本實(shí)用新型屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過(guò)臭氧氧化法對(duì)煙氣同時(shí)進(jìn)行脫硫脫硝脫汞的凈化裝置。
背景技術(shù)：
燃煤煙氣中的硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)和重金屬(Hg)等已經(jīng)成為大氣污染的主要污染源，其中SOx和NOx的排放會(huì)造成酸雨危害進(jìn)而造成水體污染和土壤污染，NOx會(huì)造成臭氧層破壞和光化學(xué)煙霧污染。目前，我國(guó)以燃煤為主要一次能源，二氧化硫排放總量居世界首位，酸雨和二氧化硫污染造成的經(jīng)濟(jì)損失每年在1000億元以上。隨著國(guó)家對(duì)煙氣排放指標(biāo)的越來(lái)越嚴(yán)格，鍋爐煙氣凈化已經(jīng)成為熱電廠及冶金行業(yè)的首要治理工作。
目前，我國(guó)煙氣脫硫脫硝主流技術(shù)為WFGD加SCR，即石灰石-石膏法和選擇性催化還原法相結(jié)合工藝，完成煙氣同時(shí)脫硫脫硝。但是石灰石石膏法石膏存在處置困難、設(shè)備結(jié)垢嚴(yán)重、需要消耗大量石灰石、存在廢水廢渣二次污染等問(wèn)題；SCR存在占地面積大、流程復(fù)雜、檢修不方便、初期投資高、運(yùn)行過(guò)程中需要消耗大量還原劑、催化劑失活嚴(yán)重、運(yùn)行成本高等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型目的是提供一種資源消耗少，流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，檢修維護(hù)方便，無(wú)二次污染的煙氣凈化裝置，包括，臭氧發(fā)生器，用于產(chǎn)生臭氧氣體；催化增強(qiáng)裝置，底端進(jìn)口連接臭氧發(fā)生器，側(cè)面進(jìn)口連接潔凈水管或低壓水蒸氣管；混合反應(yīng)器，進(jìn)口連接煙氣產(chǎn)生裝置；臭氧均布投加器，位于混合反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)口連接催化增強(qiáng)裝置；反應(yīng)吸收塔，進(jìn)口連接混合反應(yīng)器，頂面出口連接煙囪；所述反應(yīng)吸收塔內(nèi)布置吸收劑噴淋器、除霧器、填料層，所述反應(yīng)吸收塔底存有積液層。
進(jìn)一步的，所述臭氧發(fā)生器與液氧儲(chǔ)罐、或氣壓機(jī)、或變壓吸附制氧設(shè)備連接。
進(jìn)一步的，所述煙氣產(chǎn)生裝置的出口連接一次除塵裝置，所述混合反應(yīng)器在一次除塵裝置之前或在一次除塵裝置之后。
為了方便調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生器的臭氧生產(chǎn)量，保證合理不浪費(fèi)能源的同時(shí)，煙氣凈化達(dá)標(biāo)，所述煙囪的入口管道處安裝氮氧化物、硫氧化物和Hg在線檢測(cè)儀。
進(jìn)一步的，所述反應(yīng)吸收塔的塔底積液層連接塔底循環(huán)泵，與吸收劑噴淋器連接；同時(shí)所述吸收劑噴淋器與反應(yīng)吸收劑儲(chǔ)罐連接。
進(jìn)一步的，所述反應(yīng)吸收塔的塔底與塔底液位調(diào)節(jié)閥、除塵裝置及濃縮或結(jié)晶裝置依次連接。
為了臭氧與煙氣充分混合，所述臭氧均布投加器內(nèi)設(shè)有分布盤(pán)及臭氧噴霧器，所述分布盤(pán)與煙道軸向垂直，所述臭氧均布投加器與煙氣流向呈60°-90°夾角，所述臭氧噴霧器與煙氣流向呈0°-90°夾角。
為了臭氧與煙氣進(jìn)一步充分混合，所述分布盤(pán)為1-5層，每層之間距離為0.2-5m。
為了臭氧與煙氣更進(jìn)一步充分混合，所述臭氧均布投加器與煙氣流向夾角為90°，同時(shí)臭氧噴霧器與煙氣流向夾角為30°。
為了臭氧與煙氣更進(jìn)一步充分混合，所述臭氧噴霧器上設(shè)置擾流片，或在臭氧均布投加器后0.2-5m范圍內(nèi)設(shè)置擾流板。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本實(shí)用新型的煙氣凈化脫硫脫硝脫汞裝置在混合反應(yīng)器之前設(shè)置催化增強(qiáng)裝置，將用于氧化反應(yīng)的臭氧先進(jìn)行催化增強(qiáng)反應(yīng)，增加臭氧中羥基自由粒子的含量，進(jìn)入混合反應(yīng)器，增強(qiáng)氧化效果?？捎行Ы档彤a(chǎn)生羥基自由基的反應(yīng)溫度，進(jìn)而降低了煙氣的溫度要求，提高了鍋爐的能量利用效率，減少了裝置運(yùn)行成本。同時(shí)采用所述裝置可以使用水或水蒸氣作為產(chǎn)生羥基自由基的原料，成本更低，更易于取材。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)施例的裝置流程示意圖；
圖中標(biāo)注：1、液氧儲(chǔ)罐；2、氧氣切斷閥；3、氣壓機(jī)；4、壓縮空氣切斷閥；5、臭氧發(fā)生器；6、第一流量調(diào)節(jié)閥；7、催化增強(qiáng)裝置；8、潔凈水管；9、低壓水蒸氣管；10、煙氣產(chǎn)生裝置；11、一次除塵裝置；12、混合反應(yīng)器；13、臭氧均布投加器；14、除霧器；15、吸收劑噴淋器；16、反應(yīng)吸收塔；17、填料層；18、塔底積液；19、煙囪；20、反應(yīng)吸收劑儲(chǔ)罐；21、泵；22、第二流量調(diào)節(jié)閥；23、塔底循環(huán)泵；24、第三流量調(diào)節(jié)閥；25、塔底液位調(diào)節(jié)閥；26、二次除塵裝置；27、濃縮或結(jié)晶裝置。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
本實(shí)施例提供了一種氧化法煙氣凈化脫硫脫硝脫汞的裝置，包括，臭氧發(fā)生器5，用于產(chǎn)生臭氧氣體；催化增強(qiáng)裝置7，底端進(jìn)口通過(guò)第一流量調(diào)節(jié)閥6連接臭氧發(fā)生器5，側(cè)面進(jìn)口連接潔凈水管8或低壓水蒸氣管9；混合反應(yīng)器12，進(jìn)口連接煙氣產(chǎn)生裝置10；臭氧均布投加器13，位于混合反應(yīng)器12內(nèi)，進(jìn)口連接催化增強(qiáng)裝置7；反應(yīng)器吸收塔16，進(jìn)口連接混合反應(yīng)器12，頂面出口連接煙囪19；所述反應(yīng)吸收塔內(nèi)布置吸收劑噴淋器15、除霧器14、填料層17，所述反應(yīng)吸收塔底存有積液18。
本實(shí)施例的煙氣凈化脫硫脫硝脫汞裝置在混合反應(yīng)器之前設(shè)置催化增強(qiáng)裝置，將用于氧化反應(yīng)的臭氧先進(jìn)行催化增強(qiáng)反應(yīng)，增加臭氧中羥基自由粒子的含量，進(jìn)入混合反應(yīng)器，可以增強(qiáng)氧化效果?？捎行Ы档彤a(chǎn)生羥基自由基的反應(yīng)溫度，進(jìn)而降低了煙氣的溫度要求，提高了鍋爐的能量利用效率，減少了裝置運(yùn)行成本。同時(shí)采用所述裝置可以使用水或水蒸氣作為產(chǎn)生羥基自由基的原料，成本更低，更易于取材。
用來(lái)產(chǎn)生臭氧的臭氧發(fā)生器，氣源可以為氣壓機(jī)壓縮的空氣，也可以為液氧儲(chǔ)罐提供的液氧，也可以配備變壓吸附制氧設(shè)備，如PSA或V-PSA制氧機(jī)。如圖1所示，液氧儲(chǔ)罐1通過(guò)氧氣切斷閥2連接到臭氧發(fā)生器5，氣壓機(jī)3通過(guò)壓縮空氣切斷閥4連接到臭氧發(fā)生器5。
所述臭氧發(fā)生器5的出口通過(guò)第一流量調(diào)節(jié)閥6連接到催化增強(qiáng)裝置7的底端入口；所述催化增強(qiáng)裝置7的側(cè)面進(jìn)口連接潔凈水管8或低壓水蒸氣管9，在催化增強(qiáng)裝置7中水或水蒸氣生成羥基自由基；所述催化增強(qiáng)裝置7的出口連接臭氧均布投加器13。
臭氧在催化增強(qiáng)裝置7中過(guò)水或低壓水蒸汽后通過(guò)加熱催化活化，增強(qiáng)臭氧反應(yīng)能力，具體反應(yīng)如下：
Cat(II)+O3→Cat O2++O2
Cat O2++H2O→Cat(III)+HO·+OH-
Cat(III)+H2O→Cat(II)+HO·+H+
由臭氧發(fā)生器5產(chǎn)生的臭氧，經(jīng)催化增強(qiáng)裝置7進(jìn)行增強(qiáng)活化后，富含羥基自由基，增強(qiáng)臭氧的氧化效率。
所述煙氣產(chǎn)生裝置10的出口連接一次除塵裝置11，所述混合反應(yīng)器12可以布置在一次除塵裝置11之前也可在一次除塵裝置11之后；所述一次除塵裝置11采用干式電除塵。所述混合反應(yīng)器12的出口連接反應(yīng)器吸收塔16的進(jìn)口，所述混合反應(yīng)器12為臭氧與煙氣混合反應(yīng)場(chǎng)所，設(shè)置于煙氣產(chǎn)生裝置10的出口后至反應(yīng)器吸收塔16的入口前的煙道上某一點(diǎn)，也可以為改造煙氣產(chǎn)生裝置10的出口后至反應(yīng)器吸收塔16的入口前的某段煙道實(shí)現(xiàn)該混合器功能。
所述混合反應(yīng)器12內(nèi)設(shè)有臭氧均布投加器13，所述臭氧均布投加器13用于均布投加臭氧的分布盤(pán)，所述分布盤(pán)與煙道軸向垂直，可以為1-5層，每層之間距離為0.2-5m。臭氧均布投加器13上設(shè)有臭氧噴霧器；所述臭氧均布投加器13與煙氣流向呈60°-90°夾角，所述臭氧噴霧器與煙氣流向呈0°-90°夾角；為達(dá)到臭氧與煙氣的最佳混合效果，優(yōu)選的，臭氧均布投加器與煙氣流向夾角為90°，臭氧噴霧器與煙氣流向夾角為30°。
為了臭氧與煙氣更充分的混合，所述臭氧均布投加器13內(nèi)設(shè)置擾流裝置，具體可以是在臭氧噴霧器上設(shè)置擾流片，或在臭氧均布投加器后0.2米至5米范圍內(nèi)設(shè)置擾流板。
所述反應(yīng)器吸收塔16的進(jìn)口連接混合反應(yīng)器12，頂面出口連接煙囪19。所述反應(yīng)吸收塔內(nèi)從上到下依次排列吸收劑噴淋層15、除霧器14、填料層17，所述反應(yīng)吸收塔底存有積液18。所述吸收劑噴淋層15可以設(shè)置為1-4層。所述噴淋層將反應(yīng)吸收劑均勻噴出后與煙氣充分混合，所述反應(yīng)吸收劑經(jīng)噴淋后與煙氣充分接觸，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)吸收或物理吸收脫除煙氣中的氮氧化物和硫氧化物。所述反應(yīng)吸收塔16內(nèi)噴淋的反應(yīng)吸收劑的流向和煙氣的流向互為逆流。除霧器14可以設(shè)置為1-3層，所述除霧器可將煙氣中夾帶的液體凝聚回收至反應(yīng)吸收塔16內(nèi)，減少外排煙氣的含水量。本實(shí)施例中，反應(yīng)吸收劑由上向下噴淋，反應(yīng)后的混合煙氣由下向上流動(dòng)，與反應(yīng)吸收劑逆向混合，煙氣中的氮氧化物和硫氧化物被反應(yīng)吸收，逆向混合能夠使煙氣與反應(yīng)吸收劑充分接觸，增大吸收效果。煙氣經(jīng)過(guò)除霧器除水后經(jīng)過(guò)管道接入煙囪19內(nèi)排空。所述煙囪19的入口管道處安裝氮氧化物、硫氧化物和Hg在線檢測(cè)儀，根據(jù)檢測(cè)到的含量值調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生器的臭氧生產(chǎn)量，保證合理不浪費(fèi)能源的同時(shí)，煙氣凈化達(dá)標(biāo)。
反應(yīng)吸收塔16內(nèi)部分塔底積液經(jīng)過(guò)塔底循環(huán)泵23，經(jīng)過(guò)第三流量調(diào)節(jié)閥24與吸收劑噴淋層15連接。新鮮的反應(yīng)吸收劑存儲(chǔ)于儲(chǔ)罐20中，通過(guò)泵21、第二流量調(diào)節(jié)閥22與吸收劑噴淋層15連接。同時(shí)當(dāng)塔底積液達(dá)到一定濃度時(shí)，經(jīng)過(guò)塔底液位調(diào)節(jié)閥25、二次除塵裝置26后進(jìn)入濃縮或結(jié)晶裝置27，濃縮或結(jié)晶出高附加值的可利用資源。
根據(jù)上述裝置所實(shí)現(xiàn)的氧化法煙氣凈化脫硫脫硝脫汞的工藝，是將臭氧輸入催化增強(qiáng)裝置7，所述催化增強(qiáng)裝置中產(chǎn)生羥基自由基，與催化增強(qiáng)后的臭氧混合，然后均布投加到混合反應(yīng)器12中與煙氣混合，將煙氣中不溶于水的氮氧化物、硫氧化物、汞，氧化為溶于水的氮氧化物、硫氧化物、汞，然后輸入到反應(yīng)吸收塔16內(nèi)，經(jīng)過(guò)反應(yīng)吸收劑洗滌吸收后實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝脫汞工藝。
綜上，本實(shí)施例的裝置利用臭氧及羥基自由基同時(shí)脫硫脫硝，無(wú)二次污染，增強(qiáng)環(huán)保；設(shè)備簡(jiǎn)單，占地面積小，適合老裝置改造和新建裝置節(jié)約用地，前期投資少，無(wú)二次污染，資源消耗少；運(yùn)行穩(wěn)定，維修保養(yǎng)方便。
以上實(shí)施例僅是本實(shí)用新型若干種優(yōu)選實(shí)施方式中的幾種，應(yīng)當(dāng)指出，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例；對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。