一种多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统的制作方法

本实用新型涉及工业生产废气综合治理技术领域，特别涉及一种专注于氮氧化物、硫化物、有机化合物、以及低浓度粉尘和杂质等工业废气的综合治理系统。

背景技术：

在人类日常生活或工业生产过程中，伴随着有害或有味气体的产生，对环境造成不利的影响。废气治理的技术发展，实现绿色、环保、安全生活和生产，对地球的生态环境的保护至关重要。

随着生活及生产方式的改变，废气的成份由单一废气逐渐演变成多种成份混合的复杂废气，特别是各种浓度处于中度、低度等混合废气越来越多。根据研究，目前对环境污染影响最多的几种废气包括：氮氧化物、硫化物、有机化合物、以及粉尘、杂质等。在这些成份中，有机化合物、氮氧化物、硫化物等不仅造成空气环境污染，而且严重危害人类健康。

因此，以往的单一废气治理技术无法满足彻底治理综合废气的目的，而多种废气治理技术串联治理又给企业带来巨大负担和投资成本，与此同时，随着各个国家对环境保护的意识加强，标准逐渐严格，这也对多种废气治理技术提出了更高的要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统，能够实现了氮氧化物、硫化物、有机化合物、以及低浓度粉尘和杂质等工业废气的综合治理。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统，包括:氧化剂混流装置、氧化反应塔、和喷淋吸收塔；

所述氧化剂混流装置的进气口用于连接废气源，所述氧化剂混流装置的出气口连接于所述氧化反应塔的进气口，所述氧化反应塔的出气口连接于所述喷淋吸收塔的进气口，所述喷淋吸收塔的出气口用于连接高空排放烟囱。

优选地，所述氧化剂混流装置设有多个氧化剂喷射口，且多个所述氧化剂喷射口的喷射方向与废气在所述氧化剂混流装置内的流动方向相同。

优选地，所述氧化反应塔内由下往上依次设有液相强氧化剂池和喷淋氧化层；

所述氧化反应塔的进气口连通于所述液相强氧化剂池，出气口连通于所述喷淋氧化层，且所述喷淋氧化层设置有逆向喷嘴。

优选地，所述喷淋氧化层设有多层填料。

优选地，所述喷淋吸收塔内由下往上依次设有中和反应腔室和除雾腔室；

所述喷淋吸收塔的进气口连通于所述中和反应腔室，出气口连通于所述除雾腔室；所述中和反应腔室设有多层逆向喷嘴；所述除雾腔室具有用于同废气配合的旋流结构。

优选地，还包括：余热回收装置；

所述余热回收装置的进气口连接于所述废气源，出气口连接于所述氧化剂混流装置的进气口。

优选地，所述余热回收装置为涡流管式换热器。

优选地，还包括：用于为所述氧化剂混流装置提供氧化剂的氧化剂发生器。

优选地，还包括：过滤净化装置；

所述氧化剂发生器的进口连接于所述过滤净化装置。

优选地，还包括：用于设置在所述高空排放烟囱的废气检测装置；

所述多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统还包括：plc智能操作控制系统；所述氧化反应塔、所述喷淋吸收塔和所述废气检测装置均与所述plc智能操作控制系统为通讯连接。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统中，首先利用氧化剂混流装置将氧化剂与废气进行充分混合，以对废气中的低价废气分子进行彻底氧化，进而以达到了一级氧化的效果；然后再利用氧化反应塔对废气中剩余的高价废气分子进行彻底氧化，继而以达到了二级氧化的效果，进而实现了对废气彻底氧化的目的；紧接着再通过喷淋吸收塔对被完全氧化的废气进行中和吸收；最后将吸收之后的洁净气体再通过高空排放烟囱向外排放，从而实现了氮氧化物、硫化物、有机化合物、以及低浓度粉尘和杂质等工业废气的综合治理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统的结构示意图。

其中，1为烟气源，2为余热回收装置，3为氧化剂混流装置，4为氧化反应塔，5为喷淋吸收塔，6为引风机，7为烟气监测装置，8为高空排放烟囱，9为过滤净化装置，10为氧化剂发生器，11为plc智能操作控制系统，12为物联网远程控制系统。

具体实施方式

本实用新型公开了一种多级氧化喷淋吸收烟气综合治理系统，利用换热装置对废气中的余热进行回收再利用；其次，通过氧化剂混流装置的作用，将氧化剂与废气进行充分混合，以便于发生一级氧化，达到对废气中的低价废气分子进行初步治理的效果；然后再经过二级强氧化塔(即为氧化反应塔)，在强氧化塔内，对剩余的高价废气分子，如有机化合物、二氧化硫、低氮氧化物等进行彻底氧化；然后，被完全氧化的废气经过中和吸收塔(即为喷淋吸收塔)进行中和吸收，吸收之后的洁净气体再通过引风机引至排气筒(即为高空排放烟囱)达标排放；整个工艺系统有plc智能操作控制系统全过程自动化监测控制，稳定可靠，并可以连接远程移动控制终端，实时查看运行情况。从而实现氮氧化物、硫化物、有机化合物、以及低浓度粉尘和杂质等工业废气的综合治理。

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统，如图1所示，包括:氧化剂混流装置3、氧化反应塔4、和喷淋吸收塔5；

氧化剂混流装置3的进气口用于连接废气源1，氧化剂混流装置3的出气口连接于氧化反应塔4的进气口，氧化反应塔4的出气口连接于喷淋吸收塔5的进气口，喷淋吸收塔5的出气口用于连接高空排放烟囱8。

从上述技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统中，首先利用氧化剂混流装置将氧化剂与废气进行充分混合，以对废气中的低价废气分子进行彻底氧化，达到了一级氧化的效果；然后再利用氧化反应塔对废气中剩余的高价废气分子进行彻底氧化，达到了二级氧化的效果，进而实现了对废气彻底氧化的目的；紧接着再通过喷淋吸收塔对被完全氧化的废气进行中和吸收，最后将吸收之后的洁净气体再通过高空排放烟囱向外排放，从而实现了氮氧化物、硫化物、有机化合物、以及低浓度粉尘和杂质等工业废气的综合治理。

在本方案中，氧化剂混流装置3设有多个氧化剂喷射口，以使氧化剂喷射流速瞬间增大，以便与废气发生瞬间接触混合，进而可提高混合的效率；且多个氧化剂喷射口的喷射方向与废气在氧化剂混流装置3内的流动方向相同，即为氧化剂与废气为顺向混流，采用此种混流方式，可避免废气或氧化剂的倒灌，从而保证了氧化剂混流装置3的混流效果。

具体地，氧化反应塔4内由下往上依次设有液相强氧化剂池和喷淋氧化层；氧化反应塔4的进气口连通于液相强氧化剂池，出气口连通于喷淋氧化层，以使得废气从氧化反应塔4下部进入液相强氧化剂池，以达到洗涤氧化废气的效果，然后再通过设置好的流道向上进入喷淋氧化层，且再基于喷淋氧化层设有的逆向喷嘴，可使液相氧化剂在逆向喷嘴的作用下发生雾化，以便与逆向流动的废气发生接触氧化，进而大大提升了废气的强氧化效果，从而有助于实现了废气中高价废气分子的彻底氧化。在本方案中，在氧化反应塔4内增设处于低位的液相强氧化剂池，一方面便于实现洗涤氧化的效果，另一方面便于回收喷淋氧化层的喷淋液。

为了进一步优化上述的技术方案，喷淋氧化层设有多层填料，可大大增加了废气的反应面积，以此提高了废气的氧化效率，从而有助于实现彻底氧化废气中的有害废气。

在本方案中，喷淋吸收塔5内由下往上依次设有中和反应腔室和除雾腔室；喷淋吸收塔5的进气口连通于中和反应腔室，出气口连通于除雾腔室，以使得被氧化后的废气在喷淋吸收塔5内自下而上流动；首先基于中和反应腔室设有的多层逆向喷嘴，可使中和药剂与废气发生逆向流动充分接触，以此促使废气发生中和吸收反应；然后再向上流入除雾腔室，以此除去废气中的水分，进而达到降低废气的带水量的目的。相应地，除雾腔室具有用于同废气配合的旋流结构，以使废气进入旋流风道后绕风道壁旋转，利用离心力将水分分离，从而可起到了高效除雾的效果。

具体地，如图1所示，本实用新型实施例提供的多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统还包括：余热回收装置2；

余热回收装置2的进气口连接于废气源1，出气口连接于氧化剂混流装置3的进气口。即为在废气源1与氧化剂混流装置3之间连接有余热回收装置2，以便于对废气中的余热进行回收再利用，以此节约能源；而且，基于余热回收装置2的作用，还可使被回收热量之后的废气稳定在最佳氧化温度，从而有助于提升了废气的氧化效率。

在本方案中，优选考虑选用高效换热器对废气中的热量进行回收再利用。其中，可选用翅片式、板式、列管式等高效换热器。进一步地，本系统优选具有换热效率高、耐压耐温耐腐蚀性能良好的涡流管式换热器，以此可保证了换热的效率和可靠性。

为了进一步优化上述的技术方案，如图1所示，本实用新型实施例提供的多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统还包括：用于为氧化剂混流装置3提供氧化剂的氧化剂发生器10。即为将空气通入氧化剂发生器10内进行介质阻挡放电，以此依靠电力产生具有强氧化性的等离子体，而且氧化剂发生器10的介质阻挡放电过程无电弧产生，具有安全可靠的特点；另外，氧化剂发生器10的氧化剂由空气转化而成，有助于节约成本。

在本方案中，如图1所示，本实用新型实施例提供的多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统还包括：过滤净化装置9；

氧化剂发生器10的进口连接于过滤净化装置9，以便于对通入氧化剂发生器10的空气先进行过滤净化处理，以此使得氧化剂发生器10获得了洁净的空气，有助于提升了氧化剂发生器10的氧化剂的纯度，从而可保证了氧化剂混流装置3的氧化效果。

为了进一步优化上述的技术方案，如图1所示，本实用新型实施例提供的多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统还包括：用于设置在高空排放烟囱8的废气检测装置7；

所述多级氧化喷淋吸收废气综合治理系统还包括：plc智能操作控制系统11；plc智能操作控制系统11与废气检测装置7为通讯连接。通过烟气监测装置7对治理之后的烟气进行实时监测，再结合设置好的自动化控制系统，动态调整系统运行参数，保证治理之后的洁净气始终达标；当然，氧化反应塔4和喷淋吸收塔5均具有可与plc智能操作控制系统11通讯连接的检测元件。进一步地，plc智能操作控制系统11还可根据上述检测元件的反馈信号，适时调整氧化剂添加量、中和药剂的添加量，保证治理之后的洁净烟气达标排放。在本方案中，选用plc智能操作控制系统11对本系统运行进行全过程智能监测控制，具有无需人工参与，稳定可靠等特点。

下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：

本实用新型提供了一种多级氧化喷淋吸收烟气综合治理系统，包括：

用于回收利用废气中的高温余热的余热回收装置；

用于使氧化剂与废气充分混合的氧化剂混流装置；

用于彻底氧化治理废气分子的氧化反应塔；

用于中和吸收废气分子的喷淋吸收塔；

用于产生氧化剂的氧化剂发生器；

用于系统全过程自动化监测控制的plc智能操作控制系统；

用于远程检测、查看、控制等的物联网远程控制系统。

所述余热回收装置，选用高效换热器对废气中的热量进行回收再利用，高效换热器可选用翅片式、板式、列管式等；此系统优选涡流管式换热器，效率高、耐压耐温耐腐蚀性能好；本系统可根据废气温度，调整换热器的面积，保证换热之后的废气温度在最佳反应温度，同时保证热量的充分回收利用。

所述氧化剂混流装置，设置在主风管上，采用法兰连接方便；氧化剂进入氧化剂混流装置后，被分成多个与主管道垂直的支管，每个支管上均设有喷射口，喷射口方向沿着废气的流动方向，利用废气流动的牵引力，使氧化剂与废气充分混合氧化；同时，根据工艺条件，氧化剂混流装置设置在总风管的入口处，增加氧化剂与废气的反应时间，提高初级氧化的效率。

所述氧化反应塔，选用液相强氧化剂对废气进行二次氧化；氧化反应塔内设置独立的流道，使废气进入塔内先向下通过液相强氧化剂池进行洗涤氧化，之后，再通过设置好的流道向上进入喷淋氧化层；在喷淋氧化层内，设置有逆向喷嘴，液相氧化剂经逆向喷嘴雾化后，与逆向流动的废气发生接触氧化；喷淋氧化层设置有多层填料，可大大增加废气反应面积，提高氧化效率。

所述喷淋吸收塔，设置有中和反应区(即为中和反应腔室，下同)，中和反应区内设置多层逆向喷嘴，使中和药剂与废气逆向流动充分接触，发生中和吸收反应；中和反应区上方设置有除雾区，除去废气中水分，降低废气带水量；除雾区采用旋流结构，使废气进入旋流风道后绕风道壁旋转，利用离心力将水分分离，起到高效除雾的作用。

所述氧化剂发生器，选用介质阻挡放电的原理产生氧化剂。空气首先经过过滤净化装置，在氧化剂发生器里发生阻挡放电，产生具有氧化性的等离子体；整个过程无电弧产生，安全可靠，氧化剂由空气转化，节约成本。

所述plc智能操作控制系统，对本系统运行进行全过程智能监测控制。根据每个检测元件的反馈信号，适时调整氧化剂添加量、中和药剂的添加量，保证治理之后的洁净烟气达标排放，无需人工参与，稳定可靠。

所述物联网远程控制系统，选用最先进的5g通讯和物联网技术，使plc智能操作控制系统与云服务器相连，再通过5g通讯技术，实现移动终端的远程监测、控制；所述云服务器可以多个地方的系统互联，在5g高数据传输技术的作用下，实现系统数据高速互联的功能，保证检测人员可以在任何地方，任何地点监测、控制系统的运行情况，便捷、高效。

在本方案中，本系统主要分为废气余热回收及多级氧化阶段、废气喷淋吸收治理阶段、以及包括产生氧化剂和过程控制、物联网远程控制等部分；

废气余热回收及多级氧化阶段：由废气源1收集的工业生产的混合废气被送至主管道，废气在余热回收装置2的作用下，对废气中的烟气余热进行回收降温，降温之后的废气经过氧化剂混流装置3，在氧化剂混流装置3内，沿着废气流动方向混入氧化剂，经过氧化剂混流装置3内设置的均分管口，氧化剂均匀混入废气中，与废气进行充分的初级氧化反应，将废气中的低价氧化物彻底氧化处理；初级氧化之后的废气，进入氧化反应塔4，在氧化塔4内部，废气先向下通过液相强氧化剂池进行洗涤氧化，之后，再通过设置好的流道向上进入喷淋氧化层，在喷淋氧化层设置有逆向喷嘴，液相氧化剂经逆向喷嘴雾化后，与逆向流动的废气发生接触氧化；喷淋氧化层设置有多层填料，大大增加废气反应面积，以此提高氧化效率，从而彻底氧化废气中的有害废气；彻底氧化之后的废气进入废气喷淋吸收治理阶段；

废气喷淋吸收治理阶段：经完全氧化之后的废气进入喷淋吸收塔5内，喷淋吸收塔5内设置有中和反应区，中和反应区内设置多层逆向喷嘴，废气在塔内自下向上流动，中和药剂与废气逆向流动充分接触，发生中和吸收反应，反应之后的洁净废气进入到喷淋吸收塔5内的除雾区，在除雾区设置有旋流除雾器，气体进过旋流除雾器之后绕风道壁高速旋转，产生的离心力将洁净气中的水分分离，除雾之后的洁净气体再经过引风机6的作用，送至高空排放烟囱8内高空排放；同时，高空排放烟囱8上设置有烟气检测装置7，通过烟气监测装置7对治理之后的烟气进行实时监测，再结合设置好的自动化控制系统，动态调整系统运行参数，保证治理之后的洁净气始终达标；

产生氧化剂和过程控制、物联网远程控制等部分：空气首先经过过滤净化装置9进行过滤净化处理，净化之后的洁净空气进入氧化剂发生器10内进行介质阻挡放电，从而借助电力产生具有强氧化性的等离子体，而且介质阻挡放电过程无电弧产生，安全可靠；同时，氧化剂由空气转化而成，可节约成本。

本系统的过程控制系统，优选plc智能操作控制系统11对系统运行进行全过程智能监测控制，plc智能操作控制系统11可以根据每个检测元件的反馈信号，适时调整氧化剂添加量、中和药剂的添加量，保证治理之后的洁净烟气达标排放，无需人工参与，稳定可靠。物联网远程控制系统12，则是选用最先进的5g通讯和物联网技术，使plc智能操作控制系统11与云服务器相连，再通过5g通讯技术，实现移动终端的远程监测、控制；从而实现检测人员可以在任何地方，任何地点监测、控制系统的运行情况，便捷、高效。

进一步地，本方案对整个系统的过程控制系统和物联网远程控制系统进行了优化。具体地，采用全过程plc监测控制，在系统运行过程中，实时监测运行状态，主要包括：

1、根据废气管道上的温度检测元件反馈，控制余热回收装置的介质流量，保证余热回收之后的废气温度稳定在最佳氧化温度范围内；

2、根据氧化剂混流装置3前端的废气浓度检测，控制氧化剂的添加量，保证初步氧化效率；

3、根据氧化反应塔4内部的废气浓度检测，调整液相氧化剂的添加量，保证废气能够被彻底氧化；

4、根据喷淋吸收塔5内部的废气浓度检测，调整吸收液的喷淋量，使废气可以与吸收液彻底反应，完全吸收；

5、通过云服务器将plc智能操作控制系统和物联网远程控制系统相连接，实现系统的远程检测、查看、控制。

本实用新型的主要创新点有：

1、余热回收装置选择涡流管式换热器，对废气中的余热回收再利用，节约能源，而且能使回收热量之后的废气稳定在最佳氧化温度，氧化效率高；

2、氧化剂混流装置使氧化剂与废气均匀混合，而且顺流的方式可避免废气或氧化剂倒灌；氧化剂混流装置设置多个氧化剂喷射口，使氧化剂喷射流速瞬间增大，便于与废气瞬间接触混合，提高混合效率；

3、氧化反应塔，选用液相强氧化剂对废气进行二次氧化；氧化反应塔内设置独立的烟道，使废气进入塔内先向下通过液相强氧化剂池进行洗涤氧化，之后，再通过设置好的流道向上进入喷淋氧化层；在喷淋氧化层内设置有逆向喷嘴，液相氧化剂经喷嘴雾化后，与逆向流动的废气发生接触氧化；喷淋氧化层设置有多层填料，大大增加废气反应面积，提高氧化效率；

4、喷淋吸收塔，设置有中和反应区，而且中和反应区内设置多层逆向喷嘴，使中和药剂与废气逆向流动充分接触，发生中和吸收反应；中和反应区上方设置有除雾区，除去废气中水分，降低废气带水量；除雾区采用旋流结构，使废气进入旋流风道后绕风道壁旋转，利用离心力将水分分离，起到高效除雾的作用；

5、plc智能操作控制系统，对系统运行进行全过程智能监测控制；根据每个检测元件的反馈信号，适时调整氧化剂添加量、中和药剂的添加量，保证治理之后的洁净烟气达标排放，无需人工参与，稳定可靠；

6、物联网远程控制系统，选用最先进的5g通讯和物联网技术，使plc智能操作控制系统与云服务器相连，再通过5g通讯技术，实现移动终端的远程监测、控制；所述云服务器可以多个地方的系统互联，在5g高数据传输技术的作用下，实现系统数据高速互联的功能，保证检测人员可以在任何地方，任何地点监测、控制系统的运行情况，便捷、高效。

综上所述，本方案提供的多级氧化喷淋吸收烟气综合治理系统主要包含：余热回收装置、氧化剂混流装置、氧化反应塔、喷淋吸收塔、氧化剂发生器、plc智能操作控制系统、以及物联网远程控制系统等。其核心在于：余热回收装置利用涡流管式换热器对废气进行余热回收，节约能源；氧化剂混流装置将氧化剂均匀混入废气管道，使氧化剂与废气充分混合接触反应，提高反应效率；氧化反应塔包括液相氧化剂洗浴接触反应和逆流多层喷淋反应，彻底将废气氧化治理；喷淋吸收塔使氧化之后的废气与吸收液充分接触，完全吸收，彻底治理废气，并设有除雾层去除废气中的水分，最终达标排放；plc智能操作控制系统对本系统运行进行全过程检测控制，根据各检测元件的反馈，实时控制参数，动态调整，不仅节约资源，而且可以保证系统稳定高效的运行，保证废气始终达标处理；物联网远程控制系统将plc智能操作控制系统与云服务器相连，实现管理员随时随地远程检测、查看、控制等目的，安全、高效、可靠。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。