一种烟气脱硝工艺的制作方法

本发明涉及烟气脱硝技术领域，具体的说涉及一种烟气脱硝工艺。

背景技术：

随着工业的发展和人们生活水平的提高，对能源的渴求也不断增加，燃煤烟气中的氮氧化物已经成为大气污染的主要原因。减少氮氧化物的污染已成为当今大气环境治理的当务之急。不少烟气脱硝工艺已经在工业中广泛应用，其对各类锅炉和焚烧炉尾气的治理也具有重要的现实意义。

目前，氮氧化物的控制主要有燃烧前处理、燃烧方式的改进及燃烧后处理等3种途径，但燃烧后烟气脱硝技术是控制氮氧化物排放的重要方法，大部分烟气中的氮氧化物都是通过该法进行处理。燃烧后脱硝工艺主要包括吸收法、活性炭吸附法、电子束脱硝法和催化还原法，其中选择性催化还原技术中，还原剂和烟气中氮氧化物在催化剂的作用下，使得氮氧化物转化为氮气，从而满足烟气排放要求，但是现有的烟气脱硝系统工艺流程复杂，占地面积大、投资高、设备造价高，尤其是针对一些小型的锅炉和焚烧炉尾气，现有脱硝设备难以满足新建或者改造过程中的配套使用。

因此亟需研发一种烟气脱硝方法并配套研发一款装置，以满足中小型锅炉和焚烧炉烟气脱硝的需要。

技术实现要素：

鉴于以上现有技术的不足之处，本发明的主要目的在于提供一种烟气脱硝工艺，以使尿素固体粉末研磨破碎后与水进行搅拌混合均匀作为还原剂溶液，该还原剂溶液与烟气中的氮氧化物可以充分逆流接触并在催化剂的作用下进行脱硝反应，提高气液两相的传质效果的同时，也提升了烟气中氮氧化物的脱除率。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种烟气脱硝工艺，包括以下步骤：

s1：将尿素固体粉末研磨粉碎至100-300目；

s2：研磨后的尿素与水经过超声辅助搅拌的方式进行均匀混合；

s3：将上述混合液通过加热器预热至100-300℃后与含有氮氧化物的热烟气进行逆流接触，在催化剂的作用下将氮氧化物还原成氮气排出，而未参加反应的混合液收集后循环利用。

采用上述的烟气脱硝工艺进行烟气脱硝处理的烟气脱硝系统，包括本体及固定在本体上的进气管、出气管、出液管和填料层，所述进气管安装在靠近所述本体底部的侧壁上，所述出液管安装在所述本体的底部上，所述本体支撑腿上还安装有脚轮，所述本体顶端左右两侧分别安装有加药箱和水箱，且顶端中心位置安装有电机，所述本体内部靠近上方位置固定有第一支撑件，所述第一支撑件的下方位置固定有第二支撑件，所述出气管安装在靠近所述第二支撑件下方位置的本体侧壁上；所述电机下端沿纵向方向连接有第一转轴且延伸至所述第二支撑件下方位置，所述第一转轴从上自下依次固定有行星齿轮、第二齿轮、搅拌桨和喷淋盘，且所述行星齿轮和第二齿轮位于由所述第一支撑件和本体构成的加药段中，所述搅拌桨位于由所述第一支撑件、第二支撑件和本体构成的搅拌段中，所述喷淋盘位于由所述第二支撑件和本体构成的脱硝段中，所述填料层安装在所述喷淋盘与进气管横向水平面之间；所述加药箱底部设有t型空腔，所述t型空腔的竖直空腔段设置在水平空腔段的左侧且沿纵向方向向下延伸贯穿所述加药箱的底部和所述本体的顶部，同时沿纵向方向向上延伸至加药箱顶端内壁，所述t型空腔的水平空腔内安装有第三齿轮，所述第三齿轮通过第二转轴可旋转的固定在加药箱的底部水平空腔上下壁上，且在所述第三齿轮上设有沿纵向方向贯通的第一贯穿孔，在所述t型空腔的竖直空腔内安装有与所述第三齿轮啮合传动的第二蜗杆，所述第二蜗杆的下端连接在设置在第二齿轮左侧且与第二齿轮啮合传动的第一齿轮中心处；在所述t型空腔的水平空腔段的上下两侧分别设有与第一贯穿孔相对应的第一进料口和第一进料管，所述第一进料管沿纵向方向向下延伸并与行星轮上设置的第一出料口相对应，所述第一出料口沿纵向方向贯穿行星轮且靠近中心太阳轮处设置；所述水箱通过安装在所述加药段右侧的进料机构与第二齿轮传动连接。

进一步的，所述进料机构包括滑动组件和设置在所述第二齿轮右侧且与第二齿轮啮合传动的第一蜗杆；所述水箱底部设有l型空腔，所述l型空腔的竖直空腔段设置在水平空腔段的右侧且沿纵向方向向下延伸贯穿所述水箱的底部和所述本体的顶部；所述滑动组件包括安装在所述l型空腔的水平空腔内的第二水平滑块和竖直空腔内的第二竖直滑块，且所述第二水平滑块的右端和第二竖直滑块的上端滑动配合；所述第二水平滑块的左端尾部通过弹簧固定在所述l型空腔水平空腔段的左侧壁上，且在所述第二水平滑块的左端设有沿纵向方向贯通的第二贯穿孔；在所述l型空腔的水平空腔段的上下两侧分别设有与第二贯穿孔相对应的第二进料口和第二进料管，所述第二进料管沿纵向方向向下延伸并斜向第二开孔处，所述第一蜗杆上设有与所述第二竖直滑块下端滑动配合的凸肩。烟气脱硝装置的初始状态，所述第二水平滑块在弹簧的作用下，第二贯穿孔与第二进料口和第二进料管错位设置，使水箱中的原料储存在水箱中。

进一步的，所述第二竖直滑块沿纵向方向设有耳座，所述耳座搭接在本体竖直断面内设置的凸肩上，所述凸肩起到限位的作用，防止第二竖直滑块沿纵向向下掉落。

进一步的，所述进气管沿水平方向连接有进气盘，所述进气盘包括与所述进气管相连通的进气总管，及在进气总管上设置的进气支管，所述进气支管上间隔地开设有数个方向朝上的出气口。

进一步的，所述填料层安装在所述喷淋盘与所述进气盘之间。

进一步的，所述第一支撑件左右两侧分别开设有第一开孔和第二开孔，所述第一开孔的位置与所述第二齿轮上的第一原料接口位置相对应，所述第二开孔的位置靠近本体位置处，且所述第一支撑件的左半部分靠近第一开孔处为实体，所述第一支撑件的右半部分靠近第二开孔处为数根横向设置的骨架。

进一步的，所述第二支撑件在靠近第一转轴的位置开设有出液口，在靠近第一转轴处设置出液口，利于搅拌段中的还原剂溶液混合更加均匀，并使还原剂溶液集中在喷淋盘进行液体的分布后喷淋向下与烟气相互作用。

进一步的，所述第二支撑件内设置加热盘管，以加热第二支撑件上的混合液，使其预热后喷淋至填料层中。

进一步的，所述喷淋盘贴合出液口设置，以使还原剂溶液能够更加均匀地在转动的喷淋盘上分散开，所述喷淋盘上还均匀的布设有若干个喷淋孔，以进一步提高还原剂溶液的在脱硝段中的覆盖面积，提高烟气处理量和处理效率。

进一步的，所述行星齿轮包括位于正中间的太阳轮、最外圈的齿圈及位于太阳轮和齿圈间的行星轮，所述行星轮通过研磨盘固定相对位置，且在研磨盘上开设有与所述行星轮相应大小和位置的研磨进料口，所述研磨盘外径大于所述齿圈外径，以使固体粉末在研磨盘下表面和第一齿轮上表面之间进行研磨后在离心力的作用下从中心位置沿第一齿轮上表面向外圈流至第一原料接口及第一开孔位置。通过研磨后的尿素固体粉末更加快速、均匀的分散溶解在水中，并且有利于研磨后的还原剂溶液更加有利于气液两相的传质效果。

进一步的，所述第一进料口、第一贯穿孔、第一进料管和第一出料口的宽度相同。

进一步的，所述研磨盘下表面和所述第二齿轮上表面的间距为1-20mm。

进一步的，所述研磨盘下表面和所述第二齿轮上表面的间距小于所述第一出料口宽度。

进一步的，所述第二齿轮的上表面为实心面。

进一步的，所述喷淋盘呈圆台状，使还原剂溶液沿喷淋盘的斜面流动向四周扩散。

本发明的有益效果：

本发明通过烟气脱硝系统中的进料机构使尿素固体粉末研磨破碎成细小颗粒，然后与水进行搅拌混合均匀作为还原剂溶液，该还原剂溶液与烟气中的氮氧化物可以充分逆流接触并在催化剂的作用下进行脱硝反应；再提高气液两相的传质效果的同时，也提升了烟气中氮氧化物的脱除率；

本发明烟气脱硝方法中所采用的烟气脱硝系统运行稳定可靠，占地面积小、结构紧凑，操作简便，有利于大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明烟气脱硝系统的整体结构示意图；

图2为图1中a处的局部放大图；

图3为图1中b处的局部放大图；

图4为本发明烟气脱硝系统进气盘的结构示意图；

图5为本发明烟气脱硝系统第一支撑件的俯视图；

图6为本发明烟气脱硝系统第二支撑件的俯视图；

图7为本发明烟气脱硝系统行星轮的俯视图；

图8为本发明烟气脱硝系统第二齿轮的俯视图；

图9为本发明烟气脱硝系统研磨盘的俯视图；

其中，1、本体，2、进气管，3、出气管，4、出液管，5、加药箱，6、水箱，7、电机，8、行星齿轮，9、第一齿轮，10、第一蜗杆，11、加药段，12、搅拌段，13、脱硝段，21、进气盘，52、第一开孔，53、出液口，56、t型空腔，57、第二开孔，65、l型空腔，71、第一转轴，72、第二齿轮，73、搅拌桨，74、喷淋盘，81、研磨盘，101、第一支撑件，102、第二支撑件，110、凸肩，111、脚轮，131、填料层，201、进气总管，202、进气支管，203、出气口，511、第一进料口，512、第一贯穿孔，513、第一进料管，514、第一出料口，541、第三齿轮，542、第二转轴，611、第二进料口，612、第二贯穿孔，613、第二进料管，641、第二竖直滑块，642、第二水平滑块，643、弹簧，721、第一原料接口，812、齿圈，813、行星轮，814、太阳轮，815、研磨进料口，911、第二蜗杆。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1至图9所示，一种烟气脱硝工艺，包括以下步骤：

s1：将尿素固体粉末研磨粉碎至100-300目；

s2：研磨后的尿素与水经过超声辅助搅拌的方式进行均匀混合；

s3：将上述混合液通过加热器预热至100-300℃后与含有氮氧化物的热烟气进行逆流接触，在催化剂的作用下将氮氧化物还原成氮气排出，而未参加反应的混合液收集后循环利用。

采用上述的烟气脱硝工艺进行烟气脱硝处理的烟气脱硝系统，包括本体1及固定在本体1上的进气管2、出气管3、出液管4和填料层131，所述进气管2安装在靠近所述本体1底部的侧壁上，所述出液管4安装在所述本体1的底部上，所述本体1支撑腿上还安装有脚轮111，所述本体1顶端左右两侧分别安装有加药箱5和水箱6，且顶端中心位置安装有电机7，所述本体1内部靠近上方位置固定有第一支撑件101，所述第一支撑件101的下方位置固定有第二支撑件102，所述出气管3安装在靠近所述第二支撑件102下方位置的本体1侧壁上；所述电机7下端沿纵向方向连接有第一转轴71且延伸至所述第二支撑件102下方位置，所述第一转轴71从上自下依次固定有行星齿轮8、第二齿轮72、搅拌桨73和喷淋盘74，且所述行星齿轮8和第二齿轮72位于由所述第一支撑件101和本体1构成的加药段11中，所述搅拌桨73位于由所述第一支撑件101、第二支撑件102和本体1构成的搅拌段12中，所述喷淋盘74位于由所述第二支撑件102和本体1构成的脱硝段13中，所述填料层131安装在所述喷淋盘74与进气管2横向水平面之间；所述加药箱5底部设有t型空腔56，所述t型空腔56的竖直空腔段设置在水平空腔段的左侧且沿纵向方向向下延伸贯穿所述加药箱5的底部和所述本体1的顶部，同时沿纵向方向向上延伸至加药箱5顶端内壁，所述t型空腔56的水平空腔内安装有第三齿轮541，所述第三齿轮541通过第二转轴542可旋转的固定在加药箱5的底部水平空腔上下壁上，且在所述第三齿轮541上设有沿纵向方向贯通的第一贯穿孔512，在所述t型空腔56的竖直空腔内安装有与所述第三齿轮541啮合传动的第二蜗杆911，所述第二蜗杆911的下端连接在设置在第二齿轮72左侧且与第二齿轮72啮合传动的第一齿轮9中心处；在所述t型空腔56的水平空腔段的上下两侧分别设有与第一贯穿孔512相对应的第一进料口511和第一进料管513，所述第一进料管513沿纵向方向向下延伸并与行星轮813上设置的第一出料口514相对应，所述第一出料口514沿纵向方向贯穿行星轮813且靠近中心太阳轮814处设置；所述水箱6通过安装在所述加药段11右侧的进料机构与第二齿轮72传动连接。

所述催化剂以tio2为载体，以v2o5为活性成分，呈蜂窝状装填在填料层131中。

所述进料机构包括滑动组件和设置在所述第二齿轮72右侧且与第二齿轮72啮合传动的第一蜗杆10；所述水箱6底部设有l型空腔65，所述l型空腔65的竖直空腔段设置在水平空腔段的右侧且沿纵向方向向下延伸贯穿所述水箱6的底部和所述本体1的顶部；所述滑动组件包括安装在所述l型空腔65的水平空腔内的第二水平滑块642和竖直空腔内的第二竖直滑块641，且所述第二水平滑块642的右端和第二竖直滑块641的上端滑动配合；所述第二水平滑块642的左端尾部通过弹簧643固定在所述l型空腔65水平空腔段的左侧壁上，且在所述第二水平滑块642的左端设有沿纵向方向贯通的第二贯穿孔612；在所述l型空腔65的水平空腔段的上下两侧分别设有与第二贯穿孔612相对应的第二进料口611和第二进料管613，所述第二进料管613沿纵向方向向下延伸并斜向第二开孔57处，所述第一蜗杆10上设有与所述第二竖直滑块641下端滑动配合的凸肩110。

所述第二竖直滑块641沿纵向方向设有耳座，所述耳座搭接在本体1竖直断面内设置的凸肩上。

所述进气管2沿水平方向连接有进气盘21，所述进气盘21包括与所述进气管2相连通的进气总管201，及在进气总管201上设置的进气支管202，所述进气支管202上间隔地开设有数个方向朝上的出气口203。

所述第一支撑件101左右两侧分别开设有第一开孔52和第二开孔57，所述第一开孔52的位置与所述第二齿轮72上的第一原料接口721位置相对应，所述第二开孔57的位置靠近本体1位置处，且所述第一支撑件101的左半部分靠近第一开孔52处为实体，所述第一支撑件101的右半部分靠近第二开孔57处为数根横向设置的骨架。

所述第二支撑件102在靠近第一转轴71的位置开设有出液口53。所述第二支撑件102内设置加热盘管。

所述喷淋盘74贴合出液口53设置。

所述第一进料口511、第一贯穿孔512、第一进料管513和第一出料口514的宽度相同。

所述行星齿轮8包括位于正中间的太阳轮814、最外圈的齿圈812及位于太阳轮814和齿圈812间的行星轮813，所述行星轮813通过研磨盘81固定相对位置，且在研磨盘81上开设有与所述第一出料口514相应位置的研磨进料口815，所述研磨盘81外径大于所述齿圈812外径。

所述研磨盘81下表面和所述第二齿轮72上表面的间距为1-20mm。

所述研磨盘81下表面和所述第二齿轮72上表面的间距小于所述第一出料口514宽度。

所述第二齿轮72的上表面为实心面。

本发明的工作原理如下：

加药箱5和水箱6中分别存放了尿素固体粉末和水，启动电机7驱动第一转轴71转动，进而带动太阳轮814和第二齿轮72转动，所述太阳轮814带动行星轮813转动，进而带动研磨盘81转动，所述第二齿轮72啮合第一齿轮9转动，并依次带动第二蜗杆911及与第二蜗杆911啮合传动的第三转盘541转动，当第三转盘541上的第一贯穿孔512和第一进料口511相对应时，尿素固体粉末依次通过第一进料口511和第一贯穿孔512进入到第一进料管513，当行星轮813运动上的第一出料口514运动至与第一进料管513相对应时，尿素固体粉末掉落至研磨盘81下表面和所述第二齿轮72上表面之间，通过两者的相对转速不同，使尿素固体粉末被研磨破碎成颗粒均一细小的固体粉末，同时在离心力的作用下，研磨后的固体粉末从第一开孔52掉落至搅拌段12；同时，第二齿轮72啮合传动带动右侧的第一蜗杆9转动，通过设置在第一蜗杆9上的凸肩110沿轴向方向圆周运动的过程中向上顶起l型空腔65内的第二竖直滑块641，第二竖直滑块641向上运动过程中推动第二水平滑块642向左滑动，弹簧643被压缩，使第二贯穿孔612和第二进料口611、第二进料管613相贯通，从而使水箱6中的原料依次通过第二进料口611、第二贯穿孔612和第二进料管613完成液体水的进料工作，并从第二开孔57进入到搅拌段12中，通过上述进料过程的动作，完成尿素固体粉末和液体水的进料；搅拌段12中的尿素固体粉末和水通过搅拌桨73搅拌混合均匀后得到还原剂溶液，通过设置在第二支撑件102内的加热盘管，使还原剂溶液预热后通过设置第二支撑件102上的出液口53向下沿转动的喷淋盘74均匀布液并与脱硝段13底部的烟气进行气液两相的逆流接触，在催化剂的作用下，进行氮氧化物的脱除作用，从而完成脱硝操作。净化后的烟气从脱硝段13上方排出，经过除雾器除雾、冷却器冷却后进行布袋除尘操作后排至空气中，而所述脱硝段13底部未参加反应的还原剂溶液收集后循环至搅拌段12。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。