CN105749720A - 一种脱硝系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脱硝系统，包括储液器、泵、空化反应器组和气液分离器，储液器内设有吸入滤器，吸入滤器依次通过泵和阀Ⅰ与空化反应器组连通，空化反应器组上设有烟气吸入管，所述空化反应器组与所述气液分离器连通，气液分离器上分别设有排气管和液体泄放管，液体泄放管具有U型弯，储液器上设有阀Ⅲ，补液阀和用于控制补液阀开闭的液位检测电极。本发明利用空化反应作为核心处理技术，可极大减少或不添加任何化学药品来进行脱硝处理，效果良好，设备操作简单，方法易行，系统稳定可靠，结构简单，运动部件少，设备尺寸小，脱硝效果可达到80％以上。烟气脱硫和脱硝的机理类似，且反应容易发生，因此，本专利针对脱硝发明，兼具脱硫效果。

Description

一种脱硝系统及方法
技术领域
本发明涉及一种脱硝系统及方法，特别是涉及船舶的烟气脱硝系统及方法，属于节能环保领域。
背景技术
大气污染日趋严重，尤其发展中国家。迫于发展经济的要求，需要大量消耗化石燃料，同时产生大量工业废气，导致严重的大气污染。由于技术落后，在尾气处理和污染治理上缺乏先进技术，从而使污染进一步加剧。据统计，2015北京雾霾天达半年，重污染天数超过1个月。当前，大气污染在中国已经是一个全国性的严重问题。
随着大气污染的不断恶化，人类对船舶大气污染也逐渐重视。IMO在1997年提出了《防止船舶造成污染国际公约》(MARPOL公约)的附则六——防止船舶大气污染附则。
据MARPOL公约附则六规定，要求2016年1月1日以后新建船舶经过排放控制区时，氮氧化物排放必须满足TierⅢ标准：转速低于130rpm的柴油机的排气中氮氧化物含量小于3.4g/kWh。这一数值是2000年建造船舶的排放限值(17.0g/kWh)的20％，是2011年1月1日以后建造船舶排放限值(14.4g/kWh)的23.6％。要满足最新的标准，氮氧化物必须减排80％以上。
船舶尾气中氮氧化物的产生和燃烧过程有关，和燃料相关性小。因此脱硝处理比较复杂，且以尾气脱硝为主。当前多使用选择性催化还原或非选择性催化还原技术脱硝，无论选择性催化还原还是非选择性催化还原，均存在设备复杂，需高温烟气以及存在腐蚀和泄漏的问题。设备工艺复杂，成本较高，运行成本也较高。
船舶尾气中既含有硫氧化物又含有氮氧化物，同时还有各种微粒。因此一种能同时脱除硫氧化物和氮氧化物的装置是最优选择。专利CN103768943A公开了一种联合选择性催化还原和湿法脱硫的组合装置，同时利用脱硝后的烟气进行余热发电，增强经济型。该专利的实现是基于脱硫脱硝各自原理的合理组合，加工工艺和设备尺寸不能有效降低，设备成本和运营成本也比较高。另外，从燃烧机理上使用分层燃烧和废气再循环、燃油乳化、燃油喷水技术等减少氮氧化物的柴油机燃烧技术也经历了深入的研究，但这些技术多是以牺牲燃烧效率为前提，经济性不高。
因此，研究一种同时脱硫脱硝，简单实用的技术是目前应对大气污染的重要措施。由于减少废气中硫含量的技术相对容易和成熟，而且燃油脱硫技术越来越成熟和广泛，本专利从研究脱硝技术入手，兼具脱硫功能，设备简单可靠，脱硝效率高，为减少大气污染提供了一种有效保障。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种脱硝系统及方法。
本发明采用的技术手段如下：
一种脱硝系统，包括储液器、泵、空化反应器组和气液分离器，所述储液器内设有吸入滤器，所述吸入滤器依次通过所述泵和阀Ⅰ与所述空化反应器组连通，所述泵和所述阀Ⅰ之间设有压力表Ⅰ，所述空化反应器组上设有烟气吸入管，所述烟气吸入管上设有阀Ⅱ，所述阀Ⅱ与所述空化反应器组之间设有用于控制所述阀Ⅱ开闭的压力表Ⅱ，所述空化反应器组与所述气液分离器连通，所述空化反应器组与所述气液分离器之间设有压力表Ⅲ，所述气液分离器上分别设有排气管和液体泄放管，所述液体泄放管具有U型弯，所述储液器上设有阀Ⅲ，补液阀和用于控制所述补液阀开闭的液位检测电极。所述吸入滤器用于防止大颗粒及脏堵物质被吸入到所述空化反应器组内。所述U型弯用于确保气液分离，使得所述气液分离器内有一定的液面，防止气体串入液体侧。所述阀Ⅲ用于排出进入到所述储液器内的气体。
所述U型弯远离所述气液分离器的一端与所述储液器连通。
所述空化反应器组包括至少一个空化反应器；
当所述空化反应器的个数为两个以上时，所述空化反应器之间为串联或并联；
当所述空化反应器的个数为三个以上时，所述空化反应器之间为串联、并联或串并联组合。
当所述空化反应器的个数为两个以上时，所述空化反应器之间的类型相同或不同。
一种脱硝方法，其特征在于具有如下步骤：
S1、通过泵将储液器内的反应液体吸入并加压到设定值后，打入空化反应器组；所述设定值为根据空化反应器的类型进行设定。
S2、将烟气引入空化反应器组内，并与反应液体预混；所述预混是在液体空化效应下完成的。预混后的烟气和反应液体在空化反应器组内形成由热点效应导致的超高温、超高压微空泡，并发生强烈的化学反应，达到脱除氮氧化物的目的。
S3、预混后得到的气体和液体进入气液分离器，达标气体由排气管排出，预混后得到的液体经U型弯排出或排入到储液器中循环利用。
所述反应液体为海水、淡水、电解海水以及其他加入氧化性或还原性物质的液体。
所述步骤S2中，烟气通过风机压入或负压吸入到空化反应器组内。
本发明利用空化反应器将化石燃料产生的烟气或其他包含氮氧化物的气体和反应液体进行预混，并利用热点效应，使氮氧化物在反应液体中消除；本发明利用空化反应作为核心处理技术，可极大减少或不添加任何化学药品来进行脱硝处理，效果良好，设备操作简单，方法易行，系统稳定可靠，结构简单，运动部件少，设备尺寸小，脱硝效果可达到80％以上。
烟气脱硫和脱硝的机理类似，且反应容易发生，因此，本专利针对脱硝发明，兼具脱硫效果。
基于上述理由本发明可在节能环保等领域广泛推广。
附图说明
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。
图1是本发明的实施例1中一种脱硝系统的结构示意图。
图2是本发明的实施例2中一种脱硝系统的结构示意图。
具体实施方式
一种脱硝系统，包括储液器、泵、空化反应器组和气液分离器，所述储液器内设有吸入滤器，所述吸入滤器依次通过所述泵和阀Ⅰ与所述空化反应器组连通，所述泵和所述阀Ⅰ之间设有压力表Ⅰ，所述空化反应器组上设有烟气吸入管，所述烟气吸入管上设有阀Ⅱ，所述阀Ⅱ与所述空化反应器组之间设有用于控制所述阀Ⅱ开闭的压力表Ⅱ，所述空化反应器组与所述气液分离器连通，所述空化反应器组与所述气液分离器之间设有压力表Ⅲ，所述气液分离器上分别设有排气管和液体泄放管，所述液体泄放管具有U型弯，所述储液器上设有阀Ⅲ，补液阀和用于控制所述补液阀开闭的液位检测电极。
所述U型弯远离所述气液分离器的一端与所述储液器连通。
所述空化反应器组包括至少一个空化反应器；
当所述空化反应器的个数为两个以上时，所述空化反应器之间为串联或并联；
当所述空化反应器的个数为三个以上时，所述空化反应器之间为串联、并联或串并联组合。
当所述空化反应器的个数为两个以上时，所述空化反应器之间的类型相同或不同。
一种脱硝方法，具有如下步骤：
S1、通过泵将储液器内的反应液体吸入并加压到设定值后，打入空化反应器组；
S2、将烟气引入空化反应器组内，并与反应液体预混；
S3、预混后得到的气体和液体进入气液分离器，达标气体由排气管排出，预混后得到的液体经U型弯排出或排入到储液器中循环利用。
所述反应液体为海水、淡水、电解海水以及其他加入氧化性或还原性物质的液体。
所述步骤S2中，烟气通过风机压入或负压吸入到空化反应器组内。
实施例1
如图1所示，一种脱硝系统，包括储液器1、泵2、空化反应器组3和气液分离器4，所述储液器1内设有吸入滤器5，所述吸入滤器5依次通过所述泵2和阀Ⅰ6与所述空化反应器组3连通，所述泵2和所述阀Ⅰ6之间设有压力表Ⅰ7，所述空化反应器组3上设有烟气吸入管8，所述烟气吸入管8上设有阀Ⅱ9，所述阀Ⅱ9与所述空化反应器组3之间设有用于控制所述阀Ⅱ9开闭的压力表Ⅱ10，所述空化反应器组3与所述气液分离器4连通，所述空化反应器组3与所述气液分离器4之间设有压力表Ⅲ11，所述气液分离器4上分别设有排气管12和液体泄放管13，所述液体泄放管13具有U型弯14，所述储液器1上设有阀Ⅲ15，补液阀16和用于控制所述补液阀16开闭的液位检测电极17。所述气液分离器4内的液体可从所述U型弯14远离所述气液分离器4的一端排出。
所述空化反应器组3包括至少一个空化反应器；
当所述空化反应器的个数为两个以上时，所述空化反应器之间为串联或并联；
当所述空化反应器的个数为三个以上时，所述空化反应器之间为串联、并联或串并联组合。
当所述空化反应器的个数为两个以上时，所述空化反应器之间的类型相同或不同。
实施例2
如图2所示，本实施例中的一种脱硝系统与实施例1中的一种脱硝系统的区别点在于：所述U型弯14远离所述气液分离器4的一端与所述储液器1连通，即所述气液分离器4内的液体可从所述U型弯14远离所述气液分离器4的一端排入到所述储液器1中循环利用。
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。

Claims (7)

1.一种脱硝系统，其特征在于：包括储液器、泵、空化反应器组和气液分离器，所述储液器内设有吸入滤器，所述吸入滤器依次通过所述泵和阀Ⅰ与所述空化反应器组连通，所述泵和所述阀Ⅰ之间设有压力表Ⅰ，所述空化反应器组上设有烟气吸入管，所述烟气吸入管上设有阀Ⅱ，所述阀Ⅱ与所述空化反应器组之间设有用于控制所述阀Ⅱ开闭的压力表Ⅱ，所述空化反应器组与所述气液分离器连通，所述空化反应器组与所述气液分离器之间设有压力表Ⅲ，所述气液分离器上分别设有排气管和液体泄放管，所述液体泄放管具有U型弯，所述储液器上设有阀Ⅲ，补液阀和用于控制所述补液阀开闭的液位检测电极。
2.根据权利要求1所述的一种脱硝系统，其特征在于：所述U型弯远离所述气液分离器的一端与所述储液器连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种脱硝系统，其特征在于：所述空化反应器组包括至少一个空化反应器；
当所述空化反应器的个数为两个以上时，所述空化反应器之间为串联或并联；
当所述空化反应器的个数为三个以上时，所述空化反应器之间为串联、并联或串并联组合。
4.根据权利要求3所述的一种脱硝系统，其特征在于：当所述空化反应器的个数为两个以上时，所述空化反应器之间的类型相同或不同。
5.一种脱硝方法，其特征在于具有如下步骤：
S1、通过泵将储液器内的反应液体吸入并加压到设定值后，打入空化反应器组；
S2、将烟气引入空化反应器组内，并与反应液体预混；
S3、预混后得到的气体和液体进入气液分离器，达标气体由排气管排出，预混后得到的液体经U型弯排出或排入到储液器中循环利用。
6.根据权利要求5所述的一种脱硝方法，其特征在于：所述反应液体为海水、淡水、电解海水以及其他加入氧化性或还原性物质的液体。
7.根据权利要求5所述的一种脱硝方法，其特征在于：所述步骤S2中，烟气通过风机压入或负压吸入到空化反应器组内。
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