一种选择性低温脱硝装置的制作方法

本发明涉及一种脱硝装置，尤其是一种选择性低温脱硝装置。

背景技术：

目前，国内比较成熟的脱硝技术有选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）两种，这两种方法都是还原法脱硝，还有一种脱硝方法为氧化法脱硝，如臭氧氧化法、双氧水氧化法、高锰酸盐氧化法等。

SCR脱硝技术是在催化剂的作用下于320～420℃条件下，烟气中的氮氧化物被选择性的还原，生成N₂，达到去除氮氧化物的目的。在SCR技术中，V₂O₅被广泛应用为催化剂载体，其最佳催化温度为302～402℃，在350℃左右活性最强。SCR脱硝技术的主要缺陷是，催化剂费用昂贵，约占整个脱硝系统装置总造价的40～60%。另外，催化剂容易中毒、堵塞、失去活性等，延长使用寿命是SCR脱硝系统的又一难点。

SNCR脱硝技术是在无催化剂的作用下，在适合的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原NOx。还原剂只和烟气中的NOx反应，一般不与氧反应，该技术不采用催化剂，所以这种方法被称为选择性非催化还原法（SNCR）。由于SNCR工艺不用催化剂，反应活化能极高，因此必须在高温区加入还原剂。比如脱硝剂为氨时，反应温度为850-1100℃，但烟气温度大于1050℃时又会产生氨被氧化的副反应，氧化成NOx，1100℃时氨被氧化的反应速率明显加快。副反应不仅降低了脱硝效率，而且还会增加还原剂的用量和成本，经济性大为降低。若烟气的温度低于870℃，则活化分子数大为减少，脱硝的反应速度大幅降低。由于反应温度窗口范围较窄，难以精确控制，反应时间以及喷氨点的设置、切换，受锅炉炉膛和受热面布置的限制。脱硝效率较低一般为30%-50%。也就是说采用SNCR方法在炉膛内很难形成稳定的反应温区，反应不彻底造成脱硝效率很低。

一般氧化法脱硝主要存在脱硝效率低，如双氧水氧化法、高锰酸盐氧化法等，氧化效率低且会产生二次污染，而臭氧氧化虽效果较好，但投资及运行成泵均过高，导致难以大范围推广。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有脱硝技术的不足，提供一种选择性低温脱硝装置，其运行成本均较传统工艺大为降低，安全高效，在不使用催化剂的条件下就能取得很高的脱硝率。

本装置设计的关键是设计一种空气等离子激活新型氧化技术的高效的氧化单元，其能在低温条件下选择性的快速氧化烟气中的低价态氮氧化物，再通过碱性吸收液吸收去除。

技术方案

一种选择性低温脱硝装置，包括储液罐、稀释罐、变频泵、反应室、等离子发生器、吸收塔和控制器，储液罐、稀释罐和变频泵依次相连通；反应室上设有喷嘴，变频泵的出口连接至反应室上的喷嘴；等离子发生器与反应室相连；反应室的进口与高温烟气管道连通，反应室的出口与吸收塔侧面底部的入口连通，吸收塔内上部设有喷淋头，喷淋头通过管道与碱液储罐连通；吸收塔的顶部出口设有氮氧化物传感器，氮氧化物传感器与控制器的信号输入端相连，控制器的输出端与变频泵相连，用于控制变频器的流量。

进一步，所述反应室的顶部和底部均设有一个以上的喷嘴，反应更充分。

进一步，吸收塔内上部的喷淋头为两个以上，氮氧化物的吸收更充分 。

采用上述装置进行脱硝的方法：储液罐中的氧化剂被计量泵送入稀释罐中进行稀释，高温烟气通过高温烟气管道进入反应室，氮氧化物传感器根据检测的氮氧化物含量将信号反馈给控制器，控制器根据输入的信号控制变频泵流量，从而控制进入反应室的氧化剂的用量，氧化剂在反应室内与等离子发生器产生的大量空气等离子体混合并被瞬间激活，将进入反应室的烟气中的低价态氮氧化物氧化，随后进入吸收塔中被喷淋的碱液充分吸收，脱硝后的烟气从吸收塔顶部出口进行排放。上述脱硝反应温度为低温（60-100℃），因此，成本大为降低，高温烟气可将余热回收利用，达到能源充分利用，经济环保。

本实用新型的脱硝效率为95%以上，脱硝投资及运行成本均仅为普通脱硝工艺的一半左右，做到了低成本、高效率稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型选择性低温脱硝装置的结构示意图；

其中，1-储液罐，2-稀释罐，3-变频泵，4-反应室，5-等离子发生器，6-喷嘴，7-吸收塔，8-氮氧化物传感器，9-控制器，10-喷淋头，11-碱液储罐，12-高温烟气管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种选择性低温脱硝装置，包括储液罐1、稀释罐2、变频泵3、反应室4、等离子发生器5、吸收塔7和控制器9，储液罐1、稀释罐2和变频泵3依次相连通；反应室4的顶部和底部各设有3个喷嘴6，变频泵3的出口连接至反应室4上的喷嘴6；等离子发生器5与反应室4相连；反应室4的进口与高温烟气管道12连通，反应室4的出口与吸收塔7侧面底部的入口连通，吸收塔7内上部设有喷淋头10，喷淋头10通过管道与碱液储罐11连通；吸收塔7的顶部出口设有氮氧化物传感器8，氮氧化物传感器8与控制器9的信号输入端相连，控制器9的输出端与变频泵3相连，用于控制变频器的流量。

对高温烟气进行脱硝时，储液罐1中的氧化剂被计量泵送入稀释罐2中进行稀释，高温烟气通过高温烟气管道12进入反应室4，氮氧化物传感器8根据检测的氮氧化物含量将信号反馈给控制器9，控制器9根据输入的信号控制变频泵3流量，从而控制进入反应室4的氧化剂的用量，氧化剂在反应室4内与等离子发生器5产生的大量空气等离子体混合并被瞬间激活，将进入反应室的烟气中的低价态氮氧化物氧化，随后进入吸收塔7中被喷淋的碱液充分吸收，脱硝后的烟气从吸收塔7顶部出口进行排放。

本实用新型脱硝装置的脱硝效率为95%以上，脱硝投资及运行成本均仅为普通脱硝工艺的一半左右，做到了低成本、高效率稳定运行。