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一种去除烟气中NOX的装置及方法

阅读：256发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种去除烟气中NOX的装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种去除烟气中NOX的装置及方法，属于烟气处理技术领域，可解决NO在水中气液传质效率低的问题，该方法的处理过程是将烟气从生物滴滤塔底部通入，而循环营养液从生物滴滤塔顶部自上而下喷淋。其中通过控制烟气中NO与NO2的进气体积比为1:1，营养液中加入0.02−0.05 mol/L的NaHCO3作为化学吸收剂这两种方法来达到提高NOX传质效率的目的。从而将气相中的NOX转化为液相中的亚硝态氮或者硝态氮，然后结合生物还原技术去除液态中的亚硝态氮和硝态氮，最后达到去除烟气中NOX的目的。本发明不仅操作简单、成本低、易于实现，最重要的是能够高效去除烟气中的NOX。，下面是一种去除烟气中NOX的装置及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种去除烟气中NOX的装置，其特征在于：包括若干气体钢瓶（1）、质量流量计（2）、气体混合器（3）、装有NaHCO3做化学吸收剂的循环营养液槽（4）、生物滴滤塔（5）和烟气分析仪（6），气体钢瓶（1）的出气口通过减压阀（7）分别与质量流量计（2）的进气口连接，质量流量计（2）的出气口与气体混合器（3）的进气口连接，气体混合器（3）的出气口通过三通分别与生物滴滤塔（5）底部的进气口以及烟气分析仪（6）的进气口连接，循环营养液槽（4）通过蠕动泵（8）与生物滴滤塔（5）顶部的喷淋头连接，生物滴滤塔（5）顶部的出气口与烟气分析仪（6）的进气口连接。
2.根据权利要求1所述的一种去除烟气中NOX的装置，其特征在于：所述气体钢瓶包括N2钢瓶、NO钢瓶、NO2钢瓶、O2钢瓶和CO2钢瓶。
3.根据权利要求1所述的一种去除烟气中NOX的装置，其特征在于：所述循环营养液槽（4）上设有控温系统（9）。
4.根据权利要求1所述的一种去除烟气中NOX的装置，其特征在于：所述生物滴滤塔（5）的进气口上方设有带孔的支撑板（10），支撑板（10）和喷淋头之间设有聚氨酯填料（12），聚氨酯填料（12）上附着有具有反硝化性能的微生物群落，其中，假单胞菌占总菌群的70%以上。
5.根据权利要求1所述的一种去除烟气中NOX的装置，其特征在于：所述生物滴滤塔（5）底部的出液口与循环营养液槽（4）连接。
6.一种利用权利要求1-5任意一项所述的去除烟气中NOX的装置去除烟气中NOX的方法，其特征在于：包括如下步骤：
气体钢瓶（1）中的气体通过质量流量计（2）控制流量后，进入气体混合器（3）混合，混合后的气体从生物滴滤塔（5）底部的进气口进入，自下而上流经聚氨酯填料（12），含有NaHCO3做化学吸收剂的营养液经蠕动泵（8）从生物滴滤塔（5）顶端喷淋头处自上而下喷淋，气体与营养液采用逆流操作，通过微生物的还原作用将液态中的含氮化合物去除，气体的浓度经烟气分析仪（6）检测。
7.根据权利要求6所述的一种去除烟气中NOX的方法，其特征在于：所述循环营养液中NaHCO3的浓度为0.02−0.05 mol/L。
8.根据权利要求6所述的一种去除烟气中NOX的方法，其特征在于：所述进入生物滴滤塔的气体中NO与NO2的体积比为1:1，进气浓度分别为500 ppm，气体总流量为1 L/min。

说明书全文

一种去除烟气中NOX的装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种去除烟气中NOX的装置及方法。

背景技术

[0002] 近年来，随着我国工业化的迅速发展，对煤炭等矿物燃料的需求量逐年增加。而氮氧化物（NOX）是矿物燃料燃烧的主要污染物之一，NOX的大量排放会导致大气污染，光化学烟雾，酸雨，水体富营养化等一系列环境问题。最重要的是NOX具有神经毒性，能够与人体血液中的血色素结合，导致人的中枢神经系统因缺氧而中毒麻痹，直接损害人的身体健康。因此控制火电行业烟气中NOX的排放显得尤为重要。

[0003] 目前，对于火电厂烟气中NOX的脱除方法主要有选择性催化还原法（SCR），选择性非催化还原法（SNCR），吸收法，生物法等。而生物法具有投资运行费用低、处理效果好、工艺设备简单、无二次污染等优点，已成为国内外研究脱除NOX的热点和重点。

[0004] 但由于烟气中90%以上是NO，而NO在水溶液中的溶解性极低，即使微生物还原速率较快，仍受到气液传质速率的限制，实际净化效果并不理想。

发明内容

[0005] 本发明针对NO在水中气液传质效率低的问题，提供一种去除烟气中NOX的装置及方法，可提供NOX在水溶液中溶解性，从而能够高效去除烟气中的NOX。

[0006] 本发明采用如下技术方案：一种去除烟气中NOX的装置，包括若干气体钢瓶、质量流量计、气体混合器、装有NaHCO3做化学吸收剂的循环营养液槽、生物滴滤塔和烟气分析仪，气体钢瓶的出气口通过减压阀分别与质量流量计的进气口连接，质量流量计的出气口与气体混合器的进气口连接，气体混合器的出气口通过三通分别与生物滴滤塔底部的进气口以及烟气分析仪的进气口连接，循环营养液槽通过蠕动泵与生物滴滤塔顶部的喷淋头连接，生物滴滤塔顶部的出气口与烟气分析仪的进气口连接。

[0007] 所述气体钢瓶包括N2钢瓶、NO钢瓶、NO2钢瓶、O2钢瓶和CO2钢瓶。

[0008] 所述循环营养液槽上设有控温系统。

[0009] 所述生物滴滤塔的进气口上方设有带孔的支撑板，支撑板和喷淋头之间设有聚氨酯填料，聚氨酯填料上附着有具有反硝化性能的微生物群落，其中，假单胞菌占总菌群的70%以上。

[0010] 所述生物滴滤塔底部的出液口与循环液槽连接。

[0011] 一种去除烟气中NOX的方法，包括如下步骤：气体钢瓶中的气体通过质量流量计控制流量后，进入气体混合器混合，混合后的气体从生物滴滤塔底部的进气口进入，自下而上流经聚氨酯填料，含有NaHCO3做化学吸收剂的营养液经蠕动泵从生物滴滤塔顶端喷淋头处自上而下喷淋，气体与营养液采用逆流操作，通过微生物的还原作用将液态中的含氮化合物去除，气体的浓度经烟气分析仪检测。

[0012] 所述循环营养液中NaHCO3的浓度为0.02−0.05 mol/L。

[0013] 所述进入生物滴滤塔的气体中NO与NO2的体积比为1:1，进气浓度分别为500 ppm，气体总流量为1 L/min。

[0014] NO与NO2的进气体积按1:1通入时发生的化学反应原理主要是：NO+NO2+H2O=2HNO2。

[0015] 本发明的有益效果如下：本发明采用逆流操作，在循环营养液中加入了0.02−0.05 mol/L的NaHCO3做化学吸收剂经蠕动泵注入生物滴滤塔顶部由喷头自上而下喷淋到填料上，在填料层中自上向下流动，最后由塔底排出进入循环营养液槽，再由蠕动泵打回到生物滴滤塔顶部向下喷淋，如此连续循环；混合气体由塔底进气口进入，气体总流量为1 L/min，其中控制NO与NO2的进气体积比为1:1，混合气体自下而上与填料、循环液进行充分接触后在生物滴滤塔顶的排气口排出；气体在与循环液接触的过程中，循环液中的NaHCO3吸收了烟气中的NOX，用烟气分析仪检测进气和出气中NOX的浓度变化。采用上述方法后可大大提高NOX在循环液中的溶解度，将NOX大部分转换为亚硝态氮和少部分硝态氮之后通过生物还原法去除亚硝态氮和硝态氮，从而达到高效去除烟气中NOX的目的。
附图说明

[0016] 图1为本发明的装置的结构示意图；图2为本发明实施例烟气中NOX的去除效率随时间变化图；
其中：1-气体钢瓶；2-质量流量计；3-气体混合器；4-循环营养液槽；5-生物滴滤塔；6-烟气分析仪；7-减压阀；8-蠕动泵；9-控温系统；10-支撑板；11-喷淋头；12-聚氨酯填料。

具体实施方式

[0017] 如图1所示，一种去除烟气中NOX的装置，包括若干气体钢瓶1、质量流量计2、气体混合器3、装有NaHCO3做化学吸收剂的循环营养液槽4、生物滴滤塔5和烟气分析仪6，气体钢瓶1的出气口通过减压阀7分别与质量流量计2的进气口连接，质量流量计2的出气口与气体混合器3的进气口连接，气体混合器3的出气口通过三通分别与生物滴滤塔5底部的进气口以及烟气分析仪6的进气口连接，循环营养液槽4通过蠕动泵8与生物滴滤塔5顶部的喷淋头连接，生物滴滤塔5顶部的出气口与烟气分析仪6的进气口连接。

[0018] 所述气体钢瓶包括N2钢瓶、NO钢瓶、NO2钢瓶、O2钢瓶和CO2钢瓶。

[0019] 所述循环营养液槽4上设有控温系统9。

[0020] 所述生物滴滤塔5的进气口上方设有带孔的支撑板10，支撑板10和喷淋头之间设有聚氨酯填料12，聚氨酯填料12上附着有具有反硝化性能的微生物群落，其中，假单胞菌占总菌群的70%以上。

[0021] 所述生物滴滤塔5底部的出液口与循环营养液槽4连接。

[0022] 实施例1如图1所示含有NOX的模拟烟气，从生物滴滤塔底端的进气口进入，进气总流量为1 L/min，其中NO (5 vol% in N2)，1000 ppm；O2 (99.999%)，5%；CO（2 99.999%），15%；剩余气体为N2，此时进气中NO:NO2=1:0。混合气体进入生物滴滤塔后，从塔底自下而上流经生物填料层，而此时含有NaHCO3做化学吸收剂的营养液经蠕动泵从生物滴滤塔顶端喷头处自上而下喷淋，烟气与营养液采用逆流操作，通过营养液中的化学吸收剂作用将烟气中NOX转化为液态中的硝态氮或者亚硝态氮，最后通过微生物的还原作用将液态中的含氮化合物去除。硝态氮和亚硝态氮的测定方法通过国标法测定，进出口烟气中NOX的浓度通过烟气分析仪测定。
当NO与NO2进气浓度分别为1000 ppm和0 ppm，即NO与NO2进气比为1:0时，由表1可知出气中NO与NO2分别有148 ppm和0 ppm，由图2和表1可知NOX的去除效率达到85.2%。

[0023] 实施例2实施例2中的装置和方法与实施例1相同，除了将进气中NO与NO2的浓度分别调整为750 ppm和250 ppm，即NO与NO2进气比为3:1。由表1可知出气中NO与NO2的浓度分别为95 ppm和3 ppm，由图2和表1可知烟气中NOX的去除效率为90.2%。

[0024] 实施例3实施例3中的装置和方法与实施例1相同，除了将进气中NO与NO2的浓度分别都调整为
500 ppm，即NO与NO2进气比为1:1。由表1可知出气中NO与NO2的浓度分别为2 ppm和1 ppm，由图2和表1可知烟气中NOX的去除效率达到99.7%，此时烟气中的NOX基本已经去除完全，即在NO与NO2进气比为1:1时利用化学吸收耦合生物还原法去除烟气中的NOX效率是最高的。

[0025] 实施例4实施例4中的装置和方法与实施例1相同，除了将进气中NO与NO2的浓度分别调整为250 ppm和750 ppm，即NO与NO2进气比为1:3。由表1可知出气中NO与NO2的浓度分别为64 ppm和2 ppm，由图2和表1可知烟气中NOX的去除效率为93.4%。

[0026] 实施例5实施例5中的装置和方法与实施例1相同，除了将进气中NO与NO2的浓度分别调整为0 ppm和1000 ppm，即NO与NO2进气比为0:1。由表1可知出气中NO与NO2的浓度分别为71 ppm和2 ppm，由图2和表1可知烟气中NOX的去除效率为92.7%。

[0027] 实施例1−5中展示了利用化学吸收耦合生物还原法去除烟气中NOX时，进气中NO与NO2在五种不同比例下NOX的去除效率，由测试结果可知，在进气中NO:NO2=1:1时，烟气中NOX的去除效率相比其他比例来说是最高的，达到99,7%。因此在去除烟气中的NOX时可利用化学吸收耦合生物还原法，并且通过催化氧化等方法将烟气中的NO与NO2比例调整为1:1，之后将烟气通入生物滴滤塔内将大大提高烟气中NOX的去除效率。该方法具有操作简单、成本低、易于实现，能够高效去除烟气中的NOX等优点。

[0028] 表1 烟气中NOX的去除数据。

[0029] 。

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