燃烧烟气中去除氮氧化物的过程,防止环境污染的重要性,已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。以下是我为大家整理的关于臭氧脱硝工艺流程,给大家作为参考,欢迎阅读!
臭氧脱硝工艺流程一、工艺说明
1. 工艺原理
利用臭氧发生器制备臭氧,通过布气装置把臭氧气体均布到烟气管道截面,在管道中设置烟气混合器,使臭氧与含NOX的烟气在烟气管道中充分混合并发生
氧化反应。将烟气中的NOX氧化为容易吸收的NO2和N2O5。再利用氨法脱硫洗涤塔,
对NO2和N2O5进行吸收反应,生成硝酸氨与亚硝酸氨。最后再与硫酸盐一起富集、
浓缩、干燥后,作为氮肥加以利用。
其主要反应式为:
NO+O3=NO2+O2
2NO2+O3=N2O5+O2
2NO2+2NH3+H2O=NH4NO2+NH4NO3
N2O5+2NH3+H2O =2NH4NO3
2. 工艺流程图
3. 主要工艺参数
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每小时需要处理的NOX的量为:60000×(800-100)×10=42kg/h
二、 主要设备说明
1. 臭氧发生器
根据烟气中NOX的含量,计算所需要的臭氧设备约为2台25kg/h的臭氧发生器,两用一备,配置气源控制系统,冷却水系统及配套齐全的自动控制(PLC)、检测仪器等。
至于采用何种气源(空气或氧气)的臭氧发生器系统,根据项目现场情况经与业主协商后确定。
1.1 臭氧制备工艺及流程(氧气源工艺)
业主提供的氧气管道气通过设置的一级减压稳压装置处理后,经过氧气过滤器进行过滤,并通过露点仪检测进气露点,通过流量计计量进气量,并与PLC站联动。每套系统的进气管路上设置安全阀用于泄压保护系统。
在臭氧发生室内的高频高压电场内,部分氧气转换成臭氧,产品气体为臭氧化气体,经温度、压力监测后、经出气调节阀后由臭氧出气口排出。臭氧发生室出气管路上设有臭氧取气口,并装有电磁阀,每个设备的取气管分别通过各自的发生臭氧浓度仪检测臭氧出气浓度。
臭氧发生器设置1套封闭循环冷却水系统,通过板式换热器换热,为臭氧发生器提供冷却水。并配置一台冷却循环水泵,冷却循环水泵受PLC自动控制系统监控。冷却水进水管路设置压力传感器,用于检测并反馈到PLC自动控制系统,冷却水出水有温度变送器、流量开关等,当冷却水温度超过设定值或者流量低于设定值时报警。本系统设计按外循环冷却水入口温度33℃,如水温超过33℃时,系统能连续稳定工作,但产能有所降低,可通过调整运行条件达到要求的臭氧产量。内循环水建议采用蒸馏水。
臭氧发生器设置检修时剩余臭氧的吹扫系统和冷却水低点排空。臭氧出气管路上设计取样口,并设置臭氧浓度在线检测仪。
臭氧设备放置点设计安装氧气泄漏报警仪(具备现场声光报警),周围环境中检测到氧气浓度超标检测仪将报警。臭氧设备放置点设置臭氧泄漏报警仪(具备现场声光报警),用于检测臭氧设备放置点是否有臭氧泄漏,当检测到臭氧浓度超标时报警。
如果确定了是其它气源的臭氧系统,再提供流程。
1.2 臭氧发生器技术参数
1.2.1 臭氧产量及浓度
1.2.2电气性能
1.2.3氧气用量
1.2.4公共工程
2. 臭氧布气装置与烟气混合器
为了使臭氧与烟气中的NOX充分混合,从臭氧发生器出来的臭氧气体通过环形烟气布气装置,均匀的通入需治理的烟气风管截面中,然后再通过烟气混合器使烟气产生揣流,保证臭氧与烟气中的NOX能够充分接触而发生反应。由于臭氧与NOX的反应非常快速,基本不会受到SO2的影响,因此不需要额外增加设备,只需要在烟气管道中进行即可。布气装置与烟气混合器的总压损不超过300Pa。
3.洗涤装置
采用碱液洗涤塔对生成的NO2进行吸收治理,如果与烟气脱硫同时进行,可以利用湿法脱硫塔,同时进行NOX和SO2的吸收治理。建议碱液采用氨水,最终生成产物为NH4NO2和NH4NO3。
三、工艺特点
⑴ 反应时间短,速度快。臭氧与NOX反应速度极快,只需要很短的时间,即可将NOX氧化成高价态的NO2和N2O5。因此不需要特别的反应设备,只需要在烟气管道中混合,即可进行。
⑵ 吸收完全,净化效率高。由于NO2与N2O5都是易溶于水的物质,在碱性环境下,只需要很小的喷淋量,即可彻底吸收烟气中的NOX,转化为硝酸盐和亚硝
酸盐,因此烟气净化效率高。
⑶ 不产生二次污染。由于臭氧与NOX反应的生成物是O2,在烟道中不影响排放。而且还可以提高SO2的转化效率。
⑷ 可以直接利用脱硫洗涤塔进行洗涤。由于NOx的含量相对SO2来说很小,基本不需要增加脱硫洗涤塔的负荷。
⑸ 自动化程度高。整套设备全部通过PLC自动控制,不需要专人值守,只要定期巡查即可。
脱硝技术选择性非催化还原技术(SNCR)
选择性非催化还原法是一种不使用催化剂,在 850~1100℃温度范围内还原NOx的方法。最常使用的药品为氨和尿素。
一般来说,SNCR脱硝效率对大型燃煤机组可达 25%~40% ,对小型机组可达 80%。由于该法受锅炉结构尺寸影响很大,多用作低氮燃烧技术的补充处理手段。其工程造价低、布置简易、占地面积小,适合老厂改造,新厂可以根据锅炉设计配合使用。
选择性催化还原技术(SCR)
SCR 是目前最成熟的烟气脱硝技术, 它是一种炉后脱硝
方法, 最早由日本于 20 世纪 60~70 年代后期完成商业运行, 是利用还原剂(NH3, 尿素)在金属催化剂作用下, 选择性地与 NOx 反应生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故称为“ 选择性” 。世界上流行的 SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法 SCR 2种。此 2种方法都是利用氨对NOx的还原功能 ,在催化剂的作用下将 NOx (主要是NO)还原为对大气没有多少影响的 N2和水 ,还原剂为 NH3。
在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体,以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3为活性成分,制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂(345℃~590℃)、中温催化剂(260℃~380℃)和低温催化剂(80℃~300℃), 不同的催化剂适宜的反应温度不同。如果反应温度偏低,催化剂的活性会降低,导致脱硝效率下降,且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏如果反应温度过高,NH3容易被氧化,NOx生成量增加,还会引起催化剂材料的相变,使催化剂的活性退化。国内外SCR系统大多采用高温,反应温度区间为315℃~400℃。
优点:该法脱硝效率高,价格相对低廉,广泛应用在国内外工程中,成为电站烟气脱硝的主流技术。
缺点:燃料中含有硫分, 燃烧过程中可生成一定量的SO3。添加催化剂后, 在有氧条件下, SO3 的生成量大幅增加, 并与过量的 NH3 生成 NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蚀性和粘性, 可导致尾部烟道设备损坏。 虽然SO3 的生成量有限, 但其造成的影响不可低估。另外,催化剂中毒现象也不容忽视。
活性炭吸附
配合使用
电子束脱硝(EBA)
臭氧发生器原理
定期向环保部门报告监测数据,确保排放符合国家标准。</p>
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<p>推广应用。鼓励企业采用臭氧脱硝技术,逐步淘汰落后的脱硝设备,提高脱硝效率,降低氮氧化物排放。</p>
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<p>加强技术研发。鼓励企业加大投入,加强臭氧脱硝技术研发,提高技术水平,推动技术进步。</p>
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<p>提高能效。要求企业在使用臭氧脱硝技术的同时,优化运行管理,提高能效,降低能耗和运行成本。</p>
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<p>总的来说,国家环保部对臭氧脱硝技术的要求是提高排放标准,推广应用,加强监管,加大技术研发,提高能效,促进环保事业的发展。</p>
电厂脱硝工艺一般采用SCR工艺,在一定温度和催化作用下,利用加氨还原的方法把氮氧化物还原为氮气。臭氧可以利用其强氧化性把不可溶的低价态的氮氧化物氧化成可溶的高价态的氮氧化物,再利用碱化吸收洗涤工艺清除掉。臭氧烟气脱硝不需要增高烟气的温度;不使用氨等还原剂;在NOx含量、烟气量不稳定条件下,控制灵活;维持90%以上的脱除率;同时处理重金属;可配合同时实现脱硫。
臭氧作用
我国饮用水水源受到了不同程度的污染,大多数为III类及以上水体,常规的絮凝-沉淀-过滤-消毒工艺难以满足新的生活饮用水标准。市政给水深度处理采用臭氧-生物活性炭工艺,利用臭氧的强氧化能力,分解有机污染物、提高活性炭对有机物的降解能力,有效杀灭细菌和病毒,减少卤代消毒副产物,去除异味及铁、锰等,改善水质、口感,是我国市政给水深度处理的主流工艺。
臭氧发生器概述
臭氧发生器概述:臭氧发生器概述臭氧发生器是用于制取臭氧的设备装置。臭氧易于分解无法储存需现场制取现场使用(但是在特殊的情况下是可以进行短暂时间的储存),凡是能用到臭氧的场所均需使用臭氧发生器。臭氧发生器在自来水,污水,工业氧化,空间灭菌等领域广泛应用。
臭氧是世界公认的广谱高效杀菌消毒剂。采用空气或氧气为原料利用高频高压放电产生臭氧。臭氧比氧分子多了一活泼的氧原子臭氧,化学性质特别活泼,是一种强氧化剂,在一定浓度下可迅速杀灭空气中的细菌。没有任何有毒残留,不会形成二次污染,被誉为“最清洁的氧化剂和消毒剂”。
臭氧的浓度与作用
臭氧为混合气体其浓度通常按质量比和体积比来表示。质量比是指单位体积内混合气体中含有多少质量的臭氧,常用单位mg/L或g/m3等表示。体积比是指单位体积内臭氧所占的体积含量或百分比含量,使用百分比表示如2%、5%、12%等。卫生行业常用ppm表示臭氧浓度,即每立方臭氧混合气体中臭氧占该体积的百万分之一为1ppm。臭氧浓度是衡量臭氧发生器技术含量和性能的重要指标。同等的工况条件下臭氧输出浓度越高其品质度就越高。
影响臭氧浓度的因素
1、臭氧发生器的结构和加工精度;
2、冷却方式和条件;
3、驱动电压和驱动频率;
4、介电体材料;
5、原料气体中氧的含量及结净和干燥度。
臭氧产量是指臭氧发生器单位时间内臭氧的产出量;臭氧浓度数值与进入臭氧发生器总气量数值的乘积即为臭氧产量;通常使用mg/h,g/h,kg/h这些单位表示。臭氧发生器标准中规定臭氧发生器规格型号使用臭氧产量表示和区分。小型臭氧发生器使用g/h为单位,大型臭氧发生器使用kg/h为单位区分规格的大小。
臭氧发生器的分类
按臭氧产生的方式划分,
目前的臭氧发生器主要有三种:
高压放电式、紫外线照射式、电解式
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高压放电式发生器该类臭氧发生器是使用一定频率的高压电流制造高压电晕电场,使电场内或电场周围的氧分子发生电化学反应,从而制造臭氧。
这种臭氧发生器具有技术成熟、工作稳定、使用寿命长、臭氧产量大(单机可达1Kg/h)等优点,所以是国内外相关行业使用最广泛的臭氧发生器。
在高压放电式臭氧发生器中又分为以下几种类型:
1、按发生器的高压电频率划分,有低频(50-60Hz)、中频(400-1000Hz)和高频(>1000Hz)三种。工频发生器由于体积大、功耗高等缺点,目前已基本退出市场。中、高频发生器具有体积小、功耗低、臭氧产量大等优点,是现在最常用的产品。
2、按使用的气体原料划分,有氧气型和空气型两种。氧气型通常是由氧气瓶或制氧机供应氧气。空气型通常是使用洁净干燥的压缩空气作为原料。由于臭氧是靠氧气来产生的,而空气中氧气的含量只有21%,所以空气型发生器产生的臭氧浓度相对较低,而瓶装或制氧机的氧气纯度都在90%以上,所以氧气型发生器的臭氧浓度较高。
3、按冷却方式划分,有水冷型和风冷型。臭氧发生器工作时会产生大量的热能,需要冷却,否则臭氧会因高温而边产生边分解。水冷型发生器冷却效果好,工作稳定,臭氧无衰减,并能长时间连续工作,但结构复杂,成本稍高。风冷型冷却效果不够理想,臭氧衰减明显。总体性能稳定的高性能臭氧发生器通常都是水冷式的。风冷一般只用于臭氧产量较小的中低档臭氧发生器。在选用发生器时,应尽量选用水冷型的。
4、按臭氧发生器结构划分,有间隙放电式(DBD)和开放式两种。间隙放电式的结构特点是臭氧在内外电极区间的间隙内产生臭氧,臭氧能够集中收集输出使用其浓度较高,如用于水处理。开放式发生器的电极是裸露在空气中的,所产生的臭氧直接扩散到空气中,因臭氧浓度较低通常只用于较小空间的空气灭菌或某些小型物品表面消毒。间隙放电式发生器可代替开放式发生器使用。但间隙放电式臭氧发生器成本远高于开放式。
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紫外线式臭氧发生器该类臭氧发生器是使用特定波长(185mm)的紫外线照射氧分子,使氧分子分解而产生臭氧。由于紫外线灯管体积大、臭氧产量低、使用寿命短,所以这种发生器使用范围较窄,常见于消毒碗柜上使用。
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电解式发生器该类臭氧发生器通常是通过电解纯净水而产生臭氧。这种发生器能制取高浓度的臭氧水,制造成本低,使用和维修简单。但由于有臭氧产量无法做大、电极使用寿命短、臭氧不容易收集等方面的缺点,其用途范围受到限制。目前这种发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用,不具备取代高压放电式。
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