煙氣臭氧氧化脫硝工藝方案

A臭氧脫硝原理解析：

　　目前煙氣脫硝技術可分為干法和濕法兩大類，其中干法脫硝中的選擇性催化還原（SCR）和選擇性非催化還原（SNCR）技術是市場應用廣（約占60%煙氣脫硝市場）、技術成熟的脫硝技術，其原理是向煙氣中噴氨或尿素等含有NH?3自由基的還原劑，在高溫下直接（或催化劑的協同下）與煙氣中的NOx發生氧化還原反應，把NOx還原成氮氣和水。但該技術也有其巨大的局限性，由于化學反應需要在高溫下進行，而對于中小型鍋爐以及工業鍋爐來說，排煙溫度遠不能達到化學反應所需要的高溫，因此低溫煙氣脫硝技術就成為市場的必須。

　　低溫煙氣脫硝技術以低溫氧化技術（LoTOx）簡單有效，由于煙氣中的氮氧化物主要組成是NO（占95%），NO難溶于水，而高價態的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，很容易通過堿液噴淋等手段將其從煙氣中脫出。將煙氣中的NO轉化為高價態，需引入較強的氧化劑，在眾多氧化劑中，臭氧是環保清潔的強氧化劑，在高效轉化NO至高價態的過程中不遺留任何二次污染物，另外不同于?OH、?HO2 等，工作環境惡劣，自由基存活時間非常短，能耗較高，O3的生存周期相對較長，將少量氧氣或空氣電離后產生O3，然后送入煙氣中，可顯著降低能耗。

　　臭氧具有僅次于氟的強氧化性，完全有能力將煙氣惡劣環境中的NO氧化成高價態，提高煙氣中氮氧化物的水溶性，從而通過濕法洗脫。其中主要包括以下反應：

　　NO+O3→NO2+O2        (1)

　　NO2+O3→NO3+O2       (2)

　　NO2+NO2→N2O4       (3)

　　N2O4+O3→N2O5        (4)

　　NO3+NO2→N2O5       (5)

　　3NO2+H2O→2HNO3+NO        (6)

　　N2O5+ H2O→2HNO3       (7)

　　利用臭氧發生器制備臭氧，通過布氣裝置把臭氧氣體均布到煙氣管道截面，在管道中設置煙氣混合器，使臭氧與含NOX的煙氣在煙氣管道中充分混合并發生氧化反應。將煙氣中的NOX氧化為容易吸收的NO2和N2O5。再利用氨法脫硫洗滌塔，對NO2和N2O5進行吸收反應，生成硝酸氨與亞硝酸氨。最后再與硫酸鹽一起富集、濃縮、干燥后，作為氮肥加以利用臭氧將NO氧化為高價態的氮氧化物后，需要進一步地吸收。常見的吸收液有Ca(OH)2、NaOH 等堿液。不同的吸收劑產生的脫除效果會有一定的差異。例如有人在利用水吸收尾氣時，NO的脫除效率可達到86.27%，這是利用氣體在水中的溶解度進行吸收，也有試驗利用吸收液將高價氮氧化物還原成為N2 后直接排入大氣中。

工藝流程圖

　　采用臭氧脫硝技術可得到較高的NOX脫除率，典型的脫除范圍為70%～90%，甚至可達到95%，并且可在不同的NOX濃度和NO、NO2的比例下保持高效率；因為未與NOX反應的O3會在洗滌器內被除去，所以不存在類似SCR中O3的泄漏問題；除以上優點外，該技術應用中 SO2和CO的存在不影響NOX的去除，而臭氧脫硝也不影響其他污染物控制技術。我公司將LoTOx技術與自己研發的臭氧發生系統結合形成一體化的脫硫脫硝系統，用于石油精煉廠中加熱器、鍋爐等的廢氣治理。經氧化后生成的N2O5通過洗滌器很容易與煙氣中水分發生反應生成HNO3，然后再同洗滌劑生成鹽類，最后通過洗滌清理排出系統外。具體的化學反應如下：

　　N2O5+H2O→2HNO3 （9）

　　HNO3+NaOH→NaNO3+H2O （10）

　　臭氧脫硝系統可使NOx排放減少到10μg/g以下，可滿足嚴格的減排要求。并且不會使SO2轉化為SO3，此外，煙氣中的顆粒物和硫化物對臭氧消耗或 NOX脫除效率的影響并不明顯，該系統不僅可以高效去除氮氧化物，而且對二氧化硫和粉塵等顆粒物也有明顯的去除效果。同時它不存在堵塞、氨泄漏等問題。

迪克臭氧脫硝優勢

　　迪克臭氧脫硝技術比傳統煙氣脫硫脫硝工藝更適應環保日益嚴格的要求，而且設備投資低、占地面積小、系統簡單等優點；

　　以臭氧替代其它氧化試劑，通過特殊工藝控制脫硝反應過程，使堿液吸收反應的產物以固體形式存在，實現了氣態污染物（氮氧化物）的固化處理，不產生二次污染；

　　采用臭氧的高級氧化技術不僅對NOX具有良好的脫除效果，而且對煙氣中的其他有害污染物，比如重金屬汞也有一定的去除能力；

　　在低溫下進行氧化吸收等脫硝過程，有利于鍋爐的能源回收利用，降低工程施工難度。利用國內現有較為成熟的濕法脫硫工藝并加以改進，使脫硫脫硝同時進行。

　　目前，該技術開始在國內石化行業和燃煤鍋爐進行應用。其脫硝效率一般大于85%，可達90%以 上;NO排放濃度可達20mg/m3以下;100萬m3/h工程投資大致為50萬左右; 

　　運行成本一般低于16元(每公斤NOx)。該技術成熟、穩定，運行簡單，脫硝效率高，且可以運用于溫度較低的煙氣脫硝中，以及燃煤電站鍋爐煙氣深度脫硝。

　　是“十一五”、“十二五”以來，在國家相關科技計劃的資助下，迪克裝備抓住機遇，在臭氧發生器放電結構和放電介質的設計研究、大功率變頻諧振電源與臭氧發生器的參數研究、整體結構和放電管模塊化結構的圖紙設計研究、冷卻系統、檢測系統、PLC控制系統的研究設計以及臭氧發生系統的分析等方面取得重要進展，大幅提高了大型臭氧發生器的制造水平，使裝置具有高效率、低能耗、體積小、壽命長、運行穩定、價格低等顯著優點。

B脫硝應用：

　　各種燃煤工業鍋爐，爐窯，石化，煉油，鋼鐵，冶金行業的煙氣脫硫脫硝，以煤、焦炭、褐煤為燃料的公用工程鍋爐；以燃氣、煤、重油為燃料的工業鍋爐；鉛、鐵礦、鋅/銅，玻璃、水泥加工、生產的各種爐窯；用于處理生物廢料，輪胎及其他工業廢料的燃燒爐；來自于酸洗和化工過程的酸性氣流；催化裂化尾氣；各種市政及工業垃圾焚化爐等

C:迪克臭氧脫硝的控制解析：

 氧氣源工藝流程及控制

　　業主提供的氧氣管道氣通過設置的一級減壓穩壓裝置處理后，經過氧氣過濾器進行過濾，并通過露點儀檢測進氣露點，通過流量計計量進氣量，并與PLC站聯動。每套系統的進氣管路上設置安全閥用于泄壓保護系統。 

　　在臭氧發生室內的高頻高壓電場內，部分氧氣轉換成臭氧，產品氣體為臭氧化氣體，經溫度、壓力監測后、經出氣調節閥后由臭氧出氣口排出。臭氧發生室出氣管路上設有臭氧取氣口，并裝有電磁閥，每個設備的取氣管分別通過各自的發生臭氧濃度儀檢測臭氧出氣濃度。 

　　臭氧發生器設置1套封閉循環冷卻水系統，通過板式換熱器換熱，為臭氧發生器提供冷卻水。并配置一臺冷卻循環水泵，冷卻循環水泵受PLC自動控制系統監控。冷卻水進水管路設置壓力傳感器，用于檢測并反饋到PLC自動控制系統，冷卻水出水有溫度變送器、流量開關等，當冷卻水溫度超過設定值或者流量低于設定值時報警。本系統設計按外循環冷卻水入口溫度33℃，如水溫超過33℃時，系統能連續穩定工作，但產能有所降低，可通過調整運行條件達到要求的臭氧產量。內循環水建議采用蒸餾水。 

　　臭氧發生器設置檢修時剩余臭氧的吹掃系統和冷卻水低點排空。臭氧出氣管路上設計取樣口，并設置臭氧濃度在線檢測儀。 

　　臭氧設備放置點設計安裝氧氣泄漏報警儀（具備現場聲光報警），周圍環境中檢測到氧氣濃度超標檢測儀將報警。臭氧設備放置點設置臭氧泄漏報警儀（具備現場聲光報警），用于檢測臭氧設備放置點是否有臭氧泄漏，當檢測到臭氧濃度超標時報警。 

　　2019年公司新開發臭氧與CEMS煙氣在線監測系統聯動控制系統，實現了脫硝過程中臭氧產量調節與NOX的濃度產量全自動控制。受到客戶廣泛的好評。