可使工业废气与催化剂充分反应的净化系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及废气净化技术领域，特别是涉及一种可使工业废气与催化剂充分反应的净化系统及其使用方法。

背景技术

现在煤电厂和煤锅炉，应用的是两段脱硫、脱硝技术，采用石灰氨水，现有工业尾气处理中使用生石灰和氨，其工艺复杂，工艺流程长，使用设备多，衍生产品多，且系统稳定性较差，而且其整体结构庞大且工艺复杂，对设备存在腐蚀，因而使其系统维修周期短，维修工作量大，会使整体的使用成本增加，且无法有效的对废气进行净化。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种可使工业废气与催化剂充分反应的净化系统及其使用方法，整体使用装置较少，稳定性较强，整体体型不大且工艺流程简单，进一步的可使催化剂与废气进行充分反应。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种可使工业废气与催化剂充分反应的净化系统，包括反应装置、分离装置、给料装置、冷却装置和布袋除尘装置及PLC控制器，

所述给料装置连接于反应装置，所述给料装置用于向反应装置内输送催化剂颗粒，并在PLC的控制下，根据废气的净化效果自动向反应装置补充催化剂颗粒；

所述分离装置连接于反应装置，用于接收经过催化剂的气体和部分催化剂的混合物，并对所述混合物进行分离，使气体和催化剂颗粒分开，并将气体输送至布袋除尘装置，将分离出的催化剂颗粒输送至反应装置内；

所述反应装置包括反应塔，所述反应塔的内侧设置有用于承载与废气反应并对废气进行净化的催化剂沸腾板，所述沸腾板包括有板体和多个贯穿于板体顶面的气体通管，所述气体通管的外周面贯穿有多个通孔，用于构成废气的输送通道，且所述气体通管的顶端设置有开口向下的盖帽，且所述通孔位于盖帽的内腔，所述反应塔具有一入口和一出口，且所述沸腾板设置于所述反应塔的一入口上方，用于使外部废气通过所述入口进入反应塔内并通过气体通管。。

优选的，所述反应塔包括有上下分布的塔体和下塔盖，所述下塔盖具有一入口，用于使外部废气通过下塔盖入口排入反应塔内，所述沸腾板设置于下塔盖的上方，

所述反应塔还包括有设置于塔体顶端的上塔盖，所述上塔盖具有一出口，用于使经过沸腾板的气体通过上塔盖出口向外排出，所述上塔盖的出口处和分离装置之间连接有管道。

优选的，所述塔体的侧面贯穿有输料孔，所述给料装置与所述输料孔之间连接有第一输料管，用于自外部向塔体内输送催化剂，

所述输料孔设置于气体通管的上方，所述分离装置的底部与所述输料孔之间连接有第二输料管，用于使被分离出来的催化剂送回反应塔内。

优选的，所述下塔盖的顶端固定有第一环板，所述塔体的底端固定有第二环板，所述板体设置于和第二环板之间，多个所述气体通管设置于塔体的内侧。

优选的，所述第一环板的外周面凸出于下塔盖的外周面，所述第二环板的外周面凸出于塔体的外周面，所述板体直径分别大于第一环板和第二环板的内径。

优选的，所述分离装置和布袋除尘装置之间连接有冷却装置，用于对输送至布袋除尘装置的气体进行降温，所述分离装置气体出口处设置有温度传感器，所述冷却装置在PLC的控制下，根据分离装置气体出口的温度自行调节冷却装置的冷却水量，以确保进入布袋除尘装置的温度符合除尘要求。

优选的，还包括有控制装置、第一气体传感器和第二气体传感器，所述第一气体还包括有第一气体传感器和第二气体传感器，所述第一气体传感器设置于布袋除尘装置的出口处，用于检测经布袋除尘装置过滤后的气体的成分及浓度，所述第二气体传感器用于检测废气进入反应塔前的成分及浓度，第一、气体传感器分别将各自的检测数据传输给PLC控制器，所述PLC控制器以接收到的检测数据调整给料装置的催化剂输送量。

一种可使工业废气与催化剂充分反应的净化系统的使用方法，包括如下步骤

步骤1、通过给料装置向沸腾板上注入用于净化烟气的催化剂，使催化剂覆盖于气体通管；

步骤2、使烟气从下塔盖的入口处向上输送，经过沸腾板，在烟气从气体通管上的通孔出来时，会冲击沸腾板上的催化剂，使催化剂处于沸腾状态，处于沸腾状态的催化剂与向上升起的烟气充分反应；

步骤3、与催化剂反应后的烟气继续向上升起，并带着部分催化剂一起升起，在升起过程中，烟气和升空的催化剂会再次接触并反应，直至两者的混合物从反应塔的出口处向分离装置输送；

步骤4、分离装置将气体和一部分催化剂的混合物进行分离，被分离出来的催化剂被送回至反应塔内，被分离出来的气体进入冷却装置；

步骤5、通过热交换器的热交换将气体温度调至预设温度或其以下，用于确保布袋除尘装置的布袋不被热损坏；

步骤6、布袋除尘装置由箱体、布袋和吹灰模块组成，用于将含灰的反应完成的气体进行除尘，最后排出净气

优选的，所述预设温度为100℃以下，所述步骤2中，在第二气体传感器检测到烟气的成分和浓度后，烟气才会从下塔盖的入口处向上输送，并且在第二气体传感器将检测数据传输到PLC控制器后，所述PLC控制器控制给料装置的输出料量，若气体浓度达到第一预设值，则给料装置的输出料量高，若气体浓度低于第二预设值，则给料装置的输出料量低。

优选的，还包括有

步骤7、在布袋除尘装置排出净气之前，第一气体传感器对净气检测，并将检测数据传输给PLC控制器，若气体浓度达到第三预设值，则增加给料装置的输出料量。

本发明的有益技术效果：

1、本发明提供的沸腾板上可放在较多的催化剂，当废气自下向上经过沸腾板的时候，会对沸腾板上的催化剂进行冲击，使上述催化剂处于沸腾状态，在此过程中废气会与沸腾板上的催化剂进行充分接触并反应，整体结构简单，方便安装或和拆卸维护，不仅优化了废气净化过程中所用到的结构，还可提高对废气净化的效率。

2、本发明提供的废气净化系统整体使用装置较少，稳定性较强，而且整体体型不大且工艺流程简单，进一步的可使催化剂与废气进行充分反应，且可自动上料，无需在废气反应的过程中暂停系统的运行去人工上料，不仅提高了废气的净化效率，还可节省大量的人工成本，进一步的该系统还可根据当前废气浓度来调节催化剂输入反应塔的量。

附图说明

图1为按照本发明的实施例的反应塔正视结构示意图；

图2为按照本发明的实施例的反应塔立体结构示意图；

图3为按照本发明的实施例的下塔盖立体结构示意图；

图4为按照本发明的实施例的下塔盖和沸腾板立体结构示意图；

图5为按照本发明的实施例的沸腾板立体结构示意图；

图6为按照本发明的实施例的系统总体示意图。

图中：1-反应塔，101-塔体，102-上塔盖，103-下塔盖，4-输气管，5-支撑架，6-视窗，7-沸腾板，701-板体，702-气体通管，8-第一环板，9-第二环板。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1-图6所示，本实施例提供的可使工业废气与催化剂充分反应的净化系统，包括反应装置、分离装置、给料装置、冷却装置和布袋除尘装置及PLC控制器，废气为烟气，

给料装置连接于反应装置，给料装置用于向反应装置内输送催化剂颗粒，并在PLC的控制下，根据废气的净化效果自动向反应装置补充催化剂颗粒；

分离装置连接于反应装置，催化剂在气体上升的作用下也有部分随之上升，用于接收经过催化剂的气体和部分催化剂的混合物，并对混合物进行分离，使气体和催化剂分开，并将气体输送至布袋除尘装置，将分离出的催化剂颗粒输送至反应装置内，分离装置和布袋除尘装置之间连接有冷却装置，用于对输送至布袋除尘装置的气体进行降温，

反应装置包括反应塔1，反应塔1的内侧设置有沸腾板7，用于承载与废气反应并对废气进行净化的稀土催化剂，沸腾板7包括有板体701和多个贯穿于板体701顶面的气体通管702，气体通管702的外周面贯穿有多个通孔，用于构成废气的输送通道，且气体通管702的顶端设置有开口向下的盖帽，且通孔位于盖帽的内腔，即盖帽的底边低于通孔的位置，保证气流会首先进入盖帽内，受到阻挡后再沿着盖帽向下流动，以形成气流从气体通管702内出来后向下再向上的流动方向，便于使沸腾板7上的催化剂处于沸腾状态，增加废气与催化剂之间的接触面积，提高净化效率，在放置催化剂的时候，可将催化剂覆盖在板体701上，且掩盖住气体通管702，这样在废气自下向上输送的时候，经过沸腾板7的时候，会完全接触催化剂，且两者持续反应，起到对废气和催化剂进行充分反应的目的，

反应塔1具有一入口和一出口，且沸腾板7设置于反应塔1的一入口上方，用于使外部废气通过反应塔1的一入口进入反应塔1内并经过沸腾板7，以使放置于沸腾板7上的催化剂与废气进行接触，沸腾板7设置于反应塔1的一出口下方，用于使经过沸腾板7的气体通过反应塔1的一出口向外排出。

在本实施例中，反应塔1包括有上下分布的塔体101和下塔盖103，下塔盖103具有一入口，用于使外部废气通过下塔盖103入口排入反应塔1内，沸腾板7设置于下塔盖103的上方，反应塔1还包括有设置于塔体101顶端的上塔盖102，上塔盖102具有一出口，用于使经过沸腾板7的气体通过上塔盖102出口向外排出，上塔盖102的出口处和分离装置之间连接有管道，可使废气自下向上的进行输送，经过沸腾板7的时候，能对其上的催化剂进行冲击并进行充分接触，可使沸腾板7上的催化剂持续处于“沸腾”状态，会有部分催化剂处于悬浮状态，有利于催化剂和废气进行充分反应。

在本实施例中，塔体101的侧面贯穿有输料孔，给料装置与输料孔之间连接有第一输料管，用于自外部向塔体101内输送催化剂，输料孔设置于气体通管702的上方，分离装置的底部与输料孔之间连接有第二输料管，用于使被分离出来的催化剂送回反应塔1内，给料装置包括有给料机，给料装置还包括有空压机和变频控制器，用于控制给料机输料的料量，变频控制器可用于人为设置输料参数。

在本实施例中，下塔盖103的顶端固定有第一环板8，塔体101的底端固定有第二环板9，板体701设置于8和第二环板9之间，板体701为圆盘式结构，在不影响反应塔1的稳定性和密封性，还有效的保证了对沸腾板7进行紧密的固定，多个气体通管702设置于塔体101的内侧，气体通管702为中空圆柱状结构，盖板为桶状结构，且桶口向下设置。

在本实施例中，第一环板8的外周面凸出于下塔盖103的外周面，第二环板9的外周面凸出于塔体101的外周面，板体701直径分别大于第一环板8和第二环板9的内径。

在本实施例中，冷却装置包括有冷却水箱、水泵和热交换器，冷却水箱连接有水管，水管穿插于热交换器内，热交换器和布袋除尘装置之间连接有输气管道，分离装置气体出口处设置有温度传感器，用于检测冷却后的气体的温度，PLC控制器还用于接收温度传感器的检测数据，以此来调节冷却水的流量，冷却装置在PLC的控制下，根据分离装置气体出口的温度自行调节冷却装置的冷却水量，以确保进入布袋除尘装置的温度符合除尘要求。

在本实施例中，还包括第一气体传感器和第二气体传感器，第一气体传感器设置于布袋除尘装置的出口处，用于检测经布袋除尘装置过滤后的气体的成分及浓度，第二气体传感器用于检测废气进入反应塔1前的成分及浓度，

第一、气体传感器分别将各自的检测数据传输给PLC控制器，PLC控制器以接收到的检测数据调整给料装置的催化剂输送量。

一种可使工业废气与催化剂充分反应的净化系统的使用方法，包括如下步骤

步骤1、通过给料装置向沸腾板7上注入用于净化烟气的催化剂，使催化剂覆盖于气体通管702的顶端，保证烟气会将部分催化剂冲开；

步骤2、使烟气从下塔盖103的入口处向上输送，烟气以一定的速度进入反应塔1内，经过沸腾板7，在烟气从气体通管702上的通孔出来时，会冲击沸腾板7上的催化剂，使催化剂处于沸腾状态，处于沸腾状态的催化剂与向上升起的烟气充分反应；

步骤3、与催化剂反应后的烟气继续向上升起，并带着部分催化剂一起升起，在升起过程中，烟气和升空的催化剂会再次接触并反应，直至两者的混合物从反应塔1的出口处向分离装置输送；

步骤4、分离装置将气体和一部分催化剂的混合物进行分离，被分离出来的催化剂被送回至反应塔1内，被分离出来的气体进入冷却装置；

步骤5、通过热交换器的热交换将气体温度调至预设温度或其以下，用于确保布袋除尘装置的布袋不被热损坏；

步骤6、布袋除尘装置由箱体、布袋和吹灰模块组成，用于将含灰的反应完成的气体进行除尘，最后排出净气

在本实施例中，预设温度为100℃以下，步骤2中，在第二气体传感器检测到烟气的成分和浓度后，烟气才会从下塔盖103的入口处向上输送，并且在第二气体传感器将检测数据传输到PLC控制器后，PLC控制器控制给料装置的输出料量，若气体浓度达到第一预设值，则给料装置的输出料量高，可为1m/s的速度，若气体浓度低于第二预设值，则给料装置的输出料量低，可为0.4m/s的速度，第二预设值小于第一预设值。

在本实施例中，还包括有步骤7、在布袋除尘装置排出净气之前，第一气体传感器对净气检测，并将检测数据传输给PLC控制器，若气体浓度达到第三预设值，则增加给料装置的输出料量，第三预设值略高于烟气排放标准，避免烟气净化过程中催化剂的量没放够而导致排出的气体不符合标准，可保证使用该系统对烟气净化后排出的气体符合标准。

综上所述，在本实施例中，本实施例提供的废气净化系统整体使用装置较少，稳定性较强，而且整体体型不大且工艺流程简单，进一步的可使催化剂与废气进行充分反应，且可自动上料，无需在废气反应的过程中暂停系统的运行去人工上料，不仅提高了废气的净化效率，还可节省大量的人工成本，进一步的该系统还可根据当前废气浓度来调节催化剂输入反应塔的量。

以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。