一种氮氧化物捕捉装置及方法与流程

文档序号:12689033阅读:680来源:国知局

本发明涉及供热节能技术领域,尤其涉及一种氮氧化物捕捉装置及方法。



背景技术:

随着工业化的发展,环境污染问题日益严重,氮氧化物成为大气中主要的污染物。氮氧化物来源非常广泛,主要包括热电厂发电和工业锅炉的燃煤排放、汽车尾气排放、固体废弃物焚烧以及民用燃烧等,据统计,67%的氮氧化物排放量来自燃煤。氮氧化物主要包括NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等,NO和NO2是其中最主要的大气污染物,对生态环境、土壤、大气及人类健康有着巨大的危害,因此控制氮氧化物的排放和治理脱硝问题成为研究人员致力解决的重要课题。

目前,控制氮氧化物的排放的工艺包括湿法和干法,干法主要包括固体吸附、选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、电子束照射法(EB)等;现阶段湿法脱硝一般是用吸收剂吸收烟气中的氮氧化物的方法,常用的吸收剂包括水或碱的水溶液,鉴于NO在水中的溶解度很低,一般加入氧化剂如臭氧或双氧水等喷射到烟气中,将NO氧化为NO2,经过氧化后的烟气再通过碱液吸收NO2,生成含有亚硝酸盐的废水。传统氮氧化物脱硝设备采用喷淋技术,体积大,造价高,效率低,严重影响了节能减排目标实现,同时,给企业经营带来了严重亏损,利润降低。



技术实现要素:

基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种氮氧化物捕捉装置,该装置体积小、工作效率高,能够有效的除去废气中的氮氧化物。

一种氮氧化物捕捉装置,包括反应釜本体,所述反应釜本体下端部的外部的一侧设有鼓风机,所述鼓风机通过管道连接空气压缩机的进气端,所述空气压缩机的出气端连接反应釜进气口,所述反应釜进气口上设有进气口单向阀;

所述反应釜本体上端部的外侧设有储液腔,所述储液腔包括顶层储液腔,所述储液腔向反应釜本体内部交错横向延伸形成下层储液腔、中层储液腔和上层储液腔,所述下层储液腔、中层储液腔和上层储液腔的末端与所述反应釜本体内壁之间分别设有下层滤网、中层滤网和上层滤网;所述下层储液腔、中层储液腔和上层储液腔将所述反应釜本体内部从下至上依次分隔成第一反应室、第二反应室、第三反应室和第四反应室;

所述下层储液腔、中层储液腔、上层储液腔和顶层储液腔的下表面均设有若干雾化喷嘴;所述下层储液腔、中层储液腔、上层储液腔的下表面均设有富氧发生器;所述反应釜本体的内壁上且位于反应釜进气口、下层滤网、中层滤网和上层滤网的上方均设有气体传感器;

所述反应釜本体顶部的一端部设有进液管,所述进液管的一端连接储液腔、另一端连接储液槽,所述进液管上设有水泵;所述反应釜本体顶部的另一端部设有出气口;所述反应釜本体内部的下端部设有蓄液池,所述畜液池与所述第一反应室之间设有隔板,所述隔板中心的下表面设有液体传感器,所述蓄液池底端部距离所述反应釜进气口远端的一侧通过管道连接废液槽,所述废液槽与蓄液池之间设有废液控制阀,所述反应釜本体外部的底端设有支架;

所述反应釜本体的一侧设有控制器,所述鼓风机、空气压缩机、气体传感器、液体传感器、富氧发生器、雾化喷嘴、进气口单向阀、废液控制阀、水泵均通过导电与控制器电连接。

优选地,所述下层储液腔、中层储液腔、上层储液腔和顶层储液腔的下表面向下凸出呈弧形。

优选地,所述雾化喷嘴喷出的雾化颗粒为50-200um。

优选的,所述隔板为多孔结构。

优选地,所述下层滤网、中层滤网和上层滤网的厚度均为100-300mm,所述下层滤网、中层滤网和上层滤网上均涂有吸附材料。

优选地,所述吸附材料为沸石、硅胶或大孔树脂。

一种氮氧化物捕捉方法,具体方法步骤如下:

S1:将储液槽内的氨液通过水泵灌入储液腔内;

S2:启动控制器,鼓风机将废气通过空气压缩机进入第一反应室,气体传感器检测到废气后,启动富氧发生器用于氧化生成二氧化氮,启动雾化喷嘴将下层储液腔内的碱液喷出与气体反应;

S3:废气通过下层滤网进入第二反应室,气体传感器检测到废气后,启动富氧发生器用于氧化生成二氧化氮,启动雾化喷嘴将中层储液腔内的碱液喷出与气体反应;

S4:废气通过中层滤网进入第三反应室,气体传感器检测到废气后,启动富氧发生器用于氧化生成二氧化氮,启动雾化喷嘴将上层储液腔内的碱液喷出与气体反应;

S5:废气通过上层滤网进入第四反应室,气体传感器检测到废气后,启动富氧发生器用于氧化生成二氧化氮,启动雾化喷嘴将顶层储液腔内的碱液喷出与气体反应;

S6:反应产生的废液将落入畜液池内,当蓄液池内的废液水平面接触到液体传感器时,控制器将废液控制阀打开,废液流入废液槽。

进一步的,所述S1中氨液的浓度为15-30%。

本发明中的有益效果:

本发明的一种氮氧化物捕捉装置,首先通过空气压缩机将废气输入反应釜本体内,增加了废气中氮氧化物的浓度;其次,本发明中设置分层设有富氧发生器,更好的促进了废气中二氧化氮的生产,提高了反应效率;再次本发明中设有储液腔储存碱液,并利用雾化喷嘴使碱雾形成50-200um非常小气泡,与氮氧化物频繁碰撞,加快了反应的速度和效率;此外本发明的装置中设有将反应釜分隔成四个反应室,多级反应使得氮氧化物的反应更加充分。本发明的一种氮氧化物捕捉装置体积小、工作效率高,能够有效的除去废气中的氮氧化物,使企业达到实现节能减排的目标。经本发明的装置处理废气后,氮氧化物含量≤1.50mg/m3,比国家超低排放标准再降低100倍。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1为本发明提出的一种氮氧化物捕捉装置的结构示意图。

图中:1-反应釜本体、2-鼓风机、3-空气压缩机、4-反应釜进气口、41-进气口单向阀、5-储液腔、51-下层储液腔、501-下层滤网、52-中层储液腔、502-中层滤网、53-上层储液腔、503-上层滤网、54-顶层储液腔、6-控制器、7-气体传感器、8-隔板、9-液体传感器、10-蓄液池、11-富氧发生器、12-雾化喷嘴、13-第一反应室、14-第二反应室、15-第三反应室、16-第四反应室、17-废液槽、1701-废液控制阀、18-支架、19-进液管、20-储液槽、21-水泵、22-出气口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

一种氮氧化物捕捉装置,包括反应釜本体1,反应釜本体1下端部的外部的一侧设有鼓风机2,鼓风机2通过管道连接空气压缩机3的进气端,空气压缩机3的出气端连接反应釜进气口4,反应釜进气口4上设有进气口单向阀41。

反应釜本体1上端部的外侧设有储液腔5,储液腔5包括顶层储液腔54,储液腔5向反应釜本体1内部交错横向延伸形成下层储液腔51、中层储液腔52和上层储液腔53,下层储液腔51、中层储液腔52、上层储液腔53和顶层储液腔54的下表面向下凸出呈弧形,该设计可以使储液腔5内的液体更好的到达下、中、上、顶层储液腔内部。

下层储液腔51、中层储液腔52和上层储液腔53的末端与反应釜本体内壁之间分别设有下层滤网501、中层滤网502和上层滤网503;下层滤网501、中层滤网5022和上层滤网503的厚度均为150mm(厚度可在100-300mm范围内调整),下层滤网501、中层滤网502和上层滤网503上均涂有吸附材料,吸附材料为沸石(吸附材料也可以选择硅胶或大孔树脂),下层储液腔51、中层储液腔52和上层储液腔53将反应釜本体1内部从下至上依次分隔成第一反应室13、第二反应室14、第三反应室15和第四反应室16;

下层储液腔51、中层储液腔52、上层储液腔53和顶层储液腔54的下表面均设有若干雾化喷嘴12,雾化喷嘴12喷出的雾化颗粒为50-200um;下层储液腔51、中层储液腔52、上层储液腔53的下表面均设有富氧发生器11;反应釜本体1的内壁上且位于反应釜进气口4、下层滤网501、中层滤网502和上层滤网503的上方均设有气体传感器7;

反应釜本体1顶部的一端部设有进液管19,进液管19的一端连接储液腔5、另一端连接储液槽20,进液管19上设有水泵21;反应釜本体1顶部的另一端部设有出气口22;反应釜本体1内部的下端部设有蓄液池10,畜液池10与第一反应室13之间设有隔板8,隔,8为多孔结构,隔板8中心的下表面设有液体传感器9,蓄液池10底端部距离反应釜进气口4远端的一侧通过管道连接废液槽17,废液槽17与蓄液池10之间设有废液控制阀1701,反应釜本体1外部的底端设有支架18;

反应釜本体1的一侧设有控制器6,鼓风机2、空气压缩机3、气体传感器7、液体传感器9、富氧发生器11、雾化喷嘴12、进气口单向阀41、废液控制阀1701、水泵21均通过导电与控制器6电连接。

一种氮氧化物捕捉装置的操作方法,方法步骤如下:

S1:将储液槽20内的氨液通过水泵21灌入储液腔内5,氨液浓度为20%(其浓度可在15-30%的范围内选择);

S2:启动控制器6,鼓风机2将废气通过空气压缩机3进入第一反应室13,气体传感器7检测到废气后,启动富氧发生器11用于氧化生成二氧化氮,启动雾化喷嘴12将下层储液腔51内的氨水喷出与气体反应;

S3:废气通过下层滤网501进入第二反应室14,气体传感器7检测到废气后,启动富氧发生器11用于氧化生成二氧化氮,启动雾化喷嘴12将中层储液腔52内的氨水喷出与气体反应;

S4:废气通过中层滤网502进入第三反应室15,气体传感器7检测到废气后,启动富氧发生器11用于氧化生成二氧化氮,启动雾化喷嘴12将上层储液腔53内的氨水喷出与气体反应;

S5:废气通过上层滤网503进入第四反应室16,气体传感器7检测到废气后,启动富氧发生器11用于氧化生成二氧化氮,启动雾化喷嘴12将顶层储液腔54内的氨水喷出与气体反应;

S6:反应产生的废液将落入畜液池10内,当蓄液池10内的废液水平面接触到液体传感器9时,控制器6将废液控制阀1701打开,废液流入废液槽17。

经本发明的装置处理废气后,氮氧化物含量为1.47mg/m3,本发明的一种氮氧化物捕捉装置体积小、工作效率高,能够有效的除去废气中的氮氧化物,废气在四个反应室内,经过“S”形路线进行多级反应,使得氮氧化物的中和反应更加充分,使企业达到实现节能减排的目标。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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