CN214051099U - 一种基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，包括：污水入口、溶解区、储罐、汽化区、处理区、除尘器以及出气口，污水入口设置在溶解区的一端，溶解区的另一端连接储罐的一端，储罐的另一端连接汽化区的一端，汽化区的另一端连接处理区的一端，处理区的另一端连接除尘器的一端，除尘器的另一端设置出气口，进气口设置于处理区上。也就是说，本实用新型通过铵盐在污水中溶解产生的铵盐溶液汽化后分解产生的氨气与废气中的氮氧化物和硫氧化物发生还原反应的方式实现脱硫脱硝的目的，也可以通过铵盐溶液汽化后不分解、直接与废气中的氮氧化物和硫氧化物发生化合反应的方式实现脱硫脱硝的目的，提高了废气的脱硫脱硝效率，结构简单且易操作。

Description

一种基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置

技术领域

本实用新型属于脱硫脱硝技术领域，涉及但不限于一种基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置。

背景技术

随着现代工业生产的发展和生活水平的提高，随之带来了废气环境污染的问题，尤其火力发电厂或者汽车尾气中排放的废气中含有大量氮氧化物和硫氧化物。由于硫化物和氮氧化物对人体健康和生态坏境的危害极大，因此，如何对废气进行脱硫脱硝处理成了人们十分关注的问题。

现有技术采用固体铵盐对烟气进行脱硫脱硝时，将固体硫酸铵和/或亚硫酸铵制成细粉，将粉状固体铵盐在烟道或密闭气体反应器内与温度为80-240C的烟气混合，混合后粉状铵盐与烟气中的硫反应生成硫酸氢氨或亚硫酸氢铵，同时与烟气中的硝反应生成氮气或硝酸盐固体。

然而，由于现有技术将固体铵盐制成细粉后只能在密闭空间内与80-240C的烟气混合进行脱硫脱硝，从而导致烟气的脱硫脱硝效率并不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术在脱硫脱硝过程中存在的不足，提供一种基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，以解决现有技术将固体铵盐制成细粉后只能在密闭空间内与80-240C的烟气混合进行脱硫脱硝而导致的烟气的脱硫脱硝效率并不高的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，包括：污水入口、溶解区、储罐、汽化区、进气口、处理区、除尘器以及出气口；

其中，所述污水入口设置在所述溶解区的一端，所述溶解区的另一端连接所述储罐的一端，所述储罐的另一端连接所述汽化区的一端，所述汽化区的另一端连接所述处理区的一端，所述处理区的另一端连接所述除尘器的一端，所述除尘器的另一端设置所述出气口，所述进气口设置于所述处理区上。

可选的，所述装置还包括进料斗和收集器，所述进料斗设置于所述溶解区上，所述收集器与所述除尘器的另一端连接。

可选的，所述装置还包括电加热单元和喷雾器，所述电加热单元设置于所述汽化区内，所述喷雾器设置于所述汽化区的顶部侧壁上。

可选的，所述处理区包括微波源、无极紫外灯管和灯管支架，所述微波源设置于所述处理区的外部侧壁上，所述无极紫外灯管和所述灯管支架分别设置于所述处理区的内部。

可选的，所述微波源的数量为多个且阵列式设置在所述处理区的外部侧壁上，所述无极紫外灯管和所述灯管支架的数量分别为多个，且所述灯管支架用于支撑所述无极紫外灯管。

可选的，所述处理区包括微波源、电极棒和高压电源；其中，所述电极棒设置于所述处理区内，所述高压电源与所述电极棒连接，所述微波源设置于所述处理区的外部侧壁上。

可选的，所述电极棒的数量为多个且均匀排列在所述处理区内，所述微波源的数量为多个且阵列式设置在所述处理区的外部侧壁上。

可选的，所述电极棒的数量为多个时均与所述高压电源连接，并且多个所述电极棒中相邻电极棒的极性不同。

可选的，所述装置还包括喷雾器、泵和储罐，所述喷雾器设置于所述汽化区的内壁上，所述储罐两端分别与所述溶解区的一端和所述泵的一端连接，所述泵的另一端与所述汽化区的一端连接。

可选的，所述装置还包括风机与金属网，所述风机设置于所述汽化区和所述处理区之间，所述金属网设置于所述处理区的两端以及所述进气口处。

本实用新型的有益效果是：一种基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，包括：污水入口、溶解区、储罐、汽化区、进气口、处理区、除尘器以及出气口；其中，所述污水入口设置在所述溶解区的一端，所述溶解区的另一端连接所述储罐的一端，所述储罐的另一端连接所述汽化区的一端，所述汽化区的另一端连接所述处理区的一端，所述处理区的另一端连接所述除尘器的一端，所述除尘器的另一端设置所述出气口，所述进气口设置于所述处理区上。也就是说，本实用新型通过铵盐在污水中溶解产生的铵盐溶液汽化后分解产生的氨气与废气中的氮氧化物和硫氧化物发生还原反应的方式实现脱硫脱硝的目的，也可以通过铵盐溶液汽化后不分解、直接与废气中的氮氧化物和硫氧化物发生化合反应的方式实现脱硫脱硝的目的，大大提高了废气的脱硫脱硝效率，结构简单且易操作，成本低，适用范围更广，从而大大提高了基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置示意图。

图标：1-污水入口、2-溶解区、3-储罐、4-泵、5-汽化区、6-风机、7-进气口、8-处理区、9-除尘器、10-出气口、11-收集器、21-进料斗、51-喷雾器、52-电加热单元、81-微波源、82-无极紫外灯管、83-灯管支架、84-金属网。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

这里，对本实用新型中的相关名词进行解释：

微波，是频率在300兆赫到300千兆赫的电波，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频点磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化。造成分子的相互摩擦运动的效应，此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一些列物化过程而达到微波加热的目的。

微波无极紫外处理废气：指的是将无极紫外灯置于微波场环境下，激发无极紫外灯产生185nm和254nm的紫外光，185nm的紫外光产生646.4(kJ/mol)的摩尔光子能量以及254nm的紫外光产生470.8(kJ/mol)的摩尔光子能量对废气中的有害物质进行断键，从而将废气中的有害物质转变为无害物质。

铵盐：氨与酸反应的生成物都是由铵离子和酸根离子构成的离子化合物，这类化合物称为铵盐，它们一般是无色的晶体，易溶于水；铵盐的热稳定性差，固态铵盐受热易分解，铵盐中的碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵都是优良肥料，硝酸铵又可用来制造炸药。氯化铵用于染料工业、原电池以及焊接金属时除去表面的氧化物。

等离子体：等离子体是由带电的正粒子、负粒子(包括正离子、负离子、电子、自由基和活性基团等)组成的集合体，其中正电荷和负电荷电量相等，故称等离子体，它们在宏观上呈电中性。等离子体由电子、离子、自由基和中性粒子所组成，是导电的流体，总体上保持电中性。

电极：指的是电子或电器装置、设备中的一种部件，用做导电介质(固体、气体、真空或电解质溶液)中输入或导出电流的两个端。输入电流的一极叫阳极或正极，放出电流的一极叫阴极或负极。

图1为本实用新型一实施例提供的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置示意图。下面结合图1，对本实用新型实施例所提供的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置进行详细说明。

图1为本实用新型一实施例提供的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置示意图，如图1所示，该基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，包括：污水入口1、溶解区2、储罐3、泵4、汽化区5、风机6、进气口7、处理区8、除尘器9、出气口10、收集器11、进料斗21、喷雾器51、电加热单元52、微波源81、无极紫外灯管82、灯管支架83、金属网84。

其中，污水入口1设置在溶解区2的一端，溶解区2的另一端连接储罐3的一端，储罐3的另一端连接泵4的一端，泵4的另一端连接汽化区5的一端，风机6设置于汽化区5和处理区8之间，进气口7设置于处理区8上，汽化区5的另一端连接处理区8的一端，处理区8的另一端连接除尘器9的一端，除尘器9的另一端设置出气口10且连接收集器11，进料斗21设置于溶解区2上，喷雾器51设置于汽化区5的内壁上，电加热单元52设置于汽化区5内，微波源81设置于处理区8的外部侧壁上，无极紫外灯管82和灯管支架83分别设置于处理区8的内部，金属网84分别设置于处理区8的两端以及进气口7处。

可选的，风机6的数量为两个且可以分别设置于汽化区5和处理区8之间以及设置在进气口7处；其中，设置于汽化区5和处理区8之间的风机6用于将汽化区5内产生的铵盐溶液蒸汽排出，设置在进气口7处的风机6用于将废气吹进处理区8内。

可选的，喷雾器51设置于汽化区5的顶部侧壁上。

本实用新型实施例中，微波源81的数量可以为多个且多个微波源81可以阵列式设置在处理区8的外部侧壁上，无极紫外灯管82和灯管支架83的数量分别为多个，且多个灯管支架83可以用于支撑多个无极紫外灯管82。

本实用新型实施例中，微波源81可以包括多个，多个微波源81可以均匀的设置在处理区8的外部侧壁上。优选的，为了防止微波之间相互干扰，相邻微波源垂直设置，从而在避免了微波之间相互干扰的同时，增加了微波辐射功率，快速催化废气反应，提高废气的脱硫脱硝处理效率。

可选的，多个无极紫外灯管82可以包括多个185nm的无极紫外灯管、多个254nm的无极紫外灯管以及185nm的无极紫外灯管和254nm的无极紫外灯管的组合，此处不作具体限定。

可选的，处理区8还可以包括微波源81、电极棒(图中未示出)和高压电源(图中未示出)。

其中，电极棒可以设置于处理区8内，高压电源可以与电极棒连接，微波源81可以设置于处理区8的外部侧壁上。

可选的，电极棒的数量可以为多个且均匀排列在处理区8内，微波源81的数量可以为多个且阵列式设置在处理区8的外部侧壁上。

可选的，电极棒的数量为多个时，每个电极棒均与高压电源连接，并且多个电极棒中相邻电极棒的极性不同。

可选的，高压电源为-30KV～-4KV的负高压直流电源。多个电极棒中相邻电极棒的极性不同。

本实用新型实施例中，在负高压直流电源的作用下，两个极性不同的电极棒3之间产生放电等离子体。

需要说明的是，等离子体废气处理装置工作原理：空气中的气体分子在负高压直流电源的作用下被电离，产生大量的电子、活性自由基、原子、激发态分子等粒子，他们具有较高的反应活性。高压直流的作用下，产生的高能电子与空气中的气体分子或原子发生非弹性碰撞引发自由基，自由基和废气分子结合反应，从而达到对废气进化处理的目的。

其中，微波源2设置在腔体1外侧；电极棒3包括多个，多个电极棒均匀的排列在腔体1内；绝缘块5设置在电极棒3的两端；高压电源6与多个电极棒3连接；绝缘棒4设置在绝缘块5的两侧。

可选的，当处理区8包括微波源81、电极棒和高压电源时，处理区8还可以包括绝缘块(图中未示出)，绝缘块可以设置在处理区8内部的相对的两个面上，电极棒可以均匀的镶嵌在绝缘块中，且绝缘块内部包含排线通道，保证相邻电极棒之间所接高压电源的极性不同。

示例性的，多个电极棒可以与高压电源并联。进一步的，在与绝缘块设置方向的垂直面上，且在阵列的电极棒的边缘处设置绝缘棒。如此设置，保证了处理区8不带电，提高了脱硫脱硝装置的安全性。

可选的，处理区8可以为金属材质，且可以为耐高温的金属材质。处理区8的两端以及进气口7处分别设置金属网，从而防止微波泄露。

需要说明的是，基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置处理区8的两端以及进气口7处分别设置金属网，且金属网的孔径可以小于或等于3mm。这里，为了防止微波泄露，基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置处理区的两端以及进气口处分别设置金属网。由于人体长期与微波辐射源距离很近时，因受到过量的辐射能量从而产生头晕、睡眠障碍、记忆力减退、心跳过缓、血压下降等现象。当微波泄漏达到1mw/cm²时，会突然感到眼花，视力下降，甚至引起白内障。为了保障用户的健康，在处理区8的两端以及进气口7处设置金属网，拐角在微波的作用下，可能会产生微波放电，容易发生危险事故。金属网可以阻隔微波泄露，减少了微波对人体的伤害，提高了系统的安全性。

可选的，除尘器9可以为旋风除尘器。

本实用新型实施例中，污水从污水入口1进入溶解区2的同时铵盐从进料斗21进入溶解区2，溶解区2内的污水对铵盐进行溶解，产生铵盐溶液，铵盐溶液可实时或自动存储至储罐3中，然后储罐3中的铵盐溶液可以在泵4的作用下进入汽化区5内并由喷雾器51喷出，喷雾器51喷出的铵盐溶液雾可在电加热单元52的作用下进行汽化，产生铵盐溶液蒸汽，铵盐溶液蒸汽在风机6的作用下进入处理区6内的同时，废气可通过进气口7进入处理区6内，铵盐溶液蒸汽在微波源81和无极紫外灯管82的作用下分解产生还原剂氨气，氨气可还原废气中的氮氧化物和硫氧化物，还原产物经过除尘器9的处理后，还原产物中的干净气体经由出气口10排出、还原产物中的固体掉落至收集器11进行收集；或者，反应区8内的铵盐溶液蒸汽在微波源81、高压电源以及电极棒的作用下，直接与废气中的氮氧化物和硫氧化物进行化合反应，化合反应产物在除尘器9的作用下，将化合反应产物中的干净气体经由出气口10排出、将化合反应产物中的固体掉落至收集器11中进行收集。

其中，干净气体可以包括一氧化氮、二氧化碳、水蒸气等其它符合排放标准的气体，固体可以包括亚硫酸铵(NH4)2SO3、亚硫酸氢铵(NH4HSO3)、硫单质、灰尘等。

需要说明的是，废气从进入处理区8内时，可以在高压电源的作用下，电极棒之间产生放电的等离子体，以及氧化基团，对废气进行断键氧化处理；进一步的，在微波源81的照射下，对废气处理过程进行催化，以得到化合反应产物。其中，污水可以为含有有机物、氨、氮及铃酸盐等的污水且可以为生活污水或者工业污水，铵盐可以包括碳酸氢铵、尿素等其他易分解的铵盐，废气可以为主要成分为氮氧化物和硫氧化物的气体。

本实用新型实施例中，该脱硫脱硝装置还可以包括控制器(图中未示出)，控制器可以设置在出气口10处，可以分别与进料斗21、微波源81连接，为了对进入处理区8内的废气进行快速且高效脱硝处理，可以设置控制器实时检测出气口10处排出的气体中氮氧化物、硫氧化物以及残余氨气的浓度，以使得当检测到出气口10处气体中的氮氧化物、硫氧化物的浓度过高时通过控制进料斗21增加铵盐的摄入量、控制增加微波源81的功率，和/或当检测到出气口10处气体中残余氨气的浓度过高时通过控制进料斗21减少铵盐的摄入量、控制增加微波源81的功率，以此实现对废气的快速且高效脱硫脱硝处理的目的。

需要说明的是，在输入控制器还可以控制电加热单元52的速率以及喷雾器51的喷量，比如电加热单元52在风量小时功率降低，以此达到节能的目的。铵盐溶液的浓度可以为1％以上。

可选的，该脱硫脱硝装置中还可以设置传感器，传感器可以用于实时或周期性检测进气口7处废气中氮氧化物和硫氧化物的浓度以及废气吹进处理区8内的风量。

本实用新型实施例中公开的，一种基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，包括：污水入口、溶解区、储罐、汽化区、进气口、处理区、除尘器以及出气口；其中，所述污水入口设置在所述溶解区的一端，所述溶解区的另一端连接所述储罐的一端，所述储罐的另一端连接所述汽化区的一端，所述汽化区的另一端连接所述处理区的一端，所述处理区的另一端连接所述除尘器的一端，所述除尘器的另一端设置所述出气口，所述进气口设置于所述处理区上。也就是说，本实用新型通过铵盐在污水中溶解产生的铵盐溶液汽化后分解产生的氨气与废气中的氮氧化物和硫氧化物发生还原反应的方式实现脱硫脱硝的目的，也可以通过铵盐溶液汽化后不分解、直接与废气中的氮氧化物和硫氧化物发生化合反应的方式实现脱硫脱硝的目的，大大提高了废气的脱硫脱硝效率，结构简单且易操作，成本低，适用范围更广，从而大大提高了基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置的使用寿命。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，其特征在于，所述装置包括：污水入口、溶解区、储罐、汽化区、进气口、处理区、除尘器以及出气口；

其中，所述污水入口设置在所述溶解区的一端，所述溶解区的另一端连接所述储罐的一端，所述储罐的另一端连接所述汽化区的一端，所述汽化区的另一端连接所述处理区的一端，所述处理区的另一端连接所述除尘器的一端，所述除尘器的另一端设置所述出气口，所述进气口设置于所述处理区上。

2.根据权利要求1所述的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，其特征在于，所述装置还包括进料斗和收集器，所述进料斗设置于所述溶解区上，所述收集器与所述除尘器的另一端连接。

3.根据权利要求1所述的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，其特征在于，所述装置还包括电加热单元和喷雾器，所述电加热单元设置于所述汽化区内，所述喷雾器设置于所述汽化区的顶部侧壁上。

4.根据权利要求1所述的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，其特征在于，所述处理区包括微波源、无极紫外灯管和灯管支架，所述微波源设置于所述处理区的外部侧壁上，所述无极紫外灯管和所述灯管支架分别设置于所述处理区的内部。

5.根据权利要求4所述的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，其特征在于，所述微波源的数量为多个且阵列式设置在所述处理区的外部侧壁上，所述无极紫外灯管和所述灯管支架的数量分别为多个，且所述灯管支架用于支撑所述无极紫外灯管。

6.根据权利要求1所述的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，其特征在于，所述处理区包括微波源、电极棒和高压电源；其中，所述电极棒设置于所述处理区内，所述高压电源与所述电极棒连接，所述微波源设置于所述处理区的外部侧壁上。

7.根据权利要求6所述的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，其特征在于，所述电极棒的数量为多个且均匀排列在所述处理区内，所述微波源的数量为多个且阵列式设置在所述处理区的外部侧壁上。

8.根据权利要求7所述的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，其特征在于，所述电极棒的数量为多个时均与所述高压电源连接，并且多个所述电极棒中相邻电极棒的极性不同。

9.根据权利要求1所述的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，其特征在于，所述装置还包括喷雾器、泵和储罐，所述喷雾器设置于所述汽化区的内壁上，所述储罐两端分别与所述溶解区的一端和所述泵的一端连接，所述泵的另一端与所述汽化区的一端连接。

10.根据权利要求1所述的基于铵盐溶液的脱硫脱硝装置，其特征在于，所述装置还包括风机与金属网，所述风机设置于所述汽化区和所述处理区之间，所述金属网设置于所述处理区的两端以及所述进气口处。

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