CN210079217U - 一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于废气治理技术领域，具体涉及一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，包括与锅炉排烟气段连接的进气管，进气管连接除尘结构，除尘结构排气端连接排气管，还包括除尘结构与排气管之间依次连接的微波紫外氧化单元及酸性废气吸收塔；一方面通过微波紫外氧化单元和酸性废气吸收塔，使此处理装置采用高级氧化技术，提高硫氧化物和氮氧化物的氧化反应速率，提高碱性填料层的利用率，从而降低脱硫脱硝的运营成本；另一方面通过在酸性废气吸收塔侧壁设置相应填料进出口，可将反应过的碱性填料层进行更换，从而使碱性填料层上的反应产物硫酸盐、硝酸盐等可以作为化肥资源被回收利用。
Description
技术领域
本实用新型属于废气治理技术领域，具体涉及一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置。
背景技术
随着工业化进程的不断深入，我国的环境污染日益严重，特别是大气污染。目前对大气污染最为严重的是各种工业企业在燃料的使用过程中所产生的废气，这些废气通常包含大量的粉尘、硫化物和氮氧化物，会对大气造成极其严重的危害，更是酸雨和光化学烟雾形成的直接推手；因此寻求一种经济、高效和可行的烟气脱硫脱硝方法，控制和减少二氧化硫、氮氧化物的排放，已成为目前我国大气污染控制领域最紧迫的任务。
常见的脱硫脱硝工艺大多是在锅炉尾烟气段分别设置除尘、脱硫、脱硝装置，这种分级方式存在占地面积大、系统复杂及阻力大、投资及运行费用高、烟气系统稳定性控制要求高等问题。
实用新型内容
为解决现有技术中脱硫脱硝工艺大多是在锅炉尾烟气段分别设置除尘、脱硫、脱硝装置，这种分级方式存在占地面积大、系统复杂及阻力大、投资及运行费用高、烟气系统稳定性控制要求高的问题。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，包括与锅炉排烟气段连接的进气管，进气管连接除尘结构，除尘结构排气端连接排气管，还包括除尘结构与排气管之间依次连接的微波紫外氧化单元及酸性废气吸收塔。
采用上述技术方案，除尘后烟气进入微波紫外氧化单元和酸性废气吸收塔，对烟气进行高级氧化技术提高硫氧化物和氮氧化物的氧化反应速率，提高酸性废气吸收塔的利用率，降低脱硫脱硝的运营成本。
本实用新型的特点还在于：
优选地，微波紫外氧化单元包括单元壳体，单元壳体外侧设有氧化单元微波源，单元壳体内部均匀排设有多个LEP灯管组件，氧化单元微波源与单元壳体内壁相连通。
微波源磁控管发射的微波导入单元壳体内照射到无极紫外灯管上，无极紫外灯管中的稀有气体被激发成低压等离子体，低压等离子体放电并产生热量发射紫外光，无极紫外灯管选用发射波长为185nm和254nm的紫外灯管，低压等离子体放电并产生热量发射波长为185nm和254nm的紫外线，波长为185nm的紫外线可以将气体中的水分子和氧气分解后生成臭氧和羟基自由基等强氧化性物质，烟气中的硫氧化物和氮氧化物发生氧化反应后生成三氧化硫和二氧化氮；波长为254nm的紫外线，可用于消除未被氧化的多余臭氧，避免将多余臭氧排放至大气。
优选地，LEP灯管组件包括无极紫外灯管和灯架，所述无极紫外灯管与烟气通路方向垂直设置。
无极紫外灯管与烟气通路方向垂直设置，可增加与烟气的反应效率。
优选地，无极紫外灯管为发射波长为185nm和254nm的灯管。
波长为185nm的紫外线可以将气体中的水分子和氧气分解后生成臭氧和羟基自由基等强氧化性物质，烟气中的硫氧化物和氮氧化物发生氧化反应后生成三氧化硫和二氧化氮；波长为254nm的紫外线，可用于消除未被氧化的多余臭氧，避免将多余臭氧排放至大气。
优选地，酸性废气吸收塔包括吸收塔壳体，吸收塔壳体内部设有承托层，所述承托层上承托有碱性填料层，与碱性填料层相对应的吸收塔壳体侧壁设有填料进出口，吸收塔壳体外侧设有吸收塔微波源；碱性填料层为碱性固体颗粒。
在吸收塔中三氧化硫和二氧化氮与碱性固体颗粒填料层发生反应生成硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐，微波的热效应不仅能加速碱吸收反应速率还能提升烟气温度，保证后续烟气高空排放所需热量。
通过填料进出口及时对碱性填料层进行更换；因为脱硫脱硝反应产物为硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐，更换下来的碱性填料层，可以当作化肥进行回收再利用。
优选地，进气管与除尘结构之间设有高压风机。
高压风机可促进烟气与除尘结构里的液体进行充分接触，提高除尘效率。
优选地，除尘结构为水浴除尘器，所述水浴除尘器包括水浴箱体，所述水浴箱体设有除尘进气口及除尘出气口，所述水浴除尘器设有自动补水系统，所述水浴箱体底部设有排污口。
除尘结构去除烟气中的粉尘杂质，为脱硫脱硝做充分准备，提高脱硫脱硝的反应效率。
优选地，进气管靠近锅炉的一端设有省煤器。
省煤器用于回收所排烟的余热，吸收高温烟气的热量，降低了烟气的排烟温度，节省能源，提高效率。
优选地，排气管末端设有排气筒，靠近所述排气筒一端的排气管上设有引风机。
排气管和引风机的设置，使净化后的烟气能够顺利排放，增加了整体处理效率。
优选地，承托层材料为不锈钢。
承托层有三氧化硫和二氧化氮通过，承托层应为耐高温耐腐蚀材料。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型一种微波紫外氧化烟气脱硫脱硝处理装置通过微波紫外氧化单元和酸性废气吸收塔，使此处理装置采用高级氧化技术，提高硫氧化物和氮氧化物的氧化反应速率，提高碱性填料层的利用率，从而降低脱硫脱硝的运营成本。
2、本实用新型一种微波紫外氧化烟气脱硫脱硝处理装置通过在酸性废气吸收塔侧壁设置相应填料进出口，可将反应过的碱性填料层进行更换，从而使碱性填料层上的反应产物硫酸盐、硝酸盐等可以作为化肥资源被回收利用。
附图说明
图1为本实用新型一种微波紫外氧化烟气脱硫脱硝处理装置的总体结构示意图。
图2为本实用新型一种微波紫外氧化烟气脱硫脱硝处理装置的除尘结构、微波紫外氧化单元和酸性废气吸收塔结构示意图。
图中：1.锅炉，2.进气管，3.高压风机，4.除尘结构，401.水浴箱体，402.除尘进气口，403.除尘出气口，404.自动补水系统，405.排污口，5.微波紫外氧化单元，501.单元壳体，502.氧化单元微波源，503.LEP灯管组件，6.酸性废气吸收塔，601.吸收塔壳体，602.承托层，603.碱性填料层，604.填料进出口，605.吸收塔微波源，7.排气管，8.引风机，9.排气筒，10.省煤器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进行详细说明。
本实用新型一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，总体结构示意图如图1所示，包括与锅炉1排烟气段连接的进气管2，进气管2连接除尘结构4，除尘结构4的排气端连接排气管7，还包括除尘结构与排气管7之间依次连接的微波紫外氧化单元5及酸性废气吸收塔6。
锅炉1排烟气段经过除尘结构4除尘后，过滤粉尘颗粒，再进行微波紫外氧化单元5，通过微波紫外氧化单元5产生强氧化性物质，强氧化性物质与烟气中的硫氧化物和氮氧化物反应后生成三氧化硫和二氧化氮，氧化后的烟气再进入酸性废气吸收塔6，在酸性废气吸收塔6中，三氧化硫和二氧化氮与碱性填料层603里的碱性固体颗粒发生反应，生成硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐，净化后的烟气经排气管7排放。
微波紫外氧化单元5包括单元壳体501，单元壳体501外侧设有氧化单元微波源502，氧化单元微波源502与单元壳体501内壁相连通，氧化单元微波源502包括电源，磁控管和波导。波导口上安装有耐高温波导窗口材料，如高纯石英、氧化铝陶瓷、云母石等，磁控管为水冷型磁控管，氧化单元微波源的功率为1-100kw，频率为2.45GHz和915MHz。
壳体单元501内部均匀排设有多个LEP灯管组件503，LEP灯管组件503包括无极紫外灯管和灯架，灯架固定在单元壳体501的微波紫外氧化区，灯架为不反射也不吸收微波的材料制成，无极紫外灯管可选用发射185nm和发射254nm的灯管，为提高效率，优选无极紫外灯管与烟气通路方向垂直设置。
微波源磁控管发射的微波导入单元壳体501内，并照射到无极紫外灯管上，无极紫外灯管中的稀有气体被激发成低压等离子体，低压等离子体放电并产生热量发射波长为185nm和254nm的紫外线。
波长为185nm的紫外线可以将气体中的水分子和氧气分解后生成臭氧和羟基自由基等强氧化性物质，烟气中的硫氧化物和氮氧化物发生氧化反应后生成三氧化硫和二氧化氮。波长为254nm的紫外线，可用于消除未被氧化的多余臭氧，避免将多余臭氧排放至大气。
酸性废气吸收塔6包括吸收塔壳体601，吸收塔壳体601内部设有承托层602，由于进入酸性废气吸收塔6的烟气含有三氧化硫和二氧化氮，所以承托层602为耐腐蚀材料，承托层602优选为不锈钢金属网或不锈钢金属架，承托层602上承托有碱性填料层603，碱性填料层603为碱性固体颗粒，可选用碳酸钙、氧化钙、氧化镁、碳酸钠等。
碱性填料层603相对应的吸收塔壳体601侧壁设有填料进出口604，当碱性填料层603的碱性固体颗粒与从微波紫外氧化单元5进入酸性废气吸收塔6的烟气进行脱硫脱硝反应。及时从填料进出口604更换碱性填料层603，因为脱硫脱硝反应产物为硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐，更换下来的碱性填料层603，可以当作化肥进行回收再利用。
吸收塔壳体601外侧设有吸收塔微波源605，氧化单元微波源502与吸收塔微波源605均包括电源，磁控管和波导，波导口上安装有耐高温波导窗口材料，如高纯石英、氧化铝陶瓷、云母石等，磁控管为水冷磁控管，水冷磁控管的冷却效率更高，氧化单元微波源502吸收塔微波源605的功率为1-100kw，频率为2.45GHz和915MHz。
氧化后的烟气进入酸性废气吸收塔6，在酸性废气吸收塔6中三氧化硫和二氧化氮与碱性填料层603的碱性固体颗粒发生反应生成硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐，微波的热效应不仅能加速碱吸收反应速率还能提升烟气温度，保证后续烟气高空排放时所需的热量。
净化后的烟气经排气管7排放，为了顺利排放净化后的烟气，在排气管7的末端设置引风机8，引风机8的排风口端连接排气筒9，引风机8和排气筒9的设置使净化后的烟气能够顺利排放，也增加了微波紫外氧化烟气脱硫脱硝处理装置的整体处理效率。
除尘结构4为水浴除尘器，水浴除尘器包括水浴箱体401，水浴箱体401设有除尘进气口402及除尘出气口403，水浴除尘器设有自动补水系统404，自动补水系统404包括设置在供水管路上的电控阀，设置于水源中的水泵，采集水池中水位信号的水位传感器，及水位控制器，水位控制器可根据水位信号控制电控阀和水泵进行工作；水位控制器与水位传感器、水泵和电控阀电连接。
水位控制器实时获取水位传感器采集的水位信号，并根据水位信号判断水浴箱体401内的水位是否低于预设下限水位；水浴箱体401内的水位低于预设下限水位时，水位控制器控制电控阀和水泵工作，为水浴箱体401供水。通过水位控制器控制电控阀及水泵工作，对水浴箱体401进行自动补水，可自动控制水浴箱体401内的水量，防止水浴箱体401内的水量过大或过小。
烟气中的粉尘与水充分接触后被洗涤分离，为方便将粉尘杂质顺利排出除尘结构4，在水浴箱体401底部设有排污口405排放粉尘杂质。
在除尘结构4进行除尘前，在进气管2上设有高压风机3，高压风机3可选择耐高温耐腐蚀的高压离心风机，使进入除尘结构4的烟气增大压力，增大除尘效果。
在进气管2靠近锅炉的一端装有省煤器10，省煤器10用于回收所排烟的余热的一种装置，吸收高温烟气的热量，降低了烟气的排烟温度，节省能源，提高效率。
本实用新型相对投资少、工艺简单等优点；微波紫外等离子体法是利用高能电子产生大量活性基团，这些强氧化性基团可以把二氧化硫和氮氧化物迅速氧化成SO3和NO2，然后再通过系列反应最终转化为硫酸盐和硝酸盐，该技术工艺简单，操作性强、无二次污染，副产物价值高，具有很好的经济和环境效益。
工作原理为：锅炉1在燃煤过程中产生的高温烟气经省煤器10后进入高压风机3加速，在除尘结构4中，烟气中的粉尘与水充分接触后，粉尘杂质被洗涤分离。烟气通过除尘结构4再进入微波紫外氧化单元5，氧化单元微波源501磁控管发射的微波导入腔体内照射到无极紫外灯管上，无极紫外灯管中的稀有气体被激发成低压等离子体，低压等离子体放电并产生热量发射波长为185nm和254nm的紫外线，波长为185nm的紫外线可以将气体中的水分子和氧气分解后生成臭氧和羟基自由基等强氧化性物质，烟气中的硫氧化物和氮氧化物发生氧化反应后生成三氧化硫和二氧化氮。氧化后的烟气通入酸性废气吸收塔6，在酸性废气吸收塔6中三氧化硫和二氧化氮与碱性填料层603的碱性固体颗粒发生反应生成硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐，微波的热效应不仅能加速碱吸收反应速率还能提升烟气温度，保证后续烟气高空排放时所需的热量，净化后的烟气经引风机8从排气筒9高空排放。
综上所述，为解决现有技术中脱硫脱硝工艺大多是在锅炉尾烟气段分别设置除尘、脱硫、脱硝装置，这种分级方式存在占地面积大、系统复杂及阻力大、投资及运行费用高、烟气系统稳定性控制要求高的问题。本实用新型通过微波紫外氧化单元和酸性废气吸收塔，使此处理装置采用高级氧化技术，提高硫氧化物和氮氧化物的氧化反应速率，提高碱性填料层的利用率，从而降低脱硫脱硝的运营成本。通过在吸收塔侧壁设置相应填料进出口，可将反应过的碱性填料层进行更换，从而使碱性填料层上的反应产物硫酸盐、硝酸盐等可以作为化肥资源被回收利用。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，包括与锅炉(1)排烟气段连接的进气管(2)，所述进气管(2)连接除尘结构(4)，所述除尘结构(4)排气端连接排气管(7)，其特征在于：还包括所述除尘结构与排气管(7)之间依次连接的微波紫外氧化单元(5)及酸性废气吸收塔(6)。
2.根据权利要求1所述的一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，其特征在于：所述微波紫外氧化单元(5)包括单元壳体(501)，所述单元壳体(501)外侧设有氧化单元微波源(502)，所述单元壳体(501)内部均匀排设有多个LEP灯管组件(503)，所述氧化单元微波源(502)与单元壳体(501)内壁相连通。
3.根据权利要求2所述的一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，其特征在于：所述LEP灯管组件(503)包括无极紫外灯管和灯架，所述无极紫外灯管与烟气通路方向垂直设置。
4.根据权利要求3所述的一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，其特征在于：所述无极紫外灯管为发射波长为185nm和254nm的灯管。
5.根据权利要求1所述的一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，其特征在于：所述酸性废气吸收塔(6)包括吸收塔壳体(601)，所述吸收塔壳体(601)内部设有承托层(602)，所述承托层(602)上承托有碱性填料层(603)，与所述碱性填料层(603)相对应的吸收塔壳体(601)侧壁设有填料进出口(604)，所述吸收塔壳体(601)外侧设有吸收塔微波源(605)。
6.根据权利要求1所述的一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，其特征在于：所述进气管(2)与除尘结构(4)之间设有高压风机(3)。
7.根据权利要求1所述的一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，其特征在于：所述除尘结构(4)为水浴除尘器，所述水浴除尘器包括水浴箱体(401)，所述水浴箱体(401)设有除尘进气口(402)及除尘出气口(403)，所述水浴除尘器设有自动补水系统(404)，所述水浴箱体(401)底部设有排污口(405)。
8.根据权利要求1所述的一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，其特征在于：所述进气管(2)靠近锅炉的一端设有省煤器(10)。
9.根据权利要求1所述的一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，其特征在于：所述排气管(7)末端设有排气筒(9)，靠近所述排气筒(9)一端的排气管(7)上设有引风机(8)。
10.根据权利要求5所述的一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置，其特征在于：所述承托层(602)材料为不锈钢。
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| CN201920596690.XU CN210079217U (zh) | 2019-04-28 | 2019-04-28 | 一种微波紫外光氧化烟气脱硫脱硝处理装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114515489A (zh) * | 2020-11-20 | 2022-05-20 | 陕西青朗万城环保科技有限公司 | 一种基于微波紫外等离子体的脱硫脱硝方法及其控制系统 |
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2019
- 2019-04-28 CN CN201920596690.XU patent/CN210079217U/zh active Active
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| CN114515489A (zh) * | 2020-11-20 | 2022-05-20 | 陕西青朗万城环保科技有限公司 | 一种基于微波紫外等离子体的脱硫脱硝方法及其控制系统 |
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