[发明专利]动静式多曲盘旋转填料床尾气催化净化装置、方法及系统

说明书

本发明提供了一种动静式多曲盘旋转填料床尾气催化净化装置、方法及系统，包括壳体、转子曲盘、定子曲盘、催化填料、主轴、电机，两组曲盘间为吸收液的雾化区；催化净化方法内容为：吸收液进入雾化区，在转子曲盘上形成液膜，在超重力作用下剪切、破碎，形成雾滴，并与尾气混合，完成雾化、混合的气体、液体进入催化填料中完成反应，净化尾气中的NOx、SO₂等有害气体；系统包括次氯酸钠预氧化系统、超重力反应系统和电控系统。本发明的有益效果为：本发明结合了超重力雾化技术和SCR技术，将多曲盘集成化，尾气与吸收液在雾化区的超重力场中混合，具有结构紧凑、雾化效果好、混合充分、净化效率高等优点。

技术领域

本发明属于尾气净化技术领域，尤其涉及一种动静式多曲盘旋转填料床尾气催化净化装置、方法及系统。

背景技术

船舶柴油机废气中的污染物主要包括氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、温室气体以及颗粒物(PM)等。船舶柴油机每燃烧一吨燃料油，将产生87千克的NOx，船舶柴油机废气中的NOx包括NO、NO₂和N₂O等，其中，NO所占的比例为95％，NO₂和N₂O等占5％。NOx中绝大部分是NO，NO因其在水中的溶解度极低，常规的吸收法不适用于NO的吸收，NOx去除率往往不理想，因此，船舶柴油机废气中NOx的排放控制将成为船舶废气排放控制的重点与难点。为了解决上述问题往往在NOx净化过程前对NO预氧化。

KMnO₄、NaClO₂、H₂O₂、NaClO、O₃等氧化剂，虽然具有一定的脱硝效果，但其成本较高，如应用在船舶柴油机废气脱硝上，需要随船携带大量的氧化剂，将对船舶运行的经济性和安全性带来较大的影响，然而NaCIO可以通过电解NaCl溶液或者海水来制取。船舶航行于大海上，海水取之不尽用之不竭，因此电解海水用于船舶柴油机废气脱硝预氧化有较好的效果。

在现有技术中，船舶柴油机尾气净化方法主要采用旋转填料床(RPB)、选择性催化还原法(SCR)净化气态污染物中的NOx、CO、SOx；采用这种方法时，反应物是气态氨NH₃，通常获得气态氨的方法是：通过超重力旋转将尿素水溶液变为微液滴状态并与高温尾气充分混合，在高温尾气的作用下尿素水溶液中的尿素迅速被加热至160℃以上分解，产生氨气NH₃和缩二脲CONH，其中氨气NH₃中的一部分作为脱除SO₂的反应物，另一部分与尾气混合进入旋转填料床填料中，作为选择性催化还原法的反应物，在高温和催化的环境下去除尾气中的氮氧化物。传统的超重力旋转填料床装置，其旋转填料制造困难，因为填料旋转过程中对填料强度、刚度要求高，不易维护。采用传统的雾化喷嘴喷雾方式难以适应船舶柴油机的大排量的净化要求。

如何解决上述技术问题为本发明面临的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动静式多曲盘旋转填料床尾气催化净化装置、方法及系统，能够利用多级旋转曲盘旋转离心雾化吸收液，加速气液的混合，改善雾化效果，在催化反应区完成尾气净化，提高尾气中NOx、SO₂的净化效率。

本发明是通过如下措施实现的：一种动静式多曲盘旋转填料床尾气催化净化装置，包括上壳体和下壳体构成的壳体，其中，还包括转子曲盘、定子曲盘、催化填料、主轴、电机，所述电机驱动主轴旋转，转子曲盘跟随主轴旋转，定子曲盘与催化填料固定在上壳体顶部，两组曲盘间为吸收液的雾化区，转子曲盘、定子曲盘相互嵌套，增大流体的剪应力；吸收液进入雾化区，在转子曲盘上形成液膜，在超重力作用下剪切、破碎，形成雾滴，并与尾气混合；气液混合后进入催化填料发生催化还原反应，完成净化后尾气从填料内径进入排气管道。

进一步地，所述壳体包括上壳体下壳体，所述上壳体固定有催化填料和定子曲盘，填料内径与排气管道直接连通，下壳体设有轴承座和液体出口；上、壳体间用法兰连接，且密封良好。