CN107051146A - 一种高压电离氧化脱硝塔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压电离氧化脱硝塔，包括塔体、进风口、高压电离氧化区、护栏平台、布风器、喷淋除雾区、出风管和水箱，其特征在于，所述塔体的底部一侧安装有进风口，所述进风口的上方位于塔体内部安装有高压电离氧化区，在高压电离氧化区的上方位于塔体外壁上安装有护栏平台，所述布风器安装在护栏平台的上方，且位于塔体内部，在布风器上方设有喷淋除雾区，所述出风管安装在位于喷淋除雾区上方的塔体顶部，所述水箱安装在塔体的一侧，在水箱上部中央位置安装有液下泵。本发明通过高压电离氧化和洗涤吸收相结合的方式，对废气进行脱硝处理，脱硝效率高、转化率高、成本较低且耗电量低。

Description

一种高压电离氧化脱硝塔
技术领域
本发明涉及脱硝设备，具体涉及一种高压电离氧化脱硝塔。
背景技术
脱硝是指燃烧烟气中去除氮氧化物的过程，分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝和燃烧后脱硝，其中燃烧前脱硝和燃烧过程脱硝投入的成本过高，而且脱硝效果不好，因此，在实际生产中，大多采用燃烧后脱硝。
目前燃烧后脱硝主要有以下几种方法：
1、选择性非催化还原技术
选择性非催化还原法是一种不使用催化剂，在 850～1100℃温度范围内还原NOx的方法，最常使用的药品为氨和尿素；一般来说，SNCR脱硝效率对大型燃煤机组可达 25%～40%,对小型机组可达 80%；由于该法受锅炉结构尺寸影响很大，多用作低氮燃烧技术的补充处理手段。
2、选择性催化还原技术
SCR 是目前最成熟的烟气脱硝技术, 它是一种炉后脱硝方法, 最早由日本于 20 世纪 60~70 年代后期完成商业运行, 是利用还原剂(NH3, 尿素)在金属催化剂作用下, 选择性地与 NOx 反应生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故称为“ 选择性” 。世界上流行的 SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法 SCR 2种。此 2种方法都是利用氨对NOx的还原功能,在催化剂的作用下将 NOx (主要是NO)还原为对大气没有多少影响的 N2和水 ,还原剂为NH3。
在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体，以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3为活性成分，制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂（345℃～590℃）、中温催化剂（260℃～380℃）和低温催化剂（80℃～300℃）， 不同的催化剂适宜的反应温度不同。如果反应温度偏低，催化剂的活性会降低，导致脱硝效率下降，且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏；如果反应温度过高，NH3容易被氧化，NOx生成量增加，还会引起催化剂材料的相变，使催化剂的活性退化。国内外SCR系统大多采用高温，反应温度区间为315℃～400℃。
优点：该法脱硝效率高，价格相对低廉，广泛应用在国内外工程中，成为电站烟气脱硝的主流技术。
缺点：燃料中含有硫分, 燃烧过程中可生成一定量的SO3。添加催化剂后, 在有氧条件下,SO3的生成量大幅增加, 并与过量的NH3生成 NH4HSO4，NH4HSO4具有腐蚀性和粘性, 可导致尾部烟道设备损坏，虽然SO3的生成量有限, 但其造成的影响不可低估，另外,催化剂中毒现象也不容忽视。
3、活性炭吸附
活性炭吸附只能作为脱硝处理中的辅助手段使用，只是通过物理变化使含有硝化物的含量减少，不能起到彻底脱硝的作用。
4、臭氧脱硝
臭氧脱硝因其臭氧利用率较低和耗电量太高等缺陷，目前已逐渐被弃用。
综上所述，如何开发一种脱硝效率高、转化率高、成本较低且耗电量低的脱硝设备或处理工艺已成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压电离氧化脱硝塔。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高压电离氧化脱硝塔，包括塔体、进风口、高压电离氧化区、护栏平台、布风器、喷淋除雾区、出风管和水箱，所述塔体的底部一侧安装有进风口，所述进风口的上方位于塔体内部安装有高压电离氧化区，在高压电离氧化区的上方位于塔体外壁上安装有护栏平台，所述布风器安装在护栏平台的上方，且位于塔体内部，在布风器上方设有喷淋除雾区，所述出风管安装在位于喷淋除雾区上方的塔体顶部，所述水箱安装在塔体的一侧，在水箱上部中央位置安装有液下泵，所述液下泵一侧安装有与喷淋除雾区相连通的回水管。
作为优选，所述高压电离氧化区包括阳极管、阴极线和阴极横梁，所述阳极管有多组，纵向安装在高压电离氧化区的底部，所述每组阳极管中各安装有一组阴极线，所述高压电离氧化区的顶部位于护栏平台的底部横向安装有阴极横梁，所述阴极线的头部安装在阴极横梁上。
作为优选，所述喷淋除雾区包括一次喷淋管、填料区、二次喷淋管、除雾板和主喷淋管，所述主喷淋管安装在液下泵上，与水箱相连通，所述主喷淋管的顶部安装有插入塔体内部的二次喷淋管，所述布风器的上方安装有位于主喷淋管上的一次喷淋管，所述一次喷淋管与二次喷淋管之间设有填料区，在二次喷淋管的上方设有除雾板。
采用上述技术方案，本发明的部分工作机理如下：
含NO的锅炉烟气直接进入高压电离氧化区，发生电化学作用：电子在高压电场（3.5万伏以上）中得到能量，成为高能电子（电子能量10-20ev），高能电子激发并电离废气中的O2和H2O分子，产生活性氧、臭氧、羟基氧等强氧化性的自由基粒子，氧化烟气中的NO转化为NO2，含NO2的烟气进入喷淋除雾区，与Ca(OH)2反应吸收去除，净化锅炉烟气。
本发明使用高频高压脉冲电源，具有紊流和自动补偿功能，电源电压3.5万伏以上；高频高压脉冲电场加在反应器电极上，电极为均匀的网状结构，利用尖端放电原理，废气通道上全均布放电点，布满紫蓝色电场；阳极管直径大（0.4-0.5m），维持电压3.5万伏以上，使电子发射密度高、自由基密度大、电化学氧化能力强；电离氧化塔与喷淋除雾区串联组合式一体化、模块化设计。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：本发明通过高压电离氧化和洗涤吸收相结合的方式，对废气进行脱硝处理，脱硝效率高、转化率高、成本较低且耗电量低。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明局部放大图。
图3为本发明工作原理示意图。
图中：1、塔体，2、进风口，3、高压电离氧化区，31、阳极管，32、阴极线，33、阴极横梁，4、护栏平台，5、布风器，6、喷淋除雾区，61、一次喷淋管，62、填料区，63、二次喷淋管，64、除雾板，65、主喷淋管，7、出风管，8、水箱，9、液下泵，10、回水管。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明采用的技术方案为：一种高压电离氧化脱硝塔，包括塔体1、进风口2、高压电离氧化区3、护栏平台4、布风器5、喷淋除雾区6、出风管7和水箱8，所述塔体1的底部一侧安装有进风口2，所述进风口2的上方位于塔体1内部安装有高压电离氧化区3，在高压电离氧化区3的上方位于塔体1外壁上安装有护栏平台4，所述布风器5安装在护栏平台4的上方，且位于塔体1内部，在布风器5上方设有喷淋除雾区6，所述出风管7安装在位于喷淋除雾区6上方的塔体1顶部，所述水箱8安装在塔体1的一侧，在水箱8上部中央位置安装有液下泵9，所述液下泵9一侧安装有与喷淋除雾区6相连通的回水管10。
所述高压电离氧化区3包括阳极管31、阴极线32和阴极横梁33，所述阳极管31有多组，纵向安装在高压电离氧化区3的底部，所述每组阳极管31中各安装有一组阴极线32，所述高压电离氧化区3的顶部位于护栏平台4的底部横向安装有阴极横梁33，所述阴极线32的头部安装在阴极横梁33上。
所述喷淋除雾区6包括一次喷淋管61、填料区62、二次喷淋管63、除雾板64和主喷淋管65，所述主喷淋管65安装在液下泵9上，与水箱8相连通，所述主喷淋管65的顶部安装有插入塔体1内部的二次喷淋管63，所述布风器5的上方安装有位于主喷淋管65上的一次喷淋管61，所述一次喷淋管61与二次喷淋管63之间设有填料区62，在二次喷淋管63的上方设有除雾板64。
所述填料区62中采用的填料为Ca(OH)2。
通过以上设置，本发明的工作原理如下：废气引入进风口2，进入塔内1后，向上走经过阳极管31和阴极线32组成的高压电离氧化区域，阳极管31通过阴极横梁33连接在护栏平台4上，阴极线32连接高压电，经高压电离氧化，再向上通过安装在塔体1上的布风器5，气体与上部分喷淋除雾区6的水和雾气进行有效隔断，通过布风器5出口之后进入喷淋除雾区6通过一次喷淋管61进行一次喷淋，再向上，通过安装在塔体上的填料区62接触吸收，再经过二次喷淋管63，这时候已吸收完毕，之后经过除雾板64将气体中水雾去除，最后由出风管7排出达标气体。
整个过程的两次喷淋由液下泵9抽取水箱8中的水向上经过主喷淋管65进行喷淋，喷淋后的水再由回水管10回到水箱8中循环使用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种高压电离氧化脱硝塔，包括塔体、进风口、高压电离氧化区、护栏平台、布风器、喷淋除雾区、出风管和水箱，其特征在于：所述塔体的底部一侧安装有进风口，所述进风口的上方位于塔体内部安装有高压电离氧化区，在高压电离氧化区的上方位于塔体外壁上安装有护栏平台，所述布风器安装在护栏平台的上方，且位于塔体内部，在布风器上方设有喷淋除雾区，所述出风管安装在位于喷淋除雾区上方的塔体顶部，所述水箱安装在塔体的一侧，在水箱上部中央位置安装有液下泵，所述液下泵一侧安装有与喷淋除雾区相连通的回水管。
2.根据权利要求1所述的一种高压电离氧化脱硝塔，其特征在于：所述高压电离氧化区包括阳极管、阴极线和阴极横梁，所述阳极管有多组，纵向安装在高压电离氧化区的底部，所述每组阳极管中各安装有一组阴极线，所述高压电离氧化区的顶部位于护栏平台的底部横向安装有阴极横梁，所述阴极线的头部安装在阴极横梁上。
3.根据权利要求1所述的一种高压电离氧化脱硝塔，其特征在于：所述喷淋除雾区包括一次喷淋管、填料区、二次喷淋管、除雾板和主喷淋管，所述主喷淋管安装在液下泵上，与水箱相连通，所述主喷淋管的顶部安装有插入塔体内部的二次喷淋管，所述布风器的上方安装有位于主喷淋管上的一次喷淋管，所述一次喷淋管与二次喷淋管之间设有填料区，在二次喷淋管的上方设有除雾板。
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