[发明专利]一种利用臭氧和喷淋塔进行烟气脱硝的脱硝系统

说明书

本发明公开了一种利用臭氧和喷淋塔进行烟气脱硝的脱硝系统，包括喷淋塔、臭氧供给系统、可溶性碱液供给系统，喷淋塔中设置喷淋器，可溶性碱液供给系统通过进液管将可溶性碱液输送至喷淋器，喷淋塔中还设置臭氧分布器，臭氧分布器设置于喷淋器的下部、烟气进口的上部，臭氧供给系统通过进气管将臭氧输送至臭氧分布器。本发明克服了技术偏见，有意想不到的技术效果、巨大的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种利用臭氧和喷淋塔进行烟气脱硝的脱硝系统。

背景技术

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（本发明所述“烟气”）中氮氧化物的排放，即对烟气进行脱硝处理。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。臭氧作为一种强氧化剂，生产简单、又是一种清洁氧化剂，自然成为氧化法中选择的对象。现有技术披露了诸多用臭氧进行烟气脱硝的技术方案。如CN109210955A、CN109224820A、CN109173662A、CN108404616A、CN109675421 A、CN 109621662 A等均披露了使用臭氧来进行烟气脱硝。但是，现有技术也同时指出了用臭氧进行脱硝还存在诸多技术难题，如CN 109621662 A中披露，O₃虽然是一种常见的强氧化剂，但是O₃的直接性氧化反应具有较高的选择性且反应速率较慢，其利用率也不高。CN108905555A披露，O₃很不稳定，在常温下慢慢分解，且在200℃时迅速分解。更为关键的是，烟气的实际状况，如较高的温度（约为为100--300℃）、较低的压力（约为千帕级，甚至为负压）、一氧化氮的低浓度（约为几十--500mg/m³）、较快的流速（约为1--10m/s）等会大大影响臭氧的存在状态及其对NO的氧化效果。实际工艺中，臭氧氧化法之所以未能加以大范围的推广应用，就是因为其效果不佳。为提高氧化效果，现有技术中通常采用加大臭氧的投放量，而这又会导致成本增高，无法推广应用。

发明内容

为解决臭氧在烟气中易分解、氧化效果低的技术问题，本发明提供一种利用臭氧和喷淋塔进行烟气脱硝的脱硝系统，其内容为：

一种利用臭氧和喷淋塔进行烟气脱硝的脱硝系统，包括喷淋塔、臭氧供给系统、可溶性碱液供给系统，喷淋塔中设置喷淋器，可溶性碱液供给系统通过进液管将可溶性碱液输送至喷淋器，其特征在于，喷淋塔中还设置臭氧分布器，臭氧分布器设置于喷淋器的下部、烟气进口的上部，臭氧供给系统通过进气管将臭氧输送至臭氧分布器,喷淋器喷出可溶性碱液，臭氧分布器喷出臭氧，烟气从烟气进口进入喷淋塔，可溶性碱液、臭氧与烟气三者在喷淋塔中混合，反应及传质。

优选地，其中臭氧分布器与喷淋器相对布置，臭氧分布器的布气流向与烟气流向一致，喷淋器喷淋液的流向与烟气方向相反。

优选地，其中在喷淋器的上方还设置另外一个或者一个以上喷淋器，该喷淋器也连接可溶性碱液的进液管。

优选地，其中喷淋塔的塔壳为一段烟道。

结合现有技术，对上述发明内容阐述如下：

（一）本发明实验分析及理论分析

1、实验分析

对比例1（1）与（2）的情况是，臭氧直接通入设置在喷淋塔外部的烟道中的烟气中。并且，喷淋塔中的喷淋器关闭，无碱液喷出。由结果得出，臭氧直接通入烟气，其对烟气中的NO氧化有限， 氧化率不超过10%。

对比例1（3）情况是，臭氧直接通入设置在喷淋塔外部的烟道中的烟气中，但喷淋器能够将可溶性碱液在喷淋塔中喷洒。NO的降低值有所增大，但是也不超过20%。

对比例2仍然将臭氧通入烟气而不通入喷淋塔，但位置更靠近于喷淋塔。由于位置的变动，NO的被氧化率就提高，但NO的去除率仍未为40%左右。