臭氧脱硝实用工艺说明书

臭氧方案细化一、臭氧低温氧化脱硝工艺臭氧氧化吸收脱硝方法原理主要是利用氧化反应和吸收反应。氧化反应主要是利用臭氧的强氧化性，将不可溶的低价态氮氧化物氧化为可溶的高价态氮氧化物，然后在洗涤塔内将氮氧化物吸收，达到脱除的目的。该脱硝系统在不同的NOx等污染物浓度和比例下，可以同时高效率脱除烟气中的NOx、二氧化硫和颗粒物等污染物，同时还不影响其他污染物控制技术，是传统脱硝技术的一个高效补充或替代技术。按照03对于NOx复杂的氧化反应过程，实际上最后通过N的价态变化体现出来，主要的反应如下：2N0+303=N205+3022N02+03=N205+02N0+03=N02+02与气相中的其他化学物质如C0、S02等相比，N0x可以很快地被臭氧氧化，这就使得N0x的臭氧氧化具有很高的选择性。因为气相中的N0x被转化成溶于水溶液的离子化合物，这就使得氧化反应更加完全，从而不可逆地脱除了N0x，而不产生二次污染。经过氧化反应，加入的臭氧被反应所消耗，过量的臭氧可以在喷淋塔中分解。除了N0x之外，一些重金属，如汞及其他重金属污染物也同时被臭氧所氧化。烟气中高浓度的粉尘或固体颗粒物不会影响到N0x的脱除效率。吸收反应主要是被臭氧氧化成成高价态的氮氧化物在喷淋塔中被吸收液吸收，形成硝酸盐去除。吸收液资源化，脱硫脱硝液、渣经强氧化，固液分离，溶液可蒸发结晶为复盐，无二次污染。脱硫液中硝酸盐经与石膏及其他盐类混合结晶，经脱水随脱硫渣一同去除，脱硫废液经过中和-沉淀-澄清去除重金属盐类后，一部分用于制浆，一部分用于生产冲渣用水，全部循环使用，不经外排。改性滤料炉渣吸附重金属及硝酸盐类处理后无害化处理作为建筑材料，用来厂区修路，以及外销用作建筑材料。炉渣是电厂锅炉、各种工业及民用锅炉，炉窑燃烧煤炭后排出的固体废弃物。由于煤炭在燃烧过程中进入大量空气,冷却后又逃逸，导致生成的炉渣形成多孔结构。炉渣中含有的多种碱性氧化物（cao协LO3等）在与脱硫废水接触后能溶出部分碱性物，因而对脱硫废水中的硝酸盐、重金属、悬浮物电厂炉渣的吸附性能非常好，锅炉每天产生的炉渣xx吨,具备吸附处理脱硫脱硝废水80吨的能力，我方脱硫系统每天出渣滤液月xx吨小于炉渣处理水量，中和絮凝沉淀后约xx吨用制浆，xx吨用于冲渣，炉渣吸收带走xx的水分，经炉渣炭粒吸附去除重金属硝酸盐及重金属离子后的冲渣水经过沉淀澄清后，用于煤场加湿，实现污水零排和节约用水的双赢。二、臭氧低温氧化脱硝技术特点是“十一五”、“十二五”以来，在国家相关科技计划的资助下，我国在臭氧发生器放电结构和放电介质的设计研究、大功率变频谐振电源与臭氧发生器的参数研究、整体结构和放电管模块化结构的图纸设计研究、冷却系统、检测系统、PLC控制系统的研究设计以及臭氧发生系统的可靠性分析等方面取得重要进展，大幅提高了大型臭氧发生器的制造水平，使装置具有高效率、低能耗、体积小、寿命长、运行稳定可靠、价格低等显著优点。全套臭氧氧化脱硝工艺系统简单，容易在原有脱硫塔基础上改造并实现脱硫脱硝同时进行;脱硝效率高（可达90%以上）；根据烟气中氮氧化物的实时监测，可实现氧化剂（臭氧）投加量的精确控制，使系统的运行效率不受锅炉运行状态影响；系统运行温度低，可实现低温脱硝处理；系统运行效率不随运行时间增加而下降，大大减少脱硝系统的停机检修时间;臭氧的氧化能力也能实现对烟气中其它有害成分（如汞）的氧化脱除，能满足将来越来越严的环保要求。还原法烟气脱硝技术还原法脱硝技术按照脱除原理可以分为催化还原SCR、非催化还原SNCR等。考虑本厂链条炉燃烧特点（锅炉负荷变动频率高，炉膛温度波动大），因还原法（SNCR）适用于特定温度（850°C-1050°C）和工作场所下的脱硝方式，且SNCR对炉膛燃烧影响较大，对锅炉部件存在腐蚀影响，且存在氨逃逸二次污染；SCR造价较高、也存在氨逃逸二次污染、施工场地大，需对锅炉大范围改造等，所以本厂链条锅炉不宜采用还原法脱除NOx；吸收法、催化分解法等因设备投资大、效率低目前较少采用。而臭氧氧化法因对烟气源适用性广、NOx脱除效率高、运行调节方便等特点被广泛采用。臭氧脱硝的优势如下更灵活由于臭氧脱硝对温度的要求不高，烟道中的温度正好满足臭氧脱硝的要求，所以臭氧脱硝的具体位置的选择，可以根据现场的烟道布置情况，结合现场的场地情况灵活调整。克服了低温SCR的位置选择的局限性。臭氧低温氧化脱硝，脱硝效率高，在一些环保要求高的地区脱硝效率可达到95%以上；设备设计有前瞻性，预留了增加臭氧反应器的位置，如需提高排放标准，只要在原设备旁增加臭氧发生器即可满足脱除率，无需对原结构进行破坏性改造，大幅度节省了用户的设备投资。不使用催化剂，无催化剂中毒、反应器堵塞等问题。脱硝烟气温度低，在50-180C范围内均可实现高效脱硝。无传统脱硝工艺的氨逃逸、尿素异味等问题，适用于邻近居民区的工业锅炉。占地面积小，模块化设备可根据现场条件灵活布置。臭氧脱硝专利技术填补了国内低温氧化脱硝技术的空白，达到国际先进技术水平。采用臭氧气相氧化、碱液吸收的一塔式结构，改变了国内、外脱硫脱硝两套结构的繁杂设置。施工便捷臭氧发生器属于成型设备，安装工程量小；臭氧投加位置根据烟道位置选取合适位置或只需对一段烟道进行改造，工程量小，施工便捷。易于维护、操作管理简单维护费用低，不存在催化剂定期更换等问题，整个工艺涉及的核心设备是臭氧发生器，设备少，且属于自动化控制。臭氧发生器的维护主要是臭氧发生单元的维护，由于供气气源的原因，臭氧发生器运行一定时间后，臭氧发生单元中会含有一定量的粉尘、氮氧化物等脏污杂质，这些物质的长期积累会影响臭氧的产量及效率，甚至导致设备故障，因此需要定期维护。脱硫脱硝整个过程都在除尘器后进行，不影响锅炉、除尘器的正常运行，避免了除尘器堵塞、影响除尘器的使用寿命的问题，确保整个系统的的稳定运行。可以随锅炉负荷的变化调整发生量，降低能耗采用低温SCR法，无论是否运行，是否满负荷运行，SCR的催化剂都是在损耗状态，使用寿命3-5年。臭氧脱硝工艺可以根据锅炉是否运行，运行负荷的变化随时调整臭氧发生器量。锅炉检修期间可以停止脱硝工艺。当锅炉低负荷运行时，通过调整臭氧发生量减少臭氧产量降低运行成本。设备的使用寿命不低于20年。调试简单臭氧脱硝的调试，根据CEMS检测仪的反馈数据调整臭氧流量即可，启动和调试时间短。三、炉渣处理污水的论述1、炉渣的化学组成和理化特性1.1炉渣的化学组成炉渣是煤炭燃烧后的融熔产物，含有大量硅、镁、钙、铝、铁的氧化物，化学组成见表1[1]。友1蟋媒炉遣化学成分壕和诫»国庭3）w(CaO)w(NgO)w"w（残衰）地煤37.3-60.94.3-24.916.3-35.20.9-9.60.^-3.90.3^3.410-30无烟煤49,3-62.5土1-16.115,1-25.20.7-4.90.&-1.8L%810-30褐煤21.0-59.14.5-12.212.2-23.1LTTL3L1-2.40.9-2.810-301.2炉渣的物理特性炉渣的物理特性见表2[2]。

1.3炉渣被水浸泡、淋洗后的部分化学特性炉渣在被水（pH=7.0）浸泡、淋洗后，水中pH值变化和铝的溶出量见表3、表4［4］和表5［5］。表w炉渣的物理恃性有敢■粒役d/m不均电系故加D当靠粒径如床层孑愿暮密度pH（血顶一力吸水率与。0,315X10-31.990.46X10-30,55S2.龄掀0.413He经人工破蔬麻分.粒径在CLUOm范围ti>表3炉道被水浸泡后水的pH值水浸泡时间/h12S45pHB7.838.64S.129.54 ：9,?6注：浸泡水的pH-7.0表4炉渣被水淋洗后水的诚俏水徘溶时间/h244B7296120pHU9.059+55 .9同 ；9,8。9,94出淋溶水的pH尚.蹄表5炉浦被水祓洌后铝的溶出学炉遣被水浸泡时1旬尚m45S5S5溶出铭pCMi/Gng.L-1)22,434&752炉渣处理废水机理炉渣去除工业废水中污染物的过程较复杂，与其物理结构、化学成分，废水性质（pH值、有机物组成等）等因素有关。根据目前的有关资料，炉渣处理废水的主要机理为吸附、中和及絮凝沉降作用。2.1吸附过滤作用炉渣具有多孔结构，孔隙率达50%—60%，比表面积较大，表面能高，炉渣中含有的残炭达10%—30%,这些残炭具有活性炭的性质，因此炉渣对工业废水中的有机物、重金属、悬浮物具有较强的物理和化学吸附作用。表6为炉渣对某些废水中污染物的吸附情况［5-7］。表ts炉遣港工业废水中污染物的吸FH情况辰水种粪炉^吸附焙瓦中药成水有机吸卧悝达3泰血［护?匐优工硝基漆水硝基废水中有机物吸附为23.7-37.W既口炉渣1籍硝基物伽j嗫附为炉植物淄函废水油脂吸附率为A盹孺［炉楂L原水中恳淳物吸附却E虹商［炉渣］表7炉箱啜附姓埋印染境水处理工芝进水水肪炉渣过德后水质(COD)/(m.lPptCOD)/网上*pHffi废水-郭褫炉f造过德946,51.03X30破光度）10.8293.3omi（吸光匿）10段水一除尘一炉道遂值729.5885.1(倍)10.8594.50.33《倍）6.S8废水-烟气中和一炉渣过400-1200>250(倍)<10<20无色7-7.3废术—SBRt■炉苗过i虑COD去降率SCL鲁.普色度脱色率60%-80氏2.2中和作用炉渣中含有的CaO,MgO,Fe2O3,A1203,K2O,Na2O等碱性氧化物被水浸泡后进入废水中，能提高废水的碱度，可用来中和酸性废水的酸度，这在处理酸性除尘脱硫脱硝废水，酸性矿井废水以及某些酸性重金属废水方面有较好的效果。2.3絮凝沉降作用炉渣在被中性水浸泡35—65min后，被溶出的铝达到22.5—53mg/L。铝在水中形成的氢氧化物是良好的絮凝剂，能对废水中有机物硝酸盐类、重金属、悬浮物起絮凝作用，加强其澄清沉降效果，此外炉渣中的部分无机粉尘对废水也有混凝作用。3炉渣在工业废水处理中的应用3.1对印染废水的处理印染废水的特点是水质复杂，含各种有机物浓度高，碱度大、色度大。近年来纺织行业不断改变产品结构，提高纺织物印染性能，带来印染废水中难生物降解物质日益增多。炉渣所具有的对废水吸附和中和性能特别适宜对印染废水中染料、浆料、助剂、色度、碱度等进行吸附处理。表7［8-11］为国内部分印染厂采用炉渣吸附处理印染废水实例。3.2对脱硫脱硝废水的处理脱硫脱硝废水是较难处理的难生物降解废水，与印染废水相比，染料生产废水不仅成分复杂，而且各种污染物浓度更高。国内一些研究者研究了利用炉渣来处理脱硫脱硝废水。用炉渣直接过滤脱硫脱硝废水，废水中色度，COD，SS，S，胺基物和硝态氮去除率分别达94%，73.7%，78.5%，25%，9.4%和25.5%。如在炉渣中掺人少量粉煤灰和焦渣，在过滤废水大于炉渣体积16.7倍情况下，对废水中硝态氮和胺基物去除率在70%以上［12］；孙华研究了利用炉渣处理含硝氮、酞菁的废水，在进水P(COD)为251mg/L时，处理效率为44.3%，脱色率为50%［13］。3.3对制药废水的处理制药废水不论是中药废水还是化学制药废水都是含有机物和各种化学物质较多的工业废水，特别是抗菌素废水，每升废水中含COD高达数万毫克，是当前国内外都较难处理的一类工业废水。表8［14-16］为国内部分制药厂(含中药厂和化学制药厂)利用炉渣处理制药废水的情况。表3中推姓理制西废水情况废水类型瞧工W康水姓理前康水处理后pSod)/硕pH®p(SS)/(mg-L-p[COD)/g.L)pH®(SS)/(mg.L-中砥水墉查直接过德17286.41G668228.5iOS中成药康水井^吸附25000.510508庶黄素、抗菌素疲水焙查过虑4S07.41207化学制函厂有机康水炉道过濡性物姓理11626.S38235.87.122.4表9炉遣姓理钢/除尘质水废水类型处理工乏出水p(COD)/pH值p(ss)/腿lFp(OOD)/Mg.!/”诚值p(SS)/&&L-1)钢炉脱硫除尘废水炉谴过德8303.2217121.00-4007.94木额此甥炉除尘炉植和微孔陶知痣2.4. J300-4306.51003.4对造纸废水的处理同秀芝［17］等利用炉渣处理再生纸废水，处理工艺为炉渣吸附-化学混凝沉淀,经炉渣吸附过滤后的废水，其水质色度，SS,COD和BOD去除率分别达41.5%,29.6%,32.6%和30.3%。3.5对锅炉湿法除尘废水的处理锅炉湿法除尘废水的特征是pH值低(pH=2—4)，含大量悬浮物，要达到除尘废水回用目的，需除去废水中过高的酸度和悬浮物。表9[18]为国内厂家利用炉渣处理锅炉除尘废水情况。3.6炉渣对其它工业废水处理炉渣直接过滤吸附二艺适用于许多工业废水净化处理，如对再生胶废水，化工硝基废水。制革废水等。4影响炉渣处理效果因素4.1炉渣的粒径和比表面积炉渣的粒径越小，同样体积的炉渣比表面积越大，与废水接触面积也越大，对废水的吸附效果也越好。因此对于链条炉和一些老式锅炉炉渣(多呈块状)在一定条件下可将其打碎筛选后使用，而对于沸腾炉的炉渣可不需筛选直接用于废水处理。4.2炉渣的化学成分如果炉渣化学组分中，SiO2及A12O3等活性物含量高，则有利于化学吸附。CaO的含量对炉渣处理效果有一定影响，当炉渣中CaO含量较低时，应投加一定量的石灰对炉渣进行改性，提高炉渣处理废水能力。4.3废水pH值炉渣对于pH值较低的酸性工业废水处理效果较好，这主要由于炉渣含碱性物质，炉渣在处理这类废水时既起到了吸附作用也起到了中和作用。例如炉渣处理硝基苯工业废水，pH值是影响其吸附效果的主要因素，当废水pH值从1上升到3时，炉渣对硝基苯废水中COD和NB吸附效果由42%—74%和9%—27%下降到10%—31%和1.5%—16%。4.4温度影响一般来说，炉渣处理废水，温度越低处理效果越好。4.5污染物浓度影响炉渣处理合重金属离子的工业废水，对于低浓度的工业废水，处理效果较好。如含Cr3+和Pb2+的废水，在p(Cr3+)V10mg/L,p(Pb2+)V50mg/L时，经炉渣吸附能使废水很快达到排放标准，而对于较高浓度的Cr3+、Pb2+、废水，需加大炉渣量或采用絮凝沉淀法后再用炉渣吸附工艺处理。吸附去除硝态氮由于吸附设计简单，操作方便，通常被用于去除废水中不同类型的有机物和无机物.吸附技术目前已成功应用于去除氟离子、硝酸根离子、漠离子、高氯酸根离子.需要注意的是吸附剂的选择对达到理。山东理工大学学报（自然科学版）2014年想去除率非常重要.目前去除水中硝氮的吸附剂主要分以下几类：碳基吸附剂、天然矿物吸附剂、农业废物类吸附剂、工业废物类吸附剂、生物吸附剂等，见表2.表2去除硝态氮的吸附剂名称种类碳基吸附剂粉末活性炭、碳布、碳纳米管、ZnCI2改性活性炭、铁氧化物分散活性炭纤维天然矿物吸附剂粘土、沸石、海泡石农业废物吸附剂甘蔗渣、稻壳、椰子壳、麦杆、杏子壳、甜菜渣工业废物吸附剂粉煤灰、赤泥、炉渣生物吸附剂中国芦苇、竹粉、壳聚糖其中类滑石类吸附剂和改性壳聚糖以及对硝酸根的去除率相对于其它吸附剂最高，可以达到30〜1