一种处理含氮氧化物废气的装置的制作方法

1.本实用新型涉及废气处理技术领域，更具体的说，涉及一种处理含氮氧化物废气的装置。


背景技术：

2.金属溶液的制备是催化剂生产过程中的一个重要步骤。通过高品质的金属单质粉末与一定浓度的硝酸溶液反应，得到催化剂生产的金属溶液。浓硝酸稀释及金属溶解操作过程产生的废气中含有大量的氮氧化物。氮氧化物(nox)是严重的环境污染物，nox具有四大危害：对动物和人体造成危害，形成光化学烟雾，导致酸雨的形成，破坏臭氧层。
3.目前一般采用三塔液相循环吸收氮氧化物的方式来降低排放尾气中的氮氧化物含量。但为了长远发展，仍需进一步提高废气环保排放标准。
4.因此，进一步研究开发能提高环保要求，且系统能够稳定长周期运行的处理含氮氧化物废气的装置，属于本领域技术人员的一个长期研究课题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提出了一种处理含氮氧化物废气的装置，其具体技术方案如下：
6.一种处理含氮氧化物废气的装置，包括气液分离器、尿素溶液配置罐、尿素溶液给料罐、尿素溶液给料泵、换热器、电加热器、尿素喷射与混合器、反应器；
7.所述气液分离器上设有尾气流入口、分离液滴后的第一尾气流出口以及液滴排出口，所述第一尾气流出口通过管路连接所述换热器，经换热后的尾气从所述换热器上的第二尾气流出口流出；所述第二尾气流出口通过管路连接所述电加热器，经二次加热后的尾气从所述电加热器上的第三尾气流出口流出；所述第三尾气流出口通过管路连接所述尿素喷射与混合器，所述尿素喷射与混合器内设有喷射雾化尿素溶液的雾化器，高温尾气与尿素溶液被热解产生的氨气充分混合后从所述尿素喷射与混合器上的第四尾气流出口流出；所述第四尾气流出口通过管路连接所述反应器，高温尾气与氨气在所述反应器内反应生成无害的高温反应气，并从所述反应器上的第五尾气流出口流出；所述第五尾气流出口通过管路与所述换热器相连接，高温反应气进入所述换热器并降温后从所述换热器上的第六尾气流出口流出，排入大气；
8.所述尿素溶液配置罐以及所述尿素溶液给料罐内均设有蒸汽盘管加热器；所述尿素溶液配置罐上设有位于其上部的尿素投入口、脱盐水注入口以及位于其下部的第一尿素溶液流出口，尿素与脱盐水通过设于所述尿素溶液配置罐上的搅拌装置搅拌混合；所述第一尿素溶液流出口通过带阀门的管路连接位于其下方的所述尿素溶液给料罐，所述尿素溶液给料罐的下部设有第二尿素溶液流出口；所述第二尿素溶液流出口通过带阀门的管路连接所述尿素溶液给料泵，所述尿素溶液给料泵的出料口通过尿素溶液给料管道连接所述雾化器；所述尿素溶液给料管道上设有气动流量调节阀。
9.通过采用上述技术方案，本实用新型一种处理含氮氧化物废气的装置可以有效处理含有氮氧化物气体的废气，放空尾气达到环保高要求；可以保证系统稳定长周期运行，减少危险因素，提高工作环境安全性；同时还能够节能降耗，提高环保效益。
10.优选的，所述换热器为气-气板式换热器。
11.优选的，所述反应器内的环境温度为200℃～400℃。
12.优选的，所述第六尾气流出口处设有氮氧化物在线监测仪，系统可以通过其反馈的数据自动控制气动流量调节阀的开度，调节尿素溶液的流量。
13.优选的，所述蒸汽盘管加热器上设有加蒸汽阀，以便于对其进行调控，使尿素溶液配置罐以及尿素溶液给料罐的罐内温度维持在50℃以上。
14.优选的，所述尿素溶液给料泵的出料口还通过一带阀门的回流管路连接所述尿素溶液给料罐，该回流管路用以调控尿素溶液的流速和压力。
15.优选的，所述尿素溶液给料泵设有相并联的两套，其中一套开启时，另外一套则关闭备用。
16.优选的，所述尿素溶液配置罐与所述尿素溶液给料罐的底部均设有剩余尿素溶液排放口。
17.优选的，所述尿素溶液给料管道上还设有压力变送器，尿素溶液给料泵可通过压力变送器反馈的压力数据自动调节运行频率，保证尿素溶液给料管道内的压力均衡。
18.本实用新型可通过设置控制系统分别与各装置、各阀门以及监测设备进行电连接，以实现操作的自动化，达到方便快捷的效果。
附图说明
19.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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型一种处理含氮氧化物废气的装置的整体结构示意图。
21.图中：1-气液分离器，2-尿素溶液配置罐，3-尿素溶液给料罐，4-尿素溶液给料泵，5-换热器，6-电加热器，7-尿素喷射与混合器，8-反应器，9-尾气流入口，10-第一尾气流出口，11-液滴排出口，12-第二尾气流出口，13-第三尾气流出口，14-雾化器，15-第四尾气流出口，16-第五尾气流出口，17-第六尾气流出口，18-蒸汽盘管加热器，19-尿素投入口，20-第一尿素溶液流出口，21-搅拌装置，22-第二尿素溶液流出口，23-尿素溶液给料管道，24-气动流量调节阀，25-加蒸汽阀，26-回流管路，27-剩余尿素溶液排放口，28-压力变送器。
具体实施方式
22.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。
23.实施例：
24.如图1所示，本实用新型一种处理含氮氧化物废气的装置，包括气液分离器1、尿素溶液配置罐2、尿素溶液给料罐3、尿素溶液给料泵4、换热器5、电加热器6、尿素喷射与混合器7、反应器8。
25.具体的，
26.气液分离器1上设有尾气流入口9、分离液滴后的第一尾气流出口10以及液滴排出口11，第一尾气流出口10通过管路连接换热器5，经换热后的尾气从换热器5上的第二尾气流出口12流出；第二尾气流出口12通过管路连接电加热器6，经二次加热后的尾气从电加热器6上的第三尾气流出口13流出；第三尾气流出口13通过管路连接尿素喷射与混合器7，尿素喷射与混合器7内设有喷射雾化尿素溶液的雾化器14，高温尾气与尿素溶液被热解产生的氨气充分混合后从尿素喷射与混合器7上的第四尾气流出口15流出；第四尾气流出口15通过管路连接反应器8，高温尾气与氨气在反应器8内反应生成无害的高温反应气，并从反应器8上的第五尾气流出口16流出；第五尾气流出口16通过管路与换热器5相连接，高温反应气进入换热器5并降温后从换热器5上的第六尾气流出口17流出，排入大气。
27.尿素溶液配置罐2以及尿素溶液给料罐3内均设有蒸汽盘管加热器18，蒸汽盘管加热器18上设有加蒸汽阀25；尿素溶液配置罐2上设有位于其上部的尿素投入口19、脱盐水注入口以及位于其下部的第一尿素溶液流出口20，尿素与脱盐水通过设于尿素溶液配置罐2上的搅拌装置21搅拌混合均匀；第一尿素溶液流出口20通过带阀门的管路连接位于其下方的尿素溶液给料罐3，尿素溶液给料罐3的下部设有第二尿素溶液流出口22；第二尿素溶液流出口22通过带阀门的管路连接尿素溶液给料泵4，尿素溶液给料泵4的出料口通过尿素溶液给料管道23连接雾化器14；尿素溶液给料管道23上设有气动流量调节阀24。
28.本实施例中的换热器5优选为气-气板式换热器。反应器8内的环境温度为200℃～400℃。第六尾气流出口17处设有氮氧化物在线监测仪。
29.为了进一步优化本实施例的技术方案，尿素溶液给料泵4的出料口还通过一带阀门的回流管路26连接尿素溶液给料罐3，回流管路26上还可进一步设置方便对其进行检修的副线管路。
30.为了进一步优化本实施例的技术方案，尿素溶液给料泵4设有相并联的两套，其中一套开启时，另外一套则关闭备用。
31.为了进一步优化本实施例的技术方案，尿素溶液配置罐2与尿素溶液给料罐3的底部均设有剩余尿素溶液排放口27，两个剩余尿素溶液排放口27可通过管路汇总，使剩余尿素溶液排放入一个收集池内。
32.为了进一步优化本实施例的技术方案，尿素溶液给料管道23上还设有压力变送器28。
33.本实用新型装置还包括控制系统，控制系统分别与各装置、各阀门以及监测设备等进行电连接，实现装置的自动化控制。
34.本实用新型的工作过程为：
35.1、尿素溶液的配置：人工将尿素自c口投入尿素溶液配置罐2内，并注入脱盐水，采用脱盐水溶解尿素。配置的尿素溶液浓度为15％～20％，然后将尿素溶液输送入尿素溶液给料罐3内备用。尿素溶液配置罐2与尿素溶液给料罐3内设置有蒸汽盘管加热器18，当尿素溶液的温度低于50℃，自动开启加蒸汽阀25，大于70℃自动关闭加蒸汽阀25，使罐内尿素溶
液的温度维持在50℃以上。如图1所示，蒸汽盘管加热器18自a口送入热蒸汽，自b口排出凝液。
36.2、吸收塔排放的尾气，经减压后经a口进入气液分离器1，分离夹带液滴后进入气-气板式换热器，与来自反应器8的高温反应气换热升温，再经电加热器6加热升温。
37.3、尿素喷射与混合器7内雾化器14向尾气中喷射雾化尿素溶液，尿素溶液在尿素喷射与混合器7中被高温尾气热解，产生了氨气与二氧化碳，氨气和高温尾气充分混合后进入反应器8，在催化剂的作用下，高温尾气中的nox与氨气发生氧化还原反应，生成无害的氮气和水，高温反应气进入热交换器并降温到125℃后自b口排入烟囱，实现达标排放。
38.4、上述过程中，由尿素溶液给料罐3流出的尿素溶液经尿素溶液给料泵4加压后送至尿素喷射与混合器7内的雾化器14。尿素溶液给料管道23上设置有气动流量调节阀24和压力变送器28，第六尾气流出口17处设有氮氧化物在线监测仪，装置中的控制系统可以根据氮氧化物在线监测仪的反馈数据自动控制相应阀门的开度，达到调节尿素溶液的流量的目的。同时尿素溶液给料泵4通过压力变送器28反馈的压力数据自动调节运行频率，保证尿素溶液给料管道23内的压力均衡。整个过程操作自动化程度高，方便快捷。
39.本实用新型的工作原理是采用选择性催化还原法去除废气中的nox，具体为：
40.选择性催化还原法(selective catalytic reduction)(简称scr)是指在催化剂的作用下，以氨作为还原剂，“有选择性”的与尾气中nox反应，生成无毒无害的n2和h2o。其主要反应方程式为：
41.co(nh2)2+h2o＝2nh3+co2……
(尿素高温裂解)
42.no2+no+2nh3＝2n2+3h2o
43.4no+o2+4nh3＝4n2+6h2o
44.2no2+o2+4nh3＝3n2+6h2o
45.选择适当的催化剂可以使上述反应在200℃～400℃的温度范围内进行，并能有效地抑制副反应的发生。在nh3与no化学计量比适当的情况下，nox转化率可达到高达98％以上。
46.本实用新型装置能够有效处理含有氮氧化物气体的废气，放空尾气达到环保高要求。引入该装置可以通过较小的代价极大改善现场工作环境，提高生产效率，为生产安全提供必要的保障，节能降耗，提高环保效益。
47.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。