一种工业废气处理工艺
技术领域
本发明属于工业废气处理技术领域,具体的说是一种工业废气处理工艺。
背景技术
传统的脱硝主要采用选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)。其中,被广泛采用的SCR技术是一种从尾气上治理NOx排放的有效方法,其还原剂有尿素、氨水和纯氨,通常是利用NH3作为还原剂在催化剂的作用下将NOx还原为无害的N2,从而脱除烟气中的NOx。催化剂的合理选取和使用是SCR技术的核心。催化剂的结构主要有蜂窝式、平板式和波纹板式三种。其中,平板式或波纹板式催化剂比蜂窝式催化剂具有更好的防积尘和堵塞能力,但气固接触比表面积小,催化效果差。研究表明,国内外的脱硝设备,由于受气固接触面积的影响,塔体内烟气的流场分布不均,烟气与还原剂、催化剂接触的时间有限,其催化还原反应效率低,并且广泛存在NH3的逃逸、催化剂堵塞、催化剂失效等问题。不仅影响脱硝效率的提高,而且造成脱硝成本增高,出现二次污染等问题。研发高效的SCR方法及装置十分紧迫与必要。
通过对现有SCR系统研究可知,影响脱硝效率的因素包括反应温度、停留时间、还原剂与烟气的混合均匀度、还原剂与NOx的化学当量比、催化剂性能等。根据SCR催化剂的反应动力学原理,在反应温度与催化剂性能一定的情况下,氨和NOx的混合程度对SCR工艺的脱硝效率具有极大的影响。在传统的脱硝设备中,为了增加氨和NOx的混合时间,采用了增大装置的横截面积,减少烟气流速,增加塔体高度或长度的方法。增大装置的横截面积不仅导致塔内流场呈现出层流态,减少了混合器的紊流度,降低了脱硝效率,而且增加了烟气中颗粒物的沉积,使催化剂表面大量积灰,影响催化剂的活性,增大了氨的逃逸;增加塔体高度或长度又大大增加催化剂用量,增加建设成本与运行成本。
现有技术中也出现了一些SCR脱硝的技术方案,如申请号为201510768338.6的一项中国专利公开了一种双旋式SCR脱硝方法及其装置,:包括脱硝塔本体和沿脱硝塔本体的内圆周面设置的第一板式催化剂层,在第一板式催化剂层内设有第二板式催化剂层;第一板式催化剂层与第二板式催化剂层之间的空腔为第一旋流催化反应腔,第二板式催化剂层内的空腔为第二旋流催化反应腔;第二旋流催化反应腔底端设有旋流器;所述第一旋流催化反应腔的顶部密封,并在脱硝塔本体的上侧壁沿脱硝塔本体内圆周切向方向设置烟气通入管道;沿烟气通入管道的内圆周面以及第一旋流催化反应腔顶部的内圆周面分别布置有多个旋流雾化喷嘴;该技术方案中的SCR脱硝方法能够实现高效脱硝,技术手段简便易行,与现有技术相比不仅脱硝塔结构简单、造价低廉,使脱硝成本大幅降低,显著提高了经济效益;但是该方案中的旋流雾化喷嘴和旋流器生成的螺旋气流都会逐渐减弱,相应带动氨气与烟气的混合程度也在逐渐减弱,因此影响氨气与烟气的混合比例不一致,最终影响脱硝反应的效果。
发明内容
为了弥补现有技术的不足,本发明提出的一种工业废气处理工艺,该工艺中使用的SCR脱硝装置通过电机带动转动管转动,转动管通过连接管带动螺旋管转动,实现了把氨气均匀的释放到混合腔体内,进而实现与通过混合腔体的烟气进行均匀混合;通过驱动齿轮带动从动齿轮转动,从动齿轮通过圆柱轴带动扇叶旋转,实现电机的转速越高,混合腔体内的氨气的浓度越大,通过从动齿轮带动的扇叶的转速也越高,保证了进入混合腔体的烟气的浓度与氨气的浓度对应,进而保证烟气和氨气的最佳混合比例。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种工业废气处理工艺,该工艺包括如下步骤:
步骤一:将工业窑炉废气通入非催化还原脱硝装置内,对废气进行非催化还原脱硝处理;
步骤二:将步骤一中经过非催化剂还原脱硝处理后的废气通入除尘装置内,除去废气内的固体大颗粒;
步骤三:将步骤二中除尘后的废气通入SCR脱硝装置内,进行脱硝处理;
步骤四:将步骤三中脱硝后的废气通入半干法脱硫装置内,进行脱硫处理;
步骤五:将步骤四中脱硫后的废气排入大气中;
步骤三中的SCR脱硝装置,包括混合腔体、电机、转动管、螺旋管、连接管,所述混合腔体为方形筒状,混合腔体一端通入工业烟气,工业烟气从混合腔体另一端排出到脱硝反应腔体;所述脱硝反应腔体内设有催化剂,脱硝反应腔体用于对混合后的烟气进行脱硝处理;所述混合腔体顶板上方固定连接电机机壳;所述电机轴端头与转动管一端固定连接;所述转动管圆柱面上设置有出气孔,转动管另一端与混合腔体底板转动连接,伸出混合腔体底板以外的转动管端头用于连接通入氨气的管道;所述转动管一端圆柱面固定连接连接管的一端;所述连接管的另一端与螺旋管一端固连,通过连接管将转动管和螺旋管的内部连通;所述螺旋管上设置有出气孔;使用时,电机带动转动管转动,转动管通过连接管带动螺旋管转动;往转动管另一端管道内通入氨气,氨气通过连接管进入螺旋管,螺旋管转动实现了把氨气均匀的释放到混合腔体内,进而与通过混合腔体的烟气进行均匀混合,均匀混合后的气体通入脱硝反应腔体中进行脱硝反应。
优选的,所述螺旋管上设有一组配重块;所述配重块能够实现在螺旋管上滑动,配重块通过弹簧连接在滑动环上;所述滑动环滑动安装在转动管上;使用时,转动管带动螺旋管转动,配重块在离心力的作用下带动螺旋管向外侧扩张,螺旋管的螺旋直径增大,相应螺旋管的螺距减小,实现带动螺旋管下端往上移动,进而展开的螺旋管数量多,以至于通入氨气的浓度也相应的增大;因此当烟气的浓度增大时,只需增大电机的转速,就能够实现与烟气匹配的氨气的浓度。
优选的,所述配重块下方的混合腔体底板上端设置圆柱形槽;所述圆柱形槽槽口设置倒角,圆柱形槽内壁设有一号毛刷板;所述一号毛刷板为圆环状,一号毛刷板内侧设有刷毛;所述转动管另一端的圆柱面上设有二号毛刷板;所述二号毛刷板为圆环状,二号毛刷板外侧设有刷毛;所述二号毛刷板与一号毛刷板设有振动板;所述振动板为圆环状,振动板内侧通过一组弹簧与二号毛刷板底端连接,振动板外侧通过一组弹簧与一号毛刷板底端连接;使用时,电机转速逐渐增大时,配重块带动蜷缩在圆柱形槽内的螺旋管往上移动,一号毛刷板上的刷毛对螺旋管外侧进行清理,二号毛刷板上的刷毛对螺旋管内侧进行清理;电机转速逐渐减小时,配重块的离心力减小,螺旋管的螺旋直径减小,螺旋管沿倒角滑入圆柱形槽内,螺旋管上的配重块掉入圆柱形槽底时,配重块撞击振动板,配重块上下抖动带动螺旋管上下移动,一号毛刷板和二号毛刷板分别对螺旋管的外侧和内侧进行清理。
优选的,所述转动管一端穿过驱动齿轮的安装孔;所述驱动齿轮与转动管固定连接,驱动齿轮为锥齿轮,驱动齿轮下方与两个从动齿轮啮合;所述从动齿轮转动连接在安装支架的中心,从动齿轮上设置过风孔,两个从动齿轮对称设置在混合腔体的转动管两侧;所述安装支架固定连接在混合腔体的内壁上;所述从动齿轮轴端端面上设置圆柱形盲孔,从动齿轮轴端圆柱面上设置一组圆柱轴;所述圆柱形盲孔内转动连接调节杆的一端;所述调节杆另一端设置圆柱手柄,调节板中部设有调节主齿轮;所述调节主齿轮与调节杆固连;所述圆柱轴上转动连接调节副齿轮;所述调节副齿轮为锥齿轮,调节副齿轮与调节主齿轮啮合,调节副齿轮大端端面固定连接扇叶一端;使用时,驱动齿轮带动从动齿轮转动,从动齿轮通过圆柱轴带动扇叶旋转,电机的转速越高,混合腔体内的氨气的浓度越大,通过从动齿轮带动的扇叶的转速也越高,保证了进入混合腔体的烟气的浓度与氨气的浓度对应,进而保证烟气和氨气的最佳混合比例;通过旋转调节杆带动调节主齿轮转动,调节主齿轮带动调节副齿轮转动,进而实现调节扇叶角度;混合腔体的进、出气口的从动齿轮的旋转方向相反,调整混合腔体的进气口的扇叶角度大于出气口的扇叶角度,扇叶的角度差形成了混合腔体内的压力差,保证了烟气和氨气在压力下充分的混合,混合完成的气体再从出气口送出。
优选的,所述扇叶侧边固定连接一组连接轴一端,所述连接轴另一端转动安装从动风扇;使用时,扇叶旋转,烟气气流从扇叶表面滑过,烟气气流带动从动风扇转动,同时烟气沿着从动风扇的扇叶表面滑过,从而使烟气气流被转变为一组小股气流,进一步使烟气与氨气混合的更加均匀。
本发明的有益效果如下:
1.本发明所述的一种工业废气处理工艺,该工艺中使用的SCR脱硝装置通过电机带动转动管转动,转动管通过连接管带动螺旋管转动,实现了把氨气均匀的释放到混合腔体内,进而实现与通过混合腔体的烟气进行均匀混合;通过驱动齿轮带动从动齿轮转动,从动齿轮通过圆柱轴带动扇叶旋转,实现电机的转速越高,混合腔体内的氨气的浓度越大,通过从动齿轮带动的扇叶的转速也越高,保证了进入混合腔体的烟气的浓度与氨气的浓度对应,进而保证烟气和氨气的最佳混合比例。
2.本发明所述的一种工业废气处理工艺,该工艺中使用的SCR脱硝装置通过旋转调节杆带动调节主齿轮转动,调节主齿轮带动调节副齿轮转动,进而实现调节扇叶角度;通过调整混合腔体的进气口的扇叶角度大于出气口的扇叶角度,扇叶的角度差形成了混合腔体内的压力差,保证了烟气和氨气在压力下充分的混合,混合完成的气体再从出气口送出。
3.本发明所述的一种工业废气处理工艺,该工艺中使用的SCR脱硝装置通过转动管带动螺旋管转动,配重块在离心力的作用下带动螺旋管向外侧扩张,螺旋管的螺旋直径增大,相应螺旋管的螺距减小,实现带动螺旋管下端往上移动,进而展开的螺旋管数量多,以至于通入氨气的浓度也相应的增大;因此当烟气的浓度增大时,只需增大电机的转速,就能够实现与烟气匹配的氨气的浓度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的工艺流程图;
图2是本发明的中SCR脱硝装置的整体三维结构示意图;
图3是本发明的中SCR脱硝装置的主视图;
图4是本发明中扇叶的三维结构示意图;
图中:混合腔体1、圆柱形槽11、一号毛刷板12、二号毛刷板13、振动板14、电机2、转动管3、螺旋管4、连接管5、配重块51、滑动环52、驱动齿轮6、从动齿轮7、圆柱形盲孔71、圆柱轴72、安装支架8、调节杆91、调节主齿轮92、调节副齿轮93、扇叶94、连接轴941、从动风扇942、脱硝反应腔体10。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1至图4所示,本发明所述的一种工业废气处理工艺,该工艺包括如下步骤:
步骤一:将工业窑炉废气通入非催化还原脱硝装置内,对废气进行非催化还原脱硝处理;
步骤二:将步骤一中经过非催化剂还原脱硝处理后的废气通入除尘装置内,除去废气内的固体大颗粒;
步骤三:将步骤二中除尘后的废气通入SCR脱硝装置内,进行脱硝处理;
步骤四:将步骤三中脱硝后的废气通入半干法脱硫装置内,进行脱硫处理;
步骤五:将步骤四中脱硫后的废气排入大气中;
步骤三中的SCR脱硝装置,包括混合腔体1、电机2、转动管3、螺旋管4、连接管5,所述混合腔体1为方形筒状,混合腔体1一端通入工业烟气,工业烟气从混合腔体1另一端排出到脱硝反应腔体10;所述脱硝反应腔体10内设有催化剂,脱硝反应腔体10用于对混合后的烟气进行脱硝处理;所述混合腔体1顶板上方固定连接电机2机壳;所述电机2轴端头与转动管3一端固定连接;所述转动管3圆柱面上设置有出气孔,转动管3另一端与混合腔体1底板转动连接,伸出混合腔体1底板以外的转动管3端头用于连接通入氨气的管道;所述转动管3一端圆柱面固定连接连接管5的一端;所述连接管5的另一端与螺旋管4一端固连,通过连接管5将转动管3和螺旋管4的内部连通;所述螺旋管4上设置有出气孔;使用时,电机2带动转动管3转动,转动管3通过连接管5带动螺旋管4转动;往转动管3另一端管道内通入氨气,氨气通过连接管5进入螺旋管4,螺旋管4转动实现了把氨气均匀的释放到混合腔体1内,进而与通过混合腔体1的烟气进行均匀混合,均匀混合后的气体通入脱硝反应腔体10中进行脱硝反应。
作为本发明的一种实施方案,所述螺旋管4上设有一组配重块51;所述配重块51能够实现在螺旋管4上滑动,配重块51通过弹簧连接在滑动环52上;所述滑动环52滑动安装在转动管3上;使用时,转动管3带动螺旋管4转动,配重块51在离心力的作用下带动螺旋管4向外侧扩张,螺旋管4的螺旋直径增大,相应螺旋管4的螺距减小,实现带动螺旋管4下端往上移动,进而展开的螺旋管4数量多,以至于通入氨气的浓度也相应的增大;因此当烟气的浓度增大时,只需增大电机2的转速,就能够实现与烟气匹配的氨气的浓度。
作为本发明的一种实施方案,所述配重块51下方的混合腔体1底板上端设置圆柱形槽11;所述圆柱形槽11槽口设置倒角,圆柱形槽11内壁设有一号毛刷板12;所述一号毛刷板12为圆环状,一号毛刷板12内侧设有刷毛;所述转动管3另一端的圆柱面上设有二号毛刷板13;所述二号毛刷板13为圆环状,二号毛刷板13外侧设有刷毛;所述二号毛刷板13与一号毛刷板12设有振动板14;所述振动板14为圆环状,振动板14内侧通过一组弹簧与二号毛刷板13底端连接,振动板14外侧通过一组弹簧与一号毛刷板12底端连接;使用时,电机2转速逐渐增大时,配重块51带动蜷缩在圆柱形槽11内的螺旋管4往上移动,一号毛刷板12上的刷毛对螺旋管4外侧进行清理,二号毛刷板13上的刷毛对螺旋管4内侧进行清理;电机2转速逐渐减小时,配重块51的离心力减小,螺旋管4的螺旋直径减小,螺旋管4沿倒角滑入圆柱形槽11内,螺旋管4上的配重块51掉入圆柱形槽11底时,配重块51撞击振动板14,配重块51上下抖动带动螺旋管4上下移动,一号毛刷板12和二号毛刷板13分别对螺旋管4的外侧和内侧进行清理。
作为本发明的一种实施方案,所述转动管3一端穿过驱动齿轮6的安装孔;所述驱动齿轮6与转动管3固定连接,驱动齿轮6为锥齿轮,驱动齿轮6下方与两个从动齿轮7啮合;所述从动齿轮7转动连接在安装支架8的中心,从动齿轮7上设置过风孔,两个从动齿轮7对称设置在混合腔体1的转动管3两侧;所述安装支架8固定连接在混合腔体1的内壁上;所述从动齿轮7轴端端面上设置圆柱形盲孔71,从动齿轮7轴端圆柱面上设置一组圆柱轴72;所述圆柱形盲孔71内转动连接调节杆91的一端;所述调节杆91另一端设置圆柱手柄,调节板中部设有调节主齿轮92;所述调节主齿轮92与调节杆91固连;所述圆柱轴72上转动连接调节副齿轮93;所述调节副齿轮93为锥齿轮,调节副齿轮93与调节主齿轮92啮合,调节副齿轮93大端端面固定连接扇叶94一端;使用时,驱动齿轮6带动从动齿轮7转动,从动齿轮7通过圆柱轴72带动扇叶94旋转,电机2的转速越高,混合腔体1内的氨气的浓度越大,通过从动齿轮7带动的扇叶94的转速也越高,保证了进入混合腔体1的烟气的浓度与氨气的浓度对应,进而保证烟气和氨气的最佳混合比例;通过旋转调节杆91带动调节主齿轮92转动,调节主齿轮92带动调节副齿轮93转动,进而实现调节扇叶94角度;混合腔体1的进、出气口的从动齿轮7的旋转方向相反,调整混合腔体1的进气口的扇叶94角度大于出气口的扇叶94角度,扇叶94的角度差形成了混合腔体1内的压力差,保证了烟气和氨气在压力下充分的混合,混合完成的气体再从出气口送出。
作为本发明的一种实施方案,所述扇叶94侧边固定连接一组连接轴941一端,所述连接轴941另一端转动安装从动风扇942;使用时,扇叶94旋转,烟气气流从扇叶94表面滑过,烟气气流带动从动风扇942转动,同时烟气沿着从动风扇942的扇叶94表面滑过,从而使烟气气流被转变为一组小股气流,进一步使烟气与氨气混合的更加均匀。
使用时,电机2带动转动管3转动,转动管3通过连接管5带动螺旋管4转动;往转动管3另一端管道内通入氨气,氨气通过连接管5进入螺旋管4,螺旋管4转动实现了把氨气均匀的释放到混合腔体1内,进而与通过混合腔体1的烟气进行均匀混合,均匀混合后的气体通入脱硝反应腔体10中进行脱硝反应;转动管3带动螺旋管4转动,配重块51在离心力的作用下带动螺旋管4向外侧扩张,螺旋管4的螺旋直径增大,相应螺旋管4的螺距减小,实现带动螺旋管4下端往上移动,进而展开的螺旋管4数量多,以至于通入氨气的浓度也相应的增大;因此当烟气的浓度增大时,只需增大电机2的转速,就能够实现与烟气匹配的氨气的浓度;电机2转速逐渐增大时,配重块51带动蜷缩在圆柱形槽11内的螺旋管4往上移动,一号毛刷板12上的刷毛对螺旋管4外侧进行清理,二号毛刷板13上的刷毛对螺旋管4内侧进行清理;电机2转速逐渐减小时,配重块51的离心力减小,螺旋管4的螺旋直径减小,螺旋管4沿倒角滑入圆柱形槽11内,螺旋管4上的配重块51掉入圆柱形槽11底时,配重块51撞击振动板14,配重块51上下抖动带动螺旋管4上下移动,一号毛刷板12和二号毛刷板13分别对螺旋管4的外侧和内侧进行清理;驱动齿轮6带动从动齿轮7转动,从动齿轮7通过圆柱轴72带动扇叶94旋转,电机2的转速越高,混合腔体1内的氨气的浓度越大,通过从动齿轮7带动的扇叶94的转速也越高,保证了进入混合腔体1的烟气的浓度与氨气的浓度对应,进而保证烟气和氨气的最佳混合比例;通过旋转调节杆91带动调节主齿轮92转动,调节主齿轮92带动调节副齿轮93转动,进而实现调节扇叶94角度;混合腔体1的进、出气口的从动齿轮7的旋转方向相反,调整混合腔体1的进气口的扇叶94角度大于出气口的扇叶94角度,扇叶94的角度差形成了混合腔体1内的压力差,保证了烟气和氨气在压力下充分的混合,混合完成的气体再从出气口送出;扇叶94旋转,烟气气流从扇叶94表面滑过,烟气气流带动从动风扇942转动,同时烟气沿着从动风扇942的扇叶94表面滑过,从而使烟气气流被转变为一组小股气流,进一步使烟气与氨气混合的更加均匀。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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说明本发明的原理,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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。