一种锅炉烟气脱硫脱氮装置的制作方法

本实用新型涉及烟气净化设备领域，具体涉及一种锅炉烟气脱硫脱氮装置。

背景技术：

局部的大气污染和全球气候的变化，引起了人们对生存环境和健康安全的广泛关注，低碳经济在国际上已成为探讨的热点。近年来，由于电站锅炉、工业锅炉和民用锅炉的数量大幅提高，燃煤烟气污染物排放量呈现爆发式增长，在我国局部地区因煤燃烧造成的大气污染如酸雨等，给当地的生态环境和居民的健康带来巨大危害。燃煤烟气污染物主要为二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOX），烟气污染物对人体健康和环境有很大危害。酸雨具有腐蚀性，是目前大气污染引起的主要环境问题之一，危害极其广泛。

现有的锅炉烟气脱硫脱硝技术不仅脱除效率与新的环保要求差距越来越大，设备的投资成本和占地面积大，操作和流程复杂，而且功耗高、运行费用高。光催化氧化技术具有反应条件温和、能耗低、二次污染少等优点，在环境污染物降解方面的研究，越来越引起人们的关注，但目前光催化氧化处理烟气污染物还局限于低浓度污染物的处理，对于高浓度污染物的处理效率不高。随着火电厂大气污染物排放新标准的实施，烟气脱硫脱氮的形势日益严峻，提供一种锅炉烟气脱硫脱氮装置，能有效解决现有脱硫脱氮装置的问题，加快我国烟气除尘技术和产业发展已刻不容缓。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种锅炉烟气脱硫脱氮装置，不仅自动化程度高，操作简便，投资成本低，而且对锅炉烟气中二氧化硫和氮氧化物的脱除效率高，无二次污染。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种锅炉烟气脱硫脱氮装置，包括光催化反应器、氨水收集槽和循环泵，光催化反应器的液相出口通过管道与氨水收集槽连通，循环泵两端分别与氨水收集槽和光催化反应器的液相入口连通；

所述的光催化反应器内部至少设有一个光催化反应管和喷洒头，光催化反应管两端与光催化反应器内壁连接，喷洒头与光催化反应器的液相入口连通，光催化反应器的下部设有烟气入口，光催化反应器的上部设有烟气出口；

所述的光催化反应管采用石英管制成，其内部设有紫外光源，光催化反应管的表面涂覆有光催化剂。

优选的方案中，所述的光催化反应器包括两个以上，各光催化反应器的烟气入口、烟气出口通过串联或并联的方式连接。

优选的方案中，还包括控制系统，所述的控制系统包括PLC控制器和烟气在线分析仪，烟气在线分析仪的取样管与烟气出口连通，PLC控制器分别与烟气在线分析仪、光催化反应管和循环泵电连接。

优选的方案中，所述的控制系统还包括安装在光催化反应器上的压力传感器和报警装置，压力传感器和报警装置分别与PLC控制器电连接。

优选的方案中，所述的光催化反应器下部设有烟气过滤网，用于过滤烟气中的大颗粒和烟气的均匀分布。

优选的方案中，所述的光催化反应器的内壁设有紫外线反射材料，用于提高紫外光源的辐射度，使光催化反应器中紫外光线得到最大限度的利用。

优选的方案中，所述的光催化反应管表面涂覆的光催化剂为锐钛矿结构或金红石结构的二氧化钛。

优选的方案中，所述的光催化反应管在光催化反应器内交错排列。

优选的方案中，所述的喷洒头为超声波雾化喷嘴，分布在光催化反应器的顶部和/或侧壁。

优选的方案中，还包括蒸发结晶装置，蒸发结晶装置的物料入口与氨水收集槽连通。

本实用新型提供一种锅炉烟气脱硫脱氮装置，采用上述结构，利用紫外光和光催化反应管表面涂覆的光催化剂对烟气中的二氧化硫和氮氧化物进行氧化，再喷洒氨水对光催化的氧化产物进行吸收脱除，最后通过蒸发结晶装置将脱除产物进行回收，可作为农用肥料或工业原料使用，变废为宝，有利于资源化利用，具有明显的社会环境和经济效益。本实用新型利用烟气在线分析仪实时监测净化烟气中二氧化硫和氮氧化物的含量，自动调整紫外光源和循环泵的工作状态，不仅自动化程度高、操作简便、实用性强，投资省、运行费用低，而且对锅炉烟气中二氧化硫和氮氧化物的脱除效率高，无二次污染。此外，该装置不局限于锅炉烟气的脱硫脱氮，还适用于其它烟气的脱硫脱氮，应用范围广泛。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实施例的结构示意图；

图2为本实用新型中光催化反应器的结构示意图；

图3为本实用新型的控制结构示意图；

图中：光催化反应器1，氨水收集槽2，循环泵3，液相出口4，液相入口5，光催化反应管6，喷洒头7，烟气入口8，烟气出口9，PLC控制器10，烟气在线分析仪11，压力传感器12，报警装置13，烟气过滤网14，蒸发结晶装置15。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例对本实用新型作进一步详细的说明，实施例仅用于说明本实用新型，不限于本实用新型的范围。

如图1-3中，一种锅炉烟气脱硫脱氮装置，包括光催化反应器1、氨水收集槽2和循环泵3，光催化反应器1的液相出口4通过管道与氨水收集槽2连通，循环泵3两端分别与氨水收集槽2和光催化反应器1的液相入口5连通，氨水收集槽2上部设有氨水加料口，可利用其它工序的富余氨水，实现资源的循环利用；

所述的光催化反应器1内部至少设有一个光催化反应管6和喷洒头7，光催化反应管6两端与光催化反应器1内壁连接，喷洒头7与光催化反应器1的液相入口5连通，光催化反应器1的下部设有烟气入口8，光催化反应器1的上部设有烟气出口9；

所述的光催化反应管6采用石英管制成，其内部设有紫外光源，光催化反应管6的表面涂覆有光催化剂。

优选的方案中，所述的光催化反应器1为两个，第一光催化反应器的烟气出口9与第二光催化反应器的烟气入口8连接，两个光催化反应器串联，进一步提高对烟气中的二氧化硫和氮氧化物的脱除率。

优选的方案中，还包括控制系统，所述的控制系统包括PLC控制器10和烟气在线分析仪11，烟气在线分析仪11的取样管与烟气出口连通，PLC控制器10分别与烟气在线分析仪11、光催化反应管6和循环泵3电连接。利用烟气在线分析仪11实时监测净化烟气中二氧化硫和氮氧化物的含量，通过PLC控制器10自动调整紫外光源和循环泵的工作状态，当净化烟气中二氧化硫和氮氧化物的含量超过预设的阀值，逐渐增加紫外光源的发光强度和循环泵的流量，当净化烟气中二氧化硫和氮氧化物的含量低于预设的阀值，逐渐降低紫外光源的发光强度和循环泵的流量，不仅提高装置的自动化程度，而且在满足排放标准的前提下节能环保。

优选的方案中，所述的控制系统还包括安装在光催化反应器1上的压力传感器12和报警装置13，压力传感器12和报警装置13分别与PLC控制器10电连接。压力传感器12将光催化反应器1内压力信号传输至PLC控制器10，当压力超过用户预设阀值，PLC控制器10将报警信号传递至报警装置13，控制报警装置13进行报警，以防止光催化反应器因堵塞导致压力过大发生爆炸，压力传感器12和报警装置13可消除生产设备的安全隐患，保障生产设备的安全稳定运行。

优选的方案中，所述的光催化反应器1下部设有烟气过滤网14，用于过滤烟气中的大颗粒和烟气的均匀分布，避免烟气中的灰尘颗粒对光催化反应管6造成损坏，均匀分布有利于提高装置脱硫脱氮的效率。烟气过滤网14为双层聚偏氟乙烯过滤网，具有耐酸、耐碱、耐高温，使用寿命长，综合使用效果好等特点。

优选的方案中，所述的光催化反应器1内衬铝箔作为紫外线反射材料，对紫外线的反射率达90%以上，用于提高紫外光源的辐射度，使光催化反应器1中紫外光线得到最大限度的利用。

优选的方案中，所述的光催化反应管6表面涂覆的光催化剂为锐钛矿结构或金红石结构的二氧化钛，采用纳米二氧化钛作为光催化剂，利用紫外光激发产生电子跃迁，将烟气中的二氧化硫和氮氧化物迅速氧化。将光催化剂涂覆在光催化反应管的表面，有利于光催化剂充分吸收光催化反应管内紫外光源的紫外线，进而提高装置脱硫脱氮的效率。

优选的方案中，所述的光催化反应管6在光催化反应器1内交错排列，不仅便于烟气与光催化反应管表面的光催化剂接触，而且交错排列的结构能改变烟气在光催化反应器1内的流向分布，延长烟气在光催化反应器1内的停留时间，有利于提高装置脱硫脱氮的效率。

优选的方案中，所述的喷洒头7为超声波雾化喷嘴，分布在光催化反应器1的顶部和/或侧壁。利用超声波将的氨水破碎成小雾滴，达到最大雾化效果，可根据实际需要将超声波雾化喷嘴安装在光催化反应器1的顶部和侧壁，通过多层次全方位的喷洒，确保氨水与烟气充分接触，以提高装置脱硫脱氮的效率。当采用15%的氨水进行喷洒，对锅炉烟气中二氧化硫和氮氧化物的脱除效率分别高达91%和73%。

优选的方案中，还包括蒸发结晶装置15，蒸发结晶装置15的物料入口与氨水收集槽2连通。通过蒸发结晶装置15将脱除产物进行回收得到硝酸铵和硫酸铵微粒，可作为农用肥料或工业原料使用，变废为宝，有利于资源化利用。在解决污染的同时，又综合利用硫、氮资源，是一项化害为利的烟气脱硫脱氮装置，具有明显的社会环境和经济效益。

本实用新型提供一种锅炉烟气脱硫脱氮装置，包括光催化反应器、氨水收集槽和循环泵，光催化反应器的液相出口通过管道与氨水收集槽连通，循环泵两端分别与氨水收集槽和光催化反应器的液相入口连通，光催化反应器内部设有一个以上的光催化反应管和喷洒头，光催化反应管内设有紫外光源，光催化反应管的表面涂覆有光催化剂。利用紫外光和光催化反应管表面涂覆的光催化剂对烟气中的二氧化硫和氮氧化物进行氧化，再喷洒氨水对光催化的氧化产物进行吸收脱除，最后通过蒸发结晶装置将脱除产物进行回收，变废为宝，有利于资源化利用。本实用新型利用烟气在线分析仪实时监测净化烟气中二氧化硫和氮氧化物的含量，自动调整紫外光源和循环泵的工作状态，不仅自动化程度高、操作简便、实用性强，而且对锅炉烟气中二氧化硫和氮氧化物的脱除效率高，无二次污染。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。