用于熱水鍋爐的低溫臭氧脫硝裝置的制作方法
本實用新型涉及一種脫硝裝置，具體地說，涉及一種用于對熱水鍋爐產生的煙氣在低溫狀態下進行脫硝處理的裝置。
背景技術：
目前煙氣的脫硝技術可分為干法和濕法兩大類，最常用的干法脫硝中又以選擇性催化還原(SCR)和選擇性非催化還原(SNCR)技術應用最廣(約占煙氣脫硝市場的60％)，屬于技術最成熟的脫硝技術，其原理是向煙氣中噴氨或尿素等含有自由基的還原劑，在高溫下直接(或催化劑的協同下)與煙氣中的NOx發生氧化還原反應，把NOx還原成氮氣和水。但該技術也有其巨大的局限性，由于化學反應需要在高溫下進行，而對于中小型鍋爐以及工業鍋爐來說，排煙溫度遠不能達到化學反應所需要的高溫，煙氣的脫硝處理達不到排放的標準。因此低溫臭氧脫硝技術就擁有廣大市場。
技術實現要素：
本實用新型的目的在于提供一種用于熱水鍋爐的低溫臭氧脫硝裝置，可以低溫狀態下進行脫硝處理，以達到排放標準。
本實用新型中用于熱水鍋爐的低溫臭氧脫硝裝置包括有從鍋爐導出煙氣的煙氣導出裝置、用于對鍋爐煙氣進行脫硝處理的吸收塔，所述吸收塔同時連接有吸收液供應裝置和吸收液回收再利用裝置，所述吸收塔同時設置有煙氣輸入口和煙氣輸出口，在所述煙氣導出裝置與所述吸收塔的煙氣輸入口之間依次設置有水膜除塵器和管道混合器，在水膜除塵器與管道混合器之間的連接管道中連接臭氧發生器的臭氧輸出管道。
所述臭氧輸出管道經布氣裝置與所述水膜除塵器與管道混合器之間的連接管道連接。
所述臭氧發生器包括有呈平行放置的臭氧發生器罐體和控制柜，所述臭氧發生器罐體為一密閉的橢圓形罐體，在罐體的頂部設置有進原料氣口和冷卻水進口，在所述罐體的底部設置有臭氧出口和冷卻水出口，在與所述進原料氣口連接的進氣管道中安裝有前過濾器和干燥器，在與所述臭氧出口連接的輸出管道上連接有后過濾器和精過濾器。
與所述進原料氣口連接的進氣管和與所述臭氧出口連接的輸出管道均延伸到所述控制柜的側邊。
所述臭氧發生器罐體和控制柜均安裝在作為接地用的工字形鋼架上。
本實用新型中的低溫臭氧脫硝裝置利用臭氧發生器制備的臭氧，通過布氣裝置把臭氧氣體均布到煙氣管道截面，與經水膜除塵器除塵后的鍋爐煙氣同時進入管道混合器中，使臭氧與煙氣充分混合并發生氧化反應，將煙氣中不溶于水的NO氧化成易溶于水的高價態氮氧化物。然后煙氣進入吸收塔作堿法吸收，堿性溶液將煙氣中的SO2和被氧化的NOx同時吸收，確保煙氣中NOX排放濃度≤200mg/Nm3，然后進入煙囪進行達標排放。而吸收液最后可以一起富集、濃縮、除水干燥后再利用。
附圖說明
圖1是本實用新型中低溫臭氧脫硝裝置的流程框圖。
圖2是本實用新型中臭氣發生器的主視示意圖。
圖3是本實用新型中臭氣發生器的側視示意圖。
圖4是本實用新型中臭氣發生器的俯視示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型中的具體實施例作詳細說明。
本實用新型中用于熱水鍋爐的低溫臭氧脫硝裝置是改變原有對煙氣進行脫硝處理時直接在煙氣中噴入氨或尿素的方式，而是將煙氣導出，不再利用煙氣本身所具備的溫度，實現在低溫狀態下對煙氣進行處理。
如圖1所示，本實用新型中的低溫臭氧脫硝裝置包括有從鍋爐導出煙氣的煙氣導出裝置、用于對鍋爐煙氣進行脫硝處理的吸收塔1，在吸收塔1的頂部連接吸收液供應裝置2、底部連接吸收液回收再利用裝置3，吸收塔1同時設置有煙氣輸入口和煙氣輸出口，當煙氣從煙氣輸入口進入到吸收塔1內部后，從吸收液供應裝置2中進入吸收塔1內部的吸收液以噴淋的方式與煙氣接觸，即利用Ca(OH)2、NaOH等堿液吸收液，將煙氣中的SO2和NOx同時吸收，實現脫硝處理。脫硝處理后煙氣直接從煙氣輸出口作排放處理。由于吸收塔1為脫硝產業的成熟設備，對其具體結構不再詳細描述。
在煙氣導出裝置和吸收塔1的煙氣輸入口之間設置依次設置有水膜除塵器(圖中未示出)和管道混合器4，煙氣導出裝置中導出的煙氣經水膜除塵器除塵后進入到管道混合器4。在水膜除塵器與管道混合器4之間的連接管道中間連接有臭氧發生器5的臭氧輸出管道，臭氧輸出管道的一端連接臭氧發生器5，另一端通過布氣裝置連接水膜除塵器與管道混合器4之間的管道，把臭氧發生器5中產生的臭氧氣體均布到煙氣管道截面，與煙氣一起進入到管道混合器4，鍋爐煙氣同時進入到所述臭氧混合反應裝置中。
如圖2、圖3和圖4所示，為了配合本實用新型中的低溫臭氧脫硝裝置，本實用新型中提供一種具有空間合理、結構簡單的臭氧發生器5，該臭氧發生器5包括有呈平行放置的臭氧發生器罐體6和控制柜7，臭氧發生器罐體6和控制柜7均固定安裝在作為接地用的工字形鋼架16上。臭氧發生器罐體6為一密閉的橢圓形罐體，在罐體的頂部設置有進原料氣口8和冷卻水出口9，在罐體的底部設置有臭氧出口10和冷卻水進口11，在與進原料氣口8連接的進氣管道中安裝有前過濾器12和干燥器13，在臭氧出口10的輸出管道上連接有后過濾器14和精過濾器15。為了合理分布及實用新型有限空間，與臭氧發生器5進原料氣口8連管道和與臭氧出口10連接的管道均延伸到控制柜7的側邊。
本實用新型中的臭氧發生器5利用高壓放電原理，即將高壓交流電加在中間隔有絕緣體并有一定間隙的高壓電極上，讓經過的干燥凈化空氣或氧氣通過。當高壓交流電達到10-15KV時，產生藍色輝光放電[電暈]，電暈中的自由高能離子離解O2分子，經碰撞聚合為O3分子，將氧氣轉化為臭氧。
本實用新型中用于熱水鍋爐的低溫臭氧脫硝裝置的工作原理是低溫氧化技術(LoTOx)最為簡單有效，由于煙氣中的氮氧化物主要組成是NO(占95％)，NO難溶于水，而高價態的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，很容易通過堿液噴淋等手段將其從煙氣中脫出。將煙氣中的NO轉化為高價態，需引入較強的氧化劑，在眾多氧化劑中，臭氧是最環保清潔的強氧化劑，在高效轉化NO至高價態的過程中不遺留任何二次污染物，另外O3的生存周期相對較長，將少量氧氣或空氣電離后產生O3，然后送入煙氣中，可顯著降低能耗。更具體的原理如下：
本實用新型利用臭氧具有僅次于氟的強氧化性，完全有能力將煙氣在惡劣環境中的NO氧化成高價態，提高煙氣中氮氧化物的水溶性，從而通過吸收塔1中噴淋的濕法洗脫。其中主要包括以下反應：
NO+O3→NO2+O2
NO2+O3→NO3+O2
NO2+NO2→N2O4
N2O4+O3→N2O5
NO3+NO2→N2O5
3NO2+H2O→2HNO3+NO
N2O5+H2O→2HNO3
即利用臭氧將NO氧化為高價態的氮氧化物后，需要進一步地吸收生成鹽類，最后通過洗滌清理排出系統外。本實用新型吸收液供應裝置2中使用的吸收液為Ca(OH)2、NaOH等堿液，通過噴淋方式進入到吸收塔1內后具體反應式如下：
2HNO3+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+2H2O
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O
完成脫硝。
綜上所述，采用本實用新型中的用于熱水鍋爐的低溫臭氧脫硝裝置后具有以下優點：
1、可得到較高的NOX脫除率，典型的脫除范圍為70％～90％，甚至可達到95％，并且可在不同的NOX濃度和NO、NO2的比例下保持高效率。
2、因為未與NOX反應的O3會在吸收塔的洗滌器內被除去，所以不存在O3泄漏的問題。
3、煙氣中含有SO2和CO的存在，不影響NOX的去除，而臭氧脫硝也不影響其他污染物控制技術。
4、比傳統煙氣脫硫脫硝工藝更適應環保日益嚴格的要求，而且設備投資低、占地面積小、系統簡單等優點。
5、以臭氧替代其它氧化試劑，通過特殊工藝控制脫硝反應過程，使堿液吸收反應的產物以固體形式存在，實現了氣態污染物(氮氧化物)的固化處理，不產生二次污染。
6、采用臭氧的高級氧化技術不僅對NOX具有良好的脫除效果，而且對煙氣中的其他有害污染物，比如重金屬汞也有一定的去除能力。
7、在低溫下進行氧化吸收等脫硝過程，有利于鍋爐的能源回收利用，降低工程施工難度。利用國內現有較為成熟的濕法脫硫工藝并加以改進，使脫硫脫硝同時進行。
8、將本實用新型中的裝置用于石油精煉廠中加熱器、鍋爐等的廢氣治理后，可使NOx排放減少到10μg/g以下，滿足最嚴格的減排要求。并且不會使SO2轉化為SO3，此外，煙氣中的顆粒物和硫化物對臭氧消耗或NOX脫除效率的影響并不明顯，該系統不僅可以高效去除氮氧化物，而且對二氧化硫和粉塵等顆粒物也有明顯的去除效果。同時它不存在堵塞、氨泄漏等問題。
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