一种臭氧脱硝提效装置论文和设计-王超

全文摘要

本实用新型提供的一种臭氧脱硝提效装置，包括安装在引风机出口至吸收塔入口之间的烟道内的喷水降温装置、臭氧喷嘴及扰流板；所述喷水降温装置包括喷水降温管道及与之联通的喷水雾化喷嘴，所述臭氧喷嘴包括相互联通的喷臭氧供料管道、喷臭氧支管道及短管，所述短管的喷口下游设置有扰流板。所述喷水雾化喷嘴为双流体喷嘴。所述短管的截面形状为圆形或矩形。空气或氧气经过风机加压后进入臭氧发生器，利用电晕放电原理产生了浓度为2.3‑3.5wt％的臭氧(空气源),臭氧喷嘴使喷出的臭氧更易与烟气充分混合；扰流板使烟气发生不规则的湍流运动，以使臭氧与烟气充分混合，从而使臭氧与NO快速反应；提高臭氧利用率，提高臭氧法脱硝效率。

主设计要求

1.一种臭氧脱硝提效装置，其特征在于，包括安装在引风机出口至吸收塔入口之间的烟道内的喷水降温装置、臭氧喷嘴及扰流板；所述喷水降温装置包括喷水降温管道及与之联通的喷水雾化喷嘴，所述臭氧喷嘴包括相互联通的喷臭氧供料管道、喷臭氧支管道及短管，所述短管的喷口下游设置有扰流板。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种臭氧脱硝提效装置，其特征在于，所述喷水雾化喷嘴为双流体喷嘴。

3.根据权利要求1所述的一种臭氧脱硝提效装置，其特征在于，所述短管的截面形状为圆形或矩形。

4.根据权利要求1所述的一种臭氧脱硝提效装置，其特征在于，所述短管安装在供料管的外圆面上，短管长方向的轴线可以穿过供料管的长方向中心轴线，并与之相交，或者成空间交叉。

5.根据权利要求4所述的一种臭氧脱硝提效装置，其特征在于，所述交叉的角度为45°—90°。

6.根据权利要求1或4所述的一种臭氧脱硝提效装置，其特征在于，所述短管的长方向中心轴线与烟气流动方向保持一定的角度。

7.根据权利要求6所述的一种臭氧脱硝提效装置，其特征在于，所述短管的长方向中心轴线与烟气流动的角度为45°—90°。

8.根据权利要求1所述的一种臭氧脱硝提效装置，其特征在于，所述扰流板为圆管形或螺旋桨状。

9.根据权利要求8所述的一种臭氧脱硝提效装置，其特征在于，所述螺旋桨状扰流板包括多个叶片，所述叶片在螺旋桨平面内按圆周均匀分布，各个叶片与螺旋桨平面呈一定的角度。

10.根据权利要求9所述的一种臭氧脱硝提效装置，其特征在于，所述螺旋桨平面与水平面保持一定的角度。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及用于提高臭氧反应利用率，提高脱硝效率的一种臭氧脱硝提效装置。

背景技术

燃煤电厂烟气中的NO_{X<\/sub>90～95％以上为NO。臭氧作为一种强氧化剂，可以将烟气中的NO氧化成NO_{2<\/sub>、N_{2<\/sub>O_{5<\/sub>等高价态氮氧化物。然后N_{2<\/sub>O_{5<\/sub>与NaOH等其它碱性溶液水溶液进行吸收反应，最终将NO_{X<\/sub>转化为硝酸盐达到脱除烟气中的污染物的目的，NO _{X<\/sub>的去除率高达95％。}}}}}}}}

含量为1％以下的臭氧，在常温常态常压的空气中分解半衰期为20～30分钟左右。随着温度的升高，分解速度加快，温度超过100℃时，分解非常剧烈，达到270℃高温时，可立即转化为氧气。

常规臭氧法脱硝通过布气管道直接将臭氧喷入引风机后出口烟道，没有烟气的降温措施和臭氧的均布扰流措施，臭氧不能与烟气中的NO_{X<\/sub>完全反应，导致臭氧利用率低、臭氧法脱硝效率低，运行成本高。}

因此，在臭氧脱硝系统中，防止臭氧在高温烟气中快速分解，并且使臭氧迅速与烟气混合以提高臭氧的利用率成为提高脱硝效率，提高臭氧利用率的关键。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种臭氧脱硝提效装置，包括安装在引风机出口至吸收塔入口之间的烟道内的喷水降温装置、臭氧喷嘴及扰流板；所述喷水降温装置包括喷水降温管道及与之联通的喷水雾化喷嘴，所述臭氧喷嘴包括相互联通的喷臭氧供料管道、喷臭氧支管道及短管，所述短管的喷口下游设置有扰流板。

所述喷水雾化喷嘴为双流体喷嘴。

所述短管的截面形状为圆形或矩形。

所述短管安装在供料管的外圆面上，短管长方向的轴线可以穿过供料管的长方向中心轴线，并与之相交，或者成空间交叉。

所述交叉的角度为45°—90°。

所述短管的长方向中心轴线与烟气流动方向保持一定的角度。

所述短管的长方向中心轴线与烟气流动的角度为45°—90°。

所述扰流板为圆管形或螺旋桨状。

所述叶片在螺旋桨平面内按圆周均匀分布，各个叶片与螺旋桨平面呈一定的角度。

所述螺旋桨平面与水平面保持一定的角度。

本实用新型具有以下优势：

喷水降温装置降低了烟气温度，有利于臭氧与NO发生反应；空气或氧气经过风机加压后进入臭氧发生器，利用电晕放电原理产生了浓度为2.3-3.5wt％的臭氧(空气源),臭氧喷嘴使喷出的臭氧更易与烟气充分混合；扰流板使烟气发生不规则的湍流运动，以使臭氧与烟气充分混合，从而使臭氧与NO快速反应；提高臭氧利用率，提高臭氧法脱硝效率。

附图说明

图1是本实用新型的烟气高效臭氧脱硝装置流程图；

其中，101为吸收塔，102为风机，103为臭氧发生器，104为烟囱，105为水箱，106为宋体，107为搅拌器，108为氧化风机，109为循环泵；

图2-1是本实用新型的烟道截面剖视图；

图2-2是图2-1的A-A视图；

图2-3是图2-1的B-B视图；

图3-1是本实用新型的臭氧喷嘴、扰流板示意图；

图3-2是图3-1的C-C视图；

图3-3是图3-1中扰流板的单片叶片7的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，该实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明提供的一种臭氧脱硝提效装置，空气或氧气经过风机102加压后进入臭氧发生器103，利用电晕放电原理产生了浓度为2.3-3.5wt％的臭氧(空气源)。

120～150°原烟气在进入吸收塔101前，首先通过雾化喷嘴2给原烟气喷水降温，使烟气温度降低到80～90℃左右。水箱105中的工艺水经水泵106加压后，通过双流体喷嘴或其它形式的喷嘴雾化后，水在烟道中蒸发，从而降低了烟气温度。

降温后的烟气，由臭氧喷嘴喷入臭氧，臭氧喷嘴采用短管喷口，并在喷口下游设置独立的扰流板。加入臭氧后的烟气，经过扰流板，扰流板使烟气发生不规则的湍流运动，以使臭氧与烟气充分混合，从而使臭氧与NO快速反应。烟气中的NO充分氧化后进入吸收塔101，在吸收塔中被吸收，净烟气通过烟囱104排放。

实施例一：

本实施例是一种用于燃煤锅炉烟气臭氧脱硝提效装置如图2-1、2-2、2-3所示。本实施例包括喷水降温管道1及喷水雾化喷嘴2，喷臭氧供料管道3及成排安装的喷臭氧支管道4，一端与喷臭氧支管道联通的短管5，所述短管的喷臭氧口下游设置独立安装的扰流板6。

为使烟气降温有利于臭氧发生作用，设置了喷水降温装置。

图2-1体现出喷臭氧管道的布置方式，图2-2是图2-1的A-A视图，体现出喷嘴的布置方式；图2-3是图2-1的B-B视图，体现出喷水降温管道、喷臭氧管道的前后布置位置关系，也体现出雾化喷嘴及扰流板的布置方式。为使臭氧与烟气充分的混合，本实施例对传统的臭氧脱硝喷射装置进行了修改，不在供料管上直接设置喷臭氧口，而是在供料管上设置短管。所述的短管一端与喷臭氧支管道联通，利用气流在进入短管时所受到阻力，而改善各个喷口之间的压力平衡。短管的截面形状可以是圆形、矩形或其他多边形。由于圆形截面的短管成本最低，因此，通常情况下可以使用圆形截面的短管。

短管可以安装在供料管的外圆面上，短管长方向的轴线可以穿过供料管的长方向中心轴线，并与之相交，或者成空间交叉。交叉的角度可以在45°—90°之间。短管的长方向中心轴线可以与烟气流动方向垂直，也可以保持一定的角度，例如：45°—90°之间。在通常情况下，由于烟气是垂直上升的，因此，可以说短管长方向轴线可以在水平线的正负45°角范围内变化。

短管上设置的喷臭氧口的喷射角度可以打孔的方向而改变，也可以使用一段更短的管子作为喷嘴，喷臭氧口的方向可以在一定范围内变化。

所述的喷臭氧口下游的意思是，在喷臭氧口所喷出的臭氧的路径上设置扰流板。由于喷臭氧口是设置在短管上的，因此，扰流板可以独立设置。

如图3-1所示(其中4是喷臭氧支管道，5是一端与喷臭氧支管道联通的短管，6是扰流板，7是扰流板的单片叶片，8是扰流板短柄)，臭氧喷嘴采用短管5，并在短管5的喷口下游设置独立的扰流板6。扰流板可以有多种形式，例如可以采用传统的圆管形，也可以采用螺旋桨形状的混合组件。螺旋桨状的扰流板类似一个不转动的螺旋桨，臭氧从螺旋桨中心部位喷向扰流板，臭氧在螺旋桨叶片的作用下，向四处分散开来，与烟气充分混合。

螺旋桨状的扰流板有多个叶片(如图3-2中所示)，在一个平面内按圆周均匀分布。各个叶片与螺旋桨平面呈一定的角度，使臭氧在叶片倾斜角度的作用下，运动方向发生改变，与烟气交叉运动，产生紊流而混合。多个叶片组合形成的螺旋桨在一个平面内，这个平面通常与水平面保持一定的角度，也就是与烟气流动的方向保持一定的角度，以便产生良好的混合作用。每个叶片也需要与这个平面保持一点的角度，以产生螺旋的效果。

叶片的数量通常可以是三片、四片(如图3-2中所示为四片)或六片，过少产生的混合效果不明显，过多叶片则制造过于复杂，不利于降低成本。

扰流板6应当与喷臭氧支管道4的喷臭氧口保持一定的距离，扰流板可以按传统的方法焊接在一个长管子上，各个扰流板与各个喷臭氧口对应。也可以在螺旋桨状的扰流板6上设置短柄8，将短柄8的一端焊接在短管5上，使各个喷臭氧口上的扰流板完全独立。

实施例二：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于扰流板的细化。本实施例所述的螺旋桨圆形平面至喷口距离h在90～110毫米，如图3-1所示。

实施例三：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于扰流板的细化。本实施例所述的扰流板还包括与一端与喷臭氧支管道联通的短管5连接的短柄8，即所述的扰流板在叶片上设置独立的短柄8，将短柄8的一端在适当的位置与喷臭氧支管道联通的短管5焊接，形成独立的扰流板，参见图3-1。

空气或氧气经过风机加压后进入臭氧发生器，利用电晕放电原理产生了浓度为2.3-3.5wt％的臭氧，提高臭氧利用率，提高臭氧法脱硝效率。水箱中的工艺水经水泵加压后，通过双流体喷嘴或其它形式的喷嘴雾化后，水在烟道中蒸发，从而降低了烟气温度，降温后的烟气，由臭氧喷嘴喷入臭氧，臭氧喷嘴采用短管喷口，并在喷口下游设置独立的扰流板。加入臭氧后的烟气，经过扰流板，扰流板使烟气发生不规则的湍流运动，以使臭氧与烟气充分混合，从而使臭氧与NO快速反应。烟气中的NO充分氧化后进入吸收塔，在吸收塔中被吸收。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

设计图

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