CN201192624Y - 一种基于生物填料塔脱除烟气中氮氧化物的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于生物填料塔脱除烟气中氮氧化物的装置，包括生物填料塔，生物填料塔包括外壳，外壳的上下两端分别设有顶盖和底盖，顶盖上设有出气口和进水口，底盖上设有进气口和出水口，外壳内部从上至下依次设有喷头、液体分布器和生物填料，喷头通过管道与进水口相连接，生物填料塔下方设有储液罐，出水口通过管道与储液罐顶部相连接，进水口通过管道及水泵与储液罐底部相连接。本实用新型装置的生物填料塔下方设置了一储液罐，可实现循环处理含氮氧化物的烟气，而且结构简单，操作方便，具有工业化应用的前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境污染治理领域，尤其涉及一种基于生物填料塔脱除烟气中氮氧化物的装置。
背景技术
矿物燃料燃烧产生的烟气所含的大量氮氧化物(NOx)是导致酸雨、光化学烟雾等一系列严重空气污染问题的主要原因之一。相关资料显示，我国NOx排放量将从1995年的1200万吨，增加到2020年的2660万吨至2970万吨。随着NOx排放量的逐渐增加和人们对环境质量要求的不断提高，我国已制定了比较严格的NOx排放法规。因而烟气脱氮技术的发展是继烟气脱硫之后所面临的又一亟待解决的重大课题，而这方面的实用治理技术，国内基本处于空白状况。为此，研究和开发具有处理效果好、投资及运行费用低、无二次污染等优点的烟气脱氮新技术迫在眉睫。
至今，在国际上仅NH3的选择性催化还原(SCR)及选择性非催化还原(SNCR)得到了一定规模的工业化应用。但现有的这两种技术依然存在着经济成本高、产生二次污染或处理效率低等缺陷。针对以上工业应用的背景及现有的SCR存在的一些问题，一方面，研究人员一直寻找新的高活性催化材料和经济实用的催化还原剂，以改进现有的SCR技术；另一方面，研究人员一直在探索更为经济有效的新方法，如吸附法，吸收法，等离子去除法及生物法等。
利用生物技术处理废气的研究始于上世纪80年代初期，由于其具有投资运行成本低、无二次污染等优点，这一方法已成为世界各国工业废气净化研究的热点课题之一。由于NO在水溶液中的低溶解性，即使微生物还原速率较快，但受到气液传质速率的限制，实际净化效率并不高。络合吸收法则是上世纪80年代发展起来的一种烟气脱氮方法，在美国、日本等国得到了比较深入的研究。络合吸收法利用液相络合吸收剂直接同NO反应，从而使NO易于从气相转入液相，大大加快了气-液传质速率。该法特别适用于处理主要含NO的燃煤烟气，但吸收剂再生的问题一直束缚着这一技术的进一步发展。基于生物法和络合吸收法而发展起来的生物吸收耦合化学吸收法，是一种比较有应用前景新型烟气脱氮技术。该法不仅克服了NO传质速率低的缺陷，而且有效解决了络合吸收剂再生的难题，在实验装置中NO脱除率在90％以上。
中国专利申请200610049725.5公开了一种从气流中除去氮氧化物的方法及其专用装置，该装置包括吸收塔，吸收塔下部设有进气口，吸收塔顶部设有出气口，吸收塔的底部连接循环槽，循环槽下部出液口通过管道、阀门和循环泵与吸收塔进液口相连通，吸收塔下部的出液口通过回液管接电催化氧化反应器，电催化氧化反应器的出液口通过连通管和阀门接循环槽下部进液口，电催化氧化反应器顶部通过回气管和阀门接吸收塔的下部，电催化氧化反应器设有排液口。
该专利公开的装置需另设电催化氧化反应器，结构复杂，而且需要消耗能源，脱氮效率不高。
发明内容
本实用新型公开了一种节能环保且脱氮效率高的基于生物填料塔脱除烟气中氮氧化物的装置。
一种基于生物填料塔脱除烟气中氮氧化物的装置，包括生物填料塔，生物填料塔包括外壳，外壳的上下两端分别设有顶盖和底盖，顶盖上设有出气口和进水口，底盖上设有进气口和出水口，外壳内部从上至下依次设有喷头、液体分布器和生物填料，喷头通过管道与进水口相连接，生物填料塔下方设有储液罐，出水口通过管道与储液罐顶部相连接，进水口通过管道及水泵与储液罐底部相连接。
液体分布器为多孔盘式液体分布器。
外壳与生物填料的高度比5:2～5:4，外壳与储液罐的体积比为10:1～10:3。
储液罐上设有加料口，加料口通过管道与加料装置相连接，加料装置由蠕动泵和储料罐组成。可实现自动加料，不需打开储液罐，操作方便。
储液罐上设有采样口，通过检测采样口得到的样液，可得知烟气吸收液的再生效果，及时改变运行参数。
顶盖上设有出气口，通过检测出气口净化后的烟气，可得知脱氮处理效果，及时改变运行参数。
水泵与出水口之间的管道上设有液体流量计，通过流量计可精确控制液体流量，减少能耗。
本实用新型装置的生物填料塔下方设置了一储液罐，可实现循环处理含氮氧化物的烟气，而且结构简单，操作方便，具有工业化应用的前景。
工作时，生物填料塔内部的烟气吸收液分布均匀，能很好地吸收烟气，脱氮效率高。
附图说明
图1为本实用新型装置的结构示意图。
具体实施方式
如图所示，一种基于生物填料塔脱除烟气中氮氧化物的装置，包括生物填料塔，生物填料塔包括外壳1，外壳1的上下两端分别设有顶盖2和底盖3，顶盖2和底盖3通过法兰16与外壳1固定连接。
顶盖2上设有出气口5和进水口4，底盖3上设有进气口7和出水口6，外壳1内部从上至下依次设有喷头13、液体分布器14和生物填料15，喷头13通过管道与进水口4相连接。
生物填料塔下方设有储液罐8，出水口6通过管道与储液罐8顶部相连接，进水口4通过管道及水泵9与储液罐8底部相连接。
外壳1一般为圆柱体，当然也可采用其它形状，采用钢筋混凝土或有机玻璃制成，外壳1的高与直径的比例在5～10之间，外壳1与储液罐8体积比为10:1～10:3。
液体分布器14为多孔盘式液体分布器。
生物填料15由聚丙烯材料制成，也可选用竹炭等多孔碳质材料，外壳1与生物填料15的高度比为5:2～5:4。
储液罐8上设有加料口17和采样口18，加料口17通过管道与加料装置相连接，加料装置由蠕动泵11和储料罐12组成。
储液罐8和储料罐12为圆柱体，当然也可以是其它形状，均由钢筋混凝土或有机玻璃制成。
水泵9与出水口4之间的管道上设有液体流量计10。
上述实施例的装置工作原理如下：
(1)将生物填料塔进行挂膜处理，将还原烟气中氮氧化物的微生物(如铁还原菌和反硝化菌的混合菌)附着在生物填料上；
(2)将配制好的含Fe(II)EDTA、电子供体及碳源(如葡萄糖、乙醇等)和培养基的烟气吸收液加入到储液罐8中；
(3)启动水泵9，将储液罐8中的烟气吸收液从进水口4送入生物填料塔内，烟气吸收液通过喷头13和液体分布器14均匀喷洒在生物填料15上，待净化的烟气从进气口7通入，烟气与烟气吸收液在生物填料15处充分接触；
(4)含Fe(II)EDTA的烟气吸收液络合吸收NO形成Fe(II)EDTA-NO，随后附着在生物填料15表面上的微生物将键合的NO还原为无害的N2，部分吸收剂被烟气中的氧气氧化成的Fe(III)EDTA的也被还原为Fe(II)EDTA，烟气吸收液通过出水口6流回储液罐8，净化后烟气则从出气口5排出。
(5)加料装置可定时向储液罐8输入酸度调节液(盐酸)和电子供体及碳源，以支持微生物更有效地还原烟气中的氮氧化物。
Claims (8)
1.一种基于生物填料塔脱除烟气中氮氧化物的装置，包括生物填料塔，其特征在于：所述的生物填料塔包括外壳(1)，外壳(1)的上下两端分别设有顶盖(2)和底盖(3)，顶盖(2)上设有出气口(5)和进水口(4)，底盖(3)上设有进气口(7)和出水口(6)，外壳(1)内部从上至下依次设有喷头(13)、液体分布器(14)和生物填料(15)，喷头(13)通过管道与进水口(4)相连接，生物填料塔下方设有储液罐(8)，出水口(6)通过管道与储液罐(8)顶部相连接，进水口(4)通过管道及水泵(9)与储液罐(8)底部相连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的液体分布器(14)为多孔盘式液体分布器。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的外壳(1)与生物填料(15)的高度比为5:2～5:4。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的外壳(1)与储液罐(8)的体积比为10:1～10:3。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的储液罐(8)上设有加料口(17)，加料口(17)通过管道与加料装置相连接。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的加料装置由蠕动泵(11)和储料罐(12)组成。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的储液罐(8)上设有采样口(18)。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的水泵(9)与出水口(4)之间的管道上设有液体流量计(10)。
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