臭氧缓冲罐、脱硝装置及调节臭氧浓度的方法与流程

1.本发明涉及一种用于烧结烟气治理的臭氧缓冲罐和脱硝装置，属于冶金设备技术领域。


背景技术：

2.烧结工序是钢铁行业污染物排放的重要源头之一，臭氧氧化脱硝技术是一种新兴的烧结烟气治理技术，其特点有低温段脱硝，可利用现有脱硫塔，安全无污染，脱硝效率高等。常用的臭氧氧化脱硝技术中产生臭氧的装置为臭氧发生器，其产生的臭氧气体通过布气装置分布到烟气管道，与含no
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的烟气在烟气管道中充分混合并发生氧化反应。研究表明，臭氧与no
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的比例需要控制在一定范围内才能满足脱硝要求且不过多消耗臭氧。但现有的臭氧发生器产生的臭氧需要一个较长的过程才能达到指定浓度，当外部条件频繁波动时，臭氧浓度往往不能随之变化以保持其与no
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的比例关系，从而影响脱硝效果或造成臭氧的浪费。此外，臭氧发生器频繁变动功率会缩短其使用寿命，导致烟气治理成本增加。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种臭氧缓冲罐及脱硝装置，以使臭氧浓度能够适应外部条件的频繁波动，在保证烧结烟气脱硝效果的同时，避免造成臭氧的浪费。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种臭氧缓冲罐，包括储气筒、设有容积调节装置的缓冲室、压力传感器、电磁阀和控制器，所述储气筒的一端通过进气管与臭氧发生器的臭氧输出口相接，另一端设有用于输出臭氧的出气管，所述缓冲室通过电磁阀与储气筒或出气管相通，所述压力传感器安装在储气筒内并与控制器的输入端相接，电磁阀和缓冲室的容积调节装置的控制端与控制器的输出端连接。
5.上述臭氧缓冲罐，所述储气筒的外部固定有同轴的圆筒状外壳，所述容积调节装置包括与控制器相接的电动推杆和环状的推板，所述推板的内缘与储气筒的外壁滑动密封连接，外缘与外壳的内壁滑动密封连接，推板与储气筒和出气管的外壁及外壳的内壁围成的空间形成缓冲室，所述电动推杆的轴线与储气筒的轴线平行，电动推杆的一端与推板连接，另一端与外壳相接，从而可通过驱动推板移动来改变缓冲室的容积。
6.上述臭氧缓冲罐，所述储气筒的内壁上固定有多个与储气筒的轴线垂直的挡片，所述挡片沿储气筒的轴向不规则排布。
7.上述臭氧缓冲罐，所述进气管通过设置在外壳上的进气口与臭氧发生器连接，所述出气管通过设置在外壳上的出气口输出臭氧。
8.上述臭氧缓冲罐，所述电动推杆设置两个，它们对称安装在储气筒的两侧。
9.上述臭氧缓冲罐，所述电磁阀设置两个，它们对称安装在出气管的两侧。
10.上述臭氧缓冲罐，所述电动推杆安装在推板朝向进气管的一侧。
11.上述臭氧缓冲罐，所述控制器安装在外壳的外壁上。
12.一种使用上述臭氧缓冲罐的脱硝装置，包括臭氧发生器、臭氧缓冲罐、预混罐、预混风机、臭氧分布器、吸收塔、工艺水箱、吸收剂仓、除尘器、排气风机和烟囱，所述臭氧发生器输出的臭氧气体经输气管送入臭氧缓冲罐内并由臭氧缓冲罐调节浓度，所述预混罐的臭氧入口与臭氧缓冲罐的出气口连接，空气入口与预混风机的送风口连接，预混罐的混合气出口通过管路与安装在烟气管道上的臭氧分布器连接，烟气管道输出的气体依次经除尘器、排气风机和烟囱排入大气，所述工艺水箱和吸收剂仓安装在吸收塔上方，二者的排出的液体通过管路送入吸收塔。
13.一种利用上述臭氧缓冲罐调节臭氧浓度的方法，所述方法包括以下步骤：a.控制器通过压力传感器检测储气筒内臭氧的浓度，当臭氧与no
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的比例达到设定范围以内时，控制器使电磁阀关闭，臭氧缓冲罐向下级设备输送臭氧；b.当外部条件变化需要降低臭氧浓度时，控制器使电磁阀开启，同时控制电动推杆驱动推板向远离出气管的方向移动，使部分臭氧从储气筒向缓冲室扩散，以降低储气筒中的臭氧浓度，直至臭氧与no
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的比例重新达到设定范围以内时，关闭电磁阀；c.当外部条件变化需要升高臭氧输出浓度时，控制器控制电动推杆带动推板向靠近出气管的方向移动，以增加储气筒中的臭氧浓度，直至臭氧与no
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的比例重新达到设定范围以内时，关闭电磁阀。
14.本发明利用设有容积调节装置的缓冲室来调节储气筒输出的臭氧浓度，使臭氧浓度能够随外部条件的波动而快速变化，将臭氧与no
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的比例维持在设定范围内，从而可在保证烧结烟气脱硝效果的同时，避免造成臭氧的浪费。此外，由于臭氧发生器不再参与臭氧浓度的调节，其功率可以保持在额定值，有利于延长臭氧发生器的使用寿命，降低烟气治理成本。
附图说明
15.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
16.图1为本发明的臭氧缓冲罐的结构示意图；图2为本发明的脱硝装置的结构示意图。
17.图中各标号为：1、外壳；2、进气口；3、出气口；4、储气筒；5、进气管；6、出气管；7、储气室；8、缓冲室；9、推板；10、电动推杆；11、电磁阀；12、压力传感器；13、挡片；14、控制器；15、臭氧发生器；16、预混风机；17、臭氧缓冲罐；18、烟气管道；19、臭氧分布器；20、吸收塔；21、工艺水箱；22、吸收剂仓；23、除尘器；24、烟囱；25、预混罐，26、排气风机。
具体实施方式
18.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
22.参看图1，本发明的臭氧缓冲罐包括：设有进气口2和出气口3的外壳1；设于外壳1内部并与其连通的储气筒4；分别与进气口2和出气口3相接的进气管5和出气管6；设于缓冲室8中的容积调节装置和设于出气管6外壁上的电磁阀11，容积调节装置包括推板9和电动推杆10；设于外壳1外壁上的控制器14，储气筒4内部形成储气室7，推板9下表面、储气筒4外壁、出气管6外壁及外壳1内壁之间形成缓冲室8。
23.进气管5一端与储气筒4连通，另一端通过外壳1上的进气口2与臭氧发生器15连通，电磁阀11可使储气筒4中的臭氧暂存至缓冲室8，容积调节装置使得缓冲室8中的臭氧排入至储气筒4，以调节储气筒4中的臭氧浓度，达到快速、稳定调节臭氧缓冲罐17输出的臭氧浓度的目的，提高了设备的工作效率。
24.具体地，进气口2设于外壳1的顶部，出气口3设于外壳1的底部，储气筒4容积为外壳1的一半；进气管5和出气管6分别与储气筒4、进气口2和出气口3螺纹连接，便于拆卸维护。
25.容积调节装置包括周部滑动连接在外壳1内壁和储气筒4外壁之间的环形推板9和垂直连接于推板9上的电动推杆10；电动推杆10上端与储气筒4固定连接，下端与推板9垂直连接，推板9周部滑动连接处作密封处理，保证在滑动时不漏气；电动推杆10和推板9的配合，可通过调节推板9下部与外壳1内壁和储气筒4外壁形成的容积大小，来调节储气室7中臭氧浓度。
26.两个电磁阀11对称设置于出气管6外壁上，在储气筒内壁设置压力传感器12，电磁阀11和压力传感器12均与控制器14连接，通过压力传感器12反映储气室7中的臭氧浓度，来确定是否开启电磁阀11连通储气室7和缓冲室8。
27.为进一步起到缓冲作用，在储气筒4内壁上固定设置有多个挡片13，挡片13水平设置（与储气筒4的轴线垂直），并与储气筒4连接，可减缓从进气口2进入储气室7的臭氧的流动冲击力，提高了储气室7中臭氧的稳定性。
28.参看图2，本发明还提供了一种使用上述臭氧缓冲罐的脱硝装置，该脱硝装置包括预混风机16、臭氧缓冲罐17、烟气管道18、臭氧分布器19、吸收塔20、工艺水箱21、吸收剂仓22、除尘器23、烟囱24、预混罐25和排气风机26。
29.本发明还提供了一种使用上述臭氧缓冲罐调节臭氧浓度的方法，该方法包括以下步骤：a.臭氧发生器产生的臭氧输送至臭氧缓冲罐，通过压力传感器12检测储气室7内
臭氧的浓度到达设定浓度范围后，从出气口3将臭氧向下级设备（图2中的预混罐25）输送，当需要降低臭氧输出浓度时，电磁阀11开启，控制器14控制电动推杆10带动推板9向远离出气口3一端移动，臭氧从储气室7向缓冲室8扩散，以降低储气室7中的臭氧浓度；当需要升高臭氧输出浓度时，控制器14控制电动推杆10带动推板9向靠近出气口3一端移动，以增加储气室7中的臭氧浓度。
30.达到预定浓度范围的臭氧和预混风机16抽入的空气先进入预混罐25进行混合，可提高空气和臭氧混合的均匀性，更利于在臭氧分布器19上与烟气充分混合，稀释后的臭氧气体输送至臭氧分布器19上与烟气混合，混合气依次通过吸收塔20、除尘器23、预混风机16、烟囱24，达到烟气脱硝目的。
31.作为替代的实施方式，可在外壳1内部设置两个或四个储气筒4。还可以采用单独的缓冲室8，缓冲室8可以由气缸的无杆腔构成。
32.本发明技术方案，具有如下优点：1.本发明提供的臭氧缓冲罐，在外壳内设置至少一个储气筒，所述储气筒内部形成储气室，所述外壳内部与所述储气筒外部之间形成缓冲室，设于缓冲室中的容积调节装置，可将储气室的臭氧暂存至缓冲室或将缓冲室中的臭氧排入至储气室，以调节储气室中的臭氧浓度，达到快速、稳定调节臭氧缓冲罐输出的臭氧浓度的目的，提高了设备的工作效率。
33.2.在臭氧发生器产生的臭氧和需要净化的烟气混合前，先将臭氧输送至臭氧缓冲罐，以将输出的臭氧浓度控制在预定的浓度范围内，解决了臭氧发生器调节臭氧浓度困难的问题，提高了调节臭氧浓度的效率；生产的臭氧再通过预混罐与预混风机抽入的空气混合，可提高空气和臭氧混合的均匀性，更利于在臭氧分布器上与烟气充分混合，避免了过量的臭氧与烟气混合造成浪费，减少了工艺成本。
34.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。