[发明专利]一种旋流混合喷淋脱硝装置及其脱硝方法

说明书

本发明提供了一种旋流混合喷淋脱硝装置及其脱硝方法，所述的脱硝装置包括同轴设置的内筒和外筒，内筒和外筒之间形成环形空腔，内筒侧壁开设有混合气出口，内筒内部设置有螺旋隔板，使内筒内形成螺旋形通道；还包括与内筒同轴设置的喷淋主管，喷淋主管上设置有至少一个喷嘴组件；臭氧与烟气一起进入环形空腔内进行旋流混合，再由混合气出口进入螺旋形通道，经喷淋吸收后排出。本发明通过将烟气与臭氧通入环形空腔内进行旋流混合，烟气与臭氧充分接触，混合效率高；烟气在螺旋形通道内流动，增加烟气停留时间，并通过多级喷淋提高烟气与吸收剂的接触，对氮氧化物进行脱除，脱硝率达到91.5％以上。

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，涉及脱硝装置，尤其涉及一种旋流混合喷淋脱硝装置及其脱硝方法。

背景技术

钢铁厂烧结烟气中的氮氧化物主要来源于烧结过程中燃料的燃烧，燃烧过程中产生的氮氧化物主要为NO和NO₂，其中NO的含量在95％以上，NO难溶于水，高价态的NO₂和N₂O₅可溶于水形成HNO₂和HNO₃，将NO氧化成NO₂或N₂O₅可以有效提高烟气中氮氧化物的水溶性。

臭氧(O3)是氧的高能态存在形式，无色，有特殊臭味，极不稳定，具有强氧化性，可以将烟气中的氮氧化物氧化成容易被吸收的高价态氮氧化物，采用喷淋吸收方式，可将NO氧化成NO₂或N₂O₅，但是现有技术中均存在臭氧与烟气混合不充分，以及喷淋接触不充分等问题。

CN111001293A公开了一种基于臭氧与双氧水的工业烟气氧化脱硝装置及使用方法，包括臭氧处理塔以及双氧水处理塔，臭氧处理塔顶部与双氧水处理塔顶部通过上连接管连通，臭氧处理塔底部与双氧水处理塔底部通过下连接管连通，双氧水处理塔内部安装旋转进水装置。该发明在臭氧处理塔内将臭氧与工业烟气充分混匀后形成，在进入到双氧水处理塔通过双氧水催化反应进行有效分解脱硝，实现工业烟气脱硝过程中的充分混匀，加速脱硝反应，提高脱硝效率。但是其烟气与臭氧混合，以及喷淋是在不同装置内进行，存在占地面积大和不易实施等问题。

CN110523251A公开了一种烧结烟气循环联合臭氧预氧化的脱硫脱硝系统和方法，系统包括：臭氧制备装置，用于脱硫反应前和脱硝反应前的烟气进行臭氧预氧化处理；脱硫反应装置和脱硝反应装置，用于对烟气进行脱硫处理和两次脱硝处理，还包括烧结烟气循环装置，对高温烟气补给氧气后循环利用。该发明的脱硫脱硝方法包括烧结烟气循环、臭氧预氧化处理的脱硫脱硝反应和烟气外排，能够将烟气循环率提高至30％以上，提高脱硝反应速率。但是其仍然存在占地面积大，装置复杂等问题。

CN107854982A公开了一种臭氧脱硝预喷淋吸收装置，包括氧气制备装置、氧气输送管道、臭氧发生器装置、臭氧输送管道、臭氧布气装置、主烟道、预喷淋吸收装置和湿法脱硫装置，氧气制备装置与臭氧发生器装置通过氧气输送管道连接，臭氧发生器装置与臭氧布气装置通过臭氧输送管道连接，臭氧布气装置与主烟道连接，主烟道与预喷淋吸收装置连接，预喷淋吸收装置与湿法脱硫装置连接。该发明使氧化后的氮氧化物预先与水接触，被吸收一部分，未被吸收的氮氧化物再经过后续的湿法脱硫设备吸收，大大提高了脱硝效率。但是其臭氧与烟气存在混合效果差等问题。

现有脱硝装置均存在混合效果差和喷淋吸收接触不充分等问题，因此，如何在保证脱硝装置具有结构简单的前提下，同时具有混合效果好、喷淋吸收接触充分和占地面积小等特点，成为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种旋流混合喷淋脱硝装置及其脱硝方法，通过烟气与臭氧在环形空腔内进行旋流混合，充分混合后在螺旋形通道内进行多级喷淋，具有结构简单、集成度高和净化效果好等特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：