专利名称：一种液相催化脱硝的烟气净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及环保设备，具体涉及的是一种燃煤烟气的脱硝装置。
背景技术：
我国是以煤炭为主要燃料的发展中国家，随着经济的快速发展，燃煤造成的环境 污染日趋严重，特别是燃煤烟气中的NO,，对大气的污染已成为一个不容忽视的问题。 目前，控制燃烧产生的N0X主要有燃烧前燃料脱氮、燃烧中改进燃烧方式和生产工 艺脱氮、锅炉烟气脱硝3种方法。燃料脱氮技术相关的报道还很少，有待进一步开发。燃烧 中改进燃烧方式和生产工艺脱氮技术，目前应用较多的是低NO,燃烧技术，但一般情况下低 N0X燃烧技术只能降低N0X排放的50%左右，而国内外对N0X排放的限制愈来愈严，因此要 进一步降低N0X的排放必须采用烟气脱硝技术。 烟气脱硝技术主要有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)和选 择性非催化还原与选择性催化还原联合法(SNCR-SCR)，皆是利用氨或尿素作还原剂，还原 产物是氮气。其中SCR法脱硝效率高，但其工艺和设备系统较复杂，催化剂昂贵、耗量大，装 置运行成本高；SNCR法工艺和设备系统较简单，装置运行成本不高，但脱硝效率不能保证。 SNCR-SCR法则结合了两者工艺的特点，有效降低了催化剂的耗量，但其总体结构仍较复杂， 还有着很大的改进空间。此外，上述三种工艺都需在高温(300°C)下反应，能耗过高。 因此开发一种脱硝效率高、反应条件温和、能耗较低且系统结构简捷的烟气脱硝 装置就有着很强的现实意义和推广价值。
实用新型内容1、实用新型目的 本实用新型的目的是公开一种液相催化脱除烟气中N0X的装置。采用该装置能有 效提高脱硝效率、降低氨的耗量，同时系统结构简化、运行成本低廉。脱硝副产物硝酸铵还 具有较高的经济价值。 2、技术方案 —种液相催化脱硝的烟气净化装置，它包括吸收塔，吸收塔的顶部设有烟气出口 ， 内部自上而下设置有水洗除雾段、吸收段和氧化段；所述的吸收段的下部设置有烟气入口， 上部设置有催化剂层，在催化剂层上部设置有脱硝喷淋层，下部设置有吸收脱硫喷淋层；所 述的氧化段设置有脱硝循环层和脱硫循环层，通过管路分别与脱硝喷淋层、脱硫喷淋层相 通。 本实用新型所述的喷淋层有四层，从下而上分为吸收脱硝喷淋层、一级脱硫喷淋
层、二级脱硫喷淋层和催化脱硝喷淋层。 本实用新型所述的脱硝循环层设置有循环泵与吸收脱硝喷淋层相通，脱硫循环层
设置有两个循环泵，分别和一级脱硫喷淋层、二级脱硫喷淋层相通，氧化层设置有循环泵， 与催化脱硝层相通，[0012] 本实用新型所述的水洗除雾段包括除雾器、水喷淋层和水洗层。 本实用新型所述的氧化段底部为氧化层，设置有空气分布器、氧化空气和吸收剂
氨的入口。 3、有益效果 (1)本实用新型与氨法烟气脱硫技术结合，仅在吸收塔上设置一段催化脱硝段便 可达到55%以上的脱硝效率(大于SNCR的脱硝率)，使氨法脱硫与脱硝一体化，投资及运 行成本大幅度降低； (2)本实用新型先利用脱硫中间产物部分脱硝(脱硝率20% 30% )，再利用液 相催化进一步脱硝，因此氨耗较低； (3)本实用新型的N0X部分被还原为N2随净烟气排出，其余的则被氧化为HN03并 转化为硝酸铵，可实现脱硫脱硝产物的无害化和资源化利用。 (4)本实用新型投资小、能耗低、系统结构简单、运行成本低，同时在低氨耗的情况 下，脱硝率也可达55%以上。
图1为本实用新型的结构示意图 其中，10-吸收塔；ll-烟气入口 ；12-净烟气出口 ；20-水洗除雾段；21-除雾 层；22-水喷淋层；23-水洗层；30-吸收段；31_吸收脱硝喷淋层；32_ —级脱硫喷淋层， 33- 二级脱硫喷淋层；34-催化脱硝喷淋层；35-催化剂层；40-氧化段；41-吸收脱硝循环 层；42-脱硫循环层；43-空气分布器；44-氧化空气和吸收剂入口 ；51、52、53、54_循环泵； 55-出料泵。
具体实施方式如图l，一种液相催化脱硝的烟气净化装置，它包括吸收塔IO，吸收塔的顶部设有 烟气出口 12，内部自上而下设置有水洗除雾段20、吸收段30和氧化段40 ;吸收段30的下 部设置有烟气入口 11，上部设置有四层喷淋层，从下而上为吸收脱硝喷淋层31、一级脱硫 喷淋层32、二级脱硫喷淋层33和催化脱硝喷淋层34，在二级脱硫喷淋层33和催化脱硝喷 淋层34之间设有催化剂层35 ;氧化段40的上部为吸收脱硝循环层41，中部为脱硫循环层 42，底部为氧化层，各层通过各自循环管路与吸收段不同位置的喷淋层相通，吸收脱硝循环 层41设置有循环泵51，与吸收脱硝喷淋层31相通，脱硫循环层42设置有两个循环泵52、 53，分别和一级脱硫喷淋层32、二级脱硫喷淋层33相通，氧化层设置有循环泵54，与催化脱 硝喷淋层34相通。氧化空气和吸收剂氨入口 44在氧化段40底部；水洗除雾段20主要由 除雾器21、水喷淋层22和水洗层23构成。 引风机输送的烟气从吸收塔10的烟气入口 11进入吸收段30，与来自吸收脱硝喷 淋层31及一级脱硫喷淋层32，二级脱硫喷淋层33的吸收液进行接触，脱硝并脱硫，同时烟 气被降温到7(TC以下。为保证脱硫脱硝效率，烟气与吸收液的接触吸收需保持较大的液气 比，本装置一般控制在l : 2500以上，且应按流场分布要求分层布置。三个喷淋层，喷淋层 间距应在1 3米，喷淋层喷头布置呈一定角度的交错，每层喷淋覆盖率大于110%。每层 喷淋层对应一台循环泵，循环泵从吸收塔的氧化段不同部分抽取循环吸收液。[0023] 烟气继续上行与催化脱硝喷淋层34喷射的吸收液在催化剂层35表面进行充分接 触，在催化剂的作用下利用吸收液中的溶解氧及烟气中剩余氧催化氧化NO并转化为HN03。 为保证氧的溶解度和催化剂的活性，需控制吸收液pH值在4. 5 6. 5之间，并保持较大的 液气比，一般在l : 1500以上。液相催化所用催化剂由活性成分与惰性载体组成，气相和 液相中的NO在催化剂表面进行氧化反应生成N02。其中活性成分由几种金属化合物组成， 惰性载体以二氧化硅为主。 脱硫脱硝后的烟气进入上部的水洗除雾段20，经水洗层23、水喷淋层22，吸收除 去烟气中未被反应的氨，然后通过除雾层21，除雾后从出口 12排出净烟气。塔下部的氧化 段40的上部为吸收脱硝循环层41，中部为脱硫循环层42，底部为氧化层，为防止溶液返混， 各层之间可用开孔率大于35%的筛板、格栅等进行分离，氧化层还设有空气分布器43。 塔内吸收了二氧化硫和氮氧化物的吸收液含有大量亚硫酸(氢)铵及一定量的 丽03，吸收液因重力作用下降而集于吸收塔10的下部氧化段40，在该段内主要实现亚硫铵 的氧化和HN03的氨化，氧化段的上部为吸收脱硝循环层41，中部为脱硫循环层42，底部为 氧化层，各层通过各自循环管路与吸收段喷淋层相通。为防止溶液返混，各层之间可用开孔 率大于35%的筛板、格栅等进行分离。吸收脱硝循环层41应控制氧化率小于95%、 pH值 在3. 5-5. 5之间，高度为lm 6m，尤以1. 5m 2. 5m为佳；脱硫循环层42应控制氧化率大 于95%、 pH值在4. 5 5. 8之间，高度为2m 7m，尤以3m 5m为佳。氧化层42应控制 氧化率大于98 % 、 pH值在4. 8 6. 6之间，高度为lm 6m，尤以2. 5m 4. 5m为佳。 氧化空气及脱硫剂氨从44输入下部空气分布器43加入，充分利用烟气中剩余氧 的自然氧化和辅助以空气对亚硫酸(氢)铵进行强制氧化生成硫酸铵。并在硫铵溶液中实 现HN03的氨化吸收，转化为NH4N03。氧化层料液达到一定浓度后，由出料泵55输送至后系 统经常规处理即可制得硫铵和硝铵商品化肥。
权利要求一种液相催化脱硝的烟气净化装置，包括吸收塔，吸收塔的顶部设有烟气出口(12)，其特征在于吸收塔的内部自上而下设置有水洗除雾段(20)、吸收段(30)和氧化段(40)；所述的吸收段(30)的下部设置有烟气入口(11)，上部设置有催化剂层(35)，在催化剂层(35)上部设置有脱硝喷淋层，下部设置有吸收脱硫喷淋层；所述的氧化段(40)设置有吸收脱硝循环层(41)和脱硫循环层(42)，通过管路分别与吸收脱硝喷淋层、脱硫喷淋层相通。
2. 根据权利要求l所述的烟气净化装置，其特征在于所述的喷淋层有四层，从下而上分为吸收脱硝喷淋层(31)、一级脱硫喷淋层(32)、二级脱硫喷淋层(33)和催化脱硝喷淋层 (34)。
3. 根据权利要求1或2所述的烟气净化装置，其特征在于所述的吸收脱硝循环层(41) 设置有循环泵(51)与吸收脱硝喷淋层(31)相通，脱硫循环层(42)设置有两个循环 泵(52、53)，分别和一级脱硫喷淋层(32)、二级脱硫喷淋层(33)相通，氧化段(40)设置有 循环泵(54)，与催化脱硝层(34)相通。
4. 根据权利要求1所述的烟气净化装置，其特征在于所述的水洗除雾段(20)包括除 雾器(21)、水喷淋层(22)和水洗层(23)。
5.根据权利要求1所述的烟气净化装置，其特征在于所述的氧化段(40)底部为氧化 层，设置有空气分布器(43)、氧化空气和吸收剂氨的入口 (44)。
专利摘要一种液相催化脱硝的烟气净化装置，该实用新型涉及环保设备，具体涉及的是一种燃煤烟气的脱硝装置。它包括吸收塔，吸收塔的顶部设有烟气出口，内部自上而下设置有水洗除雾段、吸收段和氧化段；所述的吸收段的下部设置有烟气入口，上部设置有脱硫喷淋层和脱硝喷淋层，在所述的先经过脱硫喷淋层，再经过脱硝喷淋层之间设有催化剂层设有催化剂层；所述的氧化段设置有脱硝循环层和脱硫循环层，通过管路分别与脱硝喷淋层、脱硫喷淋层相通。本实用新型公开一种液相催化脱除烟气中NOx的装置，采用该装置能有效提高脱硝效率、降低氨的耗量，同时系统结构简化、运行成本低廉。脱硝副产物硝酸铵还具有较高的经济价值。
文档编号B01D53/78GK201529487SQ20092025673
公开日2010年7月21日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者傅国光, 张学辉, 徐长香, 罗静 申请人:江苏新世纪江南环保有限公司