一种海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化装置，包括烟气以横向“S”形通过的烟气调温调质室、生物脱硫室、生物脱硝室；所述烟气调温调质室上部侧壁的开口与生物脱硫室上部侧壁的开口相互连通；所述生物脱硫室下部侧壁的开口与生物脱硝室下部侧壁的开口相互连通；所述生物脱硝室的顶部侧壁设置有烟气出口。本装置结构上相互独立，工艺上又相互关联且顺序不应变换。本装置实现了降温、除尘、预脱硫、脱硫、脱硝多功能一体化，解决了高硫状况下硫中毒问题，装置简单紧凑，结构布局合理，占用空间较小，与现有单一的海水脱硫法或单一的生物法专利相比功能更为齐全，高效易行。
【专利说明】一种海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及烟气脱硫装置，尤其涉及一种海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化
装置。
【背景技术】
[0002]工业烟气中SO2和NOx造成的污染是当前大气环境的主要问题，直接制约经济协调稳定发展，危害人类生活健康。经过人们长时期的努力，在SO2减排方面已经取得了初步的成效。但严峻的空气污染形势并没有得到根本性的改观。随着世界各国人们环保意识的提高，国际社会上关于大气环保立法也日趋严格，人们迫切需要研究出新的工艺技术同时脱除S0JPN0X。目前，在一些大工业烟气排放行业譬如电力、水泥、冶金、船舶等都面临着严峻的减排形势。在电力行业，一些燃煤机组分别建设脱硫塔和脱硝塔，不仅一次建设成本高，而且维持运行费用较大，即利用现有的技术进行烟气脱硫脱硝装置的建设及改造需要很高的经济成本。因此，研究一种新型高效的脱硫脱硝一体化装置十分必要。
[0003]在脱硫脱硝的方法中，生物法净化技术以其成本低、效率高、无二次污染的特点而具有着良好的应用前景。现有的烟气生物法净化技术以脱硝为主，研究人员提出了不同形式的生物脱硝塔建设方法，这些方法中绝大部分都着眼于怎样提高脱硝效率，基本形式都是将两个或多个相同的生物填料在不同空间简单叠加，多次净化，期待依此来实现效率的提高。不过，烟气中的氮氧化物主要以难溶于水的NO的形式存在，NO很难进入到液相介质中，而微生物表面的吸附能力也很低，NO也就很难与生物质接触，无法有效地与微生物进行生化反应并转化，使得NO的实际净化效率很低。另外在生物法脱硫脱硝一体化方面，也有研究人员提出在同一培养基中同时培养脱硫和脱硝的两种菌落，但是两种不同的菌落对于温度、PH等理化性质以及营养物的要求一般不同，从而导致很难使脱硫脱硝效率同时达到最高。还有研究发现，当烟气含硫量过高时，很容易导致菌种中毒而失效。并且当前的一些方法在进行生物吸收之前需要额外的烟气冷却装置，以致能耗偏高甚至存在二次污染。
[0004]与此同时，海水脱硫技术具有原料价廉、工艺简单、运行可靠等优点。在沿海地区的电厂、钢铁厂以及大型船舶烟气处理问题，都可以引进海水脱硫技术。经过理论计算和实际应用中发现，若单纯地依赖海水脱硫装置将烟气中的SO2处理到90%以上，需要的海水量巨大。此外，海水脱硫法需要较大的曝气池处理排出的含有不稳定盐的海水，这就使得在船舶以及没有较大空间的工厂使用海水法存在局限性。由此可知尽管传统的海水脱硫工艺已经得到应用，但是存在的海水耗量大，吸收塔所用填料价格贵且消耗大，系统运行成本高等问题依然不容忽视。
[0005]因此，开发出一种新型海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化装置具有重要意义。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、布局合理、低耗能、功能齐全的海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化装置。[0007]本实用新型通过下述技术方案实现:
[0008]一种海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化装置，包括烟气调温调质室1、生物脱硫室I1、生物脱硝室III;所述烟气调温调质室I上部侧壁的开口与生物脱硫室II上部侧壁的开口相互连通；所述生物脱硫室II下部侧壁的开口与生物脱硝室III下部侧壁的开口相互连通；所述生物脱硝室III的顶部侧壁设置有烟气出口 23 ；
[0009]所述烟气调温调质室I的底部设有海水出口 I和鼓气口 2 ;所述烟气调温调质室I的中部的侧壁设有烟气入口 3 ;在烟气调温调质室I内的上部侧壁开口的下方设置有雾化喷嘴6，雾化喷嘴6与一个具有海水入口 4的海水分配器5连接；在烟气调温调质室I的内顶壁上设置有调温区传感器8，调温区传感器8与海水分配器5之间设置有一个海水供应控制系统7 ；
[0010]所述生物脱硫室II的中部设置有生物脱硫填料层10，所述生物脱硫填料层10的夹层内设置有带喷嘴阵列的脱硫细菌培养液分配器11 ;所述生物脱硫室II的底部装有脱硫细菌培养液13，所述生物脱硫室II内还设有一个用于将脱硫细菌培养液13输送至脱硫细菌培养液分配器11的脱硫细菌培养液鼓液泵12 ；
[0011]所述生物脱硝室III中部设置有生物脱硝填料层21，所述生物脱硝填料层21的夹层内设置有带喷嘴阵列的脱硝细菌培养液分配器20 ;所述生物脱硝室III的底部装有脱硝细菌培养液16，所述生物脱硝室III内还设有一个将脱硝细菌培养液16输送至脱硝细菌培养液分配器20的脱硝细菌培养液鼓液泵18。
[0012]所述生物脱硫室II和生物脱硝室III的底部设置有控制阀14、17。
[0013]所述生物脱硫室II的底部设置有脱硫区传感器15 ;所述生物脱硝室III的底部设置有脱硝区传感器19。
[0014]所述生物脱硫室II和生物脱硝室III的顶部还设置有一个活动顶盖9、22。
[0015]相对于现有技术，本实用新型具有如下优点和有益效果:
[0016](I)本实用新型所述的烟气调温调质室1、生物脱硫室I1、生物脱硝室III构成一个“S”烟气轨迹通道，烟气在装置内部停留时间较长，实现了降温、除尘、预脱硫、脱硫、脱硝多功能一体化，装置简单紧凑，结构布局合理，占用空间较小，与现有单纯的海水脱硫法或单纯的生物法相比功能更为齐全，高效易行。
[0017](2)烟气调温调质室I使用的是易于获取的海水，它不仅可以调节烟气温度以利于生物脱硫脱硝，而且还除去烟气中的粉尘防止堵塞生物脱硫填料层，同时还可以对烟气中的S02实现部分预脱除，巧妙地解决了菌落易发生硫中毒的难题。
[0018](3)与普通的海水法相比，本装置整体不需要大量的海水就能实现高效的脱硫效率，并且在烟气调温调质室提供有鼓气口，可以鼓入空气，将烟气溶在海水中的亚硫酸盐氧化，起到曝气池的作用，减少了占地面积。另外通过调节进气量就可以使进入生物脱硫室II气体的温度和含氧量达到菌落脱硫脱硝所需的最佳环境条件。
[0019](4)由于在烟气调温调质室已经除去部分SO2，在生物脱硫室II对烟气中SO2再次进行高效的脱除，能够较好地实现多级脱硫，符合环保深度脱硫的严格要求。
[0020](5)本装置更加简单易行。对海水喷淋量的控制即可实现对进入生物反应区(即:生物脱硫室I1、生物脱硝室III)的烟气的温度和湿度的调节；通过生物脱硫室II和生物脱硝室III底部的传感器，即可准确监测生物反应区内部情况，易于及时更换培养液。[0021](6)实现了生物法烟气脱硫脱硝一体化，较之于现有在同一培养中同时培养脱硫菌落和脱硝菌落的方法，本专利能分别控制生物反应区的环境，降低了菌落培养难度，使两个生物反应区内的微生物达到所需的最佳条件更加简单可行。
[0022]本专利采用简便易行的技术手段，具有积极且实用的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
[0025]实施例
[0026]如图1所示。本实用新型海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化装置，包括烟气调温调质室1、生物脱硫室I1、生物脱硝室III ;所述烟气调温调质室I上部侧壁的开口与生物脱硫室II上部侧壁的开口相互连通；所述生物脱硫室II下部侧壁的开口与生物脱硝室III下部侧壁的开口相互连通；所述生物脱硝室III的顶部侧壁设置有烟气出口 23 ；
[0027]所述烟气调温调质室I的底部设有海水出口 I和鼓气口 2 ;所述烟气调温调质室I的中部的侧壁设有烟气入口 3 ;在烟气调温调质室I内的上部侧壁开口的下方设置有雾化喷嘴6，雾化喷嘴6与一个具有海水入口 4的海水分配器5连接；在烟气调温调质室I的内顶壁上设置有调温区传感器8，调温区传感器8与海水分配器5之间设置有一个海水供应控制系统7 ；
[0028]所述生物脱硫室II的中部设置有生物脱硫填料层10，所述生物脱硫填料层10的夹层内设置有带喷嘴阵列的脱硫细菌培养液分配器11 ;所述生物脱硫室II的底部装有脱硫细菌培养液13，所述生物脱硫室II内还设有一个用于将脱硫细菌培养液13输送至脱硫细菌培养液分配器11的脱硫细菌培养液鼓液泵12 ；
[0029]所述生物脱硝室III中部设置有生物脱硝填料层21，所述生物脱硝填料层21的夹层内设置有带喷嘴阵列的脱硝细菌培养液分配器20 ;所述生物脱硝室III的底部装有脱硝细菌培养液16，所述生物脱硝室III内还设有一个将脱硝细菌培养液16输送至脱硝细菌培养液分配器20的脱硝细菌培养液鼓液泵18。
[0030]所述生物脱硫室II和生物脱硝室III的底部设置有控制阀14、17。
[0031]所述生物脱硫室II的底部设置有脱硫区传感器15 ;所述生物脱硝室III的底部设置有脱硝区传感器19。
[0032]所述生物脱硫室II和生物脱硝室III的顶部还设置有一个活动顶盖9、22。
[0033]下面以本装置使用在大型船舶上进行烟气脱硫脱硝为实例，简述其工作原理如下:
[0034]待处理烟气经烟气进口 3进入烟气调温调质室I时，雾化喷嘴5(也可以是一个喷嘴阵列)喷淋的海水对烟气起到调质调温作用，这种作用体现在:除去烟气当中的粉尘、初步脱去部分SO2、降低烟气温度至40度左右，与此同时，空气经鼓气口 2进入烟气调温调质室I，可以对海水中溶有的不稳定亚硝酸盐进行氧化，防止其污染环境，此处起到了微型曝气池的作用，海水经过鼓气处理后排入大海。由鼓气口 2进入的空气可以将烟气中的NO氧化，同时调节烟气中的含氧量。在烟气调温调质室I的顶部布置的传感器8可以实时测量烟气的温度，海水供应控制系统7依据设定的温度调节供应的海水量，从而达到自动对烟气调温调质的作用，使得进入生物脱硫室II的烟气满足温度条件。
[0035]烟气进入所述生物脱硫室II之后，自上而下进入生物脱硫填料层10。脱硫细菌培养液分配器11喷淋在生物脱硫填料层10中的培养液形成液膜，微生物在填料层内实现挂膜，在烟气通过的过程中实现脱去SO2，所述脱硫细菌培养液鼓液泵12可以将底部培养液再次送至脱硫细菌培养液分配器11喷淋至生物脱硫填料层10循环使用。下部设置的脱硫区传感器15可以监测脱硫细菌培养液13的理化条件，从而确定生物脱硫填料层10中的脱硫情况，当培养液循环使用一段时间后，由控制阀14排出，并再送入新的脱硫细菌培养液13。
[0036]与所述生物脱硫室II类似的，所述生物脱硝室III可以脱除自下而上进入的烟气中的NOx。烟气从生物脱硫室II进入生物脱硝室III，首先进入生物脱硝填料层21，挂膜在生物脱硝填料层21上的脱硝菌落将NOx转化为自身成分或者异化为硝酸盐(依据所用菌落为硝化菌落或反硝化菌落而定)，所述生物脱硝室III内部的温度、湿度等理化环境同样可以由脱硝区传感器19测定。控制脱硝细菌培养液16排除和送入，以保证微生物能够在最高效的状态进行脱硝。
[0037]烟气最终经烟气出口 23进入烟囱排出，即完成脱硫脱硝工艺的所有吸收过程。
[0038]如上所述便可较好地实现本实用新型。
[0039]上述实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于包括烟气调温调质室、生物脱硫室、生物脱硝室；所述烟气调温调质室上部侧壁的开口与生物脱硫室上部侧壁的开口相互连通；所述生物脱硫室下部侧壁的开口与生物脱硝室下部侧壁的开口相互连通；所述生物脱硝室的顶部侧壁设置有烟气出口； 所述烟气调温调质室的底部设有海水出口和鼓气口 ；所述烟气调温调质室的中部的侧壁设有烟气入口 ；在烟气调温调质室内的上部侧壁开口的下方设置有雾化喷嘴，雾化喷嘴与一个具有海水入口的海水分配器连接；在烟气调温调质室的内顶壁上设置有调温区传感器，调温区传感器与海水分配器之间设置有一个海水供应控制系统； 所述生物脱硫室的中部设置有生物脱硫填料层，所述生物脱硫填料层的夹层内设置有带喷嘴阵列的脱硫细菌培养液分配器；所述生物脱硫室的底部装有脱硫细菌培养液，所述生物脱硫室内还设有一个用于将脱硫细菌培养液输送至脱硫细菌培养液分配器的脱硫细菌培养液鼓液泵； 所述生物脱硝室中部设置有生物脱硝填料层，所述生物脱硝填料层的夹层内设置有带喷嘴阵列的脱硝细菌培养液分配器；所述生物脱硝室的底部装有脱硝细菌培养液，所述生物脱硝室内还设有一个将脱硝细菌培养液输送至脱硝细菌培养液分配器的脱硝细菌培养液鼓液泵。
2.根据权利要求1所述的海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于:所述生物脱硫室和生物脱硝室的底部设置有控制阀。
3.根据权利要求1或2所述的海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于:所述生物脱硫室的底部设置有脱硫区传感器。
4.根据权利要求1或2所述的海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于:所述生物脱硝室的底部设置有脱硝区传感器。
5.根据权利要求1或2所述的海水和生物法烟气脱硫脱硝一体化装置，其特征在于:生物脱硫室和生物脱硝室的顶部还设置有活动顶盖。
【文档编号】B01D53/60GK203635056SQ201320758902
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】刘定平, 阚银辉, 肖尚 申请人:华南理工大学