滌塔的上部，所述煙道與所述洗滌塔的下部連通，使煙氣在洗滌塔中自下向上運(yùn)動(dòng)，而堿液或水自上向下噴淋，使煙氣與堿液或水的接觸面積增大。
[0063]在所述煙道3內(nèi)還設(shè)有氮氧化物傳感器31，所述氮氧化物傳感器31與控制裝置6連接，并將感應(yīng)信號發(fā)送給控制裝置6，所述控制裝置6與所述臭氧發(fā)生器4之間通過導(dǎo)線連接，使所述控制裝置6可以根據(jù)檢測到的氮氧化物含量，發(fā)送控制信號給所述臭氧發(fā)生器4。
[0064]進(jìn)一步的，所述臭氧發(fā)生器4與氧氣源8連接，通過氧氣源8對所述臭氧發(fā)生器4提供氧氣。優(yōu)選的，所述氧氣源為氧氣瓶或氧氣儲罐，通過管路將氧氣供送至所述臭氧發(fā)生器。
[0065]但實(shí)施的過程中，也可通過其他的方式獲得氧氣，例如采用氮?dú)夥肿雍Y結(jié)構(gòu)將空氣中的氮?dú)飧綦x開，進(jìn)而得到氧氣送入所述臭氧發(fā)生器。
[0066]在所述臭氧發(fā)生器4與所述臭氧分布器2之間的管路上安裝有氣栗41，通過氣栗41對臭氧的壓力進(jìn)行提升，達(dá)到所述臭氧分布器2的噴射要求。而氣栗41同時(shí)起到單向閥門的作用，可以維持臭氧輸送壓力。
[0067]所述臭氧分布器還包括真空通道，所述臭氧通道置于所述真空通道內(nèi)部，并且在所述臭氧通道上設(shè)有若干個(gè)噴射結(jié)構(gòu)，所述噴射結(jié)構(gòu)穿過所述真空通道，使噴射結(jié)構(gòu)可以將臭氧通道中的臭氧噴射出。
[0068]更進(jìn)一步的，所述臭氧分布器還包括冷媒通道，所述冷媒通道置于所述真空通道內(nèi)部，并且所述冷媒通道套接在所述臭氧通道的外部。
[0069]所述臭氧分布器的噴射結(jié)構(gòu)均勻分布在煙道的截面上，以使噴射結(jié)構(gòu)噴射出來的臭氧與煙道中的煙氣充分混合。
[0070]如圖1所示，所述臭氧分布器2，由若干個(gè)臭氧噴射單元I組成，每個(gè)所述臭氧噴射單元I包括真空管11、冷媒管12、臭氧管13和噴射結(jié)構(gòu)14，所述臭氧管13置于所述冷媒管12內(nèi)部，所述冷媒管12置于所述真空管11內(nèi)部，所述噴射結(jié)構(gòu)14與所述臭氧管13連通，并且所述噴射結(jié)構(gòu)14貫穿所述冷媒管12和所述真空管11的同時(shí)，分別與所述冷媒管12和所述真空管11密封連接;若干個(gè)所述臭氧噴射單元I對接，使其真空管11對接后形成真空通道，使其冷媒管12對接后形成冷媒通道，使其臭氧管對接后形成臭氧通道；
[0071]或者，每個(gè)所述臭氧噴射單元I包括真空管11、臭氧管13和噴射結(jié)構(gòu)14，所述臭氧管13置于所述真空管11內(nèi)部，所述噴射結(jié)構(gòu)14與所述臭氧管13連通，并且所述噴射結(jié)構(gòu)14貫穿所述真空管11的同時(shí)，與所述真空管11密封連接;若干個(gè)所述臭氧噴射單元I對接，使其真空管11對接后形成真空通道，使其臭氧管13對接后形成臭氧通道。
[0072]所述臭氧通道內(nèi)部通入臭氧氣體。所述臭氧通道設(shè)有臭氧入口，用以與所述臭氧發(fā)生器4連接，通過臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧直接通入到臭氧通道中，可以克服臭氧的半衰期帶來的臭氧含量降低的風(fēng)險(xiǎn)。
[0073]所述冷媒通道中通入冷媒介質(zhì)，優(yōu)選的冷媒介質(zhì)采用R415A、R415B、R418A、R425A等綠色環(huán)保制冷劑，所述冷媒通道設(shè)有冷媒入口和冷媒出口，冷媒入口用以引導(dǎo)冷媒進(jìn)入，冷媒出口用以引導(dǎo)冷媒流出。進(jìn)一步優(yōu)選的，在所述冷媒入口和所述冷媒出口之間設(shè)有冷媒循環(huán)裝置7，用以將冷媒出口出來的冷媒收集、冷卻并回送至冷媒入口。
[0074]進(jìn)一步的，相鄰兩個(gè)所述臭氧噴射單元I對接后采用焊接的方式進(jìn)行密封連接。
[0075]更進(jìn)一步的，所述臭氧通道內(nèi)部的臭氧流向與所述冷媒通道中的冷媒流向相反，臭氧的流向與冷媒的流向相反，增大了冷媒與臭氧的間接接觸面積，可以使冷媒的冷卻效果發(fā)揮的更好。
[0076]所述真空通道為封閉結(jié)構(gòu)，并且所述真空通道與抽真空裝置(圖中未示出)連接，所述抽真空裝置優(yōu)選為真空栗；
[0077]所述臭氧分布器2的臭氧噴射單元I對接后形成柵格狀結(jié)構(gòu)，采用柵格狀結(jié)構(gòu)可以保證煙氣暢通的情況下，將臭氧均勻的通入到煙道之中。
[0078]如圖2、圖3所示，所述臭氧分布器2優(yōu)選為圓形或方形的柵格狀。所述臭氧分布器的形狀一般應(yīng)與煙道的截面形狀相匹配，保證臭氧分布器2噴出的臭氧可以覆蓋整個(gè)煙道的截面。
[0079]如圖3所示，當(dāng)所述流體噴射裝置為圓形時(shí)，需要在圓心位置(即多個(gè)流體噴射單元交叉連接的位置)設(shè)置連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)對應(yīng)每個(gè)流體噴射單元設(shè)置一個(gè)接口，使該連接結(jié)構(gòu)同時(shí)與多個(gè)流體噴射單元對接，并保證任意兩個(gè)流體噴射單元的真空管與真空管連通、冷媒管與冷媒管連通、流體管與流體管連通。
[0080]在所述流體噴射裝置的外環(huán)設(shè)有一個(gè)環(huán)形管，該環(huán)形管的內(nèi)部具有冷媒通道、真空通道和流體通道，分別與流體噴射單元的冷媒管、真空管和流體管對接。
[0081 ]如圖2所示，當(dāng)所述流體噴射裝置為方形時(shí)，流體噴射裝置呈柵格狀的分布，并且在兩端分別設(shè)有直管連通結(jié)構(gòu)，所述直管連通結(jié)構(gòu)的內(nèi)部具有冷媒通道、真空通道和流體通道，分別與流體噴射單元的冷媒管、真空管和流體管對接。
[0082]當(dāng)所述流體噴射裝置中的流體噴射單元的主要結(jié)構(gòu)為真空管和流體管時(shí)，流體噴射裝置上的連接結(jié)構(gòu)、環(huán)形管、直管連通結(jié)構(gòu)等部件的內(nèi)部也設(shè)置成具有對應(yīng)的真空通道和流體通道，使其與流體噴射單元的真空管和流體管對接。
[0083]所述真空管11和/或冷媒管12和/或臭氧管13采用圓管、橢圓形管、方管、五邊形管、六邊形管或其他多邊形管或異型管。
[0084]所述真空管11、冷媒管12、臭氧管13的最優(yōu)選擇為圓管結(jié)構(gòu)，可以保證其具有各向相同的抗壓能力，并且圓管結(jié)構(gòu)在進(jìn)行焊接、對接的時(shí)候也更易于實(shí)現(xiàn)。
[0085]更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述冷媒管12與所述臭氧管13同軸安裝，使冷媒管12內(nèi)部的冷媒可以對所述臭氧管13進(jìn)行均勻降溫。
[0086]更進(jìn)一步的，所述真空管11與所述冷媒管12同軸安裝，以最大限度的保證冷媒管12處于真空條件下，使其與真空管11外部環(huán)境進(jìn)行熱傳遞的可能性最低。
[0087]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述真空管11、冷媒管12、臭氧管13的寬度相等，以使兩個(gè)臭氧噴射單元之間可以對接。
[0088]實(shí)施的過程中所述真空管11、冷媒管12、臭氧管13的寬度也可不等，例如其采用等角度布置，即具有相同的圓心角。
[0089]更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述真空管11、冷媒管12、臭氧管13的兩端分別設(shè)有對接結(jié)構(gòu)，以便于兩個(gè)臭氧噴射單元之間進(jìn)行對接，所述對接結(jié)構(gòu)可以為對接平面、臺階面、錐面中的任意一種。
[0090]所述噴射結(jié)構(gòu)14采用陶瓷管，利用陶瓷材料導(dǎo)熱系數(shù)不高的特點(diǎn)，降低噴射過程中的熱交換。
[0091]進(jìn)一步的，所述噴射結(jié)構(gòu)14的頭部具有若干個(gè)均勻分布的噴孔，更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述噴孔呈內(nèi)錐形結(jié)構(gòu)。
[0092]臭氧低溫氧化脫硝工藝，包括步驟:
[0093]步驟一、將含氮氧化物的高溫?zé)煔饨禍刂?10_150°C之間；
[0094]步驟二、將煙氣送入煙道3中，并對所述煙道3充入低溫臭氧，使含氮氧化物與臭氧發(fā)生氧化反應(yīng)；
[0095]步驟三、將經(jīng)過臭氧氧化的煙氣送入洗滌塔5中。
[0096]步驟三中，所述洗滌塔5中由上到下噴淋堿液或水，使氧化后的氮氧化物溶解到堿液或水中。
[0097]步驟二中，通過對煙道3中的氮氧化物的含量進(jìn)行檢測，將檢測信號發(fā)送給控制裝置，控制裝置根據(jù)檢測信號的大小控制臭氧的供給量以及臭氧的壓力。
[0098]所述煙道與所述洗滌塔的下部連通，使煙氣在洗滌塔中自下向上運(yùn)動(dòng)，而洗滌塔中的堿液或水自上向下噴淋，使煙氣與堿液或水的接觸面積增大。
[0099]步驟二中，所述低溫臭氧與煙氣的流向相反的方向噴射；
[0100]進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟二中，所述低溫臭氧通過臭氧分布器噴射進(jìn)入煙道中，并且所述臭氧分布器采用柵格狀結(jié)構(gòu)橫向安裝在煙道中。
[0101]更進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟二中，所述臭氧分布器內(nèi)部設(shè)有臭氧通道和冷媒通道，所述臭氧通道和所述冷媒通道置于真空通道中；臭氧分布器具有若干個(gè)均勻分布的噴射結(jié)構(gòu)，所述噴射結(jié)構(gòu)穿過所述真空通道的側(cè)壁將臭氧噴入煙道之中；
[0102]或者，步驟二中，所述臭氧分布器內(nèi)部設(shè)有臭氧通道，所述臭氧通道置于真空通道中；臭氧分布器具有若干個(gè)均勻分布的噴射結(jié)構(gòu)，所述噴射結(jié)構(gòu)穿過所述真空通道的側(cè)壁將臭氧噴入煙道之中。
[0103]更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述臭氧通道中的臭氧流向與所述冷媒通道中的冷媒流向相反。
[0104]所述臭氧通道中的臭氧壓力為0.1-0.3MPa。
[0105]利用臭氧的強(qiáng)氧化性和對NOx氧化反應(yīng)的高選擇性，既可以將NOx快速氧化成可溶性的N2O5，又可以避免CO、SO2等組分對臭氧的消耗。
[0106]在通過水洗/堿洗塔時(shí)，N2O5可與水快速反應(yīng)生成HNO3,并繼而和堿液發(fā)生中和反應(yīng)形成穩(wěn)定的溶解性硝酸鹽，實(shí)現(xiàn)對NOx的高效去除。對于有脫硫洗滌塔5存在的系統(tǒng)，本脫硝系統(tǒng)可以直接利用其洗滌塔5來實(shí)現(xiàn)對N2O5或HNO3的吸收。
[0107]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0108]比SCR工藝的投資和運(yùn)行成本低;NOx去除率高，可達(dá)95%以上；工藝簡單，可擴(kuò)展性好，工藝操作簡單、穩(wěn)定、可靠；工藝條件的適應(yīng)性寬(空間、含塵量、反應(yīng)溫度、含硫量……)；低溫運(yùn)行，不需要高溫溫度窗口 ；無氨逃逸二次污染、無硫酸銨腐蝕;顆粒物、SO2等對工藝無影響，并可通過洗滌塔5進(jìn)一步降低上述污染物含量;燃料類型、爐型等對工藝無影響；可以同時(shí)處理汞和二噁英等污染;氧化段布置緊湊，占用煙道3空間少;吸收段可與現(xiàn)有各種形式的濕式洗氣塔整合;在SNCR基礎(chǔ)上進(jìn)行改造時(shí)，可適當(dāng)降低原SNCR工藝的噴氨量;對于新建脫硝項(xiàng)目，可保證工藝一步到位(無需頻繁應(yīng)對環(huán)保提標(biāo)改造問題)；工藝核心裝備為全模塊化設(shè)計(jì)，易擴(kuò)展，操作空間靈活;從裝備到工藝，可完全實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0109]臭氧和各污染氣體的反應(yīng)副產(chǎn)物為無害的氧氣，未反應(yīng)的臭氧也可以在洗滌塔5中清除，不造成二次污染。
[0110]水洗/堿洗工藝可以采用濕式、半干式洗滌塔5或濕式靜電除塵器等，可以利用既有的洗滌塔5(如脫硫工藝中的洗滌塔5)，避免重復(fù)建設(shè)。
[0111]本發(fā)明可以作為獨(dú)立的處理系統(tǒng)單獨(dú)完成煙氣脫硝任務(wù)，也可以與其他NOx控制技術(shù)組合使用，如作為最末端的處理手段用在低氮燃燒器(LNB)和SNCR之后，以保證更低的NOx排放濃度。
[0112]本發(fā)明反應(yīng)溫度低，反應(yīng)速度快，同時(shí)對煙氣中其他成分不敏感，因此工藝布置靈活，受煙氣條件影響小，工藝簡單，便于操作。
[0113]本發(fā)明與臭氧發(fā)生器4結(jié)合使用，其長期穩(wěn)定可靠的運(yùn)行以及比同類產(chǎn)品低得多的能耗指標(biāo)是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)的最根本保障。臭氧發(fā)生器4的全模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)，可以根據(jù)處理負(fù)荷的變化和排放標(biāo)準(zhǔn)的提升進(jìn)行靈活組合和增減，可以最大限度節(jié)省建設(shè)投資和運(yùn)行成本。
[0114]本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾，因此，本發(fā)明保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為本發(fā)明權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.臭氧低溫氧化脫硝系統(tǒng)，包括煙道、臭氧發(fā)生器、洗滌塔，其特征在于，所述煙道中安裝有臭氧分布器，所述臭氧發(fā)生器的出口通過管路將臭氧供送至臭氧分布器的臭氧通道中，通過臭氧分布器將臭氧噴射進(jìn)煙道中，所述煙道的出口與所述洗滌塔連接，使煙道中的臭氧和煙氣混合氣體進(jìn)入所述洗滌塔中。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述洗滌塔的上部通過管路與栗送裝置連接，所述栗送裝置將堿液或水栗送至所述洗滌塔中，和/或 在所述煙道內(nèi)還設(shè)有氮氧化物傳感器，所述氮氧化物傳感器與控制裝置連接，并將感應(yīng)信號發(fā)送給控制裝置，所述控制裝置與所述臭氧發(fā)生器之間通過導(dǎo)線連接，使所述控制裝置可以根據(jù)檢測到的氮氧化物含量，發(fā)送控制信號給所述臭氧發(fā)生器，和/或所述臭氧發(fā)生器與氧氣源連接，通過氧氣源對所述臭氧發(fā)生器提供氧氣，和/或所述臭氧分布器還包括真空通道，所述臭氧通道置于所述真空通道內(nèi)部，并且在所述臭氧通道上設(shè)有若干個(gè)噴射結(jié)構(gòu)，所述噴射結(jié)構(gòu)穿過所述真空通道，使噴射結(jié)構(gòu)可以將臭氧通道中的臭氧噴射出。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，更進(jìn)一步的，所述臭氧分布器還包括冷媒通道，所述冷媒通道置于所述真空通道內(nèi)部，并且所述冷媒通道套接在所述臭氧通道的外部，和/或 所述臭氧分布器的噴射結(jié)構(gòu)均勻分布在煙道的截面上，以使噴射結(jié)構(gòu)噴射出來的臭氧與煙道中的煙氣充分混合。4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述臭氧分布器，由若干個(gè)臭氧噴射單元對接組成， 每個(gè)所述臭氧噴射單元包括真空管、冷媒管、臭氧管和噴射結(jié)構(gòu)，所述臭氧管置于所述冷媒管內(nèi)部，所述冷媒管置于所述真空管內(nèi)部，所述噴射結(jié)構(gòu)與所述臭氧管連通，并且所述噴射結(jié)構(gòu)貫穿所述冷媒管和所述真空管的同時(shí)，分別與所述冷媒管和所述真空管密封連接;若干個(gè)所述臭氧噴射單元對接，使其真空管對接后形成真空通道，使其冷媒管對接后形成冷媒通道，使其臭氧管對接后形成臭氧通道； 或者，每個(gè)所述臭氧噴射單元包括真空管、臭氧管和噴射結(jié)構(gòu)，所述臭氧管置于所述真空管內(nèi)部，所述噴射結(jié)構(gòu)與所述臭氧管連通，并且所述噴射結(jié)構(gòu)貫穿所述真空管的同時(shí)，與所述真空管密封連接;若干個(gè)所述臭氧噴射單元對接，使其真空管對接后形成真空通道，使其臭氧管對接后形成臭氧通道。5.如權(quán)利要求1-4之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述臭氧通道內(nèi)部通入臭氧氣體，所述臭氧通道設(shè)有臭氧入口，用以與所述臭氧發(fā)生器連接，和/或 所述冷媒通道中通入冷媒介質(zhì)，優(yōu)選的冷媒介質(zhì)采用R415A、R415B、R418A、R4 2 5A等綠色環(huán)保制冷劑，所述冷媒通道設(shè)有冷媒入口和冷媒出口，冷媒入口用以引導(dǎo)冷媒進(jìn)入，冷媒出口用以引導(dǎo)冷媒流出，和/或 相鄰兩個(gè)所述臭氧噴射單元對接后采用焊接的方式進(jìn)行密封連接，和/或所述臭氧通道內(nèi)部的臭氧流向與所述冷媒通道中的冷媒流向相反，和/或所述真空通道為封閉結(jié)構(gòu)，并且所述真空通道與抽真空裝置連接，所述抽真空裝置優(yōu)選為真空栗，和/或 所述臭氧分布器的臭氧噴射單元對接后形成柵格狀結(jié)構(gòu)， 優(yōu)選地，所述臭氧分布器優(yōu)選為圓形或方形的柵格狀。6.如權(quán)利要求1-5之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述真空管和/或冷媒管和/或臭氧管采用圓管、橢圓形管、方管、五邊形管或六邊形管，和/或 所述真空管、冷媒管、臭氧管的最優(yōu)選擇為圓管結(jié)構(gòu)，可以保證其具有各向相同的抗壓能力，和/或 優(yōu)選地，所述冷媒管與所述臭氧管同軸安裝，使冷媒管內(nèi)部的冷媒可以對所述臭氧管進(jìn)行均勻降溫。 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述真空管與所述冷媒管同軸安裝，以最大限度的保證冷媒管處于真空條件下，使其與真空管外部環(huán)境進(jìn)行熱傳遞的可能性最低，和/或 所述真空管、冷媒管、臭氧管的寬度相等，以使兩個(gè)臭氧噴射單元之間可以對接，和/或 所述真空管、冷媒管、臭氧管的寬度不等，其采用等角度布置，即具有相同的圓心角，和/或 所述真空管、冷媒管、臭氧管的兩端分別設(shè)有對接結(jié)構(gòu)，以便于兩個(gè)臭氧噴射單元之間進(jìn)行對接，所述對接結(jié)構(gòu)為對接平面、臺階面、錐面中的任意一種，和/或 所述噴射結(jié)構(gòu)采用陶瓷管， 優(yōu)選地，所述噴射結(jié)構(gòu)的頭部具有若干個(gè)均勻分布的噴孔，更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述噴孔呈內(nèi)錐形結(jié)構(gòu)。7.—種權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述臭氧低溫氧化脫硝系統(tǒng)的脫硝工藝，包括步驟: 步驟一、將含氮氧化物的高溫?zé)煔饨禍刂?10_150°C之間； 步驟二、將煙氣通過所述臭氧分布器送入煙道中，并對所述煙道充入低溫臭氧，使含氮氧化物與臭氧發(fā)生氧化反應(yīng)； 步驟三、將經(jīng)過臭氧氧化的煙氣送入洗滌塔中。8.如權(quán)利要求7所述的工藝，其特征在于，步驟三中，所述洗滌塔中由上到下噴淋堿液或水，使氧化后的氮氧化物溶解到堿液或水中； 優(yōu)選地，步驟二中，通過對煙道中的氮氧化物的含量進(jìn)行檢測，將檢測信號發(fā)送給控制裝置，控制裝置根據(jù)檢測信號的大小控制臭氧的供給量以及臭氧的壓力。 優(yōu)選地，步驟二中，所述低溫臭氧與煙氣的流向相反的方向噴射。 優(yōu)選地，步驟二中，所述臭氧分布器采用柵格狀結(jié)構(gòu)橫向安裝在煙道中。 優(yōu)選地，步驟二中，所述臭氧分布器內(nèi)部設(shè)有臭氧通道和冷媒通道，所述臭氧通道和所述冷媒通道置于真空通道中；臭氧分布器具有若干個(gè)均勻分布的噴射結(jié)構(gòu)，所述噴射結(jié)構(gòu)穿過所述真空通道的側(cè)壁將臭氧噴入煙道之中； 或者，步驟二中，所述臭氧分布器內(nèi)部設(shè)有臭氧通道，所述臭氧通道置于真空通道中；臭氧分布器具有若干個(gè)均勻分布的噴射結(jié)構(gòu)，所述噴射結(jié)構(gòu)穿過所述真空通道的側(cè)壁將臭氧噴入煙道之中。9.如權(quán)利要求8所述的工藝，其特征在于，優(yōu)選的，所述臭氧通道中的臭氧流向與所述冷媒通道中的冷媒流向相反。10.如權(quán)利要求8所述的工藝，其特征在于，所述臭氧通道中的臭氧壓力為0.1-0.3MPa。
【文檔編號】B01D53/78GK105854554SQ201610272778
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】劉國慶, 羅璐
【申請人】劉國慶