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CN105771579B - 烟气净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气净化系统，所述烟气净化系统包括氧化装置和吸收塔，所述氧化装置适于与烟气源相连以将烟气中的NOx和NHx氧化成NO2；所述吸收塔具有反应腔，所述反应腔的下部适于盛放NaOH溶液，所述反应腔与所述氧化装置连通以使从所述氧化装置输出的烟气中的NO2和SO2通过所述NaOH溶液净化，净化后的烟气从所述反应腔的净烟出口排出。根据本发明实施例的烟气净化系统，结构简单、占地小且可通过同一吸收塔同步吸收NO2和SO2。

Description

烟气净化系统
技术领域
本发明涉及环保净化领域，具体而言，涉及一种烟气净化系统。
背景技术
锅炉烟气或工业尾气污染治理技术较多，其中比较成熟、具有代表性的技术有：治理二氧化硫(SO2)污染的石灰石-石膏法、氨法、双碱法等湿法脱硫技术，这些湿法脱硫之后的净烟气中仍存在着未能完全去除的SO2、NOX、NH3 以及PM2.5气溶胶等。相关技术中，去除烟气中的SO2、NOX、NH3以及PM2.5 气溶胶的烟气净化系统，结构复杂，功能单一，且制造成本高，存在改进空间。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种结构简单、制造成本低且能同时去硫去硝的烟气净化系统。
为了实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种烟气净化系统，包括：氧化装置，所述氧化装置适于与烟气源相连以将烟气中的NOx和NHx氧化成 NO2；吸收塔，所述吸收塔具有反应腔，所述反应腔的下部适于盛放NaOH溶液，所述反应腔与所述氧化装置连通以使从所述氧化装置输出的烟气中的NO2和 SO2与所述NaOH溶液反应。
根据本发明实施例的烟气净化系统，先将烟气中的NOx和NHx通过氧化装置氧化成易溶于水的NO2，再使烟气中的NO2、SO2等有害气体通过反应腔中的NaOH溶液净化，由于NaOH具有极高的溶解性，用于去除烟气中的酸性气体反应效率极高，因此，只需要很低的液气比就可以达到很高的酸性气体去除率，净化效率高且净化效果好。此外，根据本发明实施例的烟气净化系统，通过一个吸收塔同步去除烟气中的NO2、SO2，结构简单、易操作、制造成本低、占地面积小、磨损小，可靠性高，并能节约大量的电能。
根据本发明的一个实施例，所述的烟气净化系统还包括：进烟管，所述进烟管连接在所述烟气源与所述反应腔之间，所述氧化装置设在所述进烟管上。
根据本发明的一个实施例，所述反应腔具有烟气进口，所述进烟管通过所述烟气进口与所述反应腔连通，所述烟气进口设在所述反应腔的侧壁上。
根据本发明的一个实施例，所述进烟管水平设置。
根据本发明的一个实施例，所述氧化装置通过氧化剂将烟气中的NOx和 NHx氧化成NO2，所述氧化剂包括臭氧和双氧水中的至少一种。
根据本发明的一个实施例，所述的烟气净化系统还包括喷淋装置，所述喷淋装置包括喷淋层和喷淋泵，所述喷淋泵将所述反应腔内的NaOH溶液从所述反应腔输送给所述喷淋层，所述喷淋层适于将雾化后的NaOH溶液喷入所述反应腔。
根据本发明的一个实施例，所述反应腔具有出液口，所述喷淋层与所述出液口通过液体输送管连通，所述喷淋泵设在所述液体输送管上。
根据本发明的一个实施例，所述的烟气净化系统还包括蓄能罐，所述蓄能罐设在所述液体输送管上，且连接在所述喷淋泵与所述喷淋层之间。
根据本发明的一个实施例，所述喷淋层包括至少一个喷嘴。
根据本发明的一个实施例，所述喷淋层设在所述反应腔内的上部。
根据本发明的一个实施例，所述反应腔具有烟气进口，所述氧化装置通过所述烟气进口与所述反应腔连通，所述烟气进口低于所述喷淋层。
根据本发明的一个实施例，所述净烟出口设置在所述反应腔的顶部，且高于所述喷淋层。
根据本发明的一个实施例，所述喷淋层和所述喷淋泵均为多个，多个所述喷淋层与多个所述喷淋泵一一对应的相连，多个所述喷淋层从上向下依次设置在所述反应腔内。
根据本发明的一个实施例，所述氧化装置通过臭氧将烟气中的NOx和NHx氧化成NO2，所述烟气净化系统还包括：臭氧制备机，所述臭氧制备机与所述氧化装置相连以向所述氧化装置输入臭氧。
根据本发明的一个实施例，所述烟气净化系统还包括：NaOH溶液储存罐，所述NaOH溶液储存罐与所述反应腔连通以向所述反应腔内注入所述NaOH溶液。
根据本发明的一个实施例，所述反应腔具有进液口和废液排出口，所述进液口高于所述废液排出口。
附图说明
图1是根据本发明实施例的烟气净化系统的结构示意图。
附图标记：
烟气净化系统100、
氧化装置1、
吸收塔2、反应腔21、净烟出口211、烟气进口212、出液口213、进液口214、废液排出口215、
NaOH溶液3、
进烟管5、
喷淋装置6、喷淋层61、喷嘴611、喷淋泵62、液体输送管63、蓄能罐 64、
臭氧制备机7、
NaOH溶液储存罐8、输出控制阀91、废液控制阀92。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1描述根据本发明实施例的烟气净化系统100。如图1所示，根据本发明实施例的烟气净化系统100包括氧化装置1和吸收塔2。
如图1所示，氧化装置1适于与烟气源相连，以便烟气源中的烟气进入氧化装置1内，可选地，烟气源可以为锅炉的排烟通道也可以为工业设备的废气排放通道，或者为其他包括NOx、NHx、SO2、以及气溶胶的废气源。
氧化装置1用于将烟气中的NOx和NHx氧化成NO2，具体地，烟气经过氧化装置1的氧化将烟气中不宜溶于水的NOx和NHx氧化成易溶于水的NO2，例如，烟气中的NOx和NHx通过氧化剂氧化成NO2。
优选地，氧化剂包括臭氧和双氧水中的至少一种，由此氧化装置1的氧化效率高，更加有效地将烟气中的NOx和NHx氧化成NO2。
如图1所示，吸收塔2具有反应腔21，反应腔21的下部适于盛放NaOH 溶液3，反应腔21与氧化装置1连通，从而经过氧化装置1氧化后的烟气输入反应腔21内，烟气中的NO2和SO2通过NaOH溶液3净化，即烟气中的NO2和SO2与NaOH发生化学反应，生成钠盐，从而使烟气中的NO2、SO2等有害气体得以净化，净化后的烟气从反应腔21的净烟出口211排出。
这样，根据本发明实施例的烟气净化系统100，先将烟气中的NOx和NHx通过氧化装置1氧化成易溶于水的NO2，再使烟气中的NO2、SO2等有害气体通过反应腔21中的NaOH溶液3净化，由于NaOH具有极高的溶解性，用于去除烟气中的酸性气体反应效率极高，因此，只需要很低的液气比就可以达到很高的酸性气体去除率，净化效率高且净化效果好。此外，根据本发明实施例的烟气净化系统100，通过一个吸收塔2同步去除烟气中的NO2、SO2，结构简单、易操作、制造成本低、占地面积小、磨损小，可靠性高，并能节约大量的电能。
下面参照图1详细描述根据本发明的烟气净化系统100的一些具体的实施例。
如图1所示的一个具体实施例中，烟气净化系统100包括氧化装置1、吸收塔2、进烟管5、喷淋装置6、臭氧制备机7和NaOH溶液储存罐8。
如图1所示，进烟管5连接在烟气源与反应腔21之间，氧化装置1设置在进烟管5上，进烟管5的一端与烟气源连通，进烟管5的另一端与反应腔21连通，氧化装置1连接在进烟管5的一端与进烟管5的另一端之间。
具体地，反应腔21具有烟气进口212，从而烟气源输出的烟气通过进烟管5输送给氧化装置1，在氧化装置1氧化后又通过进烟管5、烟气进口212输入到反应腔21中。
为了便于烟气进入，烟气进口212设在反应腔21的侧壁上，侧壁的面积大，便于烟气进口212的形成，制造更容易，且可使反应腔21与进烟管5的连接更方便。
有利地，进烟管5水平设置，由此不仅使进烟管5本身的结构简单，且进烟管5在烟气净化系统100中的布置更容易，且进烟管5水平设置，在进烟管 5中的烟气的流动更顺畅。
喷淋装置6包括喷淋层61和喷淋泵62，喷淋泵62将反应腔21内的NaOH 溶液3从反应腔21输送给喷淋层61，喷淋层61适于雾化NaOH溶液3，并将雾化后的NaOH溶液3喷入反应腔21，由此NaOH溶液3与进入反应腔21内的烟气的接触更充分，更加利于烟气中的NO2和SO2与NaOH溶液3发生反应，净化效率更高，净化效果更好。
可选地，喷淋层61可以包括至少一个喷嘴611，喷嘴611用于将NaOH溶液3雾化后喷出。
如图1所示的一个实施例中，喷淋层61和喷淋泵62均为多个，多个喷淋层61与多个喷淋泵62一一对应地相连，由此各个喷淋层61可以通过与其对应的喷淋泵62单独控制，从而满足不同烟气的净化需求，例如烟气中的SO2的浓度不同时可以采用不同的喷淋层61喷入雾化后的NaOH溶液3。
优选地，多个喷淋层61从上向下依次设置在反应腔21内，喷淋层61设置在反应腔21内，更有利于雾化后的NaOH溶液3与烟气的充分接触，且能满足SO2浓度不同的烟气的净化需求。由此，根据本发明实施例的烟气净化系统 100，使用更方便，使用范围更广泛。
在本发明的一些优选的实施例中，每层喷淋层61均可以包括多个喷嘴 611，多个喷嘴611可以再喷淋层61的喷淋范围内均匀布置，由此NaOH溶液 3与反应腔21内的烟气更加充分的接触，且接触更均匀。
优选地，同一层喷淋层61的多个喷嘴611的高度基本相同。
具体地，如图1所示，反应腔21具有出液口213，喷淋层61与出液口213 通过液体输送管63连通，喷淋泵62设在液体输送管63上。
进一步地，烟气净化系统100还可以包括蓄能罐64，蓄能罐64设在液体输送管63上，且蓄能罐64连接在喷淋泵62与喷淋层61之间，从而使喷淋泵 62中输出的NaOH溶液3储存起来以根据喷淋层61的需要输出，这样从喷淋层61输出的雾化后的NaOH溶液3更平稳，不会出现喷出速度过快或者压力不足喷出缓慢的情况，有利于提高烟气净化系统100的稳定性和可靠性。具体地，蓄能罐64起到蓄能作用，保证喷淋装置6内的NaOH溶液3的压力。
进一步地，为了使进入反应腔21中的烟气与喷淋层61喷出的雾化NaOH 溶液3更加充分的接触，喷淋层61设在反应腔21内的上部，反应腔21的烟气进口212低于喷淋层61，净烟出口211设置在反应腔21的顶部，且净烟出口211高于喷淋层61，其中氧化装置1是通过烟气进口212与反应腔21连通的。
这样的喷淋层61、烟气进口212和净烟出口211的布置方式，即喷淋层 61高于烟气进口212的布置方式，净烟出口211高于喷淋层61的设置方式，使从烟气进口212进入的烟气与喷淋层61喷出的雾化NaOH溶液3充分接触，充分反应，更利于烟气中的有害气体，例如SO2和NO2的充分吸收，烟气净化效果更好。
具体而言，进入从烟气进口212进入反应腔21的烟气，在反应腔21内自下而上流通，喷淋层61喷出的雾化NaOH溶液3在重力作用下自上流动，在烟气从烟气进口212流通到净烟出口211的过程中，烟气与雾化NaOH溶液3在反应腔21内对流，接触更充分，净化更彻底，且净化后的烟气从顶部的净烟出口211排出。
在氧化装置1通过臭氧将烟气中的NOx和NHx氧化成NO2的一个具体的实施例中，烟气净化系统100还可以包括臭氧制备机7，臭氧制备机7可以与氧化装置1相连以向氧化装置1输入臭氧。由此，臭氧的供应充足且稳定。由于臭氧制备机7可以通过为定型设备，可由专业厂家配套供货，进一步降低了烟气净化系统100的成本。
进一步地，烟气净化系统100还可以包括NaOH溶液储存罐8，NaOH溶液储存罐8与反应腔21连通以向反应腔21内注入NaOH溶液3。NaOH溶液储存罐8与反应腔21之间可以设置有输出控制阀91，输出控制阀91可以根据反应腔21内对NaOH溶液3的实际需求调整NaOH溶液3的输入频率和输入流量。
优选地，反应腔21具有进液口214和废液排出口215，进液口214与NaOH 溶液储存罐8相连，进液口214高于废液排出口215，由此更有利于废液的排出。
如图1所示，进液口214和废液排出口215均可以设在反应腔21的侧壁上，由此反应腔21的制造更容易。
具体地，如图1所示的一个具体实施例中，反应腔21的净烟出口211设在反应腔21的顶壁上，烟气进口212、出液口213、进液口214和废液排出口215均设置在反应腔21的侧壁上，其中废液排出口215位于最下方，出液口213和进液口214可以设置在侧壁的相对的两个部分上。
可选地，废液排出口215通过废液控制阀92与废液接收装置相连，废液控制阀92可以根据废液接收装置的实际需求调整废液的排出频率和排出流量。
下面参照图1所示，以氧化装置1利用臭氧氧化烟气为例，详细描述利用烟气净化系统100同步去除SO2、NOx和NHx的工作过程：
烟气通过进烟管5进入氧化装置1，烟气中的NOx、NHx被臭氧氧化后得到NO2，被氧化后的烟气(主要包括SO2、NO2)通过烟气进口212进入反应腔21。
NaOH溶液3设置在吸收塔2的反应腔21的底部，喷淋泵62将NaOH溶液 3从出液口213输出至蓄能罐64，蓄能罐64根据喷淋层61的实际使用需求，将NaOH溶液3雾化后喷入反应腔21内。
反应腔21内的烟气从下向上流动，雾化后的NaOH溶液3由喷嘴611喷入反应腔21，在重力作用下，雾化后的NaOH溶液3从上向下流动，雾化后的NaOH 溶液3与氧化后的烟气充分接触反应，生成钠盐溶于溶液中，从而达到脱除烟气中的酸性气体的功能。
整个反应过程的主要公式如下：
O3+NO→NO2+O2
NO2+H2O→HNO3
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O
SO2+H2O→H2SO3
H2SO3+NaOH→NaHSO3+H2O
简言之，根据本发明实施例的烟气净化系统100的，烟气源中的烟气输出至氧化装置1，经过氧化装置1的氧化将烟气中不宜溶于水的NOx和NHx氧化成易溶于水的NO2，被氧化后的烟气进入反应腔21，与反应腔21 中的NaOH溶液3发生化学反应，从而将烟气中的NO2、SO2在一个吸收塔2内同步去除，整套系统占地小、造价低、能耗低、运行成本低、系统可靠性强，且并将净化后的烟气通过净烟出口211排出反应腔21外，对空气污染小，更加环保。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种烟气净化系统，其特征在于，包括：
氧化装置，所述氧化装置适于与烟气源相连以将烟气中的NOx和NHx氧化成NO2；
吸收塔，所述吸收塔具有反应腔，所述反应腔的下部适于盛放NaOH溶液，所述反应腔与所述氧化装置连通以使从所述氧化装置输出的烟气中的NO2和SO2与所述NaOH溶液反应；
还包括喷淋装置，所述喷淋装置包括喷淋层和喷淋泵，所述喷淋泵将所述反应腔内的NaOH溶液从所述反应腔输送给所述喷淋层，所述喷淋层适于将雾化后的NaOH溶液喷入所述反应腔；
所述反应腔具有出液口，所述喷淋层与所述出液口通过液体输送管连通，所述喷淋泵设在所述液体输送管上；
还包括蓄能罐，所述蓄能罐设在所述液体输送管上，且连接在所述喷淋泵与所述喷淋层之间。
2.根据权利要求1所述的烟气净化系统，其特征在于，还包括：
进烟管，所述进烟管连接在所述烟气源与所述反应腔之间，所述氧化装置设在所述进烟管上。
3.根据权利要求2所述的烟气净化系统，其特征在于，所述反应腔具有烟气进口，所述进烟管通过所述烟气进口与所述反应腔连通，所述烟气进口设在所述反应腔的侧壁上。
4.根据权利要求2所述的烟气净化系统，其特征在于，所述进烟管水平设置。
5.根据权利要求1所述的烟气净化系统，其特征在于，所述氧化装置通过氧化剂将烟气中的NOx和NHx氧化成NO2，所述氧化剂包括臭氧和双氧水中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的烟气净化系统，其特征在于，所述喷淋层包括至少一个喷嘴。
7.根据权利要求1所述的烟气净化系统，其特征在于，所述喷淋层设在所述反应腔内的上部。
8.根据权利要求7所述的烟气净化系统，其特征在于，所述反应腔具有烟气进口，所述氧化装置通过所述烟气进口与所述反应腔连通，所述烟气进口低于所述喷淋层。
9.根据权利要求7所述的烟气净化系统，其特征在于，净烟出口设置在所述反应腔的顶部，且高于所述喷淋层。
10.根据权利要求1项所述的烟气净化系统，其特征在于，所述喷淋层和所述喷淋泵均为多个，多个所述喷淋层与多个所述喷淋泵一一对应的相连，多个所述喷淋层从上向下依次设置在所述反应腔内。
11.根据权利要求1所述的烟气净化系统，其特征在于，所述氧化装置通过臭氧将烟气中的NOx和NHx氧化成NO2，所述烟气净化系统还包括：臭氧制备机，所述臭氧制备机与所述氧化装置相连以向所述氧化装置输入臭氧。
12.根据权利要求1所述的烟气净化系统，其特征在于，还包括：NaOH溶液储存罐，所述NaOH溶液储存罐与所述反应腔连通以向所述反应腔内注入所述NaOH溶液。
13.根据权利要求11所述的烟气净化系统，其特征在于，所述反应腔具有进液口和废液排出口，所述进液口高于所述废液排出口。
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