CN210145845U - 一种用于锅炉烟气nox的高效脱除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置：所述装置包括至少两级相互串联的光催化氧化装置；所述光催化氧化装置分别设有烟气进口；还包括还原液罐、混合进料器；所述还原液罐的出口和所述相互串联的光催化氧化装置的最末一级光催化氧化装置的出口连通所述混合进料器的进口；所述混合进料器的出口依次连通还原脱硝塔和脱硫塔。本实用新型采用两级光氧化进行光催化氧化，采用两级分别进烟气方法，可提升氧化效率，降低氧化停留时间，提升了光催化氧化速度，各级氧化度控制精准，保证了好的还原脱硝效果，而且成本低、效率高、运行稳定。

Description

一种用于锅炉烟气NOX的高效脱除装置

技术领域

本实用新型涉及工业废气处理设备技术领域，具体涉及一种用于锅炉烟气的脱除设备。

背景技术

目前，工业生产过程向大气排放的氮氧化物NO_x主要以NO和NO₂为主，它们是酸雨和雾霾的主要前体，严重危害生态环境和人类健康。锅炉烟气中一氧化氮(NO)占总氮氧化物(NO_x)的95％以上，NO无论在水中或碱液中都不易被吸收，而二氧化氮(NO₂)易溶于水容易脱除，因此烟气脱硝的主要问题在于脱除NO。

根据烟气中NO和NO₂含量的不同，可采用不同的脱硝方法：以NO₂为主的 NO_x废气主要是吸收净化；而以NO为主的NO_x废气可将NO还原为无害的N₂，这种工艺分为对炉内温度要求比较严格，而且催化剂中毒的以及炉膛堵塞的问题都不可回避。也可将NO氧化为NO₂再吸收治理，常用的氧化剂为O₃、KMnO₄、NaClO₂等。将NO绝大部分氧化(也称NO全氧化)后，利用碱液吸收，要达标排放，需消耗较多的氧化剂，成本高昂，阻碍了工业应用。针对这种技术降低成本的思路有两条：一是选择廉价的氧化剂(如H₂O₂或NaClO)，但NO的氧化效果有限，需要采用催化等辅助手段，而催化剂的开发至今无法突破SO₂和水汽毒化致使催化失活的难题；二是实施NO定量氧化(即将NO部分氧化)，不追求高的NO_x氧化度(NO_x中NO₂的比例)以节省氧化剂，然后通过氧化度的调控控制NO与NO₂的比例，使用尿素或者亚硫酸钠、亚硫酸氢钠作为还原剂进行还原脱硝，降低成本的同时确保高的脱硝效率，但这种技术存在氧化度难以控制导致还原效果差的问题。

自从日本科学家Fujishima与Honda发现光催化至今已有50年的历史，针对其应用的开发仍在不断的进行，在诸多的光催化剂中，TiO₂光催化剂具有氧化活性高、活性稳定、本身不易分解等优异性能，但是迄今为止，在废气的氧化处理中应用任然受很大限制，目前仍然有几个难题制约着光催化技术在废气处理中的产业化应用，包括催化剂的量子产率低，可见光利用率低，纳米催化剂分离困难等。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置，能够精确控制NO_x氧化度，保证好的还原脱硝效果，而且成本低、效率高、运行稳定。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置：

所述装置包括至少两级相互串联的光催化氧化装置；所述光催化氧化装置分别设有烟气进口；

还包括还原液罐、混合进料器；所述还原液罐的出口和所述相互串联的光催化氧化装置的最末一级光催化氧化装置的出口连通所述混合进料器的进口；

所述混合进料器的出口依次连通还原脱硝塔和脱硫塔。

作为改进的一种技术方案，所述光催化氧化装置的入口端和出口端分别设有NOx检测仪。

作为改进的一种技术方案，所述光催化氧化装置内沿气体流动方向设有多道负载有光催化剂的网板；所述网板之间设有可见光光源。

作为优选的一种技术方案，所述相互串联的光催化氧化装置为两级串联；第一级光催化氧化装置设有第一烟气进口，第一级光催化氧化装置的出口连通第二级光催化氧化装置的进口，第二级光催化氧化装置设有第二烟气进口；所述第一烟气进口和第二烟气进口分别设有第一电控阀和第二电控阀，所述第一电控阀和第二电控阀与所述光催化氧化装置的入口端和出口端设有的NOx检测仪均电连接到控制系统。

作为进一步优选的一种技术方案，所述第二级光催化氧化装置设有的负载有光催化剂的网板数量少于第一级光催化氧化装置设有的负载有光催化剂的网板数量。

作为改进的一种技术方案，所述负载有光催化剂的网板为负载有纳米 Pd/TiO₂光催化剂的玻璃纤维网。

作为改进的一种技术方案，所述混合进料器分别设有烟气入口和还原液入口，所述烟气入口和还原液入口之间设有挡板，所述挡板上设有喷气孔；所述还原液入口下方设有混合室，所述混合室内设有一个气流折板；所述混合室的出口依次连接有喷液管和喷嘴。

作为改进的一种技术方案，所述还原液入口设有伸入所述混合进料器内腔的进液管，所述进液管沿气流方向设有多个喷液孔。

作为改进的一种技术方案，所述气流折板包括两端向中间逐渐缩小的锥形折流板，所述锥形折流板的缩小端设有气流喷射孔，所述锥形折流板的直径与所述混合室的内径相适应。

作为改进的一种技术方案，所述喷液管和喷嘴之间通过法兰可伸缩连接，所述喷液管与法兰之间设有固定旋钮。

作为优选的一种技术方案，所述法兰与所述喷液管的连接端设有一个连接管；所述喷液管和所述连接管套设在一起，所述喷液管和所述连接管之间设有固定旋钮。

作为改进的一种技术方案，所述还原脱硝塔内设有多层脱硝催化填料。

作为改进的一种技术方案，所述脱硝催化填料为烧结负载有固体超强酸 SO_4- ^2--V₂O₅/TiO₂的蜂窝陶瓷板。

作为改进的一种技术方案，所述还原脱硝塔的出气端设有第三NOx检测仪。

作为优选的一种技术方案，所述脱硫塔内设有多层碱液喷淋头，每层碱液喷淋头设有多个，且相邻两层之间的喷淋头交错设置。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置，包括至少两级相互串联的光催化氧化装置；所述光催化氧化装置分别设有烟气进口；还包括还原液罐、混合进料器；所述还原液罐的出口和所述相互串联的光催化氧化装置的最末一级光催化氧化装置的出口连通所述混合进料器的进口；所述混合进料器的出口依次连通还原脱硝塔和脱硫塔。采用两级光氧化进行光催化氧化，保证高效的氧化效率的同时节省了大量的氧化剂的成本，氧化剂的高投入是制约现有技术中湿式氧化法脱硝的关键。采用两级分别进烟气方法，可提升氧化效率，降低氧化停留时间，烟气中NOx随着氧化反应的进行，NO的浓度降低，光催化氧化NO的速度也会降低，因此在第一级催化氧化不需要将其完全氧化，而是控制在一定的氧化度，在第二级催化氧化之前根据氧化度通过第二电控阀混入新的未氧化的烟气，这样第二级催化氧化装置内混合烟气中NO的浓度升高，提升了光催化氧化速度，根据各级催化氧化的氧化度通过各个电控阀控制最终出气氧化度；各级氧化度控制精准，保证了好的还原脱硝效果。

本实用新型使用可见光催化氧化，由于可见光光催化技术反应速度相较紫外光光催化反应条件比较温和，可控性较强，同时也可以避免UV光催化引入紫外灯造成的安全隐患。

由于烟气温度较高，本实用新型可见光光催化采用负载有纳米Pd/TiO₂的玻璃纤维，耐高温耐腐蚀能力强，同时纳米Pd/TiO₂催化剂可见光催化活性强，性能稳定，寿命长。

本实用新型在两级光催化氧化后的烟气和还原液混合经过混合进料器的混合，烟气入口和还原液入口之间的挡板上设有喷气孔，使得气体经过喷气孔后气压瞬间增大，可以使还原液迅速雾化并与之混合；还原液入口中的喷液孔向下设计，与烟气流动方向一致，可以避免因气压过大导致烟气进入还原液输送管道，喷液孔往下设计有混合室，混合室内设有的气流折板，利用气体的空化效应使得气液两相充分均匀混合，保证高的还原反应效率；同时喷液管和喷嘴之间通过法兰可伸缩连接，方便安装和使用。

还原脱硝塔内的催化填料使用固体超强酸SO_4- ^2--V₂O₅/TiO₂作为催化剂，由于脱硝塔内反应温度不高，因此复合脱硝催化剂不必使用温度稳定组分， SO_4- ^2--V₂O₅/TiO₂催化剂煅烧负载于蜂窝陶瓷板作为填料，可以达到很好的还原脱硝效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型混合进料器的结构示意图。

图中，1.第一级光催化氧化装置；11.第一烟气进口；12.第一电控阀；2. 第二级光催化氧化装置；21.第二烟气进口；22.第二电控阀；3.网板；4.可见光光源；5.NOx检测仪；6.还原液罐；7.混合进料器；71.烟气入口；72.还原液入口；73.进液管；74.喷液孔；8.挡板；81.喷气孔；9.混合室；91气流折板； 92.气流喷射孔；10.喷液管；11.喷嘴；12.法兰；13.固定旋钮；14.还原脱硝塔；15.脱硫塔；16.脱硝催化填料；17.第三NOx检测仪；18.喷淋头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1和图2所示，一种用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置：所述装置包括相互串联的两级光催化氧化装置；第一级光催化氧化装置1设有第一烟气进口11，第一级光催化氧化装置1的出口连通第二级光催化氧化装置2的进口，第二级光催化氧化装置2设有第二烟气进口21；所述第一烟气进口11和第二烟气进口21分别设有第一电控阀12和第二电控阀22；所述光催化氧化装置内沿气体流动方向设有多道负载有光催化剂的网板3；所述网板3之间设有可见光光源4；所述光催化氧化装置的烟气入口端和烟气出口端分别设有NOx检测仪5。还包括还原液罐6、混合进料器7；所述还原液罐6的出口和第二级光催化氧化装置2的出口连通所述混合进料器7的进口；所述混合进料器7分别设有烟气入口71和还原液入口72，所述还原液入口72设有伸入所述混合进料器7内腔的进液管73，所述进液管73沿气流方向设有多个喷液孔74。所述烟气入口71 和还原液入口72之间设有挡板8，所述挡板8上设有喷气孔81；所述还原液入口72下方设有混合室9，所述混合室9内设有一个气流折板91；所述气流折板 91包括两端向中间逐渐缩小的锥形折流板，所述锥形折流板的缩小端设有气流喷射孔92，所述锥形折流板的直径与所述混合室9的内径相适应。所述混合室 9的出口依次连接有喷液管10和喷嘴11，所述喷液管10和喷嘴11之间通过法兰12可伸缩连接，所述喷液管10与法兰12之间设有固定旋钮13。所述混合进料器7的出口依次连通还原脱硝塔14和脱硫塔15。所述还原脱硝塔14内设有多层脱硝催化填料16，所述还原脱硝塔14的出气端设有第三NOx检测仪17。所述脱硫塔15内设有多层碱液喷淋头18，每层碱液喷淋头18设有多个，且相邻两层之间的喷淋头18交错设置。

作为优选的一种实施方式，所述第一电控阀和第二电控阀与所述光催化氧化装置的出口端设有的NOx检测仪均电连接到控制系统。所述第二级光催化氧化装置设有的负载有光催化剂的网板数量为两道，第一级光催化氧化装置设有的负载有光催化剂的网板数量为三道。所述负载有光催化剂的网板为负载有纳米Pd/TiO₂光催化剂的玻璃纤维网。所述法兰与所述喷液管的连接端设有一个连接管；所述喷液管和所述连接管套设在一起，所述喷液管和所述连接管之间设有固定旋钮。所述脱硝催化填料为烧结负载有固体超强酸SO₄-^2--V₂O₅/TiO₂的蜂窝陶瓷板。

Claims (10)

1.一种用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置，其特征在于：

所述装置包括至少两级相互串联的光催化氧化装置；所述光催化氧化装置分别设有烟气进口；

还包括还原液罐、混合进料器；所述还原液罐的出口和所述相互串联的光催化氧化装置的最末一级光催化氧化装置的出口连通所述混合进料器的进口；所述混合进料器的出口依次连通还原脱硝塔和脱硫塔。

2.如权利要求1所述的用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置，其特征在于：所述光催化氧化装置的入口端和出口端分别设有NOx检测仪。

3.如权利要求1所述的用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置，其特征在于：所述光催化氧化装置内沿气体流动方向设有多道负载有光催化剂的网板；所述网板之间设有可见光光源。

4.如权利要求3所述的用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置，其特征在于：所述负载有光催化剂的网板为负载有纳米Pd/TiO₂光催化剂的玻璃纤维网。

5.如权利要求1所述的用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置，其特征在于：所述混合进料器分别设有烟气入口和还原液入口，所述烟气入口和还原液入口之间设有挡板，所述挡板上设有喷气孔；所述还原液入口下方设有混合室，所述混合室内设有一个气流折板；所述混合室的出口依次连接有喷液管和喷嘴。

6.如权利要求5所述的用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置，其特征在于：所述还原液入口设有伸入所述混合进料器内腔的进液管，所述进液管沿气流方向设有多个喷液孔。

7.如权利要求5所述的用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置，其特征在于：所述气流折板包括两端向中间逐渐缩小的锥形折流板，所述锥形折流板的缩小端设有气流喷射孔，所述锥形折流板的直径与所述混合室的内径相适应。

8.如权利要求5所述的用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置，其特征在于：所述喷液管和喷嘴之间通过法兰可伸缩连接。

9.如权利要求1所述的用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置，其特征在于：所述还原脱硝塔内设有多层脱硝催化填料。

10.如权利要求9所述的用于锅炉烟气NOx的高效脱除装置，其特征在于：所述脱硝催化填料为烧结负载有固体超强酸SO_4- ^2--V₂O₅/TiO₂的蜂窝陶瓷板。

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