一种用于低温烟气中氮氧化物的治理装置的制作方法

本实用新型涉及废气处理技术领域，具体地涉及一种用于低温烟气中氮氧化物的治理装置，特别涉及一种对烟气中氮氧化物的处理装置，适合于窑炉、工业锅炉和焦化炉等低温烟气中氮氧化物的处理。

背景技术：

目前工业上应用的氮氧化物治理技术，主要有选择性催化还原（SCR）脱硝技术、选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术及吸收法和吸附法脱硝技术。电厂锅炉、工业锅炉及水泥窑脱硝系统大部分采用SCR和SNCR脱硝方法，而吸附法脱硝技术适合于治理低浓度氮氧化物。其中的“吸收法”是利用氮氧化物通过液体吸收介质时被溶解吸收的原理，除去氮氧化物NOx，如某些特定的化工工艺，及催化剂厂和焦化厂生产过程中，常产生低温的含氮氧化物废气，该废气温度常为30℃-120℃左右，常采用吸收法。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献名称为：一种臭氧氧化法烟气脱硝装置(公开号为CN203123795U)，公开了一种臭氧氧化法烟气脱硝装置，该装置包括，氧化部分和湿法吸收部分，所述氧化部分包括臭氧发生器和氧化反应器，所述湿法吸收部分包括吸收塔和设在吸收塔内由上至下依次安装的喷淋器、除雾器和喷淋器，所述氧化反应器通过管道与臭氧发生器连通，氧化反应器通过管道与吸收塔的中部连通，氧化反应器上有烟气进口，吸收塔底部的碱液池通过循环泵及相应管道与该吸收塔中部的喷淋器管道相通，实现碱液循环，吸收塔顶部有烟气出口。由于吸收塔底部为碱液池，由该碱液池排出的物质中含有亚硝酸盐和硝酸盐，需进行二次处理，因而氮氧化物治理（脱硝）系统运行费用较高。

又例如，中国专利文献名称为：一种超重力高效脱除NOx的装置及工艺(公开号为CN103521055A)，公开了一种超重力高效脱除NOx的装置，其装置包括超重力气体调质器，硝酸循环槽，超重力碱液吸收器、除雾器和碱液槽，由于该装置中设置包括两级超重力反应器（超重力气体调质器和超重力碱液吸收器），两级超重力反应器能耗高，运行费用高。

综上所述，这也构成了需要进一步改进低温烟气氮氧化物治理装置，以解决所存在的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的提供一种适用于低温烟气中氮氧化物治理的装置，能耗较低、无二次污染物的后续处理。控制方便、适合于窑炉、工业锅炉和焦化炉等低温烟气中氮氧化物的处理。

根据本实用新型的目的提供一种用于低温烟气中氮氧化物的治理装置，包括氧化部，包括臭氧发生器和氧化器；湿法吸收部，包括超重力反应器、风机和吸收塔，所述氧化器通过管道与臭氧发生器连通，氧化器通过管道与超重力反应器连通；风机夹设在超重力反应器和吸收塔之间，且与之连通的固定；反应池，包括初级处理池、循环池；所述超重力反应器的排液口通过管道将反应后的循环液排入初级处理池；循环泵，包括提供多级循环的第一脱硝循环泵和第二脱硝循环泵，所述第一脱硝循环泵分别与超重力反应器和循环池连通，形成吸收液的循环回路；所述第二脱硝循环泵分别与吸收塔和循环池连通，形成吸收液的循环回路；通过设置超重力反应器和吸收塔分层级的对低温烟气中的氮氧化物进行反应和吸收，对低温烟气有较好的适应性，且运用本技术的整套处理设备，其脱硝效率高，最高能够达到90%以上的效率，且不存在废水、废渣等二次污染物的问题，技术投资少，运行费用低。

优选地，为了更加便捷的实现反应液与低温烟气氮氧化物充分的接触反应，提升处理的效率的同时降低整套设备的运行成本，所述循环池包括第一循环池和第二循环池，所述第一循环池分别与初级处理池和第一脱硝循环泵连通，所述第二循环池分别与吸收塔和第二脱硝循环泵连通。

优选地，所述氧化器连接有两个管道，包括与臭氧发生器连通的第一管道，和与超重力反应器连通的第二管道；以此，通过第一管道将臭氧发生器内产生的臭氧引入之内腔，将低温烟气中的NO氧化为NO₂；通过第二管道，含有的废气进入超重力反应器后，在超重力反应器内的搅拌叶片作用下，与加入的尿素溶液发生反应，生成CO₂、N₂和H₂O。

优选地，所述氧化器上开设有废气的进口，氧化器通过管道与超重力反应器下部连通，超重力反应器底部设置有排液口，所述排液口通过连接的管道将反应后的循环液，输入初级处理池，从而实现将超重反应器内部初步反应吸收后，含氮氧化物被吸收后，其比重较大，通过连接的管道进入初步处理池后，进一步处理后，继而送至污水处理站。

优选地，所述第一脱硝循环泵通过管道将第一循环池与超重力反应器侧顶部连通；以此，实现第一循环池内的含尿素的吸收溶液实现快速的循环。

优选地，所述风机与吸收塔的底部连通，且吸收塔的底部开设有排液口，所述排液口通过管道将反应后的循环液排入第二循环池内。

优选地，所述第二循环池与吸收塔顶部相通。

优选地，所述超重力反应器为低速旋转的超重力反应器。

优选地，所述吸收塔为喷淋塔和/或填料塔。

与现有技术相比，具备以下有益效果：本实用新型提供的低温烟气氮氧化物的治理装置，通过低速旋转的超重力反应器使得含氮氧化物的气体与含有尿素的液体雾化后充分的混合，使得气体和液体在两相混合中充分的反应和吸收，增大了两者的接触面积，减小了气相和液相之间的传质阻力，显著提高反应速率，缩短两者之间的反应时间，通过将超重力反应器作为一级脱硝的工艺，一方面提高臭氧将NO氧化成NO₂的效率，另一方面提高了脱硝效率，特别适用于在催化剂的挤条干燥和成品焙烧过程中会产生大量含高浓度氮氧化物废气治理，能够达到较高的脱硝效果，对低温烟气有较好的适应性；脱硝效率高，最高能够达到90%以上的效率；不存在废水、废渣等二次污染物等问题；该装置投资少，运行费用低。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例中的流程工艺结构示意图。

图中：1、臭氧发生器，2、氧化器，3、超重力反应器，4、风机，5、吸收塔，6、初级处理池，7、第一循环池，8、第一脱硝循环泵，9、第二循环池，10、第二脱硝循环泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本实用新型提供的一种用于低温烟气中氮氧化物的治理装置，如图1所示，该治理装置包括氧化部、湿法吸收部、反应池和循环泵，其中，氧化部分包括臭氧发生器1和氧化器2；湿法吸收部包括超重力反应器3、风机4和吸收塔5，所述氧化器2通过管道与臭氧发生器1连通，氧化器2通过管道与超重力反应器3连通；风机4夹设在超重力反应器3和吸收塔5之间，且与之连通的固定；反应池包括初级处理池6、循环池，超重力反应器3的排液口通过管道将反应后的循环液排入初级处理池6；循环泵包括提供多级循环的第一脱硝循环泵8和第二脱硝循环泵10，该第一脱硝循环泵8分别与超重力反应器3和循环池连通，形成吸收液的循环回路；该第二脱硝循环泵10分别与吸收塔5和循环池连通，形成吸收液的循环回路。以此，通过设置超重力反应器和吸收塔分层级的对低温烟气中的氮氧化物进行反应和吸收，对低温烟气有较好的适应性，且运用本技术的整套处理设备，其脱硝效率高，最高能够达到90%以上的效率，且不存在废水、废渣等二次污染物的问题，技术投资少，运行费用低。

优选地，为了更加便捷的实现反应液与低温烟气氮氧化物充分的接触反应，提升处理的效率的同时降低整套设备的运行成本，循环池包括第一循环池7和第二循环池9，其中，第一循环池7分别与初级处理池6和第一脱硝循环泵8连通，第二循环池9分别与吸收塔5和第二脱硝循环泵10连通。

如图1所示，氧化器2连接有两个管道，包括与臭氧发生器1连通的第一管道，和与超重力反应器3连通的第二管道，以此，通过第一管道将臭氧发生器1内产生的臭氧引入之内腔，将低温烟气中的NO氧化为NO₂；通过第二管道，含有NO₂ 的废气进入超重力反应器后，在超重力反应器内的搅拌叶片作用下，与加入的尿素溶液发生反应，生成CO₂、N₂和H₂O。

本实用新型优选的实施方式中，氧化器2上开设有含NOx废气的进口，氧化器2通过管道与超重力反应器3底部连通，超重力反应器3底部设置有排液口，该排液口通过连接的管道将反应后的循环液，输入初级处理池6。从而实现将超重反应器3内部初步反应吸收后，含氮氧化物被吸收后，通过连接的管道进入初步处理池后，进一步处理后，继而送至污水处理站。较佳的，第一脱硝循环泵8通过管道将第一循环池7与超重力反应器3侧顶部连通，以此，实现第一循环池7内的含尿素的吸收溶液实现快速的循环。

优选地，风机4与吸收塔5的底部连通，且吸收塔5的底部开设有排液口，该排液口通过管道将反应后的循环液排入第二循环池9内，优选的，第二循环池9与吸收塔5顶部相通，以此，构建一个实现吸收液循环的回路，优选地，吸收塔5顶部开设有烟气出口，含有NO₂ 的废气进入吸收塔5后，与加入吸收塔5的尿素溶液发生反应，生成CO₂、N₂和H₂O，便于经过处理后，达到排放标准的废气的排放。

值得一提的是，本实用新型中的超重力反应器3为低速旋转的超重力反应器，其原理为：通过旋转产生的离心力作用下，使得含尿素的液相雾化，使得含氮氧化物的气体与含有尿素的液体雾化后充分的混合，以此，通过将含氮氧化物的气体和含尿素的液体雾化后，使得气体和液体在两相混合中充分的反应和吸收，增大了两者的接触面积，减小了气相和液相之间的传质阻力，显著提高反应速率，缩短两者之间的反应时间，通过将超重力反应器作为一级脱硝的工艺，一方面提高臭氧将NO氧化成NO₂的效率，另一方面提高了脱硝效率。本超重力反应器采用相对较低的转速，降低能耗，节省运行费用。

在本实用新型优选的实施方式中，吸收塔5可以采用各种适当的结构，例如吸收塔可以采用喷淋塔、填料塔等传质设备，关于吸收塔的具体结构，这对本领域的技术人员来说，这根据具体情况可以适当的调整，这对于本领域技术人员应当是易于构想到的，故在此不再一一赘述。

此外，关于本实用新型中具体对氮氧化物的处理原理可依据以下化学反应式，适当的选择相关设备的布局，低温条件下，O₃与NO之间的气相反应如下：

NO+O₃→NO₂+O₂；

NO₂+ NO→N₂O₃；

N₂O₃+H₂O=2HNO₂；

(NH₂)₂CO+2HNO₂=CO₂+2N₂+3H₂O；

下面，结合附图描述本实用新型具体实施方式提供的低温烟气氮氧化物处理的工作流程。

含有氮氧化物的低温烟气在风机4的作用下，进入氧化器2内，与之连通的臭氧发生器1提供的臭氧发生反应，将含氮氧化物充分氧化，比如讲NO氧化成NO₂，通过控制氧化器2内的氧化度，达到合适比例后进入超重力反应器3内，与由第一脱硝循环泵8泵送的尿素溶液充分接触，与低温烟气中的氮氧化物进行反应并吸收，还原低温烟气中部分的氮氧化物，进行初次的脱硝，经过初次脱硝后的废气在风机4的作用下，进入吸收塔5内，与通过第二脱硝循环泵10泵送的尿素溶液接触，充分反应并吸收，直至达到排放标准，继而通过烟囱进行排放，在此过程中，通过外接的设备不断的将尿素加入到循环池中，以实现持续的净化。

综上所述，本实用新型提供的低温烟气氮氧化物的治理装置，通过低速旋转的超重力反应器使得含氮氧化物的气体与含有尿素的液体雾化后充分的混合，使得气体和液体在两相混合中充分的反应和吸收，增大了两者的接触面积，减小了气相和液相之间的传质阻力，显著提高反应速率，缩短两者之间的反应时间，通过将超重力反应器作为一级脱硝的工艺，一方面提高臭氧将NO氧化成NO₂的效率，另一方面提高了脱硝效率，特别适用于在催化剂的挤条干燥和成品焙烧过程中会产生大量含氮氧化物废气治理，能够达到较高的脱硝效果。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：（1）对低温烟气有较好的适应性；（2）脱硝效率高，最高能够达到90%以上的效率；（3）不存在废水、废渣等二次污染物等问题；（4）该装置投资少，运行费用低。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本实用新型专利虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型专利，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型专利的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型专利技术方案的内容，依据本实用新型专利的技术实质对以上实施例所作的任何简单的修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型专利技术方案的保护范围。