CN206463755U - 一种气体污染物一体化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气体污染物一体化处理装置，包括换热器、硫氧化物脱除装置、除颗粒物装置和除氮氧化物装置，所述换热器的高温入口与待处理气体来流相连，所述换热器的高温出口与硫氧化物脱除装置的气体入口相连，所述硫氧化物脱除装置的气体出口与所述换热器的低温入口相连，所述换热器的低温出口、除颗粒物装置和除氮氧化物装置顺次相连，或者所述换热器的低温出口、除氮氧化物装置和除颗粒物装置顺次相连。本实用新型使硫氧化物脱除装置、除颗粒物装置和除氮氧化物装置协同工作，脱除废气中的多种污染物，避免了不同污染物处理技术之间的冲突,优化了反应温度和催化剂的协调配合，能更加充分地利用脱硫、脱氮和脱颗粒物技术。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种气体处理装置，具体涉及一种气体污染物一体化处理装置。
背景技术
一些能源动力设备，如电厂锅炉和柴油机，其尾气中含有多种气体污染物，主要包括硫氧化物(大部分SO2和少部分SO3，合称为SOX)、氮氧化物(主要是NO和NO2，合称为NOX)、颗粒物(黑炭颗粒、矿物质颗粒等，常用PM表示)、未完全燃烧的碳氢化合物(HC)和产生的一氧化碳(CO)等。这些污染物造成酸雨、雾霾等大气污染，对人体、土壤、水资源等有害。
脱除硫氧化物主要的一种技术是将含有污染物的尾气通入海水或者碱性溶液，来吸收酸性的SOx，简称洗涤法或吸收法；脱除氮氧化物常用的一种技术是将尾气通入贵金属或其他催化剂的反应器中，加入尿素或氨，选择性地将氮氧化物还原为氮气，简称选择性催化还原(SCR)法；脱除颗粒物、HC和CO常用的方法有氧化催化法(DOC)，另外颗粒捕捉器法(DPF)也经常用于脱除柴油机尾气的颗粒物，它们的反应原理都是将污染物在催化剂的作用下进行反应。
随着环保法规的逐步实施，要求对各种污染物都进行控制，因此需要一体化的处理装置。上述污染物的控制技术单独实施都有良好的效果，但是放在一起，存在互相制约或冲突，其中最主要的问题是：如果一体化装置后脱除硫氧化物，先脱除氮氧化物等需要催化反应的其他污染物，则尾气中含有的硫氧化物容易将SCR、DOC和DPF等装置中的催化剂腐蚀或者覆盖，使催化剂失去活性，不能有效地脱除氮氧化物、颗粒物、HC或CO；如果一体化装置先通过吸收法脱除硫氧化物后脱除其他污染物，则尾气从海水或其他溶液出来的温度一般不超过70℃，远达不到催化反应需要的最低温度，后者一般为160℃-350℃，250℃以上效果更好。这一问题对于使用含硫高的重油为燃料的船用柴油机尤为突出，但是在其他陆用柴油发电机、燃煤电厂等也有类似问题。
实用新型内容
本实用新型针对以上问题的提出，而研究设计一种气体污染物一体化处理装置。本实用新型采用的技术手段如下：
一种气体污染物一体化处理装置，包括换热器、硫氧化物脱除装置、除颗粒物装置和除氮氧化物装置，所述换热器的高温入口与待处理气体来流相连，所述换热器的高温出口与硫氧化物脱除装置的气体入口相连，所述硫氧化物脱除装置的气体出口与所述换热器的低温入口相连，所述换热器的低温出口、除颗粒物装置和除氮氧化物装置顺次相连，或者所述换热器的低温出口、除氮氧化物装置和除颗粒物装置顺次相连。
进一步地，所述硫氧化物脱除装置的气体出口与换热器的低温入口之间设有增压装置。
进一步地，所述硫氧化物脱除装置的气体出口与换热器的低温入口之间设有第一静电除尘器。
进一步地，所述硫氧化物脱除装置为碱液或海水吸收式脱硫装置，该装置上设有碱液入口和碱液出口。
进一步地，碱液入口处设有等离子发生器。
进一步地，所述除颗粒物装置为颗粒过滤器(diesel particulate filter，简称DPF)、氧化型催化器(diesel oxidation catalyst，简称DOC)和第二静电除尘器中的一种或两种以上的组合。
进一步地，所述除氮氧化物装置为选择性催化还原反应器(Selective CatalyticReduction，简称SCR)。
与现有技术比较，本实用新型所述的气体污染物一体化处理装置使硫氧化物脱除装置、除颗粒物装置和除氮氧化物装置协同工作，脱除废气中的多种污染物，避免了不同污染物处理技术之间的冲突,优化了反应温度和催化剂的协调配合，能更加充分地利用脱硫、脱氮和脱颗粒物技术。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构流程示意图。
图2是本实用新型实施例二的结构流程示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，一种气体污染物一体化处理装置，包括换热器1、硫氧化物脱除装置2、除颗粒物装置3和除氮氧化物装置4，所述换热器1的高温入口与待处理气体来流8相连，所述换热器1的高温出口与硫氧化物脱除装置2的气体入口相连，所述硫氧化物脱除装置2的气体出口与所述换热器1的低温入口相连，所述换热器1的低温出口与除颗粒物装置3的入口相连，所述除颗粒物装置3的出口与除氮氧化物装置4的入口相连，也可以为如下连接方式：所述换热器1的低温出口与除氮氧化物装置4的入口相连，所述除氮氧化物装置4的出口与除颗粒物装置3的入口相连，也就是说，除颗粒物装置3和除氮氧化物装置4的顺序不限。除颗粒物装置3设置在硫氧化物脱除装置2的气体出口之后，避免气体中的SOx和水蒸气形成酸，腐蚀除颗粒物装置3的壁面。硫氧化物脱除装置2内设有除雾器，避免废气中的酸性物质腐蚀其他设备。所述硫氧化物脱除装置2可以是碱性液体或海水吸收式脱硫，也可以是其他干式如氢氧化钙吸收或活性炭吸收式装置。
所述除颗粒物装置3为颗粒过滤器(Diesel Particulate Filter，简称DPF)、氧化型催化器(Diesel Oxidation Catalyst，简称DOC)和第二静电除尘器中的一种或两种以上的组合，除颗粒物装置3需要高温反应，因此设置在换热器的低温出口和除氮氧化物装置4之间，温度适合，且避免颗粒物堵塞除氮氧化物装置4，延长除氮氧化物装置4的使用寿命或维护时间。所述除氮氧化物装置4为选择性催化还原反应器(Selective CatalyticReduction，简称SCR)，也可以为其他高温除氮氧化物的装置。
含有SOx、NOx、PM、HC和CO等污染物的高温废气从动力装置出来，通过废气管8进入换热器1的热媒侧，该高温废气在换热器1内被冷却，从换热器1的高温出口流出，温度降低，一般在150℃以下，再进入硫氧化物脱除装置2部分硫氧化物SOX被碱性液体吸收，碱性液体可以是海水，也可以是其他碱性液体如氢氧化钠溶液，因为从换热器1来的废气温度经过换热器1后变低，硫氧化物脱除装置2内不会像常规洗涤装置一样出现水蒸气，脱硫效果也更佳，硫氧化物脱除装置2在洗涤过程中也会除掉一部分颗粒物。
废气从硫氧化物脱除装置2流出，温度一般约70℃以下，进入换热器1的冷媒侧，被加热后从换热器1的低温出口流出，温度一般为150℃以上，进入除颗粒物装置3，降低烟气中的PM，也可以降低HC和CO。之后废气进入除氮氧化物装置4。
因为SOx已经在硫氧化物脱除装置2内被有效脱除，因此SOx对下游的除颗粒物装置3和除氮氧化物装置4中的催化剂的影响大大减少，在除颗粒物装置3中，颗粒物也被有效脱除，因此对除氮氧化物装置4内的催化剂造成的堵塞、降低活性和反应面积等不利影响也降至最低。因为采用了换热器1，使得除颗粒物装置3和除氮氧化物装置4的温度不会过低，适合各自的催化反应。从除氮氧化物装置4排出的气体污染物较少，排入大气。
实施例二
如图2所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，一些其他污染物处理技术也可以根据需要加入到该系统中，例如在所述硫氧化物脱除装置2的气体出口与换热器1的低温入口之间设置增压装置5，以免装置压降过大，造成废气管处压力大，导致柴油机背压过大，造成柴油机效率显著下降，增压装置5可以为风机。在所述硫氧化物脱除装置2的气体出口与换热器1的低温入口之间设置第一静电除尘器6，第一静电除尘器6为低温静电除尘器，用于从硫氧化物脱除装置2的下游脱除颗粒物。此外，所述硫氧化物脱除装置2为碱液或海水吸收式，其上设有碱液入口9和碱液出口10，碱液入口9设置在上方，碱液出口10设置在底部，硫氧化物洗涤装置2的气体入口设置在下部，气体出口设置在顶部。
在本实施例中，所述硫氧化物脱除装置2的碱液入口处还设有等离子发生器7，协助脱除部分颗粒物、NOx和SOx。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种气体污染物一体化处理装置，其特征在于：包括换热器、硫氧化物脱除装置、除颗粒物装置和除氮氧化物装置，所述换热器的高温入口与待处理气体来流相连，所述换热器的高温出口与硫氧化物脱除装置的气体入口相连，所述硫氧化物脱除装置的气体出口与所述换热器的低温入口相连，所述换热器的低温出口、除颗粒物装置和除氮氧化物装置顺次相连，或者所述换热器的低温出口、除氮氧化物装置和除颗粒物装置顺次相连。
2.根据权利要求1所述的气体污染物一体化处理装置，其特征在于：所述硫氧化物脱除装置的气体出口与换热器的低温入口之间设有增压装置。
3.根据权利要求1所述的气体污染物一体化处理装置，其特征在于：所述硫氧化物脱除装置的气体出口与换热器的低温入口之间设有第一静电除尘器。
4.根据权利要求1所述的气体污染物一体化处理装置，其特征在于：所述硫氧化物脱除装置为碱液或海水吸收式脱硫装置，该装置上设有碱液入口和碱液出口。
5.根据权利要求4所述的气体污染物一体化处理装置，其特征在于：碱液入口处设有等离子发生器。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的气体污染物一体化处理装置，其特征在于：所述除颗粒物装置为颗粒过滤器、氧化型催化器和第二静电除尘器中的一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的气体污染物一体化处理装置，其特征在于：所述除氮氧化物装置为选择性催化还原反应器。
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Cited By (3)
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| CN106540529A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-03-29 | 大连海事大学 | 一种气体污染物一体化处理装置 |
| CN110605022A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-24 | 山东大学 | 船舶发动机尾气再热脱硫脱硝系统及脱硫脱硝方法 |
| CN111852614A (zh) * | 2019-04-30 | 2020-10-30 | 上海必修福企业管理有限公司 | 一种尾气处理系统和处理方法 |
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