CN104258715A - 一种尿素法治理氮氧化物废气的工艺及处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尿素法治理氮氧化物废气的工艺及处理设备：其特征在于：本工艺包括下列步骤：采用尿素溶液作为尿素吸收液对氮氧化物废气进行一级喷淋、吸收和干燥处理；将上一步中得到的气体与臭氧在封闭空间内进行混合反应；将上一步得到的气体进行二级喷淋、吸收和干燥处理；排出上一步中所得达标气体。本发明不需更换吸收液，无二次污染，设备运行费用低，处理设备易管理，操作简单，净化效率高。

Description

一种尿素法治理氮氧化物废气的工艺及处理设备
技术领域
本发明属于环境保护治理设备技术领域，特别是涉及一种尿素法治理氮氧化物废气的工艺及处理设备。 
背景技术
目前，氮氧化物废气治理工艺中，无论浓度高低，一般都是采用碱吸收工艺。存在问题是： 
1.适用于低浓度氮氧化物废气治理，对于高浓度氮氧化物废气处理净化效果较差，废气处理后难以达标排放。 
2.吸收液主要成分是氢氧化钠，经与氮氧化物反应后，会有大量无机盐产生，无机盐结晶会影响治理设备的正常运行。必须定期更换吸收液， 
3.废吸收液处理不当可产生二次污染。 
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的现有碱吸收氮氧化物废气治理工艺的不足而提供一种不需更换吸收液，无二次污染，设备运行费用低，处理设备易管理，操作简单，净化效率高的尿素法治理氮氧化物废气的工艺及处理设备。 
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种尿素法治理氮氧化物废气的工艺：其特征在于：本工艺包括下列步骤： 
a.采用尿素溶液作为尿素吸收液对氮氧化物废气进行一级喷淋、吸收和干燥处理； 
b.将步骤a中得到的气体与臭氧在封闭空间内进行混合反应； 
c.将步骤b得到的气体进行二级喷淋、吸收和干燥处理； 
d.排出步骤c所得达标气体。 
用于上述氮氧化物废气治理的治理设备，其特征在于：包括一级填料喷淋塔、二级填料喷淋塔和臭氧发生器；所述一级填料喷淋塔包括一级循环水箱和柱状的一级喷淋塔体，所述一级喷淋塔体设于所述一级述循环水箱的上方，所述一级喷淋塔体的下端与所述一级循环水箱相通，所述一级喷淋塔体的下部一侧具有一级废气进口，所述一级喷淋 塔体的上部具有一级废气出口，所述一级喷淋塔体内部设有一层一级脱水层和两层一级接触传质层，所述一级脱水层与所述一级接触传质层之间、两层一级接触传质层之间为喷淋层，所述喷淋层处安装有一级喷嘴，所述一级喷嘴通过一级水管与所述一级循环水箱相通，所述一级水管上串装一级循环水泵；所述一级循环水箱上具有加液口；所述二级填料喷淋塔包括二级循环水箱和柱状的二级喷淋塔体，所述二级喷淋塔体设于所述二级循环水箱的上方，所述二级喷淋塔体的下端与所述二级循环水箱相通，所述二级喷淋塔体的下部一侧具有二级废气进口，所述二级喷淋塔体的上部具有二级废气出口，所述二级喷淋塔体内部设有一层二级脱水层和两层二级接触传质层，所述二级脱水层与所述二级接触传质层之间、两层二级接触传质层之间为喷淋层，所述喷淋层处安装有二级喷嘴，所述二级喷嘴通过二级水管与所述二级循环水箱相通，所述二级水管上串装二级循环水泵；所述二级循环水箱上具有加液口；所述一级废气出口与所述二级废气进口通过气体管道相通，所述气体管道靠近所述一级废气出口的前段与所述臭氧发生器相通；所述一级述循环水箱和二级循环水箱内具有尿素吸收液。 
本发明具有的优点和积极效果是： 
本发明为尿素吸收氮氧化物废气处理工艺配套的专用设备。氮氧化物废气处理效果好，对氮氧化物废气浓度适应性强，对氮氧化物废气的处理净化率高。吸收液只是尿素的水溶液，不含其他杂质。设备运行中只需补充适当水和尿素即可，不需更换吸收液，可以有效防止设备运行中吸收液中产生的硝酸钠，亚硝酸钠等无机盐影响处理设备的正常运行，省去了定期更换吸收液的麻烦，减少或避免更换吸收液造成的二次污染。 
在废气进入二级填料喷淋塔前段的气体管道里通入臭氧，使一氧化氮快速氧化为二氧化氮，二氧化氮再通过尿素水溶液(吸收液)有效吸收，将废气含有的氮氧化物去除，净化效率高，净化效果好。 
附图说明
图1是本发明中设备的结构示意图。 
图中：1、一级填料喷淋塔； 
1-1、一级循环水箱；1-2、一级喷淋塔体；1-3、一级废气进口；1-4、一级废气出口；1-5、一级脱水层；1-6、一级接触传质层；1-7、一级喷嘴；1-8、一级水管；1-9、一级循环水泵； 
2、二级填料喷淋塔； 
2-1、二级循环水箱；2-2、二级喷淋塔体；2-3、二级废气进口；2-4、二级废气出口；2-5、二级脱水层；2-6、二级接触传质层；2-7、二级喷嘴；2-8、二级水管；2-9、二级循环水泵； 
3、臭氧发生器；4、气体管道。 
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下： 
一种尿素法治理氮氧化物废气的工艺：其特征在于：本工艺包括下列步骤： 
a.采用尿素溶液作为尿素吸收液对氮氧化物废气进行一级喷淋、吸收和干燥处理； 
b.将步骤a中得到的气体与臭氧在封闭空间内进行混合反应； 
c.将步骤b得到的气体进行二级喷淋、吸收和干燥处理； 
d.排出步骤c所得达标气体。 
氮氧化物废气主要组成为：一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。 
用尿素溶液作为尿素吸收液对氮氧化物废气进行一级喷淋时，主要化学反应是： 
NO+NO2+(NH2)2CO→CO2↑+2N2↑+2H2O 
废气经过一级喷淋之后，过量的一氧化氮(NO)需要氧化为二氧化氮(NO2)再与尿素溶液反应生成二氧化碳(CO2)、氮气(N2)和水(H2O)。一氧化氮(NO)在臭氧(O3)的催化诱发下与废气中的氧气(O2)进行氧化反应生成二氧化氮(NO2)。 
NO+O2+O3＝NO2+2O2
NO2二氧化氮(NO2)与尿素(NH2)2CO的反应： 
2NO2+(NH2)2CO＝CO2↑+2N2↑+3H2O 
本发明的优点是对氮氧化物废气浓度适应性强，对氮氧化物废气的处理净化率高，可彻底解决“冒黄烟”的现象。 
一种用于上述工艺的氮氧化物废气处理设备，请参阅图1，包括一级填料喷淋塔1、二级填料喷淋塔2和臭氧发生器3。氮氧化物依次通过一级填料喷淋塔1和二级填料喷淋塔2进行净化处理。 
所述一级填料喷淋塔1包括一级循环水箱1-1和柱状的一级喷淋塔体1-2。一级喷淋 塔体1-2立设于一级述循环水箱1-1的上方，且一级喷淋塔体1-2的下端与一级循环水箱1-1相通。所述一级喷淋塔体1-2的下部一侧具有一级废气进口1-3，所述一级喷淋塔体1-2的上部具有一级废气出口1-4。本实施例中，一级废气出口1-4设于所述一级喷淋塔体1-2的顶端。氮氧化物废气从一级废气进口1-3进入，通过一级喷淋塔体1-2的内部后从一级废气出口1-4出。所述一级喷淋塔体1-2内部设有一层一级脱水层1-5和两层一级接触传质层1-6。在一级喷淋塔体1-2的内部，自一级废气出口1-4自一级废气进口1-3(即自上至下)依次为一级脱水层1-5和两层一级接触传质层1-6。所述一级脱水层1-5与所述一级接触传质层1-6之间、两层一级接触传质层1-6之间为喷淋层。所述喷淋层处安装有一级喷嘴1-7。一级喷嘴1-7喷出吸收液以对氮氧化物废气进行喷淋。所述一级喷嘴1-7通过一级水管1-8与所述一级循环水箱1-1相通。所述一级水管1-8上串装一级循环水泵1-9，一级循环水泵1-9为吸收液的循环提供动力。所述一级循环水箱1-1上具有加液口。 
所述二级填料喷淋塔2包括二级循环水箱2-1和柱状的二级喷淋塔体2-2。所述二级喷淋塔体2-2立设于所述二级循环水箱2-1的上方。二级喷淋塔体2-2的下端与二级循环水箱2-1相通。二级喷淋塔体2-2的下部一侧具有二级废气进口2-3。二级喷淋塔体2-2的上部具有二级废气出口2-4。二级废气进口2-3通过气体管道4与上述一级废气出口1-4相通，气体管道4靠近一级废气出口1-4的前段与臭氧发生器3相通，臭氧发生器3使通气管道4内充满臭氧，并使臭氧在一级废气出口1-4的排出前段即与其排出的一氧化氮反应。本实施例中，二级废气出口2-4设于二级喷淋塔体2-2的顶端。一级填料喷淋塔1排出的氮氧化物废气以及在气体管道4内生成的二氧化氮从二级废气进口2-3进入，通过二级喷淋塔体2-2内部净化后从二级废气出口2-4排出达标气体。二级喷淋塔体2-2内部设有一层二级脱水层2-5和两层二级接触传质层2-6。在二级喷淋塔体2-2的内部，自二级废气出口2-4自二级废气进口2-3(即自上至下)依次为二级脱水层2-5和两层二级接触传质层2-6。二级脱水层2-5与二级接触传质层2-6之间、两层二级接触传质层2-6之间为喷淋层，所述喷淋层处安装有二级喷嘴2-7。二级喷嘴2-7喷出吸收液以对氮氧化物废气进行喷淋。二级喷嘴2-7通过二级水管2-8与二级循环水箱2-1相通，二级水管2-8上串装二级循环水泵2-9。二级循环水泵2-9为吸收液的循环提供动力。所述二级循环水箱2-1上具有加液口。 
一级述循环水箱1-1和二级循环水箱2-1内具有尿素吸收液，尿素吸收液作为喷淋吸 收液，可以省去了定期更换吸收液的麻烦，减少或避免更换吸收液造成的二次污染。 
虽然本发明是结合上述实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例，本领域普通技术人员能够容易地对本实施例进行等效替换或者变型，如将两层接触传质层变化为多层等，但并不离开本发明的实质构思和范围。 

Claims (2)

1.一种尿素法治理氮氧化物废气的工艺：其特征在于：本工艺包括下列步骤：
a.采用尿素溶液作为尿素吸收液对氮氧化物废气进行一级喷淋、吸收和干燥处理；
b.将步骤a中得到的气体与臭氧在封闭空间内进行混合反应；
c.将步骤b得到的气体进行二级喷淋、吸收和干燥处理；
d.排出步骤c所得达标气体。
2.一种权利要求1所述工艺使用的氮氧化物废气处理设备，其特征在于：包括一级填料喷淋塔(1)、二级填料喷淋塔(2)和臭氧发生器(3)；
所述一级填料喷淋塔(1)包括一级循环水箱(1-1)和柱状的一级喷淋塔体(1-2)，所述一级喷淋塔体(1-2)设于所述一级述循环水箱(1-1)的上方，所述一级喷淋塔体(1-2)的下端与所述一级循环水箱(1-1)相通，所述一级喷淋塔体(1-2)的下部一侧具有一级废气进口(1-3)，所述一级喷淋塔体(1-2)的上部具有一级废气出口(1-4)，所述一级喷淋塔体(1-2)内部设有一层一级脱水层(1-5)和两层一级接触传质层(1-6)，所述一级脱水层(1-5)与所述一级接触传质层(1-6)之间、两层一级接触传质层(1-6)之间为喷淋层，所述喷淋层处安装有一级喷嘴(1-7)，所述一级喷嘴(1-7)通过一级水管(1-8)与所述一级循环水箱(1-1)相通，所述一级水管(1-8)上串装一级循环水泵(1-9)；所述一级循环水箱(1-1)上具有加液口；
所述二级填料喷淋塔(2)包括二级循环水箱(2-1)和柱状的二级喷淋塔体(2-2)，所述二级喷淋塔体(2-2)设于所述二级循环水箱(2-1)的上方，所述二级喷淋塔体(2-2)的下端与所述二级循环水箱(2-1)相通，所述二级喷淋塔体(2-2)的下部一侧具有二级废气进口(2-3)，所述二级喷淋塔体(2-2)的上部具有二级废气出口(2-4)，所述二级喷淋塔体(2-2)内部设有一层二级脱水层(2-5)和两层二级接触传质层(2-6)，所述二级脱水层(2-5)与所述二级接触传质层(2-6)之间、两层二级接触传质层(2-6)之间为喷淋层，所述喷淋层处安装有二级喷嘴(2-7)，所述二级喷嘴(2-7)通过二级水管(2-8)与所述二级循环水箱(2-1)相通，所述二级水管(2-8)上串装二级循环水泵(2-9)；所述二级循环水箱(2-1)上具有加液口；
所述一级废气出口(1-4)与所述二级废气进口(2-3)通过气体管道(4)相通，所述气体管道(4)靠近所述一级废气出口(1-4)的前段与所述臭氧发生器(3)相通；所述一级述循环水箱(1-1)和二级循环水箱(2-1)内具有尿素吸收液。
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