CN106178886A - 基于湿法洗涤的废气综合处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于湿法洗涤的废气综合处理系统，采用NaClO2‑海水进行脱硝，海水具有缓冲作用，能够有效抑制溶液pH值的降低，减少酸性环境下NaClO2的分解，从而提高了NaClO2利用率。采用闭式脱硝，NaClO2‑海水具有持续脱硝的能力，闭式循环可以节约NaClO2药品的用量，提高废气处理的经济性。同时采用分级处理的方式，废气首先进行海水脱硫，然后再进行NaClO2‑海水脱硝，能够减少NaClO2药剂的使用量，增加NaClO2‑海水溶液的脱硝持续时间。脱硝后的洗涤液与脱硫后的洗涤液相混合的方式，利用未耗尽的NaClO2氧化洗涤液中的SO3 2‑，防止SO2逸出造成二次污染，同时有助于提高洗涤液的pH值，满足水质排放要求。

Description

基于湿法洗涤的废气综合处理系统
技术领域
本发明涉及一种基于湿法洗涤的废气综合处理系统。涉及专利分类号B01一般的物理或化学的方法或装置B01D分离B01D53/00气体或蒸气的分离；从气体中回收挥发性溶剂的蒸气；废气例如发动机废气、烟气、烟雾、烟道气或气溶胶的化学或生物净化B01D53/34废气的化学或生物净化B01D53/74净化废气的一般方法；为这类方法特别设计的设备或装置。
背景技术
随着工业化进程的加快，大量化石燃料燃烧排放的废气使得大气环境质量日益恶化，严重影响了人们的身体健康，尤其是以船舶柴油机和燃煤电站等燃用劣质燃料的场所最为显著。在各类污染物中，由SOx和NOx排放造成的危害最为严重，主要表现在酸雨、光化学烟雾、臭氧层空洞等大气问题以及引起人类呼吸道疾病、身体组织癌变等症状。因此，废气中SOx和NOx排放所造成的环境污染和人类健康问题已不容小觑，亟待解决。目前，针对船舶柴油机废气排放所造成的危害，国际海事组织、美国环保署、欧盟环保局等纷纷立法限制船舶废气中有害物的排放，针对废气中的SOx和NOx制定了更为严格的排放限值要求。
为此，近年来，国内外各大船用设备公司和科研院所对废气处理技术的研究开发尤为迅速。目前已有很多关于废气处理技术的专利，如专利《一种烟气脱硝的方法及装置》(专利号CN 104258701 A)，该专利首先使用氧化剂将NO氧化成NO2，然后利用碱性吸收剂来吸收NO2，实现NOx的脱除。使用氧化剂和吸收剂会增加设备运行费用，经济性较低，而且采用两套反应装置会增加设备占地面积，不利于灵活布置。专利《一种利用海水对船舶排烟进行脱硫除尘的装置及其方法》(专利号CN 102274682 A)中，脱硫后的溶液与海水混合后直接排放入海，难以满足洗涤溶液pH值大于6.5的排放要求。同时，脱硫后的溶液中含有大量的SO3 2-，直接排放会导致SO3 2-再次分解生成SO2，造成二次污染。
发明内容
本发明针对以上提出的问题，研制一种基于湿法洗涤废气综合处理系统，具有：
使用海水喷淋废气的脱硫喷淋室，外界输入的废气由底部进入所述的脱硫喷淋室内部，与脱硫喷淋室顶部喷下的海水接触，脱去废气中的SO2和颗粒物；
脱硫后的废气由底部进入脱硝喷淋室，在该脱硝喷淋室中，利用NaClO2-海水溶液湿法洗涤进入的废气；洗涤后的NaClO2-海水溶液经循环柜重新进入脱硝喷淋室进行循环洗涤；洗涤后的废气由脱硝喷淋室5顶部排出。
所述的脱硝喷淋室顶部设有检测气体中氮氧化物的气体浓度检测装置。
所述的循环柜设有溶液浓度监测装置；
当该监测装置监测到循环柜NaClO2-海水溶液中的NaClO2的浓度低于阈值时，向控制单元发送信号；
作为优选的实施方式，所述的控制单元开启循环柜的电磁泄放阀，排放所述的NaClO2-海水溶液。
更进一步的，具有曝气池；循环柜排放的NaClO2-海水溶液进入该曝气池。
更进一步的，所述的曝气池还与所述的脱硫喷淋室5连接，由脱硫喷淋室下部流出的海水进入所述曝气池；
剩余的NaClO2-海水溶液中的NaClO2氧化脱硫后海水中的SO3 2-离子。
更进一步的，所述的曝气池14的上游还设有汇集由所述的循环柜9底部排出的NaClO2-海水溶液和脱硫作业后海水的水力旋流器12。
经过水力旋流器12分离的颗粒物和污泥送入污泥柜13，分离后的海水以及NaClO2-海水溶液进入所述的曝气池14。
更进一步的，还具有NaClO2-海水溶液补充单元；
该补充单元包括带有投药口的NaClO2补给柜15，该补给柜通过带有加液计量泵16的管路与所述的循环柜9连通；
当所述的控制单元17控制所述的循环柜9排放后，控制所述的加液计量泵16打开，由所述的NaClO2补给柜15向循环柜内补充NaClO2-海水溶液。
由于采用了上述技术方案，本发明公开的一种基于湿法洗涤的废气综合处理系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1)本发明采用NaClO2-海水进行脱硝，海水具有缓冲作用，能够有效抑制溶液pH值的降低，减少酸性环境下NaClO2的分解，从而提高了NaClO2利用率。
2)本发明采用闭式脱硝，NaClO2-海水具有持续脱硝的能力，闭式循环可以节约NaClO2药品的用量，提高废气处理的经济性。
3)本发明采用分级处理的方式，废气首先进行海水脱硫，然后再进行NaClO2-海水脱硝，能够减少NaClO2药剂的使用量，增加NaClO2-海水溶液的脱硝持续时间。
4)本发明采用脱硝后的洗涤液与脱硫后的洗涤液相混合的方式，利用未耗尽的NaClO2氧化洗涤液中的SO3 2-，防止SO2逸出造成二次污染，同时有助于提高洗涤液的pH值，满足水质排放要求。
5)本发明集成海水脱硫技术与NaClO2-海水脱硝技术，在一套系统内实现废气的综合处理，降低了废气处理的成本，提高了废气综合处理装置的可操作性和经济性。
附图说明
为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种基于湿法洗涤的废气综合处理方法及装置流程图。
图2是一种基于湿法洗涤的废气综合处理方法及装置系统图。
具体实施方式
为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
如图1和2所示：基于湿法洗涤的废气综合处理系统主要包括：
承担废气初级净化的脱硫喷淋室5，在该喷淋室中使用海水喷淋废气，由喷淋室底部的进气口输入的废气，与由脱硫喷淋室5顶部喷洒下的海水接触，废气中的SO2和颗粒物被海水吸收，使海水洗涤液的pH值降低，并含有一定量的颗粒物等杂质，需要进行下一步处理。
在脱硫喷淋室5中主要发生的反应如下：
SO2(g)→SO2(l)
SO2+H2O→HSO3 -+H+
HSO3 -→SO3 2-+H+
2SO3 2-+O2→2SO4 2-
吸收SO2和颗粒物的海水进入曝气池14进行曝气。
脱硫后的废气由脱硫喷淋室5的顶部进入固定在其上方的脱硝喷淋室6。与脱硫喷淋室5内部类似，在其顶部设有喷洒机构，由供液泵输送的NaClO2-海水溶液由喷洒机构喷下，上升的废气与NaClO2-海水溶液充分接触，发生如下反应，
4NO+3ClO2 -+4OH-→4NO3 -+3Cl-+2H2O
4NO+ClO2 -+4OH-→4NO2 -+Cl-+2H2O
2NO+ClO2 -→2NO2+Cl-
4NO2+ClO2 -+4OH-→4NO3 -+Cl-+2H2O
脱硝后的废气由喷淋室顶部的排气口排出，吸收氮氧化物的NaClO2-海水溶液还具有重复利用价值，进入设置的循环柜9，由管路导入脱硝喷淋室6顶部的喷洒机构，重复利用。
为了保证NaClO2-海水对氮氧化物的溶解度，在循环柜9内部设有溶液浓度监测装置10。
当检测到溶液中的有效成分NaClO2降低至设定的阈值时，主要进行两种操作，一是饱和溶液的排放，二是溶液的补充。
溶液的补充作业过程如下：与溶液浓度监测装置10连接的控制单元17控制NaClO2-海水溶液补充单元工作，向循环柜9内补充溶液。
作为优选的实施方式，所述的补充单元包括NaClO2补给柜15，该补给柜15设有投药口并通过管路引入海水，在补给柜15内部完成特定比例NaClO2-海水溶液的补充。溶液配制完成后，控制单元17控制补给柜15下方的加液计量泵16打开，按计量箱循环柜内补充溶液。
饱和溶液由循环柜9底部的管路引入所述的曝气池14。在曝气池中利用未耗尽的NaClO2氧化脱硫后溶液中的SO3 2-，防止SO2逸出造成二次污染，同时有助于提高洗涤液的pH值。曝气后洗涤液与经过海水过滤器1的新鲜海水混合后排出，进一步的减少对海洋环境的影响。
更进一步的，考虑到由所述的脱硫喷淋室5和循环柜9排除的海水和饱和NaClO2-海水溶液中还有大量的颗粒和污泥，不宜直接排放至海洋，需要进行特殊处理。故作为优选的实施方式，还设有水力旋流器12。
在旋流器内进行颗粒物、海水溶液的分离，分离后的海水溶液进入所述的曝气池14，分离出的污泥和颗粒物被排至污泥柜进行存储。
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 (8)

1.一种基于湿法洗涤的废气综合处理系统，其特征在于具有：
使用海水喷淋废气的脱硫喷淋室(5)，外界输入的废气由底部进入所述的脱硫喷淋室(5)内部，与脱硫喷淋室(5)顶部喷下的海水接触，脱去废气中的SO2和颗粒物；
脱硫后的废气由底部进入脱硝喷淋室(6)，在该脱硝喷淋室中，利用NaClO2-海水溶液湿法洗涤进入的废气，脱去废气中的氮氧化物；洗涤后的NaClO2-海水溶液经循环柜(9)重新进入脱硝喷淋室(6)进行循环洗涤；洗涤后的废气由脱硝喷淋室(5)顶部排出。
2.根据权利要求1所述的基于湿法洗涤的废气综合处理系统，其特征还在于所述的脱硝喷淋室(5)顶部设有检测气体中氮氧化物的气体浓度检测装置(7)。
3.根据权利要求1或2所述的基于湿法洗涤的废气综合处理系统，其特征还在于所述的循环柜(9)设有溶液浓度监测装置(10)；
当该监测装置(10)监测到循环柜(9)NaClO2-海水溶液中的NaClO2的浓度低于阈值时，向控制单元(17)发送信号；
所述的控制单元(17)开启循环柜(9)的电磁泄放阀(11)，排放所述的NaClO2-海水溶液。
4.根据权利要求3所述的基于湿法洗涤的废气综合处理系统，其特征还在于具有曝气池(14)；循环柜(9)排放的NaClO2-海水溶液进入该曝气池。
5.根据权利要求4所述的基于湿法洗涤的废气综合处理系统，其特征还在于所述的曝气池(14)还与所述的脱硫喷淋室(5)连接，由脱硫喷淋室(5)下部流出的海水进入所述曝气池(14)；
剩余的NaClO2-海水溶液中的NaClO2氧化脱硫后海水中的SO3 2-离子。
6.根据权利要求5所述的基于湿法洗涤的废气综合处理系统，其特征还在在所述的曝气池(14)的上游还设有汇集由所述的循环柜(9)底部排出的NaClO2-海水溶液和脱硫作业后海水的水力旋流器(12)；
经过水力旋流器(12)分离的颗粒物和污泥送入污泥柜(13)，分离后的海水以及NaClO2-海水溶液进入所述的曝气池(14)。
7.根据权利要求3所述的基于湿法洗涤的废气综合处理系统，其特征还在于具有NaClO2-海水溶液补充单元；
该补充单元包括带有投药口的NaClO2补给柜(15)，该补给柜通过带有加液计量泵(16)的管路与所述的循环柜(9)连通；
当所述的控制单元(17)控制所述的循环柜(9)排放后，控制所述的加液计量泵(16)打开，由所述的NaClO2补给柜(15)向循环柜内补充NaClO2-海水溶液。
8.根据权利要求1所述的基于湿法洗涤的废气综合处理系统，其特征还在于海水供给单元；
该单元包括设置在海水管路源头的海水过滤器(1)，过滤后的海水通过带有海水泵的管路分别输送至脱硫喷淋室(5)、NaClO2补给柜(15)和曝气池(14)。
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