本發(fā)明涉及一種脫氮菌脫除煙氣氮氧化物的凈化裝置和凈化方法，屬于大氣污染物凈化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

nox（氮氧化物）是大氣污染物中的重要一種，是造成酸雨和光化學(xué)煙霧的主要污染物之一。大氣中的nox主要來(lái)自于工業(yè)生產(chǎn)中煙氣的排放，其中尤以煤、石油等石化燃料的燃燒過(guò)程和礦石的焙燒、冶煉過(guò)程為主。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展，工業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)張，鍋爐排放的煙氣量成倍增加，nox的排放量也急劇增加。為了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，國(guó)家環(huán)保部門逐步出臺(tái)了一系列控制nox排放的法規(guī)、政策，同時(shí)對(duì)部分火電廠還提出了同步安裝或?qū)嶋H預(yù)留煙氣脫除nox項(xiàng)目的要求。

目前，工業(yè)上脫除nox是以nh3為還原劑的選擇性催化還原（scr）技術(shù)為主流，這種工藝受運(yùn)行條件影響較大，投資、管理和運(yùn)行費(fèi)用高，操作溫度范圍窄，且存在氨泄露、以及催化劑易失活等缺點(diǎn)。

微生物脫氮法是一種新的脫除nox的方法，它利用微生物降解或轉(zhuǎn)化空氣中的污染物，具有成本低、危險(xiǎn)小等優(yōu)點(diǎn)。但微生物脫氮技術(shù)與選擇性催化還原（scr）技術(shù)相比，也有凈化速度慢等不足；如應(yīng)用原有結(jié)構(gòu)設(shè)備，則會(huì)產(chǎn)生凈化劑與煙氣接觸時(shí)間不足的現(xiàn)象，造成轉(zhuǎn)化不完全、凈化不徹底的結(jié)果。

因此，設(shè)計(jì)一種新的脫氮菌脫除煙氣氮氧化物的凈化裝置和凈化方法，供微生物脫氮環(huán)節(jié)使用，在滿足凈化效果的情況下克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：

現(xiàn)有技術(shù)中的脫除煙氣中nox的凈化裝置在用于微生物脫氮法時(shí)，凈化劑與煙氣接觸時(shí)間不足，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化不完全、凈化效果不徹底，需要提出一種新的適用于微生物脫氮法的脫氮菌脫除煙氣氮氧化物的凈化裝置；

提出一種新的脫氮菌脫除煙氣氮氧化物的凈化裝置之后，還需要提出應(yīng)用于所述凈化裝置的凈化方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種脫氮菌脫除煙氣氮氧化物的凈化裝置，其特征在于：包括殼體，殼體下部設(shè)置有煙氣進(jìn)口，殼體頂部設(shè)有煙氣出口，殼體內(nèi)底部設(shè)置有營(yíng)養(yǎng)液池，殼體內(nèi)煙氣進(jìn)口上方橫向設(shè)置至少一個(gè)孔板，孔板均布小孔，小孔上下口均為正方形且上口邊長(zhǎng)小于下口；

殼體下部還設(shè)置有循環(huán)裝置，所述循環(huán)裝置包括營(yíng)養(yǎng)液排出管、營(yíng)養(yǎng)液輸入管，循環(huán)泵和至少一個(gè)噴液管；其中循環(huán)泵的輸入端連接營(yíng)養(yǎng)液輸入管，循環(huán)泵的輸出端連接噴液管，噴液管在孔板上方均開(kāi)有噴液口。

優(yōu)選的，所述孔板的小孔，上下口中心位于同一豎直線上。

優(yōu)選的，所述孔板的厚度為2~3mm，小孔上口邊長(zhǎng)為1~2mm，下口邊長(zhǎng)為3~4mm。

優(yōu)選的，所述孔板數(shù)量為2，上下平行設(shè)置；所述噴液管數(shù)量為3~5，垂直穿過(guò)孔板并均勻分布，分別在2層孔板上方和營(yíng)養(yǎng)液池的上方開(kāi)有噴液口。

優(yōu)選的，殼體內(nèi)孔板上方還設(shè)置有去除煙氣所含水霧的除霧器和用于凈化除霧器的噴淋凈化器。

所述營(yíng)養(yǎng)液排出管上設(shè)置有排出閥，所述營(yíng)養(yǎng)液輸入管上設(shè)置有輸入閥。

優(yōu)選的，所述營(yíng)養(yǎng)液排出管以支管連接循環(huán)泵的輸入端。

一種應(yīng)用所述脫氮菌脫除煙氣氮氧化物的凈化裝置的凈化方法，依次包括如下步驟：

（1）通過(guò)營(yíng)養(yǎng)液輸入管和循環(huán)泵將帶有脫氮菌和碳源的營(yíng)養(yǎng)液輸入至營(yíng)養(yǎng)液池；

（2）在循環(huán)泵作用下，攜帶脫氮菌的營(yíng)養(yǎng)液依次經(jīng)過(guò)營(yíng)養(yǎng)液排出管、循環(huán)泵、噴液管后噴落在孔板上，在重力作用下順著孔板的小孔向下流動(dòng)，在小孔內(nèi)表面形成帶有脫氮菌的液體膜；

（3）對(duì)含有nox的煙氣施加送煙壓力，送煙壓力使殼體內(nèi)氣壓保持1.2倍大氣壓的水平；煙氣從煙氣進(jìn)口進(jìn)入殼體后，從孔板下方穿過(guò)小孔上行時(shí)，液體膜中的脫氮菌與煙氣中的nox接觸，利用nox作為氮源，將nox進(jìn)行還原，同時(shí)脫氮菌本身也獲得生長(zhǎng)繁殖；其中no2與營(yíng)養(yǎng)液中的水發(fā)生反應(yīng)：3no2+h2o=2hno3+no，反應(yīng)生成的no3^—和no均能被脫氮菌還原，no被脫氮菌直接還原成n2；

（4）反應(yīng)完畢的煙氣繼續(xù)上行后從煙氣出口排出，凈化過(guò)程完畢。

本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

1.所述凈化裝置中孔板的小孔采用梯臺(tái)形結(jié)構(gòu)，與直壁通孔結(jié)構(gòu)相比，攜帶脫氮菌的營(yíng)養(yǎng)液在小孔內(nèi)向下流動(dòng)時(shí)速度降低，液體膜不但面積增大而且保持時(shí)間延長(zhǎng)，這樣脫氮菌與煙氣中的nox接觸時(shí)間得到提高，還原反應(yīng)進(jìn)行得更加充分，凈化效果得到保證。

2.脫氮菌懸浮生長(zhǎng)于營(yíng)養(yǎng)液之中，利用煙氣中的nox作為氮源，使得脫氮菌在凈化煙氣的同時(shí)，自身也得以生長(zhǎng)繁殖，所以該裝置的循環(huán)利用率較高；

3.所述凈化裝置的優(yōu)選方案中，噴液管垂直方向上開(kāi)多層開(kāi)口，實(shí)現(xiàn)多層次噴液，進(jìn)一步提高了脫氮菌與煙氣的接觸和反應(yīng)效果；

4.使用本發(fā)明的技術(shù)方案，不但具有投入低，設(shè)備簡(jiǎn)單，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，并且不會(huì)產(chǎn)生二次性污染。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中孔板6與噴液管7的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中孔板6的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1.殼體，2.除霧器，3.煙氣進(jìn)口，4.營(yíng)養(yǎng)液排出管，5.營(yíng)養(yǎng)液輸入管，6.孔板，7.噴液管，8.噴淋凈化器，9.煙氣出口，10.噴淋頭，11.循環(huán)泵，12.營(yíng)養(yǎng)液池。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示的，一種脫氮菌脫除煙氣氮氧化物的凈化裝置的實(shí)施例，包括殼體1；殼體1下部設(shè)置有煙氣進(jìn)口3；殼體1頂部設(shè)有煙氣出口9；殼體1內(nèi)底部設(shè)置有營(yíng)養(yǎng)液池12；殼體1內(nèi)煙氣進(jìn)口3上方，以上下平行方式設(shè)置2個(gè)與殼體1內(nèi)壁緊密配合的橫向孔板6，孔板6均布的小孔上下口均為正方形且上下口中心位于同一豎直線上，其中上口邊長(zhǎng)為1.5mm，下口邊長(zhǎng)為3mm；殼體1內(nèi)孔板6上方還設(shè)置有去除煙氣所含水霧的除霧器2和用于凈化除霧器的噴淋凈化器8，其中除霧器2為2組，噴淋凈化器8在除霧器2上下兩側(cè)各設(shè)置1組噴淋頭10和相應(yīng)的管路，本實(shí)施例中共設(shè)置4組噴淋頭10，每組7個(gè)且均勻分布，噴淋凈化器8與外部水源連接。噴淋頭10所噴出的水，流入營(yíng)養(yǎng)液后可補(bǔ)充發(fā)生脫氮反應(yīng)時(shí)消耗的水。

2層孔板6在殼體1內(nèi)呈上下平行設(shè)置，將煙氣反應(yīng)主要發(fā)生的區(qū)域分成三個(gè)部分；孔板6平面形狀與殼體1截面相配合，如圖2所示，本實(shí)施例中孔板6平面為圓形；在不同實(shí)施例中，殼體1截面和孔板6的平面可以為方形，矩形等形狀，根據(jù)工程的要求來(lái)設(shè)定。本發(fā)明設(shè)計(jì)孔板6，目的一是支撐噴液管7，避免噴液管7在噴出營(yíng)養(yǎng)液的過(guò)程中晃動(dòng)；目的二是使帶有脫氮菌的營(yíng)養(yǎng)液從密布的小孔中流下；使液體在截面上的分布更加均勻；目的三是通過(guò)采用梯臺(tái)形結(jié)構(gòu)，使?fàn)I養(yǎng)液在小孔內(nèi)向下流動(dòng)時(shí)速度降低，液體膜不但面積增大而且保持時(shí)間延長(zhǎng)，這樣脫氮菌與煙氣中的nox接觸時(shí)間得到提高，還原反應(yīng)進(jìn)行得更加充分，凈化效果得到保證。通常來(lái)講，停留時(shí)間越長(zhǎng)，微生物與nox的接觸時(shí)間就越長(zhǎng)，越有利于生物降解，脫除效果越好；但“增加小孔數(shù)量從而增大總的接觸面積”和“減緩孔壁坡度從而增大單個(gè)孔的面積”之間存在矛盾并需要得到平衡，再綜合考慮營(yíng)養(yǎng)液和氣體通過(guò)量、氣壓影響等因素，我們經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，認(rèn)為在殼體內(nèi)壓力保持1.2大氣壓的情況下，采用如下方案效果較佳：孔板6厚度2.5mm，上口邊長(zhǎng)1.5mm，下口邊長(zhǎng)3mm，下口間距0.5mm。

殼體1下部還設(shè)置有循環(huán)裝置，所述循環(huán)裝置包括營(yíng)養(yǎng)液排出管4、營(yíng)養(yǎng)液輸入管5，循環(huán)泵11和4個(gè)噴液管7。其中，所述營(yíng)養(yǎng)液排出管4上設(shè)置有排出閥，所述營(yíng)養(yǎng)液輸入管5上設(shè)置有輸入閥；營(yíng)養(yǎng)液排出管4以支管連接營(yíng)養(yǎng)液輸入管5，支管兩端的連接點(diǎn)分別位于排出閥和輸入閥內(nèi)側(cè)（靠近循環(huán)泵一側(cè)）；循環(huán)泵11的輸入端同時(shí)連接營(yíng)養(yǎng)液輸入管5和營(yíng)養(yǎng)液排出管4，輸出端連接噴液管7；噴液管7均垂直穿過(guò)并固定于2層孔板6，分別在2層孔板6上方和營(yíng)養(yǎng)液池12的上方開(kāi)有噴液口，噴液管7穿過(guò)孔板6的位置在孔板6上均勻分布。

開(kāi)啟營(yíng)養(yǎng)液輸入管5處的輸入閥可以充入新的營(yíng)養(yǎng)液，開(kāi)啟營(yíng)養(yǎng)液輸出管4處的排出閥可以將營(yíng)養(yǎng)液從營(yíng)養(yǎng)液池排出。在正常循環(huán)過(guò)程中，循環(huán)泵11驅(qū)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)液從營(yíng)養(yǎng)液輸出管4流向噴液管7，并且從管路出口處噴出。循環(huán)泵11可以選用變頻循環(huán)泵，從而對(duì)液體噴出量和噴出速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

微生物凈化nox的原理是：

適宜的脫氮菌在由營(yíng)養(yǎng)液提供碳源的情況下，利用用nox作為氮源，將nox進(jìn)行還原，同時(shí)脫氮菌本身也獲得生長(zhǎng)繁殖；其中no2與營(yíng)養(yǎng)液中的水發(fā)生反應(yīng)：3no2+h2o=2hno3+no，反應(yīng)生成的no3^—和no均能被脫氮菌還原，no被脫氮菌直接還原成n2。

一種應(yīng)用所述脫氮菌脫除煙氣氮氧化物的凈化裝置的凈化方法，依次包括如下步驟：

（1）通過(guò)營(yíng)養(yǎng)液輸入管5和循環(huán)泵11將帶有脫氮菌的營(yíng)養(yǎng)液輸入至營(yíng)養(yǎng)液池12；

（2）在循環(huán)泵11作用下，攜帶脫氮菌的營(yíng)養(yǎng)液依次經(jīng)過(guò)營(yíng)養(yǎng)液排出管4、循環(huán)泵11、噴液管7后噴落在孔板6上，在重力作用下順著孔板6的小孔向下流動(dòng)的同時(shí)，在小孔內(nèi)表面形成帶有脫氮菌的液體膜；

（3）對(duì)含有nox的煙氣施加送煙壓力，送煙壓力使殼體1內(nèi)氣壓保持1.2倍大氣壓的水平；煙氣從煙氣進(jìn)口進(jìn)入殼體1后，從孔板6下方穿過(guò)小孔上行；煙氣穿過(guò)小孔時(shí)，液體膜中的脫氮菌與煙氣中的nox接觸，利用nox作為氮源，將nox進(jìn)行還原，同時(shí)脫氮菌本身也獲得生長(zhǎng)繁殖；其中no2與營(yíng)養(yǎng)液中的水發(fā)生反應(yīng)：3no2+h2o=2hno3+no，反應(yīng)生成的no3^—和no均能被脫氮菌還原，no被脫氮菌直接還原成n2；

（4）反應(yīng)完畢的煙氣繼續(xù)上行，經(jīng)過(guò)除霧器2去除水霧后從煙氣出口9排出，凈化過(guò)程完畢。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)，未予以詳細(xì)說(shuō)明和局部放大呈現(xiàn)的部分，為現(xiàn)有技術(shù)，在此不進(jìn)行贅述。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。