CN115839547B - 烟气脱硫脱硝排放的热风炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的烟气脱硫脱硝排放的热风炉，包括燃烧组件、喷雾组件和电击反应组件；电击反应组件包括高压电源、导线和至少两组电网部，电网部通过导线与高压电源连接，高压电源为能提供10kV～30kV电压的电源；每组电网部包括导电的第一网板和第二网板，第一网板与第二网板相互平行，电网部沿燃烧组件的排烟管的轴向分布；喷雾组件中的喷嘴设置在两个电网部之间，用于向排烟管内喷洒雾状的脱硫脱硝催化剂。本发明提供的烟气脱硫脱硝排放的热风炉通过在燃烧组件的排烟管内设置具有高压电的多个电网部，从喷雾组件中喷出的雾状脱硫脱硝催化剂与排烟管中含硫含硝废气充分接触，经过电网部会形成人工闪电，由于废气与电网部充分接触，脱硫脱硝更均匀。
Description
技术领域
本发明涉及工业废物处理设备领域，特别是涉及一种烟气脱硫脱硝排放的热风炉。
背景技术
我国的国计民生持续向好发展，人们越发注重绿色经济的发展，这当中就更加注重对于气体废物的处理，必须保证大气污染物排放符合越来越严格的标准。当然，在处理大气污染物的过程中，例如对于烟气的脱硫脱硝的工作，也需要注重经济性和效率。
对于烟气脱硫脱硝处理，前人已经做出了相当大程度的努力，其中比较成熟的且具有代表性的烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、氨法和双碱法等，治理烟气NOx污染物的脱硝技术有SCR(选择性催化还原法)、SNCR(非选择性催化还原法)等，有用尿素添加有机胺或磷酸盐的吸收剂，将NOx还原为氮气，SO2变为硫酸铵。同样，也已经有现有技术提供利用高压电晕的方式脱硫脱硝的技术方案，例如申请号为202011515847.5的烟气脱硫脱硝系统及其使用方法，申请号为201510144595.2的一种除尘脱硫脱硝的一体化装置及其高压电源等专利文件。
然而，目前现有技术中采用高压电辅助脱硫脱硝的方案仍然存在处理效率低，工业上实用性较差的问题，对于热风炉中实时产生的含硫含硝烟气无法大批量迅速充分地脱硫脱硝。
发明内容
基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种烟气脱硫脱硝排放的热风炉。
本发明提供的烟气脱硫脱硝排放的热风炉，包括燃烧组件、喷雾组件和电击反应组件；
所述电击反应组件包括高压电源、导线和至少两组电网部，所述电网部通过所述导线与所述高压电源连接，所述高压电源为能提供10kV～30kV电压的电源；每组所述电网部包括导电的第一网板和第二网板，所述第一网板与所述第二网板相互平行，所述电网部沿所述燃烧组件的排烟管的轴向分布；
所述喷雾组件中的喷嘴设置在两个所述电网部之间，用于向所述排烟管内喷洒雾状的脱硫脱硝催化剂。
在其中一个实施例中，所述脱硫脱硝催化剂为含有质量分数3％～6％的二氧化钛粉的工业氨水。
在其中一个实施例中，所述第一网板和所述第二网板的间距为所述第一网板或所述第二网板的网眼直径的2～3倍。
在其中一个实施例中，所述第一网板和所述第二网板均为平板式导电网板。
在其中一个实施例中，所述第一网板和所述第二网板均为球面式导电网板，所述球面式导电网板朝向所述喷嘴拱起。
在其中一个实施例中，所述电网部设有三组，所述喷雾组件设置在上方的两组所述电网部之间。
在其中一个实施例中，所述喷雾组件还包括混料箱、混料斗和搅拌部，所述喷嘴与所述混料箱的出口连接，所述混料斗设置在所述混料箱上，所述搅拌部设置在所述混料箱的箱内。
在其中一个实施例中，所述高压电源为直流电源。
在其中一个实施例中，所述排烟管的底部设有蓄液池。
在其中一个实施例中，所述第一网板或所述第二网板的网眼直径为8mm～15mm，厚度为5～15mm。
本发明的实施例中提供的技术方案带来如下有益技术效果：
本发明提供的烟气脱硫脱硝排放的热风炉通过在燃烧组件的排烟管内设置具有高压电的多个电网部，从喷雾组件中喷出的雾状脱硫脱硝催化剂与排烟管中含硫含硝废气充分接触，经过电网部会形成人工闪电，并据此脱硫脱硝，由于废气与电网部充分接触，脱硫脱硝更均匀，脱除效果更好。
本申请附加的方面和优点将在后续部分中给出，并将从后续的描述中详细得到理解，或通过对本发明的具体实施了解到。
附图说明
图1为本发明一实施例中烟气脱硫脱硝排放的热风炉的平面结构示意图；
图2为本发明一实施例中电网部的平面结构示意图；
图3为本发明另一实施例中烟气脱硫脱硝排放的热风炉的平面结构示意图。
附图标记说明：
100-燃烧组件，200-喷雾组件，300-电击反应组件；
110-排烟管，120-蓄液池，130-气体成分检测传感器；
210-喷嘴；
310-高压电源，320-电网部；321-第一网板，322-第二网板，323-网眼。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的可能的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文已经通过附图描述的实施例。通过参考附图描述的实施例是示例性的，用于使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面，而不能解释为对本发明的限制。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本发明的特征是非必要技术的，则可能将这些技术细节予以省略。
相关领域的技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及该技术方案如何解决上述的技术问题进行详细说明。
本发明提供的烟气脱硫脱硝排放的热风炉，如图1和图2所示，包括燃烧组件100、喷雾组件200和电击反应组件300。电击反应组件300包括高压电源310、导线和至少两组电网部320，电网部320通过导线与高压电源310连接，高压电源310为能提供10kV～30kV电压的电源；每组电网部320包括导电的第一网板321和第二网板322，第一网板321与第二网板322相互平行，电网部320沿燃烧组件100的排烟管110的轴向分布；具体地，第一网板321和第二网板322均通过陶瓷质连接件与排烟管110的管壁连接，确保电网部320的牢固安装。
如图1所示，喷雾组件200中的喷嘴210设置在两个电网部320之间，用于向排烟管110内喷洒雾状的脱硫脱硝催化剂。可选的，在本发明申请的一种实施例中，脱硫脱硝催化剂为含有质量分数3％～6％的二氧化钛粉的工业氨水。工业氨水为是含氨25％～28％的水溶液，具有一定的导电性，有利于电网部320中网眼间电晕的形成。二氧化钛粉的粒度需较细，便于更充分地进行反应，可采用300目以上的二氧化钛粉末。雾状的脱硫脱硝催化剂也能够更充分地分散到烟气当中。实验表明，采用本实施例中提供的脱硫脱硝催化剂，结合电网部320的电晕反应，烟气中脱硫效果平均可达93％以上，脱硝效果平均可达91％以上。
人类对于闪电的研究历史较为悠久，早在1972年，人们就发现了放电作用对二氧化硫和一氧化氮的氧化作用。日本科学家于1986年提出了更高效的脉冲放电等离子体烟气脱硫脱硝技术(简称PPCP，Pulsed corona induced Plasma Chemical Process)。我国从80年代后期开始，也开展了对PPCP技术的研究。将带电的密封容器中的烟气进行脱硫脱硝，确实具有良好的效果，但现有技术中带电的密封容器无法处理处于流动状态的烟气，脱硫脱硝的效率偏低，无法满足实时化的工业生产。
本申请采用的燃烧组件100可直接选用现有技术中已有的装置，依靠燃煤的热量，加热空气，或者直接利用炉膛中产生的热空气，但排出的烟气中含硫含硝，不能直接排放，需要首先经过脱硫脱硝。电击反应组件300设置在热风炉的燃烧组件100的排烟管110内，烟气会自下而上依次经过一道道的电网部320，电网部320中具有极性相反的两个网板，可从网板上的网眼323中穿行而过。由于两块网板之间的电压高达一万伏特～三万伏特，网板之间的间距又较小，很容易被高电压击穿形成持续的或是脉冲输出式的闪电，由此进行动态脱硫脱硝作业。同时，在两个电网部320之间设置有喷雾组件200，通过喷雾组件200喷入脱硫脱硝催化剂，配合高压电击反应，提高脱硫脱硝作业的反应效率和完成程度。
本发明提供的烟气脱硫脱硝排放的热风炉通过在燃烧组件100的排烟管110内设置具有高压电的多个电网部320，从喷雾组件200中喷出的雾状脱硫脱硝催化剂与排烟管110中含硫含硝废气充分接触，经过电网部320会形成人工闪电，据此脱硫脱硝，由于废气与电网部320充分接触，脱硫脱硝更均匀，脱出效果更好。
可选的，在本发明申请的一个实施例中，如图2所示，第一网板321和第二网板322的间距d为第一网板321或第二网板322的网眼直径Φ的2～3倍。第一网板321和第二网板322的厚度和网眼323的网眼直径Φ可以是相同的，上下两块网板之间的间距d较大，以便于在二者之间形成足够强度的电晕，也便于形成较大的催化反应场所。可选的，第一网板321或第二网板322的网眼直径Φ为8mm～15mm，厚度为5～15mm。网眼323可以不只是圆孔型，也可以是蜂巢型(图中未示出)，采用蜂巢型的网眼323，可使得网板的结构强度更好。在直径一厘米左右的网眼323上施加10kV～30kV的电压，不仅能够使上下两个网板之间具有充分的电晕反应，也可使得每块网板的网眼323上也能有充分的电晕反应。
可选的，上下两个网板的整体形状可以是多种，例如采用平板式导电网板或者球面式导电网板。其中，一个实现方式是第一网板321和第二网板322均为平板式导电网板。平板式导电网板容易生产制造，网眼323更加均匀。在另一个实现方式中，第一网板321和第二网板322均为球面式导电网板，球面式导电网板朝向喷嘴210拱起。球面式导电网板能够在相同的横截面情况下提供更大的反应场所，能够使得烟尘的电晕脱硫脱硝反应更加充分，提升反应效率和处理效率。
可选的，在本申请的又一个实施例中，如图3所示，电网部320设有三组，喷嘴210设置在上方的两组电网部320之间。通过设置三组电网部320，可使得对烟尘的脱硫脱硝更加充分。从上往下计，喷雾组件200可设置在最上方的电网部320和中部的电网部320中间，另一实现方式中，喷雾组件200的喷嘴210可设置在中部的电网部320和最下方的电网部320之间。喷嘴210喷出雾状脱硫脱硝催化剂，在电网部320上与烟尘参与反应，电晕形成后会产生高温高热和闪光，未来得及反应的烟尘继续向上流动，伴随下方受电击产生的复杂蒸发物，再以上方的电网部320为反应场所继续反应，由于上方的电网部320未直接受到雾状脱硫脱硝催化剂喷淋，电晕反应更加剧烈，可以更充分地进行脱硫脱硝。
可选的，在某些具体实现方式中，喷雾组件200还包括混料箱(图中未示出)、混料斗(图中未示出)和搅拌部(图中未示出)，喷嘴210与混料箱的出口连接，混料斗设置在混料箱上，搅拌部设置在混料箱的箱内。二氧化钛粉末不溶于氨水，为使得二者的混合熔液保持匀质，需要使其处于搅拌状态，再通过导管将其从混料箱送至喷嘴210，喷嘴210可通过高压喷射的方式将脱硫脱硝催化剂以喷雾的方式喷入到排烟管110内。能够实现上述功能的喷雾组件200可直接采用相关领域中的成熟设备，不做更多赘述。
可选的，在某些具体实现方式中，本申请所采用的高压电源310可选用直流电源，也可选用交流电源。具体地，如图1和图3所示，高压电源310上的正负极分别连接到各个电网部320的第一网板321和第二网板322上。高压电源310内不仅具有提供电能的电源，还具有变压器或者脉冲控制设备，以便于提供10kV～30kV的电压，此项内容可通过现有技术中的已有设备实现。
可选的，在本发明申请的一个具体实现方式中，如图1所示，排烟管110的底部设有蓄液池120。尽管排烟管110内可能存在多层电网部320，但仍然会有少量氨水无法参与反应，也即氨水通常是过量的，可能凝结成液滴，即使是从燃烧组件100的炉膛中排出的热空气，亦无法完全消耗。另外，反应过程中也会产生固体颗粒物，为便于收集过量的氨水和固体颗粒物，需要在排烟管110底部设置蓄液池120，可预先在蓄液池120中放入清水，便于收集掉落的物质。
另外，还可在排烟管110的出口处设置气体成分检测传感器130，可选用现有技术中能够检测出气体中硫硝含量的气体成分检测传感器130。通过气体成分检测传感器130监控设备的脱硫脱硝效果，可据以调整高压电源310输出的电压强度，做到对电能的精确控制。
本申请提供的烟气脱硫脱硝排放的热风炉在提供流动热空气时，其排出的且流动的烟气会不断流经多层电网部320，在这些电网部320之间有喷雾组件200喷射的雾状脱硫脱硝催化剂，于是以电网部320为反应场所发生电晕反应，产生高温高热和瞬时高压，并且会产生电弧光，有助于烟尘脱硫脱硝反应的进行，可动态地实现高效率的热风炉的烟气脱硫脱硝。
本技术领域技术人员可以理解，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种烟气脱硫脱硝排放的热风炉，其特征在于，包括燃烧组件、喷雾组件和电击反应组件；
所述电击反应组件包括高压电源、导线和至少两组电网部，所述电网部通过所述导线与所述高压电源连接，所述高压电源为能提供10kV～30kV电压的电源；每组所述电网部包括导电的第一网板和第二网板，所述第一网板与所述第二网板相互平行，所述电网部沿所述燃烧组件的排烟管的轴向分布；所述第一网板和所述第二网板的间距为所述第一网板或所述第二网板的网眼直径的2～3倍；
所述喷雾组件中的喷嘴设置在两个所述电网部之间，用于向所述排烟管内喷洒雾状的脱硫脱硝催化剂；所述电网部设有三组，所述喷雾组件设置在上方的两组所述电网部之间。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝排放的热风炉，其特征在于，所述脱硫脱硝催化剂为含有质量分数3％～6％的二氧化钛粉的工业氨水。
3.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝排放的热风炉，其特征在于，所述第一网板和所述第二网板均为平板式导电网板。
4.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝排放的热风炉，其特征在于，所述第一网板和所述第二网板均为球面式导电网板，所述球面式导电网板朝向所述喷嘴拱起。
5.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝排放的热风炉，其特征在于，所述喷雾组件还包括混料箱、混料斗和搅拌部，所述喷嘴与所述混料箱的出口连接，所述混料斗设置在所述混料箱上，所述搅拌部设置在所述混料箱的箱内。
6.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝排放的热风炉，其特征在于，所述高压电源为直流电源。
7.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝排放的热风炉，其特征在于，所述排烟管的底部设有蓄液池。
8.根据权利要求1所述的烟气脱硫脱硝排放的热风炉，其特征在于，所述第一网板或所述第二网板的网眼直径为8mm～15mm，厚度为5～15mm。
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