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臭氧脱硝工艺方案

臭氧脱硝工艺方案

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

 

QQ截图20190404150549.jpg


 

3. 主要工艺参数

设计风量

600000m3/h

进气NOX浓度

800mg/m3

出气NOX浓度

<100mg/m3

净化效率

>87%

烟气温度

180-260

每小时需要处理的NOX的量为:60000×(800-100)×10-6=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lb33℃,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

a

额定臭氧产量

2*25kg/h

b

最大产量

60kg/h7%wt

c

臭氧产量可调节范围

4.5 -60kg/h

d

额定臭氧浓度

10%wt.

e

臭氧浓度可调节范围

0 - 12%wt.

 

1.2.2电气性能

a

臭氧发生器单位功耗

8Kwh/kgO3 (10.2wt%;冷却水温32)

b

臭氧发生器额定功率

400kW 10.2wt%冷却水温32

c

臭氧发生器电源功率因数

0.95

 

1.2.3氧气用量

a

单台发生器氧气需求量

180Nm3/h

(浓度10.2%wt,产量50kg/h

 

1.2.4公共工程

a

仪表风消耗

3Nm3/h

b

冷却水消耗

125Nm3/h

 

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,可以利用湿法齐博娱乐,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。



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