高浓度臭氧用于烟气脱硝脱硫对NO可100%氧化

一、我国氮氧化物污染严重

    近年来，随着我国工业经济的迅速发展，能源消费的增长也日益加快，伴随而来的是氮氧化物排放量急速上升，排放到大气中的氮氧化物在阳光中的紫外线照射下会 发生光化学反应，产生一种光化学烟雾，它是一种看似透明闻起来却呛人的环境杀手。同时，氮氧化物也是导致酸雨的元凶之一，它还参与臭氧层的破坏, 氧化亚氮在高空同温层中会破坏臭氧层，使较多的紫外线辐射到地面, 增加皮肤癌的发病率。所以, 大气中氮氧化物的控制和治理已被世界各国所重视。统计数据显示，2007年我国火电厂排放的氮氧化物总量已增至840万吨。据专家预测，若不控 制，2020年我国氮氧化物排放总量将达到3000万吨。环保部门表示，“十二五”期间，氮氧化物总量控制将在全国范围内实行，并提交ren大**会批准 作为“十二五”一项新的减排目标。由于我国大气中氮氧化物2/3以上来自于锅炉燃煤排放，烟气脱硝是我国治理氮氧化物大气污染的主战场。

二、政策催生脱硝市场

    2011 年，环保部颁布了新标准——火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)。标准要求从2012年1月1日起，新建火电机组氮氧化物排放量要达到 100毫克/立方米;从2014年7月1日起，除特殊机组排放量要求达到200毫克/立方米外，其余也均要求达到100毫克/立方米。

国家在《“十二五”节能减排规划》中明确规定了“十二五”氮氧化物减排指 标，其中，火电行业氮氧化物排放量要求削减29%;水泥行业氮氧化物排放量要求削减12%;到2015年，完成4亿千瓦现役燃煤机组脱硝设施建设，对 7000万千瓦燃煤机组实施低氮燃烧技术改造，燃煤机组脱硝效率达到75%以上。

新的标准要求，无论是在脱硝完成的时间上,还是减排力度上,都有了明显的提高。严格的氮氧化物排放标准将让火电脱硝成为“十二五”大气污染物减排的重中之重。

1、臭氧用于氧气脱硫脱硝的优势

   烟气脱硝，是指把已生成的NOX还原为N2，从而脱除烟气中的NOX。 烟气脱硝的原理是用氧化剂将NO氧化成NO2,生成的NO2再用水或碱性溶液吸收,从而实现脱硝。

   传统的烟气脱硫脱硝工艺已经不能满足严格的减排要求，传统的工艺也存 在设备投资高、占地面积大等缺点，因此开发工艺简单、可靠的脱硫脱硝工艺具有重要意义。臭氧脱销无非是脱掉烟气中的NOX，烟气中NOX的主要组成部分是 NO，臭氧的高级氧化作用可以达到脱除效果，而且烟气中的其他有害气体也可以脱除。臭氧作为一种强氧化剂，可以容易的将NO氧化成可溶于水生成HNO2和 HNO3的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物。然后采用Na2S 和NaOH 溶液进行吸收，最终将NOx 转化为N2达到脱除的目的，NOx 的去除率高达95%。

2、主要设计范围及内容

脱硫脱硝装置工程内容含该范围内的工程设计、部分专用设备设计、土建施工设计等。其中包括：

烟气系统

SNCR脱硝系统

烟气臭氧氧化系统

络合氧化法吸收系统

化肥脱水及包装系统

控制系统

电气系统四、工艺流程及主要设备选型

三、工艺流程

1、.工艺流程图

2、.工艺概述

原烟气在锅炉内850～1100℃范围内的高温区与SNCR系统喷入的氨水进行高温脱硝还原反应。NH3还原NOx的主要反应为：
4 NH3 + 4NO +O2 → 4N2 + 6H2O

SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%～65%，受锅炉结构尺寸影响很大。在锅炉层燃工艺中可以达到40%左右，实现分步的脱硝炉内预脱硝的要求，减少了氧化脱硝的压力。过剩的的NH3在后部脱硫塔中得到了很好地吸收利用。

锅炉引风机排出的160～180℃的锅炉烟气以15m/s的速度，经原烟道挡板门后与臭氧发生器发生的臭氧在混合器中发生氧化反应，氮氧化物被充分氧化后的烟气进入络合氧化法复合吸收塔。

烟气中剩余的NO和N2O难溶于水，需要先加入臭氧O3等强化剂进行氧化，然后在混合溶液中被吸收：

2NO+ O3=N2O3+O2；

NO+O3=NO2+ O 2；

烟气在吸收塔浓缩结晶段内以3.5m/s的速度垂直向上，穿过混合盐液喷淋区域。混合盐液通过喷嘴呈雾状液滴与上行热烟气进行交换。排出浓缩结晶段时温度约为70℃左右。在浓缩结晶段内主要进行了烟气中粉尘、NOx和SO2的洗涤，并进行了热交换。因盐液中不含脱硫剂则浓缩结晶段主要埔集了粉尘和进行热交换。

烟气经过降温后在吸收塔内穿过2层封气帽，以3.0m/s的速度垂直向上，穿过络合氧化剂吸收液喷淋区域。在喷淋区域内，络合氧化剂吸收液和水通过喷嘴向下喷淋，并形成均匀的雾状粒珠。雾状体的络合剂夜与向上的烟气充分接触反应后落入吸收塔下部封气帽隔离层，汇流后进入到氨水中和反应器中。通过四个步骤的化学反应过程，将烟气中的NOx和SO2彻底脱除干净。

脱硫反应

SO2+H2OH2SO3

H2SO3+R（络合氧化剂）RH2SO3

RH2SO3+O2H2SO4+R

H2SO4+NH3H2O（NH4）2SO4+H2O

脱硝反应

NO2+H2OHNO2

HNO2+RRHNO2

RHNO2+O2HNO3+R

HNO3+NH3H2ONH4NO3+H2O

脱除NOx和SO2后的净烟气经过吸收塔上部设置的两层除雾器，去除烟气内的水分，而后上升至塔顶烟囱排入大气。净烟气的排出温度为53℃左右，烟尘含量小于50 mg/Nm3，NOx浓度小于150 mg/Nm3，SO2浓度小于100mg/Nm3。

四、主要工艺设备及选型

1.烟气系统

（1）系统概述

从锅炉引风机后的烟道上引出的烟气在吸收塔内脱硫脱硝净化，经除雾器除去水雾后，经塔顶烟囱排入大气。在引风机出口烟道上设置旁路挡板门，当脱硫装置故障停运时，烟气经旁路挡板由烟囱排放。

3.烟气臭氧氧化系统

(1)系统概述

     烟气臭氧强制氧化系统是烟气脱硝系统的二级脱硝控制核心系统，主要包括臭氧烟气混匀装置，臭氧发生器，液氧储罐和气化设备等。

     锅炉烟气经过炉内SNCR初步脱硝以后，经过引风机送入原烟气管道，经过臭氧烟气混匀装置时臭氧与原烟气的氮氧化物进行了氧化反应，低价态的氮氧化物氧化为可被水吸收的高价态氮氧化物。氧化后的氮氧化物在吸收系统中被吸收并络合氧化为硝酸，与氨水中和为xiao酸an盐。臭氧的发生浓度和氧气的加入量根据烟气中的氮氧化物含量进行综合控制。系统设计存有15%的设计余量。

主要系统参数：

烟气量200000N m3/h

原烟气NOx含量：420mg / N m3

净烟气NOx含量：150mg / N m3

脱除效率：总效率79%

本工序臭氧需要量为：68 kg/h，折合气体544 N m3/h

液氧储罐：  容积为50 m3/h，自增压式，增压压力为0.2MPa。

氧气汽化器：空气加热，气化能力：800 m3/h

臭氧发生器：臭氧发生能力80 kg/h，装机容量640KVA，实际运行功率约为480KW左右,臭氧发生器后质量浓度为10%。

臭氧混匀装置：原烟气量200000N m3/h，混合臭氧量544N m3/h；混匀度要求95%以上。

表3-5        臭氧氧化系统主要设备清单表

序号	名    称	规   格   型   号	单位	数量	备注
1	液氧储罐	容积为50 m3/h；自增压式，增压压力为0.2MPa	台	1
2	氧气汽化器	空气加热，气化能力：800 m3/h	台	1
3	臭氧混匀装置	原烟气量200000N m3/h，混合臭氧量544 N m3/h；混匀度要求95%以上	台	1
4	臭氧发生器	臭氧发生能力80 kg/h，装机容量640KVA，实际运行功率约为480KW。自配干式变压器，进线为电压等级为10KV 系统采用PLC自动控制	台	1

4.复合吸收系统

（ 1 ）系统概述

复合吸收系统是烟气脱硫脱硝系统的核心，主要包括吸收塔以及配套的内部构件、循环泵、循环槽等。

吸收塔设2台液位计、1个远传液相测温点、1台密度计、1台PH计。

吸收塔采用逆流喷淋塔。烟气由一侧进气口进入吸收塔浓缩结晶段，烟气在上升中与喷淋区域雾状混合盐液逆流接触，气体中的Nox、SO2没有被吸收，除尘和换热后处理后的烟气经塔顶部二级除雾器去除烟气中的水蒸气，而后从烟囱排出。

降温除尘后的烟气在吸收段内就完成了湿法氧化法反应。循环罐中是吸剂、水和盐液以及加入的氨水的混合液。反应后得到脱硝副产物工业盐。

混合化肥盐液经过离心分离后进入到浓缩结晶段后获得结晶化肥。经过真空皮带机过滤后获得混合化肥。

净化后的烟气通过流经两级除雾器（PP、FRPP）来减少携带的水滴。

本系统中的循环喷淋系统指的是工艺水以及吸收液的循环喷淋，共设三层喷淋。工艺水和络合氧化剂从塔上部经喷嘴往下喷淋，与上行的烟气接触反应，然后与反应后的产物一起汇流进入循环罐，罐内的混合液通过循环泵到塔上部的喷嘴喷出，实现循环喷淋。

喷淋系统能使在吸收塔内均匀分布，流经每个喷淋层的流量相等。喷淋层的总体布置增加了与气体的接触面积和几率，保证对整个塔体有效横截面（烟气分布横截面）进行不低于150％的覆盖。

五、臭氧用于烟气脱硫脱硝必然发展趋势

   （1）随着环保要求的日益严格，传统的烟气脱硫脱硝工艺将不能满足严格的减排要求，此外，传统工艺还存在设备投资高、占地面积大、系统复杂等缺点。因此开发工艺简单、可靠的脱硫脱硝工艺具有重要意义。

   （2）采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX 具有良好的脱除效果，而且对烟气中的其他有害污染物，比如重金属汞也有一定的去除能力。

   （3）影响臭氧同时脱硫脱硝的因素主要有摩尔比、反应温度、反应时间、吸收液性质等。

   （4）LoTOx 的工程应用表明该技术在国外已进入工业化应用阶段，但现阶段臭氧的制备费用较高，制约了该技术的推广使用，随着臭氧发生装置的逐步改进，臭氧氧化同时脱硫脱硝技术必将会有更加广泛的应用前景。

    因此臭氧氧化性的高低也会直接影响到氮氧化物的脱除率，而臭氧的浓度高低就直接影响到臭氧的氧化性，因此选择高浓度的臭氧，对氮氧化物的脱除效率有着至关重要的作用。高浓度臭氧对难氧化物质氧化效果明显，臭氧浓度提高到一定程度会发生质的变化。

六、山美水美®高氧大型臭氧机-超高浓度、超强氧化性强

（一）山美水美® 高氧大型臭氧机介绍

   北京山美水美®环保公司根据环保发展需求，在中国第一家推出YG-K系列高氧大型臭氧机。该机由北京山美水美环保公司自主研发，具有自主产权。

高氧大型臭氧机主要包括五大部分：双水冷大型臭氧发生器、内循环双水冷系统、高纯度大型制氧机、分子筛干燥机、螺杆压缩机等。

（二）山美水美® 高氧大型臭氧机主要应用领域：

烟气处理；市政给水；污水处理；垃圾渗滤液处理；纸浆漂白；精细化工氧化；泳池消毒；食品饮料；空间消毒；水产养殖；

（三）山美水美® 高氧大型臭氧机应用功能：

1．烟气脱硝脱硫：火电厂，石油炼化厂，冶炼厂等场合会产生大量硫化物硝化物，高浓度臭氧可以氧化硫化物硝化物，避免废气污染。

2．空气杀菌消毒：高浓度臭氧用于空气杀菌时，弥散性非常好。消毒杀菌更彻底。

3．水杀菌消毒：高浓度臭氧可以生成高浓度臭氧水，最高臭氧水浓度可达23g/m3.

4．氧化：高浓度臭氧对难氧化物质氧化效果明显。臭氧浓度提高到一定程度会发生质的变化。有些化学物质在臭氧浓度40mg/L以下都很难氧化。一旦臭氧浓度达到120mg/L以上，氧化能力将**提升。对难氧化，难降解化学物质有特别效果。

5．污水脱色：高浓度臭氧可以快速打断有色物质氢氧健，使印染污水，化工污水等迅速降低色度。

6．物料漂白：高浓度臭氧可以使纸浆等物料明显变白。

7．降低污水COD：在污水处理工艺中，污水一级B升级到一级A时，污水中都是最难氧化物质，只有通过高浓度臭氧才能降低COD,实现一级A排放。

8．降BOD：在污水处理工艺中，高浓度臭氧不仅能降低COD，还能快速降低BOD.

9．防止水藻污染：江河湖水中富营养化比较严重，富营养化会使水藻疯长，疯长后会导致大量消耗水中氧气，使水藻缺氧死亡变色污染水源。高浓度臭氧可以    分解有机物，抑止水藻疯长，避免水藻死亡变色。

10．除味：高浓度臭氧可以氧化氨氮气体，用于饲料厂，垃圾焚烧场等场合除味。

11．化工氧化：高浓度臭氧可以用于精细化工，中间体合成，香料合成工艺。

12．提高可生化性：在污水处理MBR工艺前端，高浓度臭氧将难生物物质分解成可生化物质，便于后端生物分解，提高污水处理效率。

（四）山美水美® 高氧大型臭氧机设备特点

1. 臭氧出口浓度高：臭氧出口浓度可达150g/m3,最高可达180g/m3。

2. 臭氧浓度高出20%：和传统单水冷大型臭氧发生器相比，因内电极得到充分冷却，因而臭氧浓度可以提高20%。实现高浓度臭氧。

3. 采用双水冷大型臭氧发生器结构：臭 氧高频高压放电产生大量热能。而臭氧气体在42℃将会快速分解。传统空气冷却，或者单水冷却都会导致高频高压产生的热量不能散热充分，导致臭氧产量下降。 山美水美公司CF-YG-K系列大型臭氧发生器采用双水冷结构。高介电复合搪瓷外电极采用水冷，臭氧发生不锈钢内电极同样采用水冷。双水冷保证了臭氧发生 过程中臭氧冷却充分。

4. 比单水冷节约电耗10%-20%：和传统单水冷大型臭氧发生器相比，在同样氧气量，同样浓度下节约能耗10%-20%。臭氧浓度越高，节约能耗越明显！

5. 氧气浓度高：和传统制氧机相比，氧气浓度超过90%以上，最高达95%。

6. 整体设备体积减少50%-70%：因产生高浓度臭氧，和单水冷臭氧相比，整体体积减少50%-70%。易与安装和车间布局。

7、设备质量稳定，故障率低：双水冷结构保证了系统不会产生高温高热，系统产生臭氧浓度非常稳定。整个系统没有高温高热现象，所以设备故障率**降低。

8. 不需要外接冷却水：系统采用先进的高效风散热循环水冷系统，不需要消耗冷却水，不需要外接冷却水源。减少外接冷却水带来的不便和管道泄露风险。

9. 高介质复合搪瓷技术，耐击穿：臭氧管采用了高介电复合搪瓷技术，耐击穿力很强，不会像石英管那样破碎。

10.不含氮氧化物等杂质：采用臭氧专用制氧机，臭氧纯度高，臭氧不含杂质，臭氧气体中基本不含氮氧化物。

11．耐腐蚀，适合臭氧环境：和普通制氧机相比，采用了很多耐臭氧腐蚀材料，能在臭氧环境下长期使用。

12.温升低，适合连续稳定运行：采用了双水冷散热技术，保证了臭氧发生器温升低。整个设备温升只有5-10℃，保证了系统可以连续稳定运行。可24小时连续 工作。

13.臭氧产量稳定：双水冷内循环系统保证了臭氧发生时发热能迅速带走，因而臭氧产量稳定。内循环系统采用纯水或防冻冷却液，因而长期运行也不会结垢，在  零度以下环境也能正常工作。

14.耐潮湿，适合潮湿环境：采用分子筛干燥机，露点可达零下40℃至零下70℃。延长了制氧分子筛寿命，适应环境潮湿场合。

15.以空气为原料，臭氧气体成本低：制氧机以空气为原料，物理方法制氧，日常没有消耗材料。和氧气瓶相比，氧气成本非常低。

（五）山美水美® 高氧大型臭氧机和空气源臭氧机比较：

     臭氧机内置制氧机是臭氧技术的一个重大进步。高氧大型臭氧机是对空气源臭氧机颠覆性的变革，具有巨大优势。

1．臭氧出口浓度提高8-10倍。空气源臭氧发生管出口浓度最高为10-20mg/L。而采用氧气，出口浓度可达150-180mg/L。浓度提高8倍以上。

2．臭氧杀菌或氧化能力**提高。高浓度氧气产生高浓度臭氧。从而使臭氧杀菌或氧化能力**提高。有些化学物质难氧化，有些化合物只有采用氧气源 臭氧才能氧化。

3．臭氧产量提高3倍。氧气源臭氧发生器比空气源臭氧发生器提高产量3倍。**提高了臭氧发生管的利用效率。

4．没有氮化物污染。臭氧管采用空气源时，因为空气中含78%的氮气，所以在产生臭氧的同时会有氮化物产生。而采用氧气源避免了氮化物的产生。

5．系统体积小。臭氧发生器采用空气源，气体的前期处理结构庞杂，结构比氧气源臭氧发生器至少大3倍，耗电相应增加，最终导致维护费用**增加。采用制氧机提供氧气，臭氧浓度**提升，综合维护费用**降低。

6．是污水处理秘密武器。在 污水处理系统中，一般前期处理采用空气源臭氧机，曝气量大，氧化量大，处理能力强。而在污水处理后端，都是难氧化物质。只有采用高浓度氧气源臭氧机才能真 正解决难氧化物质难题。在很多污水处理工艺中，后端处理，采取很多工艺都不能降低COD. 唯有采用高浓度氧气源臭氧机才能把COD降下来，高浓度氧气源臭氧机成了秘密武器。

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天使木业 发表于 2017-3-21 07:36
100%就是伪命题，还谈啥技术！
做技术，工作不严谨。客户吃大亏！！

NO完全可以百分百被氧化变成二氧化氮。这怎么可能是伪命题？您如果仔细的看了这篇帖子，您就应该知道，我说的话都是非常严谨的。