CN202778275U - 一种二噁英去除设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种二噁英去除设备，包括：催化反应釜（1），所述催化反应釜（1）设置于催化反应釜基座（100）上；叠置于所述催化反应釜（1）内部，用于催化二噁英的碳纳米管催化剂板（12）；与所述催化反应釜（1）的进气口相连通的烟气管道（2），所述烟气管道（2）上设有烟气加热装置。本实用新型应用SCR催化分解技术，通过烟气加热装置对烟气加热，使其达到催化分解过程所需要的温度范围，高温烟气在穿过碳纳米管催化剂板的过程中，烟气中所含的二噁英类污染物被催化分解为无毒无害的二氧化碳和水，之后排放到大气中，彻底清除了二噁英类污染物，从而实现达标排放，降低了有害气体对环境造成的污染。

Description

一种二噁英去除设备

技术领域

本实用新型涉及二噁英脱除领域，特别涉及一种二噁英去除设备。

背景技术

二噁英是最具毒性的持久性有机污染物，具有长期残留性、生物累积性、半挥发性和高毒性，能够通过包括大气、水、生物等在内的各种环境介质进行长距离迁移，能够对人类健康及其生存环境造成严重危害。

二噁英能够在环境中持久存在，且二噁英能蓄积在食物链中，通过食物链的不断传递对较高营养等级的生物造成影响，二噁英还能够经过长距离迁移到达偏远的极地地区，对极地环境造成危害，当二噁英积累到一定浓度时，能够对接触该物质的生物造成有害或有毒影响。

我国是当前全球二噁英排放量较大的国家之一，其中废物焚烧、铁矿石烧结、电炉炼钢和再生有色金属等行业是影响二噁英类排放量的主要行业。随着我国经济的快速发展和废物处置力度的加大，这些主要行业的产量或废物处置量还将呈现不断增加的趋势，如果不加强二噁英类污染防治工作，引导相关行业结构调整和技术升级，势必会加剧二噁英类污染控制难度。

对于烟气中二噁英类污染物的处理技术，目前成熟的、广泛使用的主要有吸附和SCR催化分解。其中催化分解可以把污染物分解成无机小分子从而能够彻底消除二噁英，而吸附的方法只能把二噁英从气相转移到固相，并且所采用的吸附剂活性炭等在完成二噁英类物质的吸附后，因为含有高浓度的二噁英而变为危险废物，仍然需要进行特殊处理。

综上所述，如何有效利用SCR催化分解技术，彻底清除二噁英类污染物，避免二次污染，从而实现达标排放，降低有害气体对环境造成的污染成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种二噁英去除设备，能够有效利用SCR催化分解技术，彻底清除二噁英类污染物，避免二次污染，从而实现达标排放，降低有害气体对环境造成的污染。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种二噁英去除设备，包括：

催化反应釜，所述催化反应釜设置于催化反应釜基座上；

叠置于所述催化反应釜内部，用于催化二噁英的碳纳米管催化剂板；

与所述催化反应釜的进气口相连通的烟气管道，所述烟气管道上设有烟气加热装置。

优选的，上述二噁英去除设备中，还包括设置于所述烟气管道的进气端处的引风装置，所述引风装置与进风管相连，且设置于所述进风管与所述烟气管道的进气端之间。

优选的，上述二噁英去除设备中，所述引风装置为变频引风机，所述变频引风机设置于变频引风机基座上。

优选的，上述二噁英去除设备中，所述碳纳米管催化剂板包括中心钢板和压制于所述中心钢板上下表面的碳纳米管催化剂层。

优选的，上述二噁英去除设备中，所述中心钢板上布满用于气体通行的小孔，且任意相邻两层所述中心钢板上的孔相交错排列。

优选的，上述二噁英去除设备中，所述烟气加热装置包括：沿所述烟气管道的内壁螺旋状环绕于所述烟气管道内部的蒸汽管；设置于所述蒸汽管的进汽端的第一蝶阀；设置于所述蒸汽管的出汽端的第二蝶阀；设置于所述烟气管道外周的岩棉保温层；设置于所述烟气管道下部的加热管基座。

优选的，上述二噁英去除设备中，所述蒸汽管的出汽端穿透所述烟气管道的外壁，所述第二蝶阀设置于所述烟气管道的外部；所述蒸汽管的进汽端穿透所述烟气管道的外壁，所述第一蝶阀设置于所述烟气管道的外部。

优选的，上述二噁英去除设备中，所述蒸汽管的内部蒸汽的流动趋势与所述烟气管道内部的烟气流动方向相反。

优选的，上述二噁英去除设备中，所述烟气管道还包括：

第一温度传感器，所述第一温度传感器设置于所述烟气管道2的进口处与所述烟气加热装置之间的位置上；

第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于所述烟气加热装置的蒸汽管的进汽端与所述烟气加热装置的出气端之间；

第三温度传感器，所述第三温度传感器设置于所述催化反应釜的进气口处。

优选的，上述二噁英去除设备中，所述催化反应釜包括四个相互独立的催化反应单元，每个催化反应单元内设置有一个温度传感器，所述碳纳米管催化剂板通过挂板框设置于催化反应单元内。

相对上述背景技术，本实用新型所提供的二噁英去除设备，应用SCR催化分解技术，通过烟气加热装置对需要进行去除二噁英操作的烟气加热，使其达到催化分解过程所需要的温度范围，高温烟气在穿过碳纳米管催化剂板的过程中，烟气中所含的二噁英类污染物被催化分解为无毒无害的二氧化碳和水，之后排放到大气中，彻底清除了二噁英类污染物，从而实现达标排放，降低了有害气体对环境造成的污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的二噁英去除设备的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的二噁英去除设备中碳纳米管催化剂板在反应单元中的排放位置示意图；

图3为本实用新型所提供的二噁英去除设备中碳纳米管催化剂板的剖面图；

图4为本实用新型所提供的二噁英去除设备中碳纳米管催化剂板的奇数层板的气孔排布示意图；

图5为本实用新型所提供的二噁英去除设备中碳纳米管催化剂板的偶数层板的气孔排布示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种二噁英去除设备，能够有效利用SCR催化分解技术，彻底清除二噁英类污染物，避免二次污染，从而实现达标排放，降低有害气体对环境造成的污染。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请结合图1和图2，图1为本实用新型所提供的二噁英去除设备的结构示意图；图2为本实用新型所提供的二噁英去除设备中碳纳米管催化剂板在反应单元中的排放位置示意图。

本实用新型的实施例所提供的二噁英去除设备，包括催化反应釜1、碳纳米管催化剂板12、烟气管道2和烟气加热装置。

其中，催化反应釜1设置于催化反应釜基座100上，催化反应釜1为进行催化分解二噁英提供了场所，碳纳米管催化剂板12叠置于催化反应釜1内部，用于催化分解二噁英。由于，本实用新型所提供的二噁英去除设备所采用的原理为催化分解去除二噁英，且催化分解二噁英方式所需的催化反应温度为250℃左右，然而，在对烟气进行去除二噁英操作前，烟气还需要进行脱硫除尘、脱硝的工艺过程，上述工艺过程使得烟气的温度降低到200℃以下，因此为了满足去除二噁英的需要，首先要在进行催化反应前对所需处理的烟气进行加热，所以，在二噁英去除设备中设置有烟气加热装置。烟气管道2与催化反应釜1的进气口相连通，烟气加热装置设置于烟气管道2内部。

本实用新型所提供的二噁英去除设备，应用SCR催化分解技术，通过设置于烟气管道2内部的烟气加热装置对需要进行去除二噁英操作的烟气加热，使其达到催化分解过程所需要的温度范围，高温烟气在进入催化反应釜1，穿过用于催化二噁英的碳纳米管催化剂板12的过程中，烟气中所含的二噁英类污染物被催化分解为无毒无害的二氧化碳和水，之后排放到大气中，彻底清除了二噁英类污染物，从而实现达标排放，降低了有害气体对环境造成的污染。

本实用新型的一具体实施例中，二噁英去除设备还可包括引风装置3，引风装置3设置于烟气管道2的进气端处，同时，引风装置3与进风管4相连，且设置于进风管4与烟气管道2的进气端之间。在本实施例中，引风装置3为变频引风机，变频引风机设置于变频引风机基座上。

变频引风机与进风管4相连，由进风管4输送的烟气，经过变频引风机，进入烟气管道2中，进行加热，变频引风机用于控制通过进风管4输送来的烟气的流速，保证烟气在加热装置21中能够充分加热，同时，为了满足烟气在催化反应釜1中的停留时间的需求，设计烟气的流速为1.5m/s。

本实用新型的实施例所提供的二噁英去除设备中，烟气温度在小范围内波动的情况下，当催化反应釜1中温度过高时，通过调整变频引风机，适当增加烟气流速，当催化反应釜1中温度过低时，通过调整变频引风机，适当降低烟气流速，可以使烟气获得满足催化反应所需要的温度条件，有利于促进二噁英的催化分解。

请结合图3，图3为本实用新型所提供的二噁英去除设备中碳纳米管催化剂板的剖面图。

本实用新型的一具体实施例中，二噁英的去除设备中的碳纳米管催化剂板12包括中心钢板102和碳纳米管催化剂层101。

其中，中心钢板102上有用于气体通行的气孔，碳纳米管催化剂层101压制于中心钢板102的上下表面，用于催化分解二噁英。

碳纳米管作为一种特殊结构的新型纳米材料，不但具有优异的机械性能、电子特性、光学特性，更具大量的微小空隙，由于其巨大的表面积而被认为是理想的催化剂的载体，同时碳纳米管是二噁英等有机污染物的优良的吸附剂，其吸附性能远远超过目前广泛使用的活性炭，当烟气进入催化反应釜1中后，通过中心钢板102上的气孔流通的过程中，烟气中的二噁英成分被碳纳米管催化剂层101吸附并催化分解，达到了彻底清除二噁英的目的，减少了有害气体对环境造成的污染。

请结合图4和图5，图4为本实用新型所提供的二噁英去除设备中碳纳米管催化剂板的奇数层板的气孔排布示意图；图5为本实用新型所提供的二噁英去除设备中碳纳米管催化剂板的偶数层板的气孔排布示意图。

为了更好的实现本实用新型所要达到的目的，在中心钢板102上布满了便于于气体通行的直径为2mm的小孔，且任意相邻两层中心钢板102上的孔相交错排列，定义相邻两层中心钢板102包括奇数层板103和偶数层板104。

相邻的两层中心钢板102上设置的用于气体通行的小孔的排列方式为相交错排列，这种排列方式增加了气体流通过程中在催化反应釜1中存留的时间，同时，更有利于二噁英与催化剂的充分接触，更有利于彻底清除二噁英，实现达标排放，从而降低有害气体对环境的污染。

为了实现在烟气进行催化反应前对其充分加热的目的，本实用新型的一具体实施例中，烟气加热装置包括：蒸汽管201、第一蝶阀202、第二蝶阀203、岩棉保温层204和加热管基座205。

其中，蒸汽管201沿烟气管道2的内壁螺旋状环绕于烟气管道2内部，用于加热需进行催化反应的烟气，本实用新型所提供的二噁英去除设备中使用的蒸汽温度为320℃，第一蝶阀202设置于处于烟气管道2的外部的蒸汽管201的进汽端；第二蝶阀203设置于处于烟气管道2的外部的蒸汽管201的出汽端，二者用于控制存在蒸汽管201中的蒸汽的流速和调整蒸汽的温度，岩棉保温层204设置于烟气管道2的外周，减少烟气管道2与外界空气的热交换，较少热量散失，增强蒸汽管201对烟气的加热效果，加热管基座205设置于烟气管道2的下部，用于支撑烟气管道2。

蒸汽管201，以热交换的方式对烟气进行加热，使烟气的温度达到290℃左右，达到进行催化反应所需的温度，当设备中烟气的温度发生异常时，可以通过旋动第一蝶阀202和/或第二蝶阀203改变蒸汽流速或调整蒸汽的温度，使烟气达到催化反应所需的温度。

烟气温度小范围波动的情况下，催化反应釜1中，温度过高时，可以适当降低蒸汽的流速，温度过低时，可以适当增加蒸汽的流速，以满足要求的温度条件；当烟气温度的波动范围较大时，可以通过提升或降低蒸汽的温度来调整烟气的温度达到合适的催化反应条件。

为了增强蒸汽管201对烟气的加热效果，本实用新型的一具体实施例中，蒸汽管201的内部蒸汽的流动趋势与烟气管道2内部的烟气流动方向相反。

在热交换的过程中，蒸汽管201的内部蒸汽与需加热的烟气温度同时发生变化，在其他条件相同时，平均温差越大，传热量就越大，换热效果就越好，而平均温差的大小与冷、热流体的相对流向有关，蒸汽管201的内部蒸汽与需加热的烟气之间逆向流动时具有最大平均温差，因此，蒸汽管201的内部蒸汽的流动趋势与烟气管道2内部的烟气流动方向相反设置的方式，增强了蒸汽管201对烟气的加热效果。

在本实用新型的一具体实施例中，二噁英的去除设备中，烟气管道2还包括：第一温度传感器22、第二温度传感器23和第三温度传感器24。

第一温度传感器22设置于烟气管道2的进口处与烟气加热装置之间的位置上，用来监控来烟温度，第二温度传感器23设置于烟气加热装置的蒸汽管201的进汽端与烟气加热装置的出气端之间，用来监控加热后烟气温度，第三温度传感器24设置于催化反应釜1的进气口处，用来监控进入催化反应釜1前烟气的温度。

温度传感器的设置，有利于及时发现各个阶段产生的温度异常，当发现温度异常现象时，可以通过调整引风装置3控制烟气流速、旋动第一蝶阀202和/或第二蝶阀203改变蒸汽流速或调整蒸汽的温度的方式使烟气达到反应需要的温度。

为了便于对催化反应釜1中的碳纳米管催化剂板12进行更换，在本实用新型的一具体实施例中，二噁英去除设备的催化反应釜1包括四个相互独立的催化反应单元，碳纳米管催化剂板12通过挂板框11设置于催化反应单元内，各个反应单元的温度自催化反应釜1的进气口逐渐降低，设备设置的反应温度在230℃~270℃之间。

同时，为了监控催化反应釜1内进行催化分解反应的温度，在每个催化反应单元内设置有一个温度传感器，当催化反应釜1中的温度过高时，通过调节引风装置3来增大烟气流速，或者旋动第一蝶阀202和/或第二蝶阀203降低蒸汽流速，当催化反应釜1中的温度过低时，通过调节引风装置3来降低烟气流速，或者旋动第一蝶阀202和/或第二蝶阀203增大蒸汽流速。

以上对本实用新型所提供的一种二噁英去除设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型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，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种二噁英去除设备，其特征在于，包括：

催化反应釜（1），所述催化反应釜（1）设置于催化反应釜基座（100）上；

叠置于所述催化反应釜（1）内部，用于催化二噁英的碳纳米管催化剂板（12）；

与所述催化反应釜（1）的进气口相连通的烟气管道（2），所述烟气管道（2）上设有烟气加热装置。

2.如权利要求1所述的二噁英去除设备，其特征在于，还包括设置于所述烟气管道（2）的进气端处的引风装置（3），所述引风装置（3）与进风管（4）相连，且设置于所述进风管（4）与所述烟气管道（2）的进气端之间。

3.如权利要求2所述的二噁英去除设备，其特征在于，所述引风装置（3）为变频引风机，所述变频引风机设置于变频引风机基座上。

4.如权利要求1所述的二噁英去除设备，其特征在于，所述碳纳米管催化剂板（12）包括中心钢板（102），所述中心钢板（102）上有用于气体通行的气孔；压制于所述中心钢板（102）上下表面的碳纳米管催化剂层（101）。

5.如权利要求4所述的二噁英去除设备，其特征在于，所述中心钢板（102）上布满用于气体通行的小孔，且任意相邻两层所述中心钢板（102）上的孔相交错排列。

6.如权利要求1所述的二噁英去除设备，其特征在于，所述烟气加热装置包括：沿所述烟气管道（2）的内壁螺旋状环绕于所述烟气管道（2）内部的蒸汽管（201）；设置于所述蒸汽管（201）的进汽端的第一蝶阀（202）；设置于所述蒸汽管（201）的出汽端的第二蝶阀（203）；设置于所述烟气管道（2）外周的岩棉保温层（204）；设置于所述烟气管道（2）下部的加热管基座（205）。

7.如权利要求6所述的二噁英去除设备，其特征在于，所述蒸汽管（201）的出汽端穿透所述烟气管道（2）的外壁，所述第二蝶阀（203）设置于所述烟气管道（2）的外部；所述蒸汽管（201）的进汽端穿透所述烟气管道（2）的外壁，所述第一蝶阀（202）设置于所述烟气管道（2）的外部。

8.如权利要求6所述的二噁英去除设备，其特征在于，所述蒸汽管（201）的内部蒸汽的流动趋势与所述烟气管道（2）内部的烟气流动方向相反。

9.如权利要求1所述的二噁英去除设备，其特征在于，所述烟气管道（2）还包括：

第一温度传感器（22），所述第一温度传感器（22）设置于所述烟气管道（2）的进口处与所述烟气加热装置之间的位置上；

第二温度传感器（23），所述第二温度传感器（23）设置于所述烟气加热装置的蒸汽管（201）的进汽端与所述烟气加热装置的出气端之间；

第三温度传感器（24），所述第三温度传感器（24）设置于所述催化反应釜（1）的进气口处。

10.如权利要求1所述的二噁英去除设备，其特征在于，所述催化反应釜（1）包括四个相互独立的催化反应单元，每个催化反应单元内设置有一个温度传感器，所述碳纳米管催化剂板（12）通过挂板框（11）设置于催化反应单元内。

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