一種用于低溫煙氣中氮氧化物的治理裝置的制作方法

本實用新型涉及廢氣處理技術領域，具體地涉及一種用于低溫煙氣中氮氧化物的治理裝置，特別涉及一種對煙氣中氮氧化物的處理裝置，適合于窯爐、工業鍋爐和焦化爐等低溫煙氣中氮氧化物的處理。

背景技術：

目前工業上應用的氮氧化物治理技術，主要有選擇性催化還原（SCR）脫硝技術、選擇性非催化還原（SNCR）脫硝技術及吸收法和吸附法脫硝技術。電廠鍋爐、工業鍋爐及水泥窯脫硝系統大部分采用SCR和SNCR脫硝方法，而吸附法脫硝技術適合于治理低濃度氮氧化物。其中的“吸收法”是利用氮氧化物通過液體吸收介質時被溶解吸收的原理，除去氮氧化物NOx，如某些特定的化工工藝，及催化劑廠和焦化廠生產過程中，常產生低溫的含氮氧化物廢氣，該廢氣溫度常為30℃-120℃左右，常采用吸收法。

為了解決現有技術存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻名稱為：一種臭氧氧化法煙氣脫硝裝置(公開號為CN203123795U)，公開了一種臭氧氧化法煙氣脫硝裝置，該裝置包括，氧化部分和濕法吸收部分，所述氧化部分包括臭氧發生器和氧化反應器，所述濕法吸收部分包括吸收塔和設在吸收塔內由上至下依次安裝的噴淋器、除霧器和噴淋器，所述氧化反應器通過管道與臭氧發生器連通，氧化反應器通過管道與吸收塔的中部連通，氧化反應器上有煙氣進口，吸收塔底部的堿液池通過循環泵及相應管道與該吸收塔中部的噴淋器管道相通，實現堿液循環，吸收塔頂部有煙氣出口。由于吸收塔底部為堿液池，由該堿液池排出的物質中含有亞硝酸鹽和硝酸鹽，需進行二次處理，因而氮氧化物治理（脫硝）系統運行費用較高。

又例如，中國專利文獻名稱為：一種超重力高效脫除NOx的裝置及工藝(公開號為CN103521055A)，公開了一種超重力高效脫除NOx的裝置，其裝置包括超重力氣體調質器，硝酸循環槽，超重力堿液吸收器、除霧器和堿液槽，由于該裝置中設置包括兩級超重力反應器（超重力氣體調質器和超重力堿液吸收器），兩級超重力反應器能耗高，運行費用高。

綜上所述，這也構成了需要進一步改進低溫煙氣氮氧化物治理裝置，以解決所存在的技術問題。

技術實現要素：

針對現有技術存在的上述問題，本實用新型的目的提供一種適用于低溫煙氣中氮氧化物治理的裝置，能耗較低、無二次污染物的后續處理。控制方便、適合于窯爐、工業鍋爐和焦化爐等低溫煙氣中氮氧化物的處理。

根據本實用新型的目的提供一種用于低溫煙氣中氮氧化物的治理裝置，包括氧化部，包括臭氧發生器和氧化器；濕法吸收部，包括超重力反應器、風機和吸收塔，所述氧化器通過管道與臭氧發生器連通，氧化器通過管道與超重力反應器連通；風機夾設在超重力反應器和吸收塔之間，且與之連通的固定；反應池，包括初級處理池、循環池；所述超重力反應器的排液口通過管道將反應后的循環液排入初級處理池；循環泵，包括提供多級循環的第一脫硝循環泵和第二脫硝循環泵，所述第一脫硝循環泵分別與超重力反應器和循環池連通，形成吸收液的循環回路；所述第二脫硝循環泵分別與吸收塔和循環池連通，形成吸收液的循環回路；通過設置超重力反應器和吸收塔分層級的對低溫煙氣中的氮氧化物進行反應和吸收，對低溫煙氣有較好的適應性，且運用本技術的整套處理設備，其脫硝效率高，最高能夠達到90%以上的效率，且不存在廢水、廢渣等二次污染物的問題，技術投資少，運行費用低。

優選地，為了更加便捷的實現反應液與低溫煙氣氮氧化物充分的接觸反應，提升處理的效率的同時降低整套設備的運行成本，所述循環池包括第一循環池和第二循環池，所述第一循環池分別與初級處理池和第一脫硝循環泵連通，所述第二循環池分別與吸收塔和第二脫硝循環泵連通。

優選地，所述氧化器連接有兩個管道，包括與臭氧發生器連通的第一管道，和與超重力反應器連通的第二管道；以此，通過第一管道將臭氧發生器內產生的臭氧引入之內腔，將低溫煙氣中的NO氧化為NO₂；通過第二管道，含有的廢氣進入超重力反應器后，在超重力反應器內的攪拌葉片作用下，與加入的尿素溶液發生反應，生成CO₂、N₂和H₂O。

優選地，所述氧化器上開設有廢氣的進口，氧化器通過管道與超重力反應器下部連通，超重力反應器底部設置有排液口，所述排液口通過連接的管道將反應后的循環液，輸入初級處理池，從而實現將超重反應器內部初步反應吸收后，含氮氧化物被吸收后，其比重較大，通過連接的管道進入初步處理池后，進一步處理后，繼而送至污水處理站。

優選地，所述第一脫硝循環泵通過管道將第一循環池與超重力反應器側頂部連通；以此，實現第一循環池內的含尿素的吸收溶液實現快速的循環。

優選地，所述風機與吸收塔的底部連通，且吸收塔的底部開設有排液口，所述排液口通過管道將反應后的循環液排入第二循環池內。

優選地，所述第二循環池與吸收塔頂部相通。

優選地，所述超重力反應器為低速旋轉的超重力反應器。

優選地，所述吸收塔為噴淋塔和/或填料塔。

與現有技術相比，具備以下有益效果：本實用新型提供的低溫煙氣氮氧化物的治理裝置，通過低速旋轉的超重力反應器使得含氮氧化物的氣體與含有尿素的液體霧化后充分的混合，使得氣體和液體在兩相混合中充分的反應和吸收，增大了兩者的接觸面積，減小了氣相和液相之間的傳質阻力，顯著提高反應速率，縮短兩者之間的反應時間，通過將超重力反應器作為一級脫硝的工藝，一方面提高臭氧將NO氧化成NO₂的效率，另一方面提高了脫硝效率，特別適用于在催化劑的擠條干燥和成品焙燒過程中會產生大量含高濃度氮氧化物廢氣治理，能夠達到較高的脫硝效果，對低溫煙氣有較好的適應性；脫硝效率高，最高能夠達到90%以上的效率；不存在廢水、廢渣等二次污染物等問題；該裝置投資少，運行費用低。

附圖說明

圖1是本實用新型優選實施例中的流程工藝結構示意圖。

圖中：1、臭氧發生器，2、氧化器，3、超重力反應器，4、風機，5、吸收塔，6、初級處理池，7、第一循環池，8、第一脫硝循環泵，9、第二循環池，10、第二脫硝循環泵。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其他器件或構造之下”。因而，示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位（旋轉90度或處于其他方位），并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。

本實用新型提供的一種用于低溫煙氣中氮氧化物的治理裝置，如圖1所示，該治理裝置包括氧化部、濕法吸收部、反應池和循環泵，其中，氧化部分包括臭氧發生器1和氧化器2；濕法吸收部包括超重力反應器3、風機4和吸收塔5，所述氧化器2通過管道與臭氧發生器1連通，氧化器2通過管道與超重力反應器3連通；風機4夾設在超重力反應器3和吸收塔5之間，且與之連通的固定；反應池包括初級處理池6、循環池，超重力反應器3的排液口通過管道將反應后的循環液排入初級處理池6；循環泵包括提供多級循環的第一脫硝循環泵8和第二脫硝循環泵10，該第一脫硝循環泵8分別與超重力反應器3和循環池連通，形成吸收液的循環回路；該第二脫硝循環泵10分別與吸收塔5和循環池連通，形成吸收液的循環回路。以此，通過設置超重力反應器和吸收塔分層級的對低溫煙氣中的氮氧化物進行反應和吸收，對低溫煙氣有較好的適應性，且運用本技術的整套處理設備，其脫硝效率高，最高能夠達到90%以上的效率，且不存在廢水、廢渣等二次污染物的問題，技術投資少，運行費用低。

優選地，為了更加便捷的實現反應液與低溫煙氣氮氧化物充分的接觸反應，提升處理的效率的同時降低整套設備的運行成本，循環池包括第一循環池7和第二循環池9，其中，第一循環池7分別與初級處理池6和第一脫硝循環泵8連通，第二循環池9分別與吸收塔5和第二脫硝循環泵10連通。

如圖1所示，氧化器2連接有兩個管道，包括與臭氧發生器1連通的第一管道，和與超重力反應器3連通的第二管道，以此，通過第一管道將臭氧發生器1內產生的臭氧引入之內腔，將低溫煙氣中的NO氧化為NO₂；通過第二管道，含有NO₂ 的廢氣進入超重力反應器后，在超重力反應器內的攪拌葉片作用下，與加入的尿素溶液發生反應，生成CO₂、N₂和H₂O。

本實用新型優選的實施方式中，氧化器2上開設有含NOx廢氣的進口，氧化器2通過管道與超重力反應器3底部連通，超重力反應器3底部設置有排液口，該排液口通過連接的管道將反應后的循環液，輸入初級處理池6。從而實現將超重反應器3內部初步反應吸收后，含氮氧化物被吸收后，通過連接的管道進入初步處理池后，進一步處理后，繼而送至污水處理站。較佳的，第一脫硝循環泵8通過管道將第一循環池7與超重力反應器3側頂部連通，以此，實現第一循環池7內的含尿素的吸收溶液實現快速的循環。

優選地，風機4與吸收塔5的底部連通，且吸收塔5的底部開設有排液口，該排液口通過管道將反應后的循環液排入第二循環池9內，優選的，第二循環池9與吸收塔5頂部相通，以此，構建一個實現吸收液循環的回路，優選地，吸收塔5頂部開設有煙氣出口，含有NO₂ 的廢氣進入吸收塔5后，與加入吸收塔5的尿素溶液發生反應，生成CO₂、N₂和H₂O，便于經過處理后，達到排放標準的廢氣的排放。

值得一提的是，本實用新型中的超重力反應器3為低速旋轉的超重力反應器，其原理為：通過旋轉產生的離心力作用下，使得含尿素的液相霧化，使得含氮氧化物的氣體與含有尿素的液體霧化后充分的混合，以此，通過將含氮氧化物的氣體和含尿素的液體霧化后，使得氣體和液體在兩相混合中充分的反應和吸收，增大了兩者的接觸面積，減小了氣相和液相之間的傳質阻力，顯著提高反應速率，縮短兩者之間的反應時間，通過將超重力反應器作為一級脫硝的工藝，一方面提高臭氧將NO氧化成NO₂的效率，另一方面提高了脫硝效率。本超重力反應器采用相對較低的轉速，降低能耗，節省運行費用。

在本實用新型優選的實施方式中，吸收塔5可以采用各種適當的結構，例如吸收塔可以采用噴淋塔、填料塔等傳質設備，關于吸收塔的具體結構，這對本領域的技術人員來說，這根據具體情況可以適當的調整，這對于本領域技術人員應當是易于構想到的，故在此不再一一贅述。

此外，關于本實用新型中具體對氮氧化物的處理原理可依據以下化學反應式，適當的選擇相關設備的布局，低溫條件下，O₃與NO之間的氣相反應如下：

NO+O₃→NO₂+O₂；

NO₂+ NO→N₂O₃；

N₂O₃+H₂O=2HNO₂；

(NH₂)₂CO+2HNO₂=CO₂+2N₂+3H₂O；

下面，結合附圖描述本實用新型具體實施方式提供的低溫煙氣氮氧化物處理的工作流程。

含有氮氧化物的低溫煙氣在風機4的作用下，進入氧化器2內，與之連通的臭氧發生器1提供的臭氧發生反應，將含氮氧化物充分氧化，比如講NO氧化成NO₂，通過控制氧化器2內的氧化度，達到合適比例后進入超重力反應器3內，與由第一脫硝循環泵8泵送的尿素溶液充分接觸，與低溫煙氣中的氮氧化物進行反應并吸收，還原低溫煙氣中部分的氮氧化物，進行初次的脫硝，經過初次脫硝后的廢氣在風機4的作用下，進入吸收塔5內，與通過第二脫硝循環泵10泵送的尿素溶液接觸，充分反應并吸收，直至達到排放標準，繼而通過煙囪進行排放，在此過程中，通過外接的設備不斷的將尿素加入到循環池中，以實現持續的凈化。

綜上所述，本實用新型提供的低溫煙氣氮氧化物的治理裝置，通過低速旋轉的超重力反應器使得含氮氧化物的氣體與含有尿素的液體霧化后充分的混合，使得氣體和液體在兩相混合中充分的反應和吸收，增大了兩者的接觸面積，減小了氣相和液相之間的傳質阻力，顯著提高反應速率，縮短兩者之間的反應時間，通過將超重力反應器作為一級脫硝的工藝，一方面提高臭氧將NO氧化成NO₂的效率，另一方面提高了脫硝效率，特別適用于在催化劑的擠條干燥和成品焙燒過程中會產生大量含氮氧化物廢氣治理，能夠達到較高的脫硝效果。

相對于現有技術，本實用新型具有如下優點：（1）對低溫煙氣有較好的適應性；（2）脫硝效率高，最高能夠達到90%以上的效率；（3）不存在廢水、廢渣等二次污染物等問題；（4）該裝置投資少，運行費用低。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

本實用新型專利雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型專利，任何本領域技術人員在不脫離本實用新型專利的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本實用新型技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本實用新型專利技術方案的內容，依據本實用新型專利的技術實質對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同變化及修飾，均屬于本實用新型專利技術方案的保護范圍。