一种烟气脱硝中NOx转化成N2的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种烟气脱硝中NOx转化成N2的装置与方法，属于环境保护废气治理领域。包括臭氧发生器、风机、半氧化装置、喷淋塔、吸收塔；所述的臭氧发生器通过所述的风机连接至所述的半氧化装置；所述的半氧化装置连接至所述的喷淋塔，所述的喷淋塔连接至所述的吸收塔。O3协同新鲜空气一起输送至半氧化装置，烟气中的NO仅一半被氧化为NO2，节省了O3的消耗量；喷淋塔内NO和NO2生成亚硝酸盐，采用尿素将亚硝酸盐直接转换为N2，解决了现有技术中生成的硝酸盐浓度过大、难处理的难题；本发明专利技术烟气脱硝中NOx转化成N2的装置与方法实现了O3消耗量少、投资运行成本低，脱硝效率高、无二次污染物排放。

NO in flue gas denitrification

The invention discloses a method for converting NOx into N in flue gas denitration

【技术实现步骤摘要】
一种烟气脱硝中NOx转化成N2的装置与方法
本专利技术涉及环境工程废气治理领域，特别涉及一种烟气脱硝中NOx转化成N2的装置与方法。
技术介绍
火电厂、垃圾焚烧厂、水泥厂在燃烧工艺过程中，由于氮的氧化而生成的NOx气体，具有刺激人体呼吸系统、损害动植物、破坏臭氧层、引起温室效应、酸雨和光化学反应的特点，其中以NO居多，且其极难溶于水，增大了废气治理的难度。目前，烟气脱硝的主要技术有：选择性催化还原技术(SCR)、选择性非催化还原技术(SNCR)、选择性非催化还原技术联合选择性催化还原技术(SNCR/SCR)、等离子脱硝技术、湿法烟气脱硝技术等。选择性催化还原技术(SCR)的技术原理是在含有NOx的尾气中喷入氨，尿素或者其它含氮化合物，使其中的NOx还原成N2和水，该过程的温度范围是在315—400℃内，且需要催化剂。该处理技术脱硝效率高，可达90％以上；但该技术建于锅炉省煤器以后，占地面积较大，且对催化剂的消耗量大、催化剂易中毒，投资成本和运行成本较高。选择性非催化还原技术(SNCR)的技术原理是在含有NOx的尾气中喷入氨，尿素或者其它含氮化合物，使其中的NOx还原成N2和水，还原反应在较高的温度范围(870—1100℃)内进行，不需要催化剂。该法不需要催化剂，工程费用大大降低；布置于锅炉本体上，不需要占地面积。但该技术氨的利用率不高，为了还原NOx常使用过量的氨，容易形成氨逃逸、造成设备腐蚀并污染环境，形成温室气体N2O；运行过程控制不当还会影响热煤炭的燃烧，从而造成更多的CO排放。选择性催化还原技术联合选择性非催化还原技术(SNCR/SCR)具有两个反应区，首先将氨，尿素或者其它含氮化合物的还原剂喷入第一个反应区，在高温下，还原剂与烟气中的NOx发生非催化还原反应；然后再将未完全反应的还原剂进入第二个反应区，进一步脱氮，节省了设置在烟道里的氨喷射系统，并减少了催化剂的用量；但该技术运行过程控制复杂，在大型工业中的运用较少。等离子脱硝技术是利用高能电子将60—100℃烟气中的分子激活，电子裂解，生成大量离子、自由基和电子等活性粒子，将烟气中的NOx氧化，同时与喷入的氨反应生成硝酸铵，工艺简单，副产物可作为化肥销售，但耗电量大，电极寿命短，价格昂贵。湿法烟气脱硝技术是包括二氧化氯氧化技术、过氧化氢氧化技术、高锰酸钾氧化技术、臭氧氧化技术等。二氧化氯氧化技术是采用NaClO2/NaClO氧化NO，然后再采用NaOH吸收残余的酸性气体，脱硝效率高，但溶剂消耗量大、成本昂贵；过氧化氢氧化技术采用过氧化氢氧化NO，进而采用碱性溶液吸收，同样存在溶剂消耗量大，成本昂贵的问题；高锰酸钾氧化技术采用碱性高锰酸钾溶液吸收NOx的方法，脱硝效率高，吸收液中KOH的含量对NOx的脱除有重要影响，KOH降低太快就会制约高锰酸钾的强氧化能力，减弱了高锰酸钾氧化NOx的能力，从而导致废气的处理效果降低。臭氧氧化技术采用强氧化剂臭氧氧化烟气中的NO，将NO快速转化成NO2，然后再采用吸收剂吸收；由于臭氧具有极强的氧化性，NO的转化为NO2的效率高，是一种极具前景的脱硝技术。但存在臭氧消耗量大、成本高；NO2转化为硝酸盐类后难以脱除，使得硝酸盐溶液直接排放至污水系统，引起污水中的氨氮偏高，环境污染严重。
技术实现思路
基于现有的脱硝技术存在的投资成本和运行成本较高、脱硝效率低、易产生二次污染的难题，本专利技术提供了一种烟气脱硝中NOx转化成N2的装置与方法，投资成本和运行成本低、脱硝效率高、无二次污染。为解决上述问题，本专利技术的技术方案是：一种烟气脱硝中NOx转化成N2的装置，包括臭氧发生器、风机、半氧化装置、喷淋塔、吸收塔；所述的臭氧发生器通过所述的风机连接至所述的半氧化装置；所述的半氧化装置连接至所述的喷淋塔，所述的喷淋塔连接至所述的吸收塔。优选的，所述的吸收塔内的吸收剂为尿素。一种烟气脱硝中NOx转化成N2的方法，包括以下步骤：(1)烟气输送至半氧化装置；(2)风机引入外部新鲜空气，与臭氧发生器产生的臭氧一起输送至半氧化装置；(3)烟气与含新鲜空气的臭氧在半氧化装置内发生部分氧化反应；(4)部分氧化反应后的气体输送至喷淋塔，喷淋塔内喷淋液将NOx转化成亚硝酸盐溶液；(5)将亚硝酸盐溶液输送至吸收装置，尿素吸收亚硝酸盐。(6)洁净气体通过吸收液顶部出口外排。优选的，上述步骤(2)引入外部新鲜空气，将臭氧均匀分散至空气中，提高烟气中NO被氧化的效率。优选的，上述步骤(3)中控制臭氧发生器产生的臭氧含量，烟气中的NO仅一半被氧化为高价态的氮氧化合物，节省了臭氧的消耗量。优选的，上述步骤(4)喷淋塔内NO、NO2和水反应生成亚硝酸盐；优选的，上述步骤(5)在吸收剂尿素的吸收作用下，含氮化合物转换为N2。本专利技术的技术原理是：采用新鲜空气与臭氧联合氧化烟气中部分NO，使得剩余的NO与NO2生成亚硝酸盐；再采用尿素将亚硝酸盐转换成N2，达到脱硝的目的。本专利技术的有益效果是：一、烟气中的NO部分被NO2，O3的用量仅为目前全部氧化为NO2的一半，节省了投资和运行费用；二、采用尿素将亚硝酸盐直接转换为N2，解决了现有技术中生成的硝酸盐浓度过大难处理的难题。附图说明图1是本专利技术的一种结构示意图。图中，1-臭氧发生器、2-风机、3-半氧化装置、4-喷淋塔、5-水泵、6-吸收塔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。如图1所示，本专利技术包括臭氧发生器1、风机2、半氧化装置3、喷淋塔4、水泵5、吸收塔6。臭氧发生器1产生的臭氧与风机2引入的新鲜空气一起输送至半氧化装置3，烟气输送至半氧化装置3，在半氧化装置3内，臭氧协同新鲜空气氧化烟气中的部分NO，将其氧化为NO2；剩余NO与NO2一起输送至喷淋塔4，生成亚硝酸盐，再通过水泵5输送至吸收塔6，在吸收塔6内采用尿素吸收，生成N2；脱硝后的洁净烟气通过吸收塔6顶部出口外排。本实施例的主要反应方程式如下：氧化过程：2NO+O2→2NO2NO+O3→NO2+O2亚硝酸盐的生成过程：NO+NO2+H2O→2HNO2脱硝过程：2NaNO2+CO(NH2)2→Na2CO3+2N2↑+2H2O以上仅仅是对本专利技术的实施例做了简单说明，并不是对本专利技术的限制，其可以有很多的变形，任何同专业的技术人员依据本专利技术进行的变形，均认为属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气脱硝中NOx转化成N

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硝中NOx转化成N2的装置，其特征在于，主要包括：臭氧发生器、风机、半氧化装置、喷淋塔、吸收塔；所述的臭氧发生器通过所述的风机连接至所述的半氧化装置；所述的半氧化装置连接至所述的喷淋塔，所述的喷淋塔连接至所述的吸收塔。2.根据权利要求1所述的烟气脱硝中NOx转化成N2的装置，其特征在于，所述的吸收塔内设置尿素为吸收剂。3.一种烟气脱硝中NOx转化成N2的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）烟气输送至半氧化装置；（2）风机引入外部新鲜空气，与臭氧发生器产生的臭氧一起输送至半氧化装置；（3）烟气与含新鲜空气的臭氧在半氧化装置内发生部分氧化反应；（4）部分氧化反应后的气体输送至喷淋塔，喷淋塔内喷淋液将NOx转化成亚硝酸盐溶液；（5）将亚硝酸盐溶液输...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚学民，金国良，刘娟，高丹丹，方洲，
申请(专利权)人：杭州中兵环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33