CN114849434A - 造粒塔系统及尾气治理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种造粒塔系统及尾气治理装置，该尾气治理装置包括壳体，所述壳体具有造粒塔尾气入口和接口，所述接口用于引入锅炉或焚烧炉排出的除尘后的SO2、NOx尾气；所述壳体内设有收集层、高能电子束辐照室和滤袋；所述高能电子束辐照室用于对流入的尾气进行电离以产生具有氧化性的自由基，所述收集层用于回收在所述高能电子束辐照室内反应生成的部分颗粒；所述滤袋用于捕集所述高能电子束辐照室内反应生成的部分颗粒。该尾气治理装置可以对造粒塔系统的外排气体及锅炉或焚烧炉尾气进行协同治理，尾气排放能够满足相关标准，同时也能够解决尿素粉末吸潮结晶、糊袋等问题。

Description

造粒塔系统及尾气治理装置
技术领域
本发明涉及烟气净化领域，特别是涉及一种造粒塔系统及尾气治理装置。
背景技术
在一些较大型的尿素厂中，都设有自备电源，即燃煤锅炉或焚烧炉，这样，对尾气进行处理时，不仅需要对造粒塔的外排气体进行处理，也需要对锅炉或焚烧炉的尾气进行处理，现有针对造粒塔的尾气处理和针对锅炉或焚烧炉的尾气处理是相对独立的，尾气处理装置的结构较为复杂。
另外，已有的对造粒塔外排气体进行治理的方式均存在缺陷，比如说湿法工艺很难达到粉尘浓度在10mg/m3以下，易造成填料堵塞、外排气体带液、拖尾现象严重等问题，干法工艺则无法解决尿素粉末吸潮结晶、糊袋及氨气逃逸问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种造粒塔系统及尾气治理装置，该尾气治理装置可以对造粒塔系统的外排气体及锅炉或焚烧炉尾气进行协同治理，尾气排放能够满足相关标准，同时也能够解决尿素粉末吸潮结晶、糊袋等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种尾气治理装置，包括壳体，所述壳体具有造粒塔尾气入口和接口，所述接口用于引入锅炉或焚烧炉排出的除尘后的SO2、NOx尾气；所述壳体内设有收集层、高能电子束辐照室和滤袋；所述高能电子束辐照室用于对流入的尾气进行电离以产生具有氧化性的自由基，所述收集层用于回收在所述高能电子束辐照室内反应生成的部分颗粒；所述滤袋用于捕集所述高能电子束辐照室内反应生成的部分颗粒。
该尾气治理装置适用于设有锅炉或焚烧炉的尿素厂，将造粒塔尾气和锅炉或焚烧炉排出的SO2、NOx尾气引入同一壳体内，在壳体的高能电子束辐照室内，造粒塔尾气中的氨气和SO2、NOx尾气可利用高能电子束辐照法反应生成可回收利用的硫酸铵和硝酸铵颗粒，这些颗粒的部分可被收集层收集，部分被滤袋捕集，如此，不同炉型排放尾气中的污染物互为反应物，达到协同治理的效果；其中，两种尾气在壳体内混合后，既提高了造粒塔尾气的温度，使其温度高于尿素的结晶温度，又降低了SO2、NOx尾气的温度，使其温度有利于在高能电子束辐照室内被高能电子束辐照以进行脱硫、脱硝和除氨反应，还能调节尾气的湿度，解决尿素粉末在滤袋表面吸潮结晶、糊袋的问题，即滤袋捕集颗粒后，颗粒方便被脱除，使得滤袋能够保持较低的过滤阻力，降低了滤袋清灰周期，延长了滤袋的使用寿命。
如上所述的尾气治理装置，还包括喷吹装置，所述喷吹装置用于吹落所述滤袋捕集的粉尘颗粒，所述收集层位于所述滤袋的下方，且靠近所述高能电子束辐照室的入口设置。
如上所述的尾气治理装置，所述壳体内还设有尾气混合器，所述尾气混合器位于所述高能电子束辐照室的上游，所述尾气混合器用于对造粒塔尾气和SO2、NOx尾气进行混合。
如上所述的尾气治理装置，所述尾气混合器位于所述收集层和所述壳体之间。
如上所述的尾气治理装置，所述滤袋的至少部分位于所述高能电子束辐照室内。
如上所述的尾气治理装置，所述高能电子束辐照室包括设于所述壳体的内周壁的高能电子束模块。
如上所述的尾气治理装置，所述壳体的底部开口形成所述造粒塔尾气入口，所述接口设于所述壳体的周壁。
如上所述的尾气治理装置，所述壳体内还设有位于所述滤袋上方的净气室，所述净气室的出口设有引风机。
本发明还提供一种造粒塔系统，包括造粒塔塔体和尾气治理装置，所述尾气治理装置为上述任一项所述的尾气治理装置，所述壳体为所述造粒塔塔体的一部分。
由于上述尾气治理装置具有上述技术效果，所以包括该尾气治理装置的造粒塔系统也具有相应的技术效果。
附图说明
图1为本发明所提供尾气治理装置的一种实施例的结构示意图。
附图标记说明：
壳体10，造粒塔尾气入口11，接口12；
收集层20，尾气混合器30，高能电子束辐照室40，高能电子束模块41，滤袋50，喷吹装置60，净气室70，引风机80。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明所提供尾气治理装置的一种实施例的结构示意图。
该实施例中，尾气治理装置包括壳体10，壳体10具有造粒塔尾气入口11和接口12，其中，造粒塔尾气入口11用于将造粒塔的尾气引入壳体10内，接口12用于引入锅炉或焚烧炉排出的除尘后的SO2、NOx尾气。
具体的，壳体10可以为造粒塔塔体的一部分，以简化结构，这样，造粒塔尾气入口11可以位于壳体10的底部。
具体设置时，接口12可设于壳体10的周壁，接口12的数量可根据需求来设置，图1中显示了两个接口12的结构。当接口12设有多个时，可使多个接口12沿壳体10的周向均匀排布，以使进入壳体10内的SO2、NOx尾气尽可能均匀地扩散。
该实施例中，壳体10内设有收集层20、高能电子束辐照室40和滤袋区，滤袋区包括多个滤袋50；其中，高能电子束辐照室40用于对流入的尾气进行电离以产生具有氧化性的自由基，收集层20用于回收在高能电子束辐照室40内反应生成的部分颗粒；滤袋区的各滤袋50用于捕集高能电子束辐照室40内反应生成的部分颗粒，可以理解，尾气中未在高能电子束辐照室40内反应的其他粉尘颗粒也可以被滤袋50捕集，比如说造粒塔尾气中的尿素粉尘。
如上，该尾气治理装置将造粒塔尾气和锅炉或者焚烧炉排出的SO2、NOx尾气引入同一个壳体10内，在壳体10的高能电子束辐照室40内，造粒塔尾气中的氨气和SO2、NOx尾气可利用高能电子束辐照法反应生成可回收利用的硫酸铵和硝酸铵颗粒，这些颗粒的部分沉降后可被收集层20收集，部分可随尾气上升被滤袋50捕集，可见，该尾气治理装置将不同炉型排放尾气的污染物互为反应物，无需额外引入其他反应物，达到了协同治理的效果，有利于简化尾气处理的复杂结构。
另外，通常来说，造粒塔尾气的温度较低，锅炉或焚烧炉排出的SO2、NOx尾气的温度较高，这两种尾气在壳体10内混合后，既提高了造粒塔尾气的温度，使其温度高于尿素的结晶温度，又降低了SO2、NOx尾气的温度，使其温度有利于高能电子束辐照进行的脱硫、脱硝和除氨反应，还能够调节尾气的湿度，解决尿素粉末在滤袋50表面吸潮结晶、糊袋的问题，即滤袋50捕集颗粒后，被捕集的颗粒方便脱除，这样能够使滤袋50保持较低的过滤阻力，降低滤袋50的清灰周期，延长滤袋50的使用寿命。
具体的方案中，高能电子束辐照室40占用的是壳体10的一部分空间，高能电子束辐照室40包括高能电子束模块41，高能电子束模块41设置在壳体10的内周壁上，可用于产生高能电子束，形成辐照空间。产生高能电子束的高能电子束模块41为已有的成熟技术，可参考现有设置，此处不再详述。
图示方案中，滤袋50所处位置的壳体10内壁上也设置有高能电子束模块41，也就是说，高能电子束辐照室40实际上延伸到了滤袋区。当然，在其他实施例中，高能电子束辐照室40和滤袋区可以分隔开，两者相互独立，互不干扰，也可以使滤袋区的部分置于高能电子束辐照室40内。
可以理解，壳体10的接口12应该设置在高能电子束辐照室40的上游，以图1所示方位，尾气基本是从壳体10的下方进入，进入后向上流动，这里的上游是以气体在壳体10内的流动方向为基准定义的。
为了使造粒塔尾气和SO2、NOx尾气在壳体10内能够很好地混合，壳体10内还设有尾气混合器30，尾气混合器30位于高能电子束辐照室40的上游，即造粒塔尾气和SO2、NOx尾气进入壳体10后，先通过尾气混合器30，再进入高能电子束辐照室40，在尾气混合器30的作用下，造粒塔尾气和SO2、NOx尾气可以混合得更加充分、均匀，后续在高能电子束辐照室40的反应也会更加充分。
如前所述，收集层20用于收集高能电子束辐照室40内沉降的颗粒，以及滤袋50脱除的颗粒，所以，收集层20设置在滤袋50的下方，且靠近高能电子束辐照室40的入口设置，在此基础上，可以将尾气混合器30设置在收集层20和壳体10之间，如图1所示，收集层20置于壳体10的中部区域，与滤袋区的位置对应，在收集层20和壳体10之间形成环形空间，尾气混合器30即可布置在该环形空间，以确保进入壳体10内的尾气经过尾气混合器30后才能进入高能电子束辐照室40。
造粒塔尾气和SO2、NOx尾气混合后，混合的尾气进入高能电子束辐照室40，在高能电子束模块41发出的高能电子束的作用下，尾气中的主要成本被电离或激发，产生氧化性较强的自由基，比如OH-、O-、HO- 2等，这些自由基可将尾气中的SO2、NOx在较短时间内氧化生成H2SO4和HNO3，并进一步与尾气中的氨气进行中和反应生成可回收利用的硫酸铵和硝酸铵颗粒，这些颗粒部分可直接沉降至收集层20，部分通过滤袋50捕集后再脱除。
上述利用高能电子束氨法脱硫脱硝的反应过程基本如下：
Figure BDA0003634665630000061
SO2+OH-—→HSO3,HSO3+OH-—→H2SO4；
SO2+O-—→SO3,SO3+H2O—→H2SO4；
NO+OH-—→HNO2,HNO2+O-—→HNO3；
NO+HO2 -—→NO2+OH-；
NO+O-—→NO2,NO2+OH-—→HNO3；
NO2+O-—→NO3,NO3+NO+O-—→N2O5，N2O5+H2O—→2HNO3；
H2SO4+2NH3—→(NH4)2SO4；
HNO3+NH3—→NH4NO3；
SO2+2NH3+H2O+1/2O2—→(NH4)2SO4。
该实施例中，壳体10内还设有喷吹装置60，喷吹装置60位于滤袋区的上方，用于对滤袋50进行喷吹处理，将滤袋50捕集的粉尘颗粒吹落，吹落的粉尘颗粒被下方的收集层20收集，收集层20可定期通过刮板机收集装袋，以回收利用。
喷吹装置60可以采用已有结构，类型不限，比如可以为脉冲喷吹的方式，也可以为机械振打的方式。
壳体10在位于滤袋区的上方还设有净气室70，可以理解，尾气经过高能电子辐照室40和滤袋50处理后变为满足排放标准的清洁气体，经由净气室70缓冲后排放到大气中。其中，可在净气室70的出口设置引风机80，以在引风机80的抽力作用下排到大气中。
该尾气治理装置主要适用于设有锅炉或焚烧炉的尿素厂，当然，若尿素厂中设有其他设备，排出的废气经处理后中含SO2、NOx，也可应用该尾气治理装置，将含有SO2、NOx的尾气引入壳体10内，也就是说，SO2、NOx不一定是锅炉或焚烧炉的排出尾气。
除了上述尾气治理装置外，本发明还提供一种造粒塔系统，该造粒塔系统包括塔体和上述尾气治理装置，造粒塔系统的主要结构可参考现有技术，此处不再说明，尾气治理装置的壳体10可以为塔体的一部分，以简化结构。
以上对本发明所提供的造粒塔系统及尾气治理装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.尾气治理装置，其特征在于，包括壳体，所述壳体具有造粒塔尾气入口和接口，所述接口用于引入锅炉或焚烧炉排出的除尘后的SO2、NOx尾气；所述壳体内设有收集层、高能电子束辐照室和滤袋；所述高能电子束辐照室用于对流入的尾气进行电离以产生具有氧化性的自由基，所述收集层用于回收在所述高能电子束辐照室内反应生成的部分颗粒；所述滤袋用于捕集所述高能电子束辐照室内反应生成的部分颗粒。
2.根据权利要求1所述的尾气治理装置，其特征在于，还包括喷吹装置，所述喷吹装置用于吹落所述滤袋捕集的粉尘颗粒，所述收集层位于所述滤袋的下方，且靠近所述高能电子束辐照室的入口设置。
3.根据权利要求2所述的尾气治理装置，其特征在于，所述壳体内还设有尾气混合器，所述尾气混合器位于所述高能电子束辐照室的上游，所述尾气混合器用于对造粒塔尾气和SO2、NOx尾气进行混合。
4.根据权利要求3所述的尾气治理装置，其特征在于，所述尾气混合器位于所述收集层和所述壳体之间。
5.根据权利要求1-4任一项所述的尾气治理装置，其特征在于，所述滤袋的至少部分位于所述高能电子束辐照室内。
6.根据权利要求1-4任一项所述的尾气治理装置，其特征在于，所述高能电子束辐照室包括设于所述壳体的内周壁的高能电子束模块。
7.根据权利要求1-4任一项所述的尾气治理装置，其特征在于，所述壳体的底部开口形成所述造粒塔尾气入口，所述接口设于所述壳体的周壁。
8.根据权利要求1-4任一项所述的尾气治理装置，其特征在于，所述壳体内还设有位于所述滤袋上方的净气室，所述净气室的出口设有引风机。
9.造粒塔系统，包括造粒塔塔体和尾气治理装置，其特征在于，所述尾气治理装置为权利要求1-8任一项所述的尾气治理装置，所述壳体为所述造粒塔塔体的一部分。
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