[发明专利]一种用于烟气同时脱硫脱硝的填料塔

说明书

技术领域

本发明属于化学工程和环境工程交叉领域，具体地说涉及一种用于烟气同时脱硫脱硝的填料塔。

背景技术

填料塔是气液传质过程的常用设备，在工业各个领域得到了广泛的应用。目前，用于烟气脱硫或脱硫脱硝的塔器主要是喷淋塔（洗涤塔），很少使用填料塔，气相（烟气）和液相（还原剂或吸收剂）都是连续相。从传质的角度来看，效率并不高，因此其脱硫效率或脱硫脱硝效率都不理想，并随循环使用的液相的成分不断改变而相应波动。同时还有产生二次污染，运行成本较高，较难维护等缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述塔器在烟气脱硫或脱硫脱硝中的缺陷，研发一种在不需要外加还原剂或吸收剂（液相）的情况下，主要利用烟气中的水分来脱除烟气中的SO₂和NO_x的新型填料塔。在分析研究烟气中各组分化学反应模式（见图4）之后，研制了一种既能强化气液传质，又具有所需催化特性的填料，结合永磁场对气溶胶粒子的凝并作用、丝网除雾器的除雾功能以及喷淋装置的调节作用，将它们在一个长方体形的主塔体结构内抽屉式有序布置，构成了一种新型的填料塔。即本发明是采用以下技术方案来实现的：

 一种用于烟气同时脱硫脱硝的填料塔，其结构图如图1所示，包括：1.1烟气出口、1.2喷淋装置、1.3丝网除雾器、1.6烟气进口及1.7废酸液搜集出口，其特征在于它还包括1.4永磁场及1.5分层、间隔布置的规整泡沫陶瓷填料。

所述一种用于烟气同时脱硫脱硝的填料塔，其特征在于主要利用填料比表面吸附的水膜来吸收烟气中的SO₂和NO_x。填料比表面吸附的水膜中的水份来源有两个：一是填料比表面直接从烟气中吸附的水份，二是除雾器落下的水滴（使水膜处于不断更新状态），受控的1.2喷淋装置只起辅助作用。气液逆流操作，气相（烟气）为连续相，液相（除雾器落下的水滴）为离散相。

所述一种用于烟气同时脱硫脱硝的填料塔，其特征在于1.4永磁场按此三个步骤搭建（1）在支持承上多块尺寸相同的矩形永磁体极性相反等距并列放置，长边与填料的长边走向相同；（2）矩形永磁体沿一个方向均匀充分磁化且达到饱和状态；（3）矩形永磁体有较小的厚长比。

所述一种用于烟气同时脱硫脱硝的填料塔，其特征在于1.5分层、间隔布置的规整泡沫陶瓷填料是自主研发的新型填料，其在填料塔中的布置也有别于现有的乱堆或整砌，具有如此两项特性（1）规整泡沫陶瓷填料的厚度一般在30～50mm，其材质中至少含有60%的三氧化二铬，孔径不小于5ppi（超宏孔），孔隙率90%左右；（2）分层、间隔布置，其布置层数不少于7层。

    所述一种用于烟气同时脱硫脱硝的填料塔，其脱硫脱硝机理如下：

 将原烟气冷却到101.88℃以下的某一温度（硝酸在无光照的条件下热解温度为101.88℃，烟气冷却的最佳温度为80℃），然后引入填料塔， SO₂ 、NO、NO₂ 、O₂、 H₂O、O₂相互充分接触，反复发生连锁的化学反应后，烟气中SO₂、NO、NO₂被脱除且分离出H₂O 、H₂SO₄和HNO₃的混合溶液，排出的烟气的组分接近正常空气的组分；   

烟气进入填料塔后，SO₂、NO、NO₂、O₂、H₂O在填料塔中布置的规整的多功能液泡沫陶瓷填料的孔隙中绕行时，与附着在其比表面上的H₂O、O₂及自身之间相互充分接触，反复发生连锁的化学反应，其反应模式简并如图4所示。所涉及的化学反应式如下：

一级反应：

SO₂+ NO₂+ H₂O= H₂SO₄+ NO  (1)

SO₂+ H₂O= H₂SO₃   (2)

4NO+2 H₂O+3 O₂  =4HNO₃   (3)