臭氧低溫脫硝技術

采用活性分子氧化脫硝技術進行脫硝處理，實現(xiàn)了NOx達標排放的目標崭孤，同時對氧氣濃度类嗤、冷卻水溫度以及鍋爐負荷變化等影響因素進行了分析。結果表明辨宠，吸附壓力和脫附壓力分別在29~30kPa和-49~-50kPa時遗锣，氧氣濃度達到值93%以上捌养。冷卻水溫度不宜超過37℃。同時提出了采用梯段定量控制方式以滿足鍋爐負荷變化時NOx始終處于達標排放宝猩。

隨著《大氣污染防治行動計劃》的頒布以及進一步降低燃煤鍋爐煙氣污染物排放的要求螃妨，氮氧化物NO_x的控制也進一步提高。SCR^[1,2]是目前應用有效脫除效率高的一種脫硝技術孙远。然而在追求更低NOx排放的目標時耐叽，該技術因其固有的混合和流場不均勻會引起氨逃逸超標問題，同時隨著催化劑裝載量的增加友熟，使得SO₂向SO₃轉化率增大录抖，終煙氣中NH₃和SO₃濃度的增大將進一步加重空預器的堵塞現(xiàn)象。而基于低溫活性分子氧化脫硝技術則很好的可以避免上述問題的出現(xiàn)厅瘩《芬海活性分子（如O₃）與SCR不同宗恩，是通過對NO紊尺、重金屬等污染物的氧化進行煙氣協(xié)同處理的工藝^[3-7]。該工藝與鍋爐類型無關领姨，處理對象為鍋爐的尾部煙氣达吞，將燃煤煙氣中的NO以及重金屬等氧化為高價態(tài)的NO_x以及金屬氧化物，再進行NO_x荒典、SO₂以及重金屬等污染物的協(xié)同脫除酪劫。

本文采用活性分子氧化脫硝技術對燃煤煙氣中的NOx排放控制進行了研究，并對氧氣濃度寺董、冷卻水溫度以及鍋爐負荷變化等影響脫硝效率的因素進行了分析覆糟。

1  改造方案

某電廠原有鍋爐為2臺35t/h和1臺50t/h鏈條爐，原濕法脫硫系統(tǒng)采用一套石灰石石膏法進行SO₂脫除遮咖√沧郑活性分子氧化脫硝技術應用在煙氣匯合后的尾部煙道上，因此僅需考慮尾部煙道的煙氣流量以及氮氧化物含量等參數(shù)御吞，與鍋爐的燃燒方式無關麦箍。利用原有脫硫裝置僅對原脫硫塔入口煙道進行改造，安裝活性分子反應器陶珠。其余改造均為新增裝置如圖1所示包括：制氧系統(tǒng)挟裂、活性分子系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)以及電氣揍诽、儀控輔助系統(tǒng)诀蓉。制氧系統(tǒng)采用吸附劑通過吸附和脫附手段進行空氣中氧氣和氮氣的分離，產生濃度較高的氧氣竖枚。經(jīng)過加壓劝讯、除油梗擅、除塵后的氧氣進入活性分子發(fā)生器中，通過在放電室的局部放電終產生活性分子（O₃）矛郁。該放電室內采用高壓電對氧氣進行放電會產生大量的熱量意苞，因此需要外來冷卻水對放電室進行換熱處理以提高活性分子（O₃）的濃度。

2  改造結果分析

2.1  吸附壓力的影響

目前活性分子（O₃）的生產方法主要是依靠對氧氣進行電暈放電蒜座，一般認為電暈活性分子（O₃）主要通過以下途徑產生：

因此美域，除放電電壓外，根據(jù)反應式（2.1）~（2.4）叽渡，O₂濃度對活性分子（O₃）的生產至關重要茧纵。氧氣濃度越高則活性分子（O₃）的產量也隨之增加。氧氣是在常溫常壓的條件下酣殊，利用VPSA吸附劑選擇性吸附產生郭销。鼓風機將空氣鼓入吸附塔I中，在加壓吸附條件下锡移，優(yōu)先吸附N₂呕童、CO₂和H₂O等雜質，從而獲得濃度較高的氧氣淆珊；同時真空泵抽對吸附塔II進行抽氣夺饲，在減壓脫附的條件下，脫附吸附劑中的N₂及其他雜質施符，吸附劑再生后進行下一輪吸附往声。因此，加壓和減壓過程直接影響吸附劑的吸附和再生能力戳吝，從而影響氧氣濃度浩销。表1給出了6種工況吸附壓力和脫附壓力變化時，氧氣濃度的變化听哭。其中可以看出隨著吸附壓力的升高慢洋，脫附壓力減小有利于氧氣濃度的提升。尤其工況5中欢唾，當吸附壓力29~30 kPa且警，脫附壓力-49~-50 kPa時，氧氣濃度達到93%~95%缅含。但如果將吸附壓力和脫附壓力進一步提升阿钞，則氧氣濃度會出現(xiàn)下降，這是由于吸附劑層在高壓下出現(xiàn)穿透現(xiàn)象脓擅，部分氣體未被有效吸附而直接通過導致氧氣濃度的下降篇张。

2.2冷卻水溫度的影響

電暈放電產生活性分子（O₃）時，由于存在反應式（2.3）和（2.4）的逆反應嚣僚，同時放電過程中會產生大量的熱量胀蹭』┎活性分子自身存在不穩(wěn)定性，隨著環(huán)境溫度的提升见丘，活性分子自身的分解會加速酒危，反應式（2.3）會迅速向右進行。因此需要采用大量冷卻水進行熱交換以確痹扰玻活性分子（O₃）的生成败旋。圖1給出了冷卻水溫度變化對活性分子產生濃度的影響。隨著冷卻水水溫的增加炎剿，活性分子濃度隨著增加仁连。冷卻水溫度主要受當?shù)丨h(huán)境溫度的影響，季節(jié)性變化較大阱穗。因此饭冬，考慮到經(jīng)濟性運行，高溫時冷卻水水溫控制在30~32℃揪阶，此時的活性分子濃度控制在128~135mg/Nm³昌抠。溫度過高會影響設備自身的穩(wěn)定性，同時活性分子的濃度大大降低同時設備運行能耗會大幅上升遣钳。因此扰魂，對于冷卻水溫超過37℃時，需要進行冷卻水降溫蕴茴，增加額外的冷卻費用，以確保整套系統(tǒng)的經(jīng)濟性運行姐直。

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