[发明专利]一种臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程废气治理领域，特别涉及一种臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的装置及方法。

背景技术

随着社会经济的进步，国家和人民的环保意识逐渐增强，大力发展先进的环保产业势在必行。电厂、钢铁厂、水泥、化工、城市锅炉等的燃烧过程中产生大量NOx和SO₂，其脱硫脱硝的达标排放是控制大气中污染物总量的重点。

为实现其达标排放，目前我国主要采取诸如SNCR、SCR、SNCR-SCR、湿式脱硫法等技术对其进行治理。脱硫技术是利用碱性物质与烟气中的SO₂反应的原理，将SO₂从烟气中脱除，脱硫技术逐渐成熟，脱硫效率高。烟气脱硝是一个棘手的问题，SNCR脱硝技术因其不需要催化剂，直接在锅炉高温区注入含氨的化合物，价格低廉，在国家要求脱硝的起步阶段，SNCR脱硝技术得到迅速推广。然而，随着国家NOx排放浓度的提高，SNCR脱硝技术低的NO还原率已经不能满足日益严格的环境质量标准要求，迫切需要提升SNCR脱硝效率，与新时期环境质量标准相适宜。

发明内容

为解决现有的烟气SNCR脱硝装置与新时期环境质量标准不相适宜、脱硝效率低、产生二次污染的难题，现提出一种臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的装置及方法，适用于现有SNCR技术的改造，脱硝效率高，投资费用省，无二次污染。

本发明实现上述目的所采用的技术方案如下：

一种臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的装置，主要包括还原剂储槽、锅炉、空气预热器、臭氧源、氧化反应器、洗涤塔、还原塔、尿素溶液储槽、烟囱。所述的还原剂储槽连接至所述的锅炉，所述的空气预热器连接至所述的锅炉，所述的锅炉通过空气预热器后连接至所述的氧化反应器，所述的臭氧源连接至所述的氧化反应器，所述的氧化反应器连接至所述的洗涤塔，所述的洗涤塔连接至所述的还原塔，所述的还原塔连接至烟囱，所述的尿素溶液储槽连接至所述的还原塔。

优选的，所述的还原剂储槽内设置的还原剂为氨的化合物。

优选的，所述的洗涤塔内可以是NaOH溶液，还可以是Ca(OH)₂溶液。

一种臭氧氧化提升SNCR脱硝效率的方法，其实现方案如下：

（1）空气经过空气预热器预热后输送至锅炉内燃烧；

（2）在靠近炉膛或者紧靠炉膛出口的烟道内，注入还原剂储槽内的还原剂，还原剂将烟气中NO还原为N₂，即SNCR脱硝反应；

（3）SNCR脱硝后，烟气中30～60%的NO被还原成N₂，残余NO与烟气一起经由空气预热器降温后输送至氧化反应器；

（4）臭氧源产生的臭氧输送至氧化反应器，臭氧与NO在氧化反应器内发生氧化反应；

（5）经由氧化反应器氧化反应后的烟气输送至洗涤塔脱硝反应；

（6）经由洗涤塔脱硝后的亚硝酸盐输送至还原塔发生还原反应；

（7）洁净气体通过烟囱外排。

优选的，上述步骤（4）氧化反应器内在臭氧的强氧化作用下，控制臭氧的输入量，使得残余NO约一半氧化为NO₂。

优选的，上述步骤（5）采用碱法脱硝，将NO、NO₂转化为亚硝酸盐。

优选的，上述步骤（6）洗涤塔产生的盐类废水经由还原塔将亚硝酸盐还原为N₂，碱液循环水回流至洗涤塔循环利用。

本发明的技术原理是：SNCR技术处理锅炉燃烧烟气后，排放的烟气中仍然有大量残余NO，利用臭氧的强氧化性，将烟气中残余的约一半NO氧化为NO₂，NO与NO₂约1：1的摩尔比输送至洗涤塔洗涤，将NOx转换为亚硝酸盐，再利用尿素的还原性将亚硝酸盐还原为N₂，碱性循环液回流至洗涤塔循环利用，洁净气体外排。

本发明的有益效果是：一、脱硝效率高：臭氧的氧化性将NO氧化为NO₂，NO与NO₂在碱性条件下转换为亚硝酸盐，亚硝酸溶液与尿素溶液为液相混合，这比NO、氨的气气混合反应要容易得多，NOx的去除率大大提高，满足日益上升的环境质量标准。二、自动化程度高：锅炉出来的烟气内NO的含量可以通过信号发送至臭氧源，臭氧源可以自动调整臭氧的输出量，以满足NO转换为NO₂所需的臭氧。三、运行费用省：不拆除原有SNCR脱硝技术装置，无需锅炉改造。四、无二次污染：无含氮废水、无固定废弃物排放。

附图说明