一种利用二氧化氯和湍球塔进行烟气脱硝的系统技术方案

本发明专利技术提供一种利用二氧化氯和湍球塔进行烟气脱硝的系统，包括湍球塔、二氧化氯供给系统、可溶性碱液供给系统，可溶性碱液供给系统通过进液管将可溶性碱液输送至湍球区，湍球塔内还设置二氧化氯分布器，二氧化氯分布器朝下方喷出二氧化氯，烟气先从湍球塔的烟气进口进入到塔中，二氧化氯氧化烟气中的NO，形成高价态氮氧化物，在湍球区内，可溶性碱液吸收烟气中高价态的氮氧化物。本发明专利技术解决了现有氧化技术中脱硝效率不高的问题，并将湍球塔结合二氧化氯进行脱硝，具有意想不到的技术效果。

A flue gas denitrification system using chlorine dioxide and turbulent sphere tower

【技术实现步骤摘要】
一种利用二氧化氯和湍球塔进行烟气脱硝的系统
本专利技术涉及烟气脱硝领域，尤其涉及种利用二氧化氯和湍球塔进行烟气脱硝的系统。
技术介绍
燃煤发电、钢厂炼钢以及其他以煤、石油为热源的工艺是环境中氮氧化物增高的主要来源之一。为减少对环境的影响，各厂家采取了诸多方法来降低燃烧尾气（本专利技术所述“烟气”）中氮氧化物的排放，即对烟气进行脱硝处理。一般烟气中，NO往往占到氮氧化物总量的90%左右，但是NO难溶于水，因而很难通过水洗或者碱液中和的方式将其去除，这也是当前烟气脱硝的难点所在。现有烟气脱硝技术主要有两大类，一是催化还原法，第二类是氧化法。相对于催化还原法，氧化法理论上具有工艺简单、成本低等优点，因而成为目前烟气脱硝领域探究与研发的方向。ClO2作为一种氧化性强的绿色氧化剂，同时，成本较为低廉，因而将其应用在氧化吸收法中进行脱硝，成为一种较好的选择。公开号为CN109718653A、名称为“一种烟气脱硫脱硝装置及方法”披露了利用二氧化氯进行脱硝的技术，还有公开号为CN110624385A、CN106975337A、CN105771577A、CN105169913A等专利，也分别披露了利用二氧化氯进行烟气脱硝的技术。在所提及专利技术中，脱硝的技术思路采取了“通过二氧化氯氧化烟气中的NO成为高价态的、易于和碱液反应的高价态的氮氧化物，然后再用碱性溶液洗涤吸收”的技术路线。但实际生产中，该技术路线的脱硝效果并不是很好。分析其原因，该技术路线在工艺中存在氧化空间和吸收空间，而现有工艺对该两空间的联系未加注重，从而导致烟气中氮氧化物的脱除效果不佳。
技术实现思路
不同于现有的技术路线，本专利技术提供一种利用二氧化氯和湍球塔进行烟气脱硝的系统，该系统能够解决现有技术中二氧化氯脱硝效果不佳、且高成本的技术问题。其内容为：一种利用二氧化氯和湍球塔进行烟气脱硝的系统，其特征在于，系统包括湍球塔、二氧化氯供给系统、可溶性碱液供给系统，可溶性碱液供给系统通过进液管将可溶性碱液输送至湍球区，湍球塔内还设置二氧化氯分布器，二氧化氯分布器位于湍球支承板的下部，烟气进口的上方，二氧化氯供给系统通过进氯管将二氧化氯输送至二氧化氯分布器，二氧化氯分布器朝下方喷出二氧化氯，烟气先从湍球塔的烟气进口进入到塔中，在上升过程中与二氧化氯分布器喷出的二氧化氯相遇，烟气中的NO与二氧化氯反应，形成高价态氮氧化物，高价态氮氧化物等气体随同烟气继续上升，并从湍球支承板空隙进入湍球区，在湍球区内，可溶性碱液吸收烟气中高价态的氮氧化物，然后气液分离，气体继续上升出湍球区并从烟气出口出湍球塔，与此同时，湍球区中的部分液体从支承板空隙流下，并汇集到湍球塔底部的碱液槽中。优选地，其中二氧化氯分布器为气体分布器。优选地，其中二氧化氯分布器为液体雾化器。优选地，其中二氧化氯分布器与湍球支承板的距离小于0.5米。优选地，其中二氧化氯分布器与湍球支承板的距离小于0.2米。本
技术实现思路
具体阐述如下：（一）本专利技术理论基础1、现有氧化脱硝技术脱硝效果不佳的原因在于：（1）申请人认为，在气态下，NO在向NO2转化时存在一平衡关系：2NO2↔O2+2NO①在较高温度、较低压力以及较低NO的浓度下，NO不容易转化为NO2，或者转化后的NO2又立即转变成为了NO。这样，即使烟气中的NO能够被二氧化氯等氧化剂氧化，因为烟气中的NO浓度很低，公式①向右进行，则烟气中的NO即使被氧化，最终也会有较大比例的NO存在。2ClO2+4NO→4NO2+Cl2②2NO2→O2+2NO③根据平衡关系（公式①），如果烟气中的NO的浓度较低（实际烟气中NO一般不超过300mg/m3），NO即使被氧化成为高价态的NO2（公式②），但依据上述公式③，NO2又转化回NO，最终烟气中也会有较大比例的NO存在。这也是现有氧化法脱硝技术中氧化剂（包括二氧化氯）脱硝效果也不高的原因。当然，现有技术可以通过增大氧化剂投入量来提高脱硝效果，这必然会极大增加成本。（2）现有技术，烟气中的NO氧化工艺与氧化后高价态的氮氧化物吸收工艺是分开且独立的，从而造成氧化空间与吸收空间间距较大，即使烟气中的NO在氧化环节被氧化，但是，由于前述分析原因，在烟气从氧化工艺到吸收工艺的过程中，氧化产物NO2又转变成为了NO。这样在吸收工艺中，吸收液就无法将烟气中的氮氧化物去除完全，从而导致脱硝效果不好。吸收过程的反应为：3NO2+2OH-→NO3-+NO+H2O④NO2+NO+2OH-→2NO2-+H2O⑤2、本专利技术与现有技术的不同处在于：相对于现有技术，本专利技术将烟气的氧化工艺和吸收放入到一个塔内，一个空间中。在一个优选方案中，要求氧化位置靠近吸收位置，如小于0.5米，甚至小于0.2米，这样烟气中的NO被氧化后会立即进入到吸收环节，降低了NO2向NO转化的时间和空间，从而可以提高烟气的脱硝效果。（二）二氧化氯的制备二氧化氯的制备为现有
技术实现思路
。如公开号为CN209362207U的专利中披露：应用于饮用水、污水消毒处理的二氧化氯发生装置主要是采用氯酸钠和盐酸为原料的二氧化氯制备装置，设备运行时，氯酸钠溶液和盐酸溶液按一定比例进入二氧化氯发生装置，在设备内部发生化学反应，产生出二氧化氯、氯气、氯化钠和水等反应产物。生产二氧化氯的原料为氯酸钠和盐酸；公开号为CN110624385A也披露了一种二氧化氯脱硝的生产方法：一种亚氯酸钠溶液低温脱硝方法，氧化剂采用25％的亚氯酸钠水溶液，采用酸溶液作为激活剂，在使用的时候将酸溶液持续添加到亚氯酸钠溶液中，通过输送泵送至投加到烟气进管内，通过雾化喷枪将氧化剂喷入烟气中，亚氯酸钠经过与酸溶液的反应生成二氧化氯，受到烟气热量蒸发后产生的二氧化氯将一氧化氮氧化成二氧化氮，通过碱洗塔喷淋的氢氧化钠将被氧化的氮氧化物吸收。原料为亚氯酸钠和酸；公开号为CN105771577A披露一种改进的制备二氧化氯的方法：制备二氧化氯并将其用于烟气脱硝的装置进行制备二氧化氯并将其用于烟气脱硝的方法按照以下步骤进行：（1）以质量浓度为15~18%氯酸钠溶液和质量浓度为31%的工业盐酸为原料，将原料预先加热至55~70℃，然后采用计量泵，按照体积比工业盐酸：氯酸钠溶液=1:（1~1.2）的比例将氯酸钠溶液和工业盐酸分别送入三通管道的两条夹角为55°~65°的V型管中，在第三条管道中进行混合反应；（2）管道中发生混合反应后得到含强氧化剂ClO2的混合物，通过管道出口端的分配喷雾装置均匀分配后将气液混合物分散成细雾状，分配喷雾装置的喷淋头直接深入到烟气管道中，将其与烟气均匀混合，烟气中的低价态氮氧化物（NO）即与ClO2发生氧化还原反应，低价态氮氧化物（NO）被氧化为高价态的氮氧化物（NO2），氧化后产物用碱液进行吸收。原料也采用了氯酸钠和盐酸。大规模二氧化氯的制备（包括气相和液相），通常是在特定条件下，先电解食盐水得到氯酸钠，氯酸钠再和盐酸反应得到。本专利技术所述二氧化氯，可以为二氧化氯水溶液，可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用二氧化氯和湍球塔进行烟气脱硝的系统，其特征在于，系统包括湍球塔、二氧化氯供给系统、可溶性碱液供给系统，可溶性碱液供给系统通过进液管将可溶性碱液输送至湍球区，湍球塔内还设置二氧化氯分布器，二氧化氯分布器位于湍球支承板的下部，烟气进口的上方，二氧化氯供给系统通过进氯管将二氧化氯输送至二氧化氯分布器，二氧化氯分布器朝下方喷出二氧化氯，烟气先从湍球塔的烟气进口进入到塔中，在上升过程中与二氧化氯分布器喷出的二氧化氯相遇，烟气中的NO与二氧化氯反应，形成高价态氮氧化物，高价态氮氧化物等气体随同烟气继续上升，并从湍球支承板空隙进入湍球区，在湍球区内，可溶性碱液吸收烟气中高价态的氮氧化物，然后气液分离，气体继续上升出湍球区并从烟气出口出湍球塔，与此同时，湍球区中的部分液体从支承板空隙流下，并汇集到湍球塔底部的碱液槽中。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用二氧化氯和湍球塔进行烟气脱硝的系统，其特征在于，系统包括湍球塔、二氧化氯供给系统、可溶性碱液供给系统，可溶性碱液供给系统通过进液管将可溶性碱液输送至湍球区，湍球塔内还设置二氧化氯分布器，二氧化氯分布器位于湍球支承板的下部，烟气进口的上方，二氧化氯供给系统通过进氯管将二氧化氯输送至二氧化氯分布器，二氧化氯分布器朝下方喷出二氧化氯，烟气先从湍球塔的烟气进口进入到塔中，在上升过程中与二氧化氯分布器喷出的二氧化氯相遇，烟气中的NO与二氧化氯反应，形成高价态氮氧化物，高价态氮氧化物等气体随同烟气继续上升，并从湍球支承板空隙进入湍球区，在湍球区内，可溶性碱液吸收烟气中高价态的氮氧化物，然后气液分离，气体继续上升出...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，张菡英，赵莉，钤小平，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37