[发明专利]基于臭氧低温氧化的烟气脱硝处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用臭氧进行烟气脱硫脱硝以及烟气污染物的处理系统以及相应的处理方法；属于环保技术领域。

背景技术

烟气污染物的主要来源是燃料的燃烧，这些燃料包括煤、焦炭、重油、柴油、煤气、天然气等。而伴随燃料燃烧产生的有害物质，如：二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NO_x)、重金属汞(Hg)等，其总量很大，如不经过处理，会造成严重的大气污染以及环境污染，危害人类健康。

烟气处理是复杂的过程，从技术经济和效率的角度考虑，采用多种技术的联合脱除(净化)技术是未来的发展方向。利用低温等离子体技术脱除烟气中的氮氧化物、硫氧化物是目前最具前景的烟气中和治理技术之一，而介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，DBD)作为大气压下产生低温等离子体的常用方法，在烟气治理领域有着良好的应用前景。

1998年，美国林德气体旗下BOC公司的臭氧低温氧化技术(LoTOX)获得美国环保局的最佳可行性技术奖及最佳减排奖。其是一种低温氧化过程，是利用臭氧氧化氮氧化物(主要是NO和NO₂)，使其生成氮的高价氧化物NOx(如N₂O₅)。这些氧化物不仅是可溶的，而且具有活性，因此可采用传统的湿法或干化洗涤工艺轻易地将其与其它危险的有害物质分离。

专利CN100354022公开了一种锅炉烟气臭氧氧化脱硝方法，并具体公开了：在温度范围为100-150℃的锅炉烟道低温段喷入臭氧O₃将锅炉烟气中的NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物NO₂、NO₃或N₂O₅，然后使用碱液水洗锅炉烟气以脱除烟气中的氮氧化物。然而，这只是一种初步的技术方案。

众多工业应用案例表明，臭氧低温氧化技术用于烟气脱硝，其在建设投资、污染物去除、工艺运行管理的简单性等方面，比其它工艺具有更明显的优势。然而，臭氧发生器的造价、系统的稳定性和可靠性以及制取臭氧的费用等制约了该工艺的进一步推广。例如，现有的基于臭氧的脱硝系统，其大多采用传统的管式臭氧发生器，由于其饱受诟病的弊端，此类处理系统基本上属于一种昂贵的、粗放的、不可靠的系统，并不能满足实用的需要。而上述的LoTOX提出的臭氧低温氧化脱硝工艺，由于处理对象(污染物)的复杂性以及处理方法(工艺)个案之间的差异，其难以满足实际需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种组态灵活、升级方便、既可与已有的工艺、系统无缝连接，又可方便进行拓展(如联合脱硫/脱硝系统、多种污染物协同脱硝系统等)的烟气臭氧低温氧化脱硝处理系统。此外，本发明的另一目的在于提供一种臭氧低温氧化脱硝处理方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于臭氧低温氧化的烟气脱硝处理系统，包括臭氧制备单元以及脱硝处理单元，其中：所述臭氧制备单元包括与外部气源相连的臭氧机组以及与所述臭氧机组的冷却液入口相连的冷却单元，所述脱硝处理单元包括混合反应器以及洗涤塔，其中，所述混合反应器的入口分别与臭氧机组的臭氧出口以及烟气来气相连，其出口与洗涤塔相连。

优选的是：所述臭氧制备单元还包括设置于外部气源与臭氧机组之间的氧气预处理单元。

优选的是：所述臭氧机组包括至少一组臭氧发生器模块，所述臭氧发生器模块包括介质阻挡放电组件。

优选的是：所述臭氧制备单元还包括设置于臭氧机组与脱硝处理单元之间的臭氧监测组件，以及，对臭氧制备单元的各处理设备以及监测组件进行控制的PLC控制单元。

优选的是：所述脱硝处理单元还包括设置于臭氧机组的臭氧出口与混合反应器之间的臭氧分配器。

优选的是：所述脱硝处理单元还包括设置于烟气入口与混合反应器之间的烟气入口监控组件，以及设置于所述洗涤塔的烟气出口处的烟气出口传感器。

优选的是：所述烟气脱硝处理系统还包括设置于烟气入口与混合反应器之间的烟气预处理单元，所述烟气预处理单元为SCR处理单元、SNCR处理单元以及除尘降温单元中的至少一种。

优选的是：所述洗涤塔的洗涤液入口前设置有洗涤液储槽，洗涤塔的废液出口设置有回收处理单元，所述回收处理单元处理产生的清液与洗涤液储槽相连。

优选的是：所述烟气脱硝处理系统还包括对整个处理系统进行监测以及自动化控制的中央控制单元/工作站。