低温脱硫脱硝一体化新技术

2.3 改造项目脱硝技术方案的确定
组合氧化法是非常适合在老厂脱硫塔基础上改造的脱硝方案。
首先，臭氧氧化的温度区间为50-200℃，完全满足本项目情况。可在锅炉尾部烟道上进行改造，改造量较小，并且对锅炉没有影响。
其次，组合氧化法脱硝效率达到70-95%，完全满足本案的设计要求。组合氧化法脱硝，压阻小，投资和运行成本较低。
综上，本项目脱硝技术路线选择为组合氧化法脱硝法
三.脱硝方案设计
3.1设计原则
  主要设计原则如下：
 (1)工程以不影响锅炉运行为原则，采用双氧水+臭氧氧化、湿法脱硫塔吸收的脱硝工艺。 （2)通过布袋除尘器出口改装臭氧投加装置，吸收塔入口处烟道喷淋双氧水氧化，控制NOx排放≤40mg/Nm3。
(3)臭氧系统使用氧气作为原料气体，臭氧生产设备把氧气制造成臭氧。
(4)尽可能按现有设备状况及场地条件进行布置，力求工艺流程和设施布置合理、美观，操作安全、简便，对原设备设施的影响*少。
(5)确保脱硝系统的安全、稳定、可靠、达标运行。
(6)在保证安全和质量的前提下，尽量缩短改造工期。
(7)对副产物的处理应符合环境保护的长远要求，尽量避免副产物的二次污染，工艺设计应尽可能减少噪音对环境的影响。
(8)装置的自动化水平设计合理，便于运行管理。
(9)工程改造应尽量节约能源和水源，降低系统的投资和运行费用。
3.2组合氧化脱硝工艺原理及特点
3.2.1反应原理
选择性氧化脱硝技术的基本原理为：组合氧化法脱硝主要是利用臭氧和双氧水的强氧化性，将不可溶的低价态氮氧化物氧化为可溶的高价态氮氧化物，然后在洗涤塔内将氮氧化物吸收，达到脱除的目的。
我公司在臭氧同时脱硫脱硝过程中NO的氧化机理进行了研究，对臭氧在烟道的投放、布气方式、气相混合方式，温度控制影响、粉尘影响等做了全面的模拟实验，总结并构建出 O3与 NOX之间详细的化学反应机理，该机理比较复杂。在实际试验中，可根据低温条件下臭氧与 NO的关键反应进行研究。低温条件下，O3与 NO之间的关键氧化反应如下：
NO+O3→NO2+O2 （1）
NO2+O3→NO3+O2 （2）
NO3+NO2→N2O5 （3）
NO+O+M→NO2+M （4）
NO2+O→NO3 （5）
激活双氧水氧化主要反应原理如下：
NO+H2O2→NO2+H2O (6)
NO2+H2O2→NO3+O2 (7)
NO2+NO3→N2O5 (8)
脱硝吸收主要反应原理如下：
NO+NO2+H2O→2H++2NO2- (9)
2NO2+H2O→2H++NO2-+NO3- (10)
N2O5+H2O→2H++2NO3- (11)
NO3-+NO→NO2-+NO2 (12)
2H++CO32-→H2O+CO2 (13)
H++OH-→H2O (14)
与气相中的其他化学物质如CO，SOx等相比，NOx可以很快地被氧化，这就使得NOx的氧化具有很高的选择性。因为气相中的 NOx被转化成溶于水溶液的离子化合物，这就使得氧化反应更加完全，从而不可逆地脱除NOx，而不产生二次污染。经过氧化反应，加入的臭氧和双氧水被反应所消耗，过量的臭氧和双氧水可以在喷淋塔中分解。除了 NOx之外，一些重金属，如汞及其他重金属污染物也同时被臭氧所氧化。烟气中高浓度的粉尘或固体颗粒物不会影响到NOx的脱除效率。
组合氧化脱硝可应用于：以煤、焦炭、褐煤为燃料的公用工程锅炉；以燃气、煤、重油为燃料的工业锅炉；铅、铁矿、锌/铜，玻璃、水泥加工、生产的各种炉窑；用于处理生物废料，轮胎及其他工业废料的燃烧炉；来自于酸洗和化工过程的酸性气流；催化裂化尾气；各种市政及工业垃圾焚化炉等。
3.2.2工艺特点
本技术将气相氧化、液相氧化、湿法吸收有机组合，在原有湿法脱硫基础上设计改造成脱硫脱硝一体化装置。
（1） 深度脱硝，脱硝效率高，可达到95%以上；设备设计有前瞻性，预留了增加臭氧反应器的位置，如需提高排放标准，只要在原设备旁增加臭氧发生器即可满足脱除率，无需对原结构进行破坏性改造，大幅度节省了用户的设备投资。
（2） 不使用催化剂，无催化剂中毒、反应器堵塞等问题。
（3） 脱硝烟气温度低，在50-200℃范围内均可实现高效脱硝。
（4） 维护费用低，不存在催化剂定期更换等问题。
（5）占地面积小，模块化设备可根据现场条件灵活布置。
（6）采用臭氧气相氧化、碱液吸收的一塔式结构，改变了国内、外脱硫脱硝两套结构的繁杂设置。
（7）脱硫脱硝整个过程都在除尘器后进行，不影响锅炉、除尘器的正常运行，避免了除尘器堵塞、影响除尘器的使用寿命的问题，确保整个系统的的稳定运行。
（8）针对工业锅炉运行工况不稳定，燃料品种多而杂，烟气中氮氧化物含量不稳定的难题，设置联动控制模块，动态控制臭氧注入量，确保排放烟气中硫、硝含量达标，节能安全。
（9）无传统脱硝工艺的氨逃逸、尿素异味等问题，适用于邻近居民区的工业锅炉。
（10）适合于已有脱硫设备的新建脱硝工程，设备占地面积小，改造工程量小，施工周期短。
3.3工艺流程说明
烟气处理流程：在除尘器出口的烟气进入臭氧混合反应装置，在混合反应装置内注入臭氧，使臭氧与烟气充分混合，将烟气中不溶于水的NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物，包括NO2，N2O3，N2O5等，极短的时间内完成反应。随后在吸收塔前段的烟道中，雾化喷淋经催化激活后的双氧水溶液，将烟气中残余的NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物。然后烟气进入吸收塔，喷淋碱性溶液将烟气中的SOx和被氧化的NOx同时吸收，确保，NOx排放浓度≤40mg/Nm3，*后达标烟气进入烟囱排放。本项目脱硝系统主要包括：臭氧氧化系统、双氧水氧化系统、湿法吸收系统、电气控制系统等，以下部分将分别进行详细说明。

四.臭氧氧化系统
4.1臭氧发生器简介
（1