專利名稱：一種含氮氧化物的煙氣的處理方法及其處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含氮氧化物的煙氣的處理方法及其處理裝置，尤其是涉及一種用臭氧脫除煙氣中氮氧化合物的處理方法及其處理裝置，屬于環(huán)境保護(hù)和化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
燃煤、天然氣、重油等在利用過(guò)程中以及一些化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的氮氧化物和硫氧化物對(duì)大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重危害。氮在自然界中的化合價(jià)有-3價(jià)、0價(jià)、+1 +5價(jià)，在鍋爐煙氣中存在的形式基本是一氧化氮和二氧化氮，是+2價(jià)和+4價(jià)。目前對(duì)大氣污染治理普遍采取的技術(shù)有干法、半干法和濕法等幾類。干法和半干法存在對(duì)煙氣變化適應(yīng)性差，脫硫效率不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。石灰石/石膏法、氨法、氧化鎂法，雙堿法等濕法是目前廣泛采用的方法，但這幾種技術(shù)在脫硝方面就顯得無(wú)能為力了。氮氧化物脫除方法主要有兩類一類是通過(guò)燃燒過(guò)程控制氮氧化物的產(chǎn)生，效率在30 50%左右，此法效率低，并且容易造成爐內(nèi)管道結(jié)渣。第二類煙氣脫硝技術(shù)是歐美、日本等國(guó)家廣泛應(yīng)用的選擇性催化還原脫硝技術(shù) (SCR)，脫硝效率一般在60 90%，但該法反應(yīng)需要在煙氣的高溫段進(jìn)行，高溫?zé)煔馕唇?jīng)除塵，煙氣中粉塵較多，易引起SCR金屬催化劑的堵塞、磨損，粉煤灰中的重金屬還會(huì)引起催化劑中毒，運(yùn)行和投資費(fèi)用非常昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高效、低耗、便捷使用的含氮氧化物的煙氣的處理方法及其處理裝置。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下一種含氮氧化物的煙氣的處理方法， 包括以下步驟1)將所述含有氮氧化合物的煙氣通過(guò)煙道通入分配器中；2)氣源進(jìn)入臭氧發(fā)生器，產(chǎn)生臭氧，經(jīng)冷卻后進(jìn)入管道，再將冷卻后的臭氧進(jìn)行稀釋，并進(jìn)入混合器進(jìn)行混合，得到稀釋均勻的臭氧，然后進(jìn)入分配器；3)步驟幻得到的稀釋均勻的臭氧與步驟1)中的含有氮氧化合物的煙氣混合并產(chǎn)生氧化反應(yīng)，將廢氣中的NO轉(zhuǎn)化為高價(jià)氮氧化物，冷卻后進(jìn)入吸收塔；4)含高價(jià)氮氧化物的煙氣經(jīng)吸收塔吸收后，得到尾氣，所述尾氣通過(guò)煙囪排出。在吸收塔中進(jìn)行吸收，可以是傳統(tǒng)濕法如石灰石-石膏法、氨法、鎂法、海水法等工藝，也可以是有機(jī)催化綜合脫硫脫硝脫汞工藝，或者是其他工藝)被塔內(nèi)堿性溶液(或具有脫硫脫硝能力的有機(jī)催化劑)進(jìn)行洗滌吸收；吸收塔內(nèi)部的吸收液經(jīng)反復(fù)循環(huán)吸收，當(dāng)吸收液中的鹽分的濃度達(dá)到一定程度(與采用的吸收劑或堿液特性有關(guān))后，從收塔底部排出，依次進(jìn)行液態(tài)除塵、濃縮結(jié)晶和干燥，再進(jìn)行包裝或者拋棄。本發(fā)明的有益效果是與傳統(tǒng)的SCR技術(shù)將氮元素還原成氮?dú)馀湃氪髿庀喾矗景l(fā)明的處理方法是把煙氣中的氮元素升價(jià)氧化。煙氣中NO的摩爾百分比通常要占92%以上，解決的脫硝問(wèn)題主要就是脫除NO，NO很難溶于水的，溶解度極低，本發(fā)明的處理方法就是通過(guò)氧化反應(yīng)，即用臭氧(O3)在低溫狀態(tài)下具有很強(qiáng)的氧化特性把NO氧化生成高價(jià)氮氧化合物(氮的化合價(jià)為 +3 +5為高價(jià)氮氧化合物)，通常在鍋爐煙氣出口排煙溫度一般都不會(huì)低于90度，通常也不會(huì)超過(guò)于180度，在90 180度這么寬的煙氣溫度范圍之內(nèi)，O3的氧化性可以把NO氧化成高價(jià)氮氧化合物。采用O3的原因一是因?yàn)樗哂械蜏匮趸?，二是因?yàn)橐坏㎡3與NO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以后，O3轉(zhuǎn)化為02，O2(氧氣)是沒(méi)有任何副作用的，可以直接排空。本發(fā)明基于臭氧的低溫氧化性，作用后使煙氣脫硝系統(tǒng)的脫硝率達(dá)到85%上。該系統(tǒng)使用便捷，效果穩(wěn)定，適用范圍寬。所述有機(jī)催化法系為悅浦利萊環(huán)?？萍加邢迣Ｓ校鲇袡C(jī)催化劑為以色列 Lextran公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，所述堿液是Na0H、K0H、Ca(OH)2、Ca0、CaC03、Mg0、NH4 ·H2O,NH4HCO3^ 海水等其中一種或幾種。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，在步驟幻中，所述氣源為空氣源或氧氣源。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，因本發(fā)明中的空氣源或氧氣源中，氧氣的濃度很高(約為50 99. 9% )，因此該氣源通過(guò)臭氧發(fā)生器，就能得到高濃度的臭氧。進(jìn)一步，所述臭氧的濃度為100 175g/m3 ；所述稀釋均勻的臭氧的濃度為50 1250mg/m3o進(jìn)一步，在步驟幻中，所述氧化反應(yīng)是在溫度為90 180°C的條件下進(jìn)行。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，在所述溫度范圍內(nèi)，臭氧能有效的將NO進(jìn)行氧化，提高氧化效率。進(jìn)一步，在步驟幻中，所述高價(jià)氮氧化物為隊(duì)03或NO2。進(jìn)一步，在步驟幻中，所述稀釋均勻的臭氧的體積為含有氮氧化合物的煙氣體積的 1/10000 1/100。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的另一技術(shù)方案如下一種含氮氧化物的煙氣的處理裝置，包括臭氧發(fā)生器、稀釋風(fēng)機(jī)、混合器、冷卻系統(tǒng)、分配器、吸收塔及煙 ，所述臭氧發(fā)生器的輸出端與所述稀釋風(fēng)機(jī)的出口端交匯于一條管道后再與所述混合器的一端相連接；所述混合器的另一端與所述分配器的頂端相連接， 所述分配器的底端與所述吸收塔的底端相連接，所述吸收塔的頂端與所述煙 相連接；所述冷卻系統(tǒng)分別與所述臭氧發(fā)生器及所述分配器相連接，并對(duì)所述臭氧發(fā)生器及所述分配器分別進(jìn)行冷卻。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻塔、冷卻水池、外循環(huán)冷卻泵、換熱器、冷卻液池及內(nèi)循環(huán)冷卻泵；所述冷卻塔與所述冷卻水池相連接，所述冷卻水池與所述外循環(huán)冷卻泵相連接，所述外循環(huán)冷卻泵通過(guò)換熱器與所述冷卻塔相連接；所述內(nèi)循環(huán)冷卻泵的一端與所述冷卻液池相連接，所述內(nèi)循環(huán)冷卻泵的另一端分出兩個(gè)支端，其中一支端與所述臭氧發(fā)生器相連接，另一支端與所述分配器相連接；所述臭氧發(fā)生器通過(guò)所述換熱器與所述冷卻液池相連接，所述分配器通過(guò)所述換熱器與所述冷卻液池相連接。
進(jìn)一步，所述處理裝置還包括鍋爐引風(fēng)機(jī)、旁路擋板門、入口擋板門及增壓風(fēng)機(jī)； 所述鍋爐引風(fēng)機(jī)的一端分出兩個(gè)支端，其中一個(gè)支端與所述旁路擋板門的一端相連接，其中另一個(gè)支端與所述入口擋板門的一端相連接；所述旁路擋板門的另一端與所述煙 相連接，所述入口擋板門的另一端通過(guò)所述增壓風(fēng)機(jī)與所述分配器相連接。本發(fā)明的有益效果是，1、臭氧在溫度達(dá)到270攝氏度以上是迅速分解的，溫度越高臭氧分解的越快，必須要加冷卻系統(tǒng)對(duì)臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧進(jìn)行冷卻。2、設(shè)備需要的臭氧濃度很高，目的是要提高臭氧的氧氣利用率，這么高的濃度進(jìn)來(lái)以后要稀釋，所以需要稀釋風(fēng)機(jī)對(duì)其先進(jìn)行稀釋。


圖1為本發(fā)明含氮氧化物的煙氣的處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下1、氣源，2、臭氧發(fā)生器，3、混合器，4、稀釋風(fēng)機(jī)，5、分配器，6、吸收塔，7、煙囪，8、冷卻塔，9、冷卻水池，10、外循環(huán)冷卻泵，11、換熱器，12、冷卻液池，13、內(nèi)循環(huán)冷卻泵，14、鍋爐引風(fēng)機(jī)，15、旁路檔門板，16、入口檔門板，17、增壓風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1本發(fā)明一種含氮氧化物的煙氣的處理裝置，如圖1所示，包括臭氧發(fā)生器2、混合器3、稀釋風(fēng)機(jī)4、冷卻系統(tǒng)、分配器5、吸收塔6及煙囪7，所述臭氧發(fā)生器2與所述稀釋風(fēng)機(jī)4交匯于一條管道后再與所述混合器3的一端相連接；所述混合器3的另一端與所述分配器5的頂端相連接，所述分配器5的底端與所述吸收塔6的底端相連接，所述吸收塔6的頂端與所述煙 7相連接；所述冷卻系統(tǒng)分別與所述臭氧發(fā)生器2及所述分配器5相連接， 并對(duì)所述臭氧發(fā)生器2及所述分配器5分別進(jìn)行冷卻。所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻塔8、冷卻水池9、外循環(huán)冷卻泵10、換熱器11、冷卻液池12 及內(nèi)循環(huán)冷卻泵13 ；所述冷卻塔8與所述冷卻水池9相連接，所述冷卻水池9與所述外循環(huán)冷卻泵10相連接，所述外循環(huán)冷卻泵10通過(guò)換熱器11與所述冷卻塔8相連接；所述內(nèi)循環(huán)冷卻泵13的一端與所述冷卻液池12相連接，所述內(nèi)循環(huán)冷卻泵13的另一端分出兩個(gè)支端，其中一支端與所述臭氧發(fā)生器2相連接，另一支端與所述分配器5相連接；所述臭氧發(fā)生器2通過(guò)所述換熱器11與所述冷卻液池12相連接，所述分配器5通過(guò)所述換熱器11 與所述冷卻液池12相連接。所述處理裝置還包括鍋爐引風(fēng)機(jī)14、旁路擋板門15、入口擋板門16及增壓風(fēng)機(jī) 17 ；所述鍋爐引風(fēng)機(jī)14的一端分出兩個(gè)支端，其中一個(gè)支端與所述旁路擋板門15的一端相連接，其中另一個(gè)支端與所述入口擋板門16的一端相連接；所述旁路擋板門15的另一端與所述煙 7相連接，所述入口擋板門16的另一端通過(guò)所述增壓風(fēng)機(jī)17與所述分配器5相連接。
本發(fā)明處理裝置的工作原理如下所述煙氣通過(guò)煙道進(jìn)入鍋爐引風(fēng)機(jī)14，關(guān)閉旁路檔門板15，煙氣只能通過(guò)入口檔門板16，在增壓風(fēng)機(jī)17的作用下進(jìn)入分配器5。同時(shí)，氣源1進(jìn)入臭氧發(fā)生器2，在臭氧發(fā)生器2中，氣源1中的氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧，然后經(jīng)過(guò)冷卻，從臭氧發(fā)生器2中出來(lái)進(jìn)入管道，并先通過(guò)稀釋風(fēng)機(jī)4的稀釋，再進(jìn)入混合器3進(jìn)行混合，得到稀釋均勻的臭氧，然后再進(jìn)入分配器5與所述煙氣發(fā)生氧化反應(yīng)，煙氣中的NO被氧化為NO2或者N2O3，臭氧被轉(zhuǎn)化為02。然后再經(jīng)冷卻，最后進(jìn)入吸收塔6進(jìn)行吸收，得到的尾氣通過(guò)煙囪7排出。所述冷卻是通過(guò)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)冷卻，具體指冷卻水池9中的水通過(guò)外循環(huán)冷卻泵10作用下，經(jīng)過(guò)換熱器11進(jìn)入冷卻塔8進(jìn)行冷卻，冷卻液池12中的水通過(guò)內(nèi)循環(huán)冷卻泵13的作用下，進(jìn)入臭氧發(fā)生器2對(duì)臭氧進(jìn)行冷卻，及進(jìn)入分配器5中對(duì)已被氧化的煙氣進(jìn)行冷卻，將臭氧進(jìn)行冷卻后的水從臭氧發(fā)生器2中出來(lái)通過(guò)換熱器11再進(jìn)入冷卻液池 12，及將被氧化的煙氣進(jìn)行冷卻后的水從分配器5中出來(lái)通過(guò)換熱器11再進(jìn)入冷卻液池 12，由此進(jìn)行循環(huán)冷卻。實(shí)施例2實(shí)際工程實(shí)驗(yàn)采用本發(fā)明處理裝置是應(yīng)用于2x40T供暖工業(yè)鍋爐的實(shí)際脫硫脫硝一體化濕法工藝裝置，入口煙氣量是185000，煙氣溫度是90 130度，煙氣從鍋爐經(jīng)過(guò)布袋除塵器的鍋爐引風(fēng)機(jī)14，利用臭氧發(fā)生器2產(chǎn)生的臭氧，經(jīng)冷卻系統(tǒng)、臭氧混合器4，然后進(jìn)入煙道內(nèi)的分配器5，經(jīng)氧化后的煙氣進(jìn)入含有有機(jī)催化劑、水、氨水等的混合液的吸收塔8中進(jìn)行吸收反應(yīng)。測(cè)試數(shù)據(jù)入口的NOx含量是在110 ^Omg/m3，出口的含量抽樣結(jié)果如表權(quán)利要求
1.一種含氮氧化物的煙氣的處理方法，其特征在于，包括以下步驟。1)將所述含有氮氧化合物的煙氣通過(guò)煙道通入分配器中；。2)將氣源通入臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧，將所述臭氧進(jìn)行冷卻，再進(jìn)入管道，再將冷卻后的臭氧進(jìn)行稀釋，并進(jìn)入混合器進(jìn)行混合，得到稀釋均勻的臭氧，然后進(jìn)入分配器；。3)步驟2)得到的稀釋均勻的臭氧與步驟1)中的含有氮氧化合物的煙氣混合并產(chǎn)生氧化反應(yīng)，將廢氣中的NO轉(zhuǎn)化為高價(jià)氮氧化物，冷卻后進(jìn)入吸收塔；。4)含高價(jià)氮氧化物的煙氣經(jīng)吸收塔吸收后，得到尾氣，所述尾氣通過(guò)煙@排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，在步驟2)中，所述氣源為空氣源或氧氣源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，在步驟2)中，所述臭氧的濃度為 100 175g/m3 ；所述稀釋均勻的臭氧的濃度為50 1250mg/m3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于在步驟3)中，所述氧化反應(yīng)是在溫度為90 180°C的條件下進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，在步驟3)中，所述高價(jià)氮氧化物為 N2O3 或 NO2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，在步驟3)中，所述稀釋均勻的臭氧的體積為含有氮氧化合物的煙氣體積的1/10000 1/100。
7.一種含氮氧化物的煙氣的處理裝置，其特征在于包括臭氧發(fā)生器、稀釋風(fēng)機(jī)、混合器、冷卻系統(tǒng)、分配器、吸收塔及煙囪，所述臭氧發(fā)生器的輸出端與所述稀釋風(fēng)機(jī)的出口端交匯于一條管道后再與所述混合器的一端相連接；所述混合器的另一端與所述分配器的頂端相連接，所述分配器的底端與所述吸收塔的底端相連接，所述吸收塔的頂端與所述煙囪相連接；所述冷卻系統(tǒng)分別與所述臭氧發(fā)生器及所述分配器相連接，并對(duì)所述臭氧發(fā)生器及所述分配器分別進(jìn)行冷卻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理裝置，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻塔、冷卻水池、外循環(huán)冷卻泵、換熱器、冷卻液池及內(nèi)循環(huán)冷卻泵；所述冷卻塔與所述冷卻水池相連接， 所述冷卻水池與所述外循環(huán)冷卻泵相連接，所述外循環(huán)冷卻泵通過(guò)換熱器與所述冷卻塔相連接；所述內(nèi)循環(huán)冷卻泵的一端與所述冷卻液池相連接，所述內(nèi)循環(huán)冷卻泵的另一端分出兩個(gè)支端，其中一支端與所述臭氧發(fā)生器相連接，另一支端與所述分配器相連接；所述臭氧發(fā)生器通過(guò)所述換熱器與所述冷卻液池相連接，所述分配器通過(guò)所述換熱器與所述冷卻液池相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的處理裝置，其特征在于所述處理裝置還包括鍋爐引風(fēng)機(jī)、旁路擋板門、入口擋板門及增壓風(fēng)機(jī)；所述鍋爐引風(fēng)機(jī)的一端分出兩個(gè)支端，其中一個(gè)支端與所述旁路擋板門的一端相連接，其中另一個(gè)支端與所述入口擋板門的一端相連接； 所述旁路擋板門的另一端與所述煙 相連接，所述入口擋板門的另一端通過(guò)所述增壓風(fēng)機(jī)與所述分配器相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含氮氧化物的煙氣的處理方法及其處理裝置，包括以下步驟1)將所述含有氮氧化合物的煙氣通過(guò)煙道通入分配器中；2)將氣源通入臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧，將所述臭氧進(jìn)行冷卻，進(jìn)入管道，再將冷卻后的臭氧進(jìn)行稀釋，并進(jìn)入混合器進(jìn)行混合，得到稀釋均勻的臭氧，然后進(jìn)入分配器；3)稀釋均勻的臭氧與含有氮氧化合物的煙氣混合并產(chǎn)生氧化反應(yīng)，冷卻后進(jìn)入吸收塔；4)煙氣經(jīng)吸收塔吸收后，得到尾氣，所述尾氣通過(guò)煙囪排出。本發(fā)明基于臭氧的低溫氧化性，作用后使煙氣脫硝系統(tǒng)的脫硝率達(dá)到85%上。該系統(tǒng)使用便捷，效果穩(wěn)定，適用范圍寬。
文檔編號(hào)B01D53/76GK102527206SQ20121001245
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者任雷, 張兵, 王亞軍, 翁穎 申請(qǐng)人:中悅浦利萊環(huán)保科技有限公司