CN112121581A - 工业尾气处理*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及尾气处理装置领域，具体涉及工业尾气处理***，包括沿着工业废气输送的方向依次设置的预处理单元、尾气催化装置、除硫装置和除脂装置。与现有技术相比，本发明提供的工业尾气处理***，对工业废气进行初步分离和强制分离处理，同时脱除工业废气中的二氧化硫和氮氧化物等气体污染物以及颗粒污染物颗粒污染，去除效率可高达98％以上，对废气中的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体去除效率可达95％以上，通过对尾气进行旋风分离除尘及静电除尘，实现对尾气的二级除尘处理，并且同时通过在载体上负载钙钛型稀土复合氧化物所形成的催化剂对尾气中的VOC进行净化，处理烟气量大、收尘效率高、催化效率高、使用寿命长、维修费用低。

Description

工业尾气处理***
技术领域
本发明涉及尾气处理装置领域，具体涉及工业尾气处理***。
背景技术
工业尾气是指企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种排入空气的含有污染物气体的总称，包括PM2.5等颗粒物、SOx、NOx、VOCs、COx和H2S等。随着人民环保意识的增强，工业尾气对自然环境和生物的危害越来越受到关注，相应地工业尾气处理技术也在不断地改进和创新。但是现有的工业尾气中的一氧化碳、氢气、甲烷以及其他硫类、氮类污染物却无法得到有效地处理，尾气处理效果不好，对烟尘的吸附量较低，导致排放到空气中的尾气仍含有较多污染物，对人身体造成伤害。目前在对工业废气进行处理时，大都是采用单纯的过滤吸附和电离分解的方法进行处理，然而，这样的处理效果较差，且不能达到对工业废气进行多级全面处理的目的，无法实现对工业废气中固定颗粒、有害物质和有机气体进行分级流程化彻底处理，不能避免工业废气对外界空气环境造成污染，从而无法达到环保的目的。这些处理手段对于成分复杂的工业尾气来说，处理的综合效果差。因此，如何对***进行改进，使之能提高综合处理效果，这是本领域目前需要解决的一个技术问题。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供工业尾气处理***，解决了尾气单级的处理效果不够理想，排放未达到低排放要求的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：工业尾气处理***，关键在于：包括沿着工业废气输送的方向依次设置的预处理单元、尾气催化装置、除硫装置和除脂装置；
尾气催化装置包括塔体，所述塔体中部设有隔板，所述隔板将所述塔体分为上催化净气区和下粉尘分离区，所述上催化净气区和下粉尘分离区之间通过中心筒连通，所述中心筒中设有静电除尘装置，所述塔体上部和下部分别设有出气管和进气管，所述上催化净气区中从上至下设有多层环形架，所述环形架固定设置在所述中心筒和所述塔体之间，所述环形架中设有载体，所述载体上负载有钙钛型稀土复合氧化物。
优选的，所述预处理单元包括依次管道连接的水雾发生装置、荷电发生装置、气雾混合反应器。
优选的，所述载体采用以下方法制得：将Ca(NO3)2·4H2O溶于水配置成质量浓度为0.1-1mol/L的硝酸钙溶液，保持恒温45℃，将质量浓度为0.3mol/L的H3PO4滴加至硝酸钙溶液中，Ca与P的摩尔比为1.5-2，滴加完成后，剧烈搅拌20-60min，调节PH值至8-10，继续搅拌1-2h后，静置、过滤、洗涤并烘干，将烘干后的产物研细，放入模腔中加压形成生胚，然后将生胚在200-700℃下煅烧形成。
优选的，所述钙钛型稀土复合氧化物采用如下方法负载于载体：将摩尔比为0.8:0.2:1的硝酸镧、硝酸锶和硝酸钴溶于去离子水中，搅拌均匀，得到质量浓度为0.05-0.4mol/L的La-Sr-Co溶液；将La-Sr-Co溶液中投入PdCl2，Pd与Co的摩尔比为1:5，混合均匀形成浸渍液；将载体完全浸入浸渍液中，真空浸渍后，在120℃下干燥12h，在600-900℃下煅烧形成。
优选的，所述加压过程为按压强1000kg/cm2缓慢均匀加压，当压力升至14000kg后，停止加压，并在该压力下保持2-10min。
优选的，所述真空浸渍为两次，每次浸渍时间为1h。
优选的，所述下粉尘分离区中设有锥形筒，所述进气管与所述下粉尘分离区的内壁贴紧，所述进气管中的废气从所述锥形筒顶部进入，并沿着所述锥形筒的内筒壁螺旋下降，所述锥形筒的下筒口处设有设有旋涡罩。
优选的，所述中心筒的上筒口与所述塔体顶部固定连接，所述中心筒的下筒口伸入所述锥形筒中，工业尾气处理***包括电极棒，所述电极棒与所述中心筒同轴设置，所述电极棒上分布有多个电极片，所述电极棒和所述中心筒之间设有环形吸附板，所述环形吸附板与所述中心筒通过法兰连接，所述环形吸附板上密布有吸附孔。
优选的，所述出气管位于最下层的所述载体下方，所述塔体的底部开设有集灰口，所述集灰口与所述锥形筒的下筒口连通。
优选的，所述除硫装置包括池体一，所述水池一内盛放有饱和NaHCO3溶液；所述除脂装置包括池体二，所述池体二内还设置有若干条冷却管。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供的工业尾气处理***，工业废气进行初步分离和强制分离处理，同时脱除工业废气中的二氧化硫和氮氧化物等气体污染物以及颗粒污染物，还能去除空气中PM10及以下的可吸入颗粒污染，去除效率可高达98％以上，对废气中的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体去除效率可达95％以上；通过预处理单元，将工业废气加载与荷电水雾相反电荷后与荷电水雾混合并初步分离，然后通入尾气催化装置对尾气进行旋风分离除尘及静电除尘，实现对尾气的二级除尘处理，收尘效率高、处理烟气量大、使用寿命长、维修费用低，并且同时通过在载体上负载钙钛型稀土复合氧化物所形成的催化剂对尾气中的VOC进行净化，通过对载体进行低温煅烧成型，载体为针状羟基磷灰石晶体，极大地提高了载体的比表面积，从而提高了钙钛型稀土复合氧化物在基体表面的分散性和活性；通过真空浸渍的方式将钙钛型稀土复合氧化物负载于载体上，使钙钛型稀土复合氧化物渗透至基体内部，负载量高达50％，并且极大的降低了负载次数及生产过程中的能耗；此外还提高了钙钛型稀土复合氧化物和载体的结合强度，所制得的催化剂具有很高的催化活性、较强的机械稳定性、抗硫性。使用该***净化工业废气可大大降低了工业能耗，占地面积小，投资成本低并且操作流程简单，维护方便，用于化工厂废气，燃煤电厂、冶炼厂、水泥厂、生物质及生活垃圾焚烧发电厂的烟气超净处理。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为尾气催化装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附表和具体实施方式对本发明作详细说明。
实施例1
工业尾气处理***，包括沿着工业废气输送的方向依次设置的预处理单元a、尾气催化装置b、除硫装置c和除脂装置d；所述预处理单元a包括依次管道连接的水雾发生装置a1、荷电发生装置a2、气雾混合反应器a3，所述除硫装置c包括池体一，所述水池一内盛放有饱和NaHCO3溶液；所述除脂装置d包括池体二d1，所述池体二d1内设置有若干条冷却管d2；
尾气催化装置b包括塔体1，所述塔体1中部设有隔板12，所述隔板12将所述塔体1分为上催化净气区和下粉尘分离区，所述上催化净气区和下粉尘分离区之间通过中心筒2连通，所述塔体1的底部开设有集灰口11，所述塔体1上部和下部分别设有出气管3和进气管4，所述上催化净气区中从上至下设有多层环形架，所述环形架固定设置在所述中心筒2和所述塔体1之间，所述环形架中设有载体6，所述出气管3位于最下层的所述载体6下方，所述载体6上负载有钙钛型稀土复合氧化物，所述下粉尘分离区中设有锥形筒7，所述中心筒2的上筒口与所述塔体1顶部固定连接，所述中心筒2的下筒口伸入所述锥形筒7中，所述中心筒2中设有静电除尘装置5，工业尾气处理***包括电极棒9，所述电极棒9与所述中心筒2同轴设置，所述电极棒9上分布有多个电极片91，所述电极棒9和所述中心筒2之间设有环形吸附板10，所述环形吸附板10与所述中心筒2通过法兰连接，所述环形吸附板10上密布有吸附孔，所述进气管4与所述下粉尘分离区的内壁贴紧，所述进气管4中的废气从所述锥形筒7顶部进入，并沿着所述锥形筒7的内筒壁螺旋下降，所述锥形筒7的下筒口处设有设有旋涡罩8，所述集灰口11与所述锥形筒7的下筒口连通；其中，钙钛型稀土复合氧化物采用如下方法负载于载体：将Ca(NO3)2·4H2O溶于水配置成质量浓度为0.1-1mol/L的硝酸钙溶液，保持恒温45℃，将质量浓度为0.3mol/L的H3PO4滴加至硝酸钙溶液中，Ca与P的摩尔比为1.5，滴加完成后，剧烈搅拌20-60min，调节PH值至8，继续搅拌1-2h后，静置、过滤、洗涤并烘干，将烘干后的产物研细，放入模腔中按压强1000kg/cm2缓慢均匀加压，当压力升至14000kg后，停止加压，并在该压力下保持2-10min，加压形成生胚，然后将生胚在200℃下煅烧形成载体6；将摩尔比为0.8:0.2:1的硝酸镧、硝酸锶和硝酸钴溶于去离子水中，搅拌均匀，得到质量浓度为0.05mol/L的La-Sr-Co溶液；将La-Sr-Co溶液中投入PdCl2，Pd与Co的摩尔比为1:5，混合均匀形成浸渍液；将载体完全浸入浸渍液中，经过两次真空浸渍，每次浸渍时间为1h，然后在120℃下干燥12h，在600℃下煅烧形成，比表面积达到85m2/g，负载量为40％。
实施例2
工业尾气处理***，包括沿着工业废气输送的方向依次设置的预处理单元a、尾气催化装置b、除硫装置c和除脂装置d；所述预处理单元a包括依次管道连接的水雾发生装置a1、荷电发生装置a2、气雾混合反应器a3，所述除硫装置c包括池体一，所述水池一内盛放有饱和NaHCO3溶液；所述除脂装置d包括池体二d1，所述池体二d1内设置有若干条冷却管d2；
尾气催化装置b包括塔体1，所述塔体1中部设有隔板12，所述隔板12将所述塔体1分为上催化净气区和下粉尘分离区，所述上催化净气区和下粉尘分离区之间通过中心筒2连通，所述塔体1的底部开设有集灰口11，所述塔体1上部和下部分别设有出气管3和进气管4，所述上催化净气区中从上至下设有多层环形架，所述环形架固定设置在所述中心筒2和所述塔体1之间，所述环形架中设有载体6，所述出气管3位于最下层的所述载体6下方，所述载体6上负载有钙钛型稀土复合氧化物，所述下粉尘分离区中设有锥形筒7，所述中心筒2的上筒口与所述塔体1顶部固定连接，所述中心筒2的下筒口伸入所述锥形筒7中，所述中心筒2中设有静电除尘装置5，工业尾气处理***包括电极棒9，所述电极棒9与所述中心筒2同轴设置，所述电极棒9上分布有多个电极片91，所述电极棒9和所述中心筒2之间设有环形吸附板10，所述环形吸附板10与所述中心筒2通过法兰连接，所述环形吸附板10上密布有吸附孔，所述进气管4与所述下粉尘分离区的内壁贴紧，所述进气管4中的废气从所述锥形筒7顶部进入，并沿着所述锥形筒7的内筒壁螺旋下降，所述锥形筒7的下筒口处设有设有旋涡罩8，所述集灰口11与所述锥形筒7的下筒口连通；
其中，钙钛型稀土复合氧化物采用如下方法负载于载体：将Ca(NO3)2·4H2O溶于水配置成质量浓度为0.1-1mol/L的硝酸钙溶液，保持恒温45℃，将质量浓度为0.3mol/L的H3PO4滴加至硝酸钙溶液中，Ca与P的摩尔比为2，滴加完成后，剧烈搅拌20-60min，调节PH值至10，继续搅拌1-2h后，静置、过滤、洗涤并烘干，将烘干后的产物研细，放入模腔中按压强1000kg/cm2缓慢均匀加压，当压力升至14000kg后，停止加压，并在该压力下保持2-10min，加压形成生胚，然后将生胚在1100℃下煅烧形成载体6；将摩尔比为0.8:0.2:1的硝酸镧、硝酸锶和硝酸钴溶于去离子水中，搅拌均匀，得到质量浓度为0.4mol/L的La-S r-Co溶液；将La-Sr-Co溶液中投入PdCl2，Pd与Co的摩尔比为1:5，混合均匀形成浸渍液；将载体完全浸入浸渍液中，经过两次真空浸渍，每次浸渍时间为1h，然后在120℃下干燥12h，在900℃下煅烧形成，比表面积达到92m2/g，催化剂负载量为43％。
实施例3
工业尾气处理***，包括沿着工业废气输送的方向依次设置的预处理单元a、尾气催化装置b、除硫装置c和除脂装置d；所述预处理单元a包括依次管道连接的水雾发生装置a1、荷电发生装置a2、气雾混合反应器a3，所述除硫装置c包括池体一，所述水池一内盛放有饱和NaHCO3溶液；所述除脂装置d包括池体二d1，所述池体二d1内设置有若干条冷却管d2；
尾气催化装置b包括塔体1，所述塔体1中部设有隔板12，所述隔板12将所述塔体1分为上催化净气区和下粉尘分离区，所述上催化净气区和下粉尘分离区之间通过中心筒2连通，所述塔体1的底部开设有集灰口11，所述塔体1上部和下部分别设有出气管3和进气管4，所述上催化净气区中从上至下设有多层环形架，所述环形架固定设置在所述中心筒2和所述塔体1之间，所述环形架中设有载体6，所述出气管3位于最下层的所述载体6下方，所述载体6上负载有钙钛型稀土复合氧化物，所述下粉尘分离区中设有锥形筒7，所述中心筒2的上筒口与所述塔体1顶部固定连接，所述中心筒2的下筒口伸入所述锥形筒7中，所述中心筒2中设有静电除尘装置5，工业尾气处理***包括电极棒9，所述电极棒9与所述中心筒2同轴设置，所述电极棒9上分布有多个电极片91，所述电极棒9和所述中心筒2之间设有环形吸附板10，所述环形吸附板10与所述中心筒2通过法兰连接，所述环形吸附板10上密布有吸附孔，所述进气管4与所述下粉尘分离区的内壁贴紧，所述进气管4中的废气从所述锥形筒7顶部进入，并沿着所述锥形筒7的内筒壁螺旋下降，所述锥形筒7的下筒口处设有旋涡罩8，所述集灰口11与所述锥形筒7的下筒口连通；
其中，钙钛型稀土复合氧化物采用如下方法负载于载体：将Ca(NO3)2·4H2O溶于水配置成质量浓度为0.1-1mol/L的硝酸钙溶液，保持恒温45℃，将质量浓度为0.3mol/L的H3PO4滴加至硝酸钙溶液中，Ca与P的摩尔比为1.8，滴加完成后，剧烈搅拌20-60min，调节PH值至9，继续搅拌1-2h后，静置、过滤、洗涤并烘干，将烘干后的产物研细，放入模腔中按压强1000kg/cm2缓慢均匀加压，当压力升至14000kg后，停止加压，并在该压力下保持2-10min，加压形成生胚，然后将生胚在700℃下煅烧形成载体6；将摩尔比为0.8:0.2:1的硝酸镧、硝酸锶和硝酸钴溶于去离子水中，搅拌均匀，得到质量浓度为0.2mol/L的La-S r-Co溶液；将La-Sr-Co溶液中投入PdCl2，Pd与Co的摩尔比为1:5，混合均匀形成浸渍液；将载体完全浸入浸渍液中，经过两次真空浸渍，每次浸渍时间为1h，然后在120℃下干燥12h，在700℃下煅烧形成，比表面积达到100m2/g，催化剂负载量为50％。
应用本发明对工业尾气处理，以实施例3为例，测定VOCs浓度和粉尘浓度：
某冶炼厂产烟量5.6万m3/h，烟气含粉尘8g/m3，NOX1000ppm，O29％，氨氮比为1。排放测试，脱硝率为95.5，粉尘≤45mg/Nm3。
某冶炼厂产烟量19万m3/h，烟气含粉尘15g/m3，NOX2000ppm，O26％，氨氮比为1.2。排放测试，脱硝率为96.1，粉尘≤45mg/Nm3。
某钢铁厂产烟量68万m3/h，烟气含粉尘28g/m3，NOX2800ppm，O212％，氨氮比为1.4，SO22700mg/m3。排放测试，脱硝率为98.5，粉尘≤53mg/Nm3。
最后需要说明，上述描述仅为本发明的优选实施例，本领域的技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.工业尾气处理***，其特征在于：包括沿着工业废气输送的方向依次设置的预处理单元(a)、尾气催化装置(b)、除硫装置(c)和除脂装置(d)；
尾气催化装置(b)包括塔体(1)，所述塔体(1)中部设有隔板(12)，所述隔板(12)将所述塔体(1)分为上催化净气区和下粉尘分离区，所述上催化净气区和下粉尘分离区之间通过中心筒(2)连通，所述中心筒(2)中设有静电除尘装置(5)，所述塔体(1)上部和下部分别设有出气管(3)和进气管(4)，所述上催化净气区中从上至下设有多层环形架，所述环形架固定设置在所述中心筒(2)和所述塔体(1)之间，所述环形架中设有载体(6)，所述载体(6)上负载有钙钛型稀土复合氧化物。
2.根据权利要求1所述的工业尾气处理***，其特征在于：所述预处理单元(a)包括依次管道连接的水雾发生装置(a1)、荷电发生装置(a2)、气雾混合反应器(a3)。
3.根据权利要求1所述的工业尾气处理***，其特征在于所述载体(6)采用以下方法制得：将Ca(NO3)2·4H2O溶于水配置成质量浓度为0.1-1mol/L的硝酸钙溶液，保持恒温45℃，将质量浓度为0.3mol/L的H3PO4滴加至硝酸钙溶液中，Ca与P的摩尔比为1.5-2，滴加完成后，剧烈搅拌20-60min，调节PH值至8-10，继续搅拌1-2h后，静置、过滤、洗涤并烘干，将烘干后的产物研细，放入模腔中加压形成生胚，然后将生胚在200-700℃下煅烧形成。
4.根据权利要求1所述的工业尾气处理***，其特征在于所述钙钛型稀土复合氧化物采用如下方法负载于载体：将摩尔比为0.8:0.2:1的硝酸镧、硝酸锶和硝酸钴溶于去离子水中，搅拌均匀，得到质量浓度为0.05-0.4mol/L的La-Sr-Co溶液；将La-Sr-Co溶液中投入PdCl2，Pd与Co的摩尔比为1:5，混合均匀形成浸渍液；将载体完全浸入浸渍液中，真空浸渍后，在120℃下干燥12h，在600-900℃下煅烧形成。
5.根据权利要求2所述的工业尾气处理***，其特征在于：所述加压过程为按压强1000kg/cm2缓慢均匀加压，当压力升至14000kg后，停止加压，并在该压力下保持2-10min。
6.根据权利要求3所述的工业尾气处理***，其特征在于：所述真空浸渍为两次，每次浸渍时间为1h。
7.根据权利要求1所述的工业尾气处理***，其特征在于：所述下粉尘分离区中设有锥形筒(7)，所述进气管(4)与所述下粉尘分离区的内壁贴紧，所述进气管(4)中的废气从所述锥形筒(7)顶部进入，并沿着所述锥形筒(7)的内筒壁螺旋下降，所述锥形筒(7)的下筒口处设有设有旋涡罩(8)。
8.根据权利要求1所述的工业尾气处理***，其特征在于：所述中心筒(2)的上筒口与所述塔体(1)顶部固定连接，所述中心筒(2)的下筒口伸入所述锥形筒(7)中，工业尾气处理***包括电极棒(9)，所述电极棒(9)与所述中心筒(2)同轴设置，所述电极棒(9)上分布有多个电极片(91)，所述电极棒(9)和所述中心筒(2)之间设有环形吸附板(10)，所述环形吸附板(10)与所述中心筒(2)通过法兰连接，所述环形吸附板(10)上密布有吸附孔。
9.根据权利要求1所述的工业尾气处理***，其特征在于：所述出气管(3)位于最下层的所述载体(6)下方，所述塔体(1)的底部开设有集灰口(11)，所述集灰口(11)与所述锥形筒(7)的下筒口连通。
10.根据权利要求1所述的工业尾气处理***，其特征在于：所述除硫装置(c)包括池体一，所述水池一内盛放有饱和NaHCO3溶液；所述除脂装置(d)包括池体二(d1)，所述池体二(d1)内还设置有若干条冷却管(d2)。
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