专利名称：一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，属于防止氮氧化物造
成大气污染、保护环境的技术领域。
背景技术：
氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的氮氧化物(N0X)主要包 括N0、 N02、 N203、 N20、 N205等几种、其中污染大气的主要是NO和N02。 N0X的排放会给自然环 境和人类生产生活带来严重的危害。 随着经济的不断发展，工厂的不断增加，有很多企业在生产过程中会排放出有毒 的氮氧化物。氮氧化物处理是一个难题，尤其是处理高含量的氮氧化物。目前处理氮氧化 物的方法主要有还原法和氧化法。其中还原法是利用各种还原性气体如H2、 C0、朋3、烃类 或尿素等同NO反应使之转化为N2的方法，其缺点之一就是还原剂容易泄露造成二次污染， 且操作成本高。氧化法是利用氧化剂将NO氧化后，生成的物质或用生物脱除或者碱吸收， 但是技术经济指标和效果都不太理想。当氮氧化物废气含有尘或酸性气体时，上述方法都 有一定的局限性。
发明内容为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种含酸性气体的氮氧化物 废气处理装置。该装置应采用氧化和碱吸收相结合，来清除含酸性气体废气中的氮氧化物。 即利用03、02或空气将废气中的冊氧化后用碱液吸收。酸性的组份可以在氧化前或氧化后 吸收；对于含有灰尘的气体，也有一定的适应性。该装置简单，安装方便，操作容易，反应条 件温和，脱氮效率高。 本实用新型的技术解决方案是一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，它主 要包括一个碱液配置及分配系统、一个除尘碱液循环吸收系统、一个一级碱液循环吸收系 统、一个臭氧氧化反应系统、一个二级碱液循环吸收系统、一个废液回收处理系统和一个臭 氧发生系统，并采用管道互相连接在一起；碱液配置及分配系统的进口通过管道与废液回 收处理系统连接，出口通过管道与除尘碱液循环吸收系统、一级碱液循环吸收系统和二级 碱液循环吸收系统连接，臭氧发生系统通过管道连接臭氧氧化反应系统，除尘碱液循环吸 收系统中的除尘吸收塔、一级碱液循环吸收系统中的一级碱吸收塔和二级碱液循环吸收系 统中的二级碱吸收塔的底部通过管道与废液回收处理系统连接。 所述碱液配置及分配系统主要设有一个配碱池，在配碱池中设有一个由搅拌机驱 动的搅拌器和一个向除尘碱液循环吸收系统、一级碱液循环吸收系统和二级碱液循环吸收 系统分配碱液的碱液提升泵。 所述除尘碱液循环吸收系统主要设有一个除尘吸收塔，除尘吸收塔与第一循环碱 液罐、第一碱液循环泵、袋式过滤器、第一液液换热器和第一螺旋喷淋嘴依次采用管道连接 构成闭环液路，在除尘吸收塔中设有一个焙烧废气喷头。
3[0008] 所述一级碱液循环吸收系统主要设有一个一级碱吸收塔，一级碱吸收塔与第二循 环碱液罐、第二碱液循环泵、第二液液换热器和第二螺旋喷淋嘴依次采用管道连接构成闭 环液路，在一级碱吸收塔中设有一个"鲍尔环"和一个处理废气喷头。 所述二级碱液循环吸收系统主要设有一个二级碱吸收塔，还设有一个饱和碱液罐 和饱和液输送泵；二级碱吸收塔与第三碱液循环泵、第三液液换热器、一级螺旋喷淋嘴和二 级螺旋喷淋嘴依次采用管道连接构成闭环液路，在二级碱吸收塔中设有一级"鲍尔环"、二 级"鲍尔环"、第一处理废气喷头和第二处理废气喷头。 所述废液回收处理系统主要设有一个与饱和液输送泵连接的废液贮液槽、一个与 配碱池连接的三鼎式脱水机和一个一级蒸发器，一个蒸发器液料泵把废液贮液槽与三鼎式 脱水机和一级蒸发器连接在一起。 所述臭氧发生系统主要设有一个臭氧发生器，臭氧发生器设有一个由空气压縮 机、储气罐、第一除油水过滤器、冷冻式干燥机、第二除油水过滤器和吸附式干燥机依次连 接的空气处理系统。 上述技术方案应用到的化学方程式主要有 3N0+03 — N02+N2+202 (1) 2N0+02 —2N02 (2) 2N02+2Na0H — NaN03+NaN02+H20 (3) HX+NaOH — NaX++H20(X = Cl—， N03—) (4) 上述技术方案所采用的碱性的吸收液可以同时处理废气中的其他酸性组份(如 氯化氢和硝酸气体)，提高该方法的适用领域。 本实用新型的有益效果是这种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置采用碱液配 置及分配系统把配制好的碱液分配到除尘碱液循环吸收系统、一级碱液循环吸收系统和二 级碱液循环吸收系统中，在上述系统中的碱液循环采用由上向下喷淋的闭环液路，碱液经 使用后其PH值低于7时就被送入废液回收处理系统，处理废气采用由下向上的开环气路。 即让处理废气从除尘吸收塔、一级碱吸收塔和二级碱吸收塔的下部进上部出，同时碱液由 上向下喷淋。在臭氧反应器内臭氧使含酸性气体的氮氧化物处理废气中的一氧化氮氧化成 二氧化氮，最后达标处理废气从二级碱吸收塔上部的达标废气排放口排出。该装置采用的 废气处理工艺简单，安装方便，操作容易，反应条件温和，脱除氮氧化物的效率高，自动化程 度高。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明。
图1是一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置系统图。 图2是碱液配置及分配系统图。 图3是除尘碱液循环吸收系统图。 图4是一级碱液循环吸收系统图。 图5是废液回收处理系统图。 图6是二级碱液循环吸收系统图。 图中l、碱液配置及分配系统，la、自来水进口，lb、搅拌机，lc、搅拌器，2、除尘碱
4液循环吸收系统，2a、焙烧废气进口 ， 2b、夹套换热器，2c、第一螺旋喷淋嘴，2d、焙烧废气喷 头，2e、第一液液换热器，2f、袋式过滤器，3、一级碱液循环吸收系统，3a、第二螺旋喷淋嘴， 3b、"鲍尔环"，3c、处理废气喷头，3d、第二液液换热器，4、臭氧氧化反应系统，4a、新鲜空气 进口 ， 4b、气体混合器，5、二级碱液循环吸收系统，5a、一级螺旋喷淋嘴，5b、一级"鲍尔环"， 5c、二级螺旋喷淋嘴，5d、二级"鲍尔环"，5e、第一处理废气喷头，5f 、第二处理废气喷头，5g、 喷雾干燥废气进口 ， 5h、达标废气排放口 ， 5i、第三液液换热器，5j、去生活污水或直排，6、废 液回收处理系统，6a、二次蒸汽排空口 ， 6b、蒸汽进口 ， 6c、冷凝水出口 ， 7、臭氧发生系统，7a、 空气进口 ， 7b、空气压縮机，7c、储气罐，7d、第一除油水过滤器，7e、冷冻式干燥机，7f 、第二 除油水过滤器，7g、吸附式干燥机，7h、臭氧发生器；F1、碱吸收引风机，F2、一级碱吸引风机， F3、新风引风机，F4、喷雾干燥废气引风机；V1、配碱池，V2、第一循环碱液罐，V3、第二循环碱 液罐，V4、废液贮液槽，V5、饱和碱液罐；P1、碱液提升泵，P2、第一碱液循环泵，P3、第二碱液 循环泵，P4、第三碱液循环泵，P5、饱和液输送泵，P6、蒸发器液料泵；S1、除尘吸收塔，S2、一 级碱吸收塔，S3、臭氧反应器，S4、二级碱吸收塔，S5、一级蒸发器，S6、三鼎式脱水机；A、冷却 出口，B、冷却水进口 (<30°C)。
具体实施方式图l示出了一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置系统图。图中，用虚线框出 7个系统，它们分别为碱液配置及分配系统1 (图2)、除尘碱液循环吸收系统2(图3)、一级 碱液循环吸收系统3(图4)、臭氧氧化反应系统4、二级碱液循环吸收系统5(图6)、废液回 收处理系统6(图5)和臭氧发生系统7。 图2所示的碱液配置及分配系统1主要设有一个配碱池VI，在配碱池VI中设有一 个由搅拌机lb驱动的搅拌器lc和一个碱液提升泵Pl。经自来水进口 la在配碱池Vl中加 入水，然后投入片状氢氧化钠，氢氧化钠与水的比值为1 : io，启动搅拌机ib搅拌均匀即可。 图3所示的除尘碱液循环吸收系统2主要设有一个除尘吸收塔Sl，除尘吸收塔Sl 与第一循环碱液罐V2、第一碱液循环泵P2、袋式过滤器2f 、第一液液换热器2e和第一螺 旋喷淋嘴2c依次采用管道连接构成闭环液路，在除尘吸收塔Sl中设有一个焙烧废气喷头 2d。从焙烧废气进口 2a进入的含酸性气体的氮氧化物处理废气经夹套换热器2b冷却后， 从除尘吸收塔S1的下部进上部出，同时碱液由上向下喷淋。第一螺旋喷淋嘴2c设在除尘 吸收塔Sl入口处，以保护塔器入口处的改性玻璃鳞片重防腐面。在除尘吸收塔Sl顶部设 有"气_液"分离装置，采用316L不锈钢800目滤带均布在塔器上方格栅上，防止塔内高温 废气将吸收液或冷凝液带出塔外。 来自焙烧转炉大于30(TC的废气经过管道式夹套换热器2b液气换热，将废气温度 降至15(TC进入除尘吸收塔Sl，除尘吸收塔Sl为反应吸收塔，废气从塔底部进入，碱吸收液 从塔顶部喷淋向下，氮氧化物与碱反应生成硝酸钠和氮氧化物与水反应生成硝酸，硝酸与 碱液中和，二部反应同时进行，其中的一氧化氮可视为不参加反应。塔内喷淋的碱吸收液与 第一循环碱液罐V2内的碱吸收液构成连通器循环系统，其液位高度1. 8米。经过喷淋后塔 内碱吸收液的温度为8(TC左右，塔内的碱吸收液循环时先经过袋式过滤器2f，滤除溶液吸 收废气中的颗粒固体悬浮物，以防止磨损循环泵和堵塞螺旋喷嘴，然后经过第一液液换热器2e换热，使碱吸收液温度降至3(TC左右，再进行循环。除尘碱液循环吸收系统2的管路 中装有压力变送器、pH测试仪，第一循环碱液罐V2中装有液位变送器，焙烧废气入口 、第一 液液换热器2e进口、出口分别装有温度变送器，以监测和控制循环系统的运行。 图4所示的一级碱液循环吸收系统3主要设有一个一级碱吸收塔S2， 一级碱吸收 塔S2与第二循环碱液罐V3、第二碱液循环泵P3、第二液液换热器3d和第二螺旋喷淋嘴3a 依次采用管道连接构成闭环液路，在一级碱吸收塔S2中设有一个增加反应接触面积的"鲍 尔环"3b和一个处理废气喷头3c，这样设置极有利于反应的深入进行。从除尘吸收塔Sl上 部排出的废气，由碱吸收引风机F1送入一级碱吸收塔S2，也从一级碱吸收塔S2的下部进上 部出，同时碱液也由上向下喷淋，再由一级碱吸引风机F2送入臭氧氧化反应系统4。 除尘吸收塔Sl的废气出口与一级碱吸收塔S2的废气入口相连接，通过碱吸收引 风机Fl把除尘吸收塔Sl出口的废气送入一级碱液吸收塔S2，该装置亦为反应吸收塔，未完 全被吸收的废气从塔底部进入，碱吸收液从塔顶部喷淋向下，与塔内的填料("鲍尔环")接 触，增加反应接触面积，继续进行上述反应。塔内喷淋的碱吸收液与第二循环碱液罐V3内 的碱吸收液构成连通器循环系统，其液位高度1. 8米。 一级碱吸收后废气的温度仍很高，为 了便于一氧化氮向二氧化氮转化，需要降低温度有利于二氧化氮的转化，因此一级碱液循 环吸收系统3装有第二液液换热器3d，进行换热降低吸收碱液温度，吸收碱液进塔后再来 冷却废气。 一级碱液循环吸收系统3中的管路中装有压力变送器、pH测试仪，第二循环碱 液罐V3中装有液位变送器，第二液液换热器3d进口 、出口分别装有温度变送器，以监测和 控制循环系统的运行。 在臭氧氧化反应系统4中，从一级碱吸收塔S2上部排出的废气，由一级碱吸引风 机F2送入气体混合器4b，与来自新风引风机F3供给的新鲜空气和来自臭氧发生器7h的臭 氧混合后进入臭氧反应器S3，在臭氧反应器S3内臭氧使含酸性气体的氮氧化物处理废气 中的一氧化氮氧化成二氧化氮。 焙烧废气由一级碱吸收塔S2出口的一级碱吸引风机F2引出，一级碱吸收后废气 的温度仍很高，为了便于一氧化氮(N0)向二氧化氮(N02)转化，需要降低温度有利于二氧 化氮(N02)的转化，因此将一级碱吸收塔S2出口废气汇同新风引风机F3引入的新鲜空气 冷却后一起进入臭氧反应器S3，反应器内加入臭氧以氧化一氧化氮(NO)，使之转化成二氧 化氮(N02)。 图6所示的二级碱液循环吸收系统5主要设有一个二级碱吸收塔S4，还设有一个 饱和碱液罐V5和饱和液输送泵P5 ;二级碱吸收塔S4与第三碱液循环泵P4、第三液液换热 器5i、一级螺旋喷淋嘴5a和二级螺旋喷淋嘴5c依次采用管道连接构成闭环液路，在二级 碱吸收塔S4中设有增加反应接触面积的一级"鲍尔环"5b、增加反应接触面积的二级"鲍尔 环"5d、第一处理废气喷头5e和第二处理废气喷头5f，这样设置极有利于反应的深入进行。 由臭氧氧化反应系统4排出的处理废气从二级碱吸收塔S4的下部进上部出，还有喷雾干燥 废气引风机F4送入喷雾干燥处理废气也从二级碱吸收塔S4的下部进上部出，同时碱液也 由上向下喷淋，最后达标处理废气从二级碱吸收塔S4上部的达标废气排放口 5h排出。在 二级碱吸收塔S4顶部也设有"气_液"分离装置，采用316L不锈钢800目滤带均布在塔器 上方格栅上，防止塔内高温废气将吸收液或冷凝液带出塔外。 经过转化后的二氧化氮(N02)被送到二级碱吸收塔S4，脱除二氧化氮后达标排放；喷雾干燥来的废气由喷雾干燥废气引风机F4送入到二级碱吸收塔S4中，与臭氧氧化后的 废气一起中和吸收后达标排放。二级碱吸收塔S4与第三碱液循环泵P4及连接管路构成 循环系统，塔内液位高度1.8米，液位上部设有上、下二级喷淋系统，分别装有填料("鲍尔 环")，增加反应接触面积，循环过程经过第三液液换热器5i换热，降低吸收碱液的温度，以 达到吸收废气的温度。二级碱液循环吸收系统5中的管路中装有压力变送器、pH测试仪， 塔中装有液位变送器，第三液液换热器5i进口、出口及喷雾干燥来的废气入口分别装有温 度变送器，以监测和控制循环系统的运行。 图5所示的废液回收处理系统6主要设有一个与饱和液输送泵P5连接的废液贮 液槽V4、一个与配碱池VI连接的三鼎式脱水机S6和一个一级蒸发器S5， 一个蒸发器液料 泵P6把废液贮液槽V4与三鼎式脱水机S6和一级蒸发器S5连接在一起。饱和液输送泵P5 把储存在饱和碱液罐V5中的饱和液输送到废液贮液槽V4中，上清液排入配碱池VI中，加 片碱提高浓度后可继续做为吸收液使用，沉降部分由蒸发器液料泵P6输送到一级蒸发器 S5中蒸发处理，结晶部分可直接输送到三鼎式脱水机S6中脱水处理，最终得到不含有机物 的无机盐(固态)。 臭氧发生系统7主要设有一个臭氧发生器7h，臭氧发生器7h设有一个由空气压縮 机7b、储气罐7c、第一除油水过滤器7d、冷冻式干燥机7e、第二除油水过滤器7f和吸附式 干燥机7g依次连接的空气处理系统。 当除尘吸收塔Sl、一级碱吸收塔S2和二级碱吸收塔S4的液位变送器数值液位小 于lm时，除尘电动阀、 一级电动阀、二级电动阀打开，碱液提升泵P1启动向除尘碱液循环吸 收系统2、一级碱液循环吸收系统3和二级碱液循环吸收系统5添加吸收液。当上述的液位 变送器的示值达到1.8m时，所对应的电动阀关闭。所有电动阀都关闭后，碱液提升泵P1停 止，完成添加吸收液。 在除尘吸收塔Sl、一级碱吸收塔S2和二级碱吸收塔S4的各循环管路中均装有pH
测试仪，当各系统中的吸收液PH值降低至7以下时，需要更换吸收液。 上述的装置采用PLC与触摸屏控制，选用模拟量变送器，执行器件电动化，自动化
程度高。
权利要求一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征在于它主要包括一个碱液配置及分配系统(1)、一个除尘碱液循环吸收系统(2)、一个一级碱液循环吸收系统(3)、一个臭氧氧化反应系统(4)、一个二级碱液循环吸收系统(5)、一个废液回收处理系统(6)和一个臭氧发生系统(7)，并采用管道互相连接在一起；碱液配置及分配系统(1)的进口通过管道与废液回收处理系统(6)连接，出口通过管道与除尘碱液循环吸收系统(2)、一级碱液循环吸收系统(3)和二级碱液循环吸收系统(5)连接，臭氧发生系统(7)通过管道连接臭氧氧化反应系统(4)，除尘碱液循环吸收系统(2)中的除尘吸收塔(S1)、一级碱液循环吸收系统(3)中的一级碱吸收塔(S2)和二级碱液循环吸收系统(5)中的二级碱吸收塔(S4)的底部通过管道与废液回收处理系统(6)连接。
2. 据权利要求1所述的一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征在于所述碱液配置及分配系统(1)主要设有一个配碱池(Vl)，在配碱池(VI)中设有一个由搅拌机(lb)驱动的搅拌器(lc)和一个向除尘碱液循环吸收系统(2)、一级碱液循环吸收系统(3)和二级碱液循环吸收系统(5)分配碱液的碱液提升泵(Pl)。
3. 据权利要求1所述的一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征在于所述除尘碱液循环吸收系统(2)主要设有一个除尘吸收塔(Sl)，除尘吸收塔(Sl)与第一循环碱液罐(V2)、第一碱液循环泵(P2)、袋式过滤器(2f)、第一液液换热器(2e)和第一螺旋喷淋嘴(2c)依次采用管道连接构成闭环液路，在除尘吸收塔(Sl)中设有一个焙烧废气喷头(2d)。
4. 据权利要求1所述的一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征在于所述一级碱液循环吸收系统(3)主要设有一个一级碱吸收塔(S2)，一级碱吸收塔(S2)与第二循环碱液罐(V3)、第二碱液循环泵(P3)、第二液液换热器(3d)和第二螺旋喷淋嘴(3a)依次采用管道连接构成闭环液路，在一级碱吸收塔(S2)中设有一个"鲍尔环"(3b)和一个处理废气喷头(3c)。
5. 据权利要求1所述的一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征在于所述二级碱液循环吸收系统(5)主要设有一个二级碱吸收塔(S4)，还设有一个饱和碱液罐(V5)和饱和液输送泵(P5) ;二级碱吸收塔(S4)与第三碱液循环泵(P4)、第三液液换热器(5i)、一级螺旋喷淋嘴(5a)和二级螺旋喷淋嘴(5c)依次采用管道连接构成闭环液路，在二级碱吸收塔(S4)中设有一级"鲍尔环"(5b)、二级"鲍尔环"(5d)、第一处理废气喷头(5e)和第二处理废气喷头(5f)。
6. 据权利要求1所述的一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征在于所述废液回收处理系统(6)主要设有一个与饱和液输送泵(P5)连接的废液贮液槽(V4)、一个与配碱池(VI)连接的三鼎式脱水机(S6)和一个一级蒸发器(S5)，一个蒸发器液料泵(P6)把废液贮液槽(V4)与三鼎式脱水机(S6)和一级蒸发器(S5)连接在一起。
7. 据权利要求1所述的一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，其特征在于所述臭氧发生系统(7)主要设有一个臭氧发生器(7h)，臭氧发生器(7h)设有一个由空气压縮机(7b)、储气罐(7c)、第一除油水过滤器(7d)、冷冻式干燥机(7e)、第二除油水过滤器(7f)和吸附式干燥机(7g)依次连接的空气处理系统。
专利摘要一种含酸性气体的氮氧化物废气处理装置，属于环保技术领域。该装置采用碱液配置及分配系统把配制好的碱液分配到除尘碱液循环吸收系统、一级碱液循环吸收系统和二级碱液循环吸收系统中，在上述系统中的碱液循环采用由上向下喷淋的闭环液路，碱液可送入废液回收处理系统，处理废气采用由下向上的开环气路。即让处理废气从除尘吸收塔、一级碱吸收塔和二级碱吸收塔的下部进上部出，同时碱液由上向下喷淋。在臭氧反应器内臭氧使处理废气中的一氧化氮氧化成二氧化氮，最后达标处理废气从二级碱吸收塔上部的排放口排出。该装置采用的废气处理工艺简单，安装方便，操作容易，反应条件温和，脱除氮氧化物的效率高，自动化程度高。
文档编号B01D53/75GK201441880SQ200920013629
公开日2010年4月28日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者吕志辉, 吴宗斌, 汪前军, 沈苏伟 申请人:大连汪洋环境工程有限公司;正大能源材料(大连)有限公