本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种烟气的微生物脱硝装置及方法。
背景技术：
随着环境保护力度的逐渐加强，降低烟气污染物排放量成为了各个工厂的重要的生产指标，目前去除烟气污染物常用的方法为生物法。生物法是利用微生物的生物化学作用，使污染物分解，转化为无害或少害的物质，微生物利用有机物作为其生长繁殖所需的基质，通过不同的转化途径将大分子或结构复杂的有机物经异化作用最终氧化分解为简单的水、二氧化碳等无机物，同时经同化作用并利用异化作用过程中产生的能量，使微生物的生物体得到增长繁殖，为进一步发挥其对有机物的处理能力创造有利的条件。
目前工业窑炉烟气脱硝技术应用较为广泛的有：选择性催化还原法(scr)及非选择性催化还原法（sncr）；其中，选择性催化还原法烟气脱硝效果好，但是脱硝工艺需要消耗价格昂贵的催化剂；非选择性催化还原法烟气脱硝工艺虽然不需要催化剂，但脱硝效果差，烟气排放难以达到环保排放标准要求，并且上述两种烟气脱硝工艺都需要消耗大量的氨或尿素，烟气脱硝运行成本高。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种无需消耗氨或尿素,脱硝运行成本低的烟气的微生物脱硝装置及方法。具体技术方案如下：
一种烟气的微生物脱硝装置,包括喷淋塔、生物过滤塔、进烟管、进水管一、进水管二、烟道一、烟道二、排风机、烟囱；所述喷淋塔包括中空底箱一、安装在底箱一上的中空壳体一以及多个上下重叠安装壳体一内的喷淋器；所述生物过滤塔包括中空底箱二、安装在底箱二上的中空壳体二以及安装在壳体二内并装有微生物填充料的吸收器；在底箱一内安装有用于将底箱一内废水排出的水泵一；在底箱二内安装有用于将底箱二内废水排出的水泵二；所述进烟管一端与窑尾或炉尾收尘器的出口接通，另一端与底箱一接通；所述进水管一的下端与置于蓄水池中的抽水机接通，上端伸入壳体一顶部；所述进水管二上端接在进水管一上，下端伸入壳体二内部；所述烟道一上端与壳体一顶部接通，下端与底箱二接通；在烟道一上接有水汽分离器；所述烟道二上端与壳体二顶部接通，下端与排风机进风口接通；所述排风机出风口与烟囱接通。
所述喷淋器由盒体、喷淋盘、中心管构成；所述盒体内部中空，在盒体底部设有与其内部接通的进风管一，在盒体顶部设有与其内部接通的出风管一；相邻两喷淋器的进风管一与出风管一上下接通，位于最上层喷淋器的出风管一与烟道一接通，位于最下层喷淋器的进风管一下端与底箱一接通；所述喷淋盘为横向安装在盒体内并将盒体分隔成上下两个腔体的中空圆盘；在喷淋盘边沿设有多个贯通喷淋盘上下两个腔体的通孔一；在喷淋盘上下表面设有多个与喷淋盘内腔连通的喷头；所述中心管上端与进水管一上端接通，下端套设在喷淋器中部并与喷淋盘固定连接；在中心管与喷淋盘连接处设有连通中心管与喷淋盘内腔的通孔二。
所述吸收器包括安装在壳体二内部的下箱体与上箱体；所述下箱体位于底箱二上方；在下箱体内部设有进风管二、环形填料层一、增湿管一；所述进风管二竖向固定在下箱体内部中央；进风管二下端伸入底箱二内与底箱二接通，进风管二位于下箱体内的部位为镂空结构；所述环形填料层一为多圈环设在进风管二外并装有微生物填充料的中空格栅，相邻两环形填料层一之间设有环形腔一；所述增湿管一为多根竖向设在环形腔一内且外壁设有多个细孔的中空管；在下箱体上方设有环形管一；所述环形管一分别与进水管二下端以及增湿管一连通；在下箱体外沿顶部对应最外层环形腔一的位置设有多根与环形腔一连通的连接管一。
所述上箱体位于下箱体上方；在上箱体内部设有出风管二、环形填料层二、增湿管二；所述出风管二竖向固定在上箱体内部中央；出风管二上端向上伸出上箱体顶部与烟道二接通，出风管二位于上箱体内的部位为镂空结构；所述环形填料层二为多圈环设在出风管二外并装有微生物填充料的中空格栅，相邻两环形填料层二之间设有环形腔二；所述增湿管二为多根竖向设在环形腔二内且外壁设有多个细孔的中空管；在上箱体上方设有环形管二；所述环形管二分别与进水管二下端以及增湿管二连通；在上箱体外沿底部对应最外层环形腔二的位置设有多根与环形腔二连通的连接管二；所述连接管二与连接管一一对一插接在一起并接通。
进一步地，所述喷淋器的数目为三个。
进一步地，在喷淋塔内侧顶部设有除雾器一；所述除雾器一上端与烟道一接通，下端与最上层喷淋器的出风管一接通。
进一步地，在生物过滤塔内侧顶部设有除雾器二；所述除雾器二上端与烟道二接通，下端与吸收器上箱体的出风管二接通。
进一步地，所述喷淋器的盒体底面朝向进气管一倾斜。
进一步地，所述吸收器的下箱体底部内侧面朝向进风管二倾斜；所述吸收器的上箱体部内侧面朝向述连接管二与连接管一倾斜。
利用上述烟气的微生物脱硝装置进行脱硝的方法，包括以下步骤：
将烟气由进烟管接入喷淋塔底箱一内，烟气由下至上通过喷淋器与水充分混合，烟气中可溶污染物溶于水中并流到底箱一内，通过水泵一排出处理；经过喷淋塔处理后，包含有氮氧化物的烟气向上流通并被烟道一引入生物过滤塔的底箱二内，依次穿过下箱体以及上箱体内的多圈环形填料层一以及多圈环形填料层二后，烟气中的氮氧化物被环形填料层一与环形填料层二内的微生物所转化吸收，被转化吸收掉氮氧化物的烟气最后通过排风机及烟囱排出外界。所述微生物可选用反硝化细菌等。
本发明采用多个重叠的并具备特殊结构的喷淋器来对烟气进行充分的喷淋加湿，可有效溶解去除掉烟气中的可溶物；采用内部设置有多圈环形微生物填料层的吸收器来高效脱硝，不仅脱硝效率高，而且无需消耗氨或尿素,脱硝运行成本低。
附图说明
图1为本发明一种烟气的微生物脱硝装置的结构示意图；
图2为喷淋塔的结构示意图；
图3为喷淋器的结构示意图；
图4为生物过滤塔的结构示意图；
图5为吸收器的结构示意图；
图中所示：1-进烟管、2-底箱一、3-水泵一、4-壳体一、5-喷淋器、51-盒体、52-进风管一、53-出风管一、54-喷淋盘、55-喷头、56-通孔一、57-通孔二、58-中心管、6-除雾器一、7-抽水机、8-进水管一、9-进水管二、10-烟道一、11-水汽分离器、12-底箱二、13-水泵二、14-壳体二、15-吸收器、1501-下箱体、1502-进风管二、1503-环形填料层一、1504-增湿管一、1505-环形腔一、1506-环形管一、1507-连接管一、1508-上箱体、1509-环形填料层二、1510-增湿管二、1511、环形腔二、1512-出风管二、1513-环形管二、1514-连接管二、16-除雾器二、17-烟道二、18-排风机、19-烟囱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1至图5所示，本发明的一种烟气的微生物脱硝装置,包括喷淋塔、生物过滤塔、进烟管1、进水管一8、进水管二9、烟道一10、烟道二17、排风机18、烟囱19；所述喷淋塔包括中空底箱一2、安装在底箱一2上的中空壳体一4以及多个上下重叠安装壳体一4内的喷淋器5；所述生物过滤塔包括中空底箱二12、安装在底箱二12上的中空壳体二14以及安装在壳体二14内并装有微生物填充料的吸收器15；在底箱一2内安装有用于将底箱一2内废水排出的水泵一3；在底箱二12内安装有用于将底箱二12内废水排出的水泵二13；所述进烟管1一端与窑尾或炉尾收尘器的出口接通，另一端与底箱一2接通；所述进水管一8的下端与置于蓄水池中的抽水机7接通，上端伸入壳体一4顶部；所述进水管二9上端接在进水管一8上，下端伸入壳体二14内部；所述烟道一10上端与壳体一4顶部接通，下端与底箱二12接通；在烟道一10上接有水汽分离器11；所述烟道二17上端与壳体二14顶部接通，下端与排风机18进风口接通；所述排风机18出风口与烟囱19接通。
如图3所示，所述喷淋器5由盒体51、喷淋盘54、中心管58构成；所述盒体51内部中空，在盒体51底部设有与其内部接通的进风管一52，在盒体51顶部设有与其内部接通的出风管一53；相邻两喷淋器5的进风管一52与出风管一53上下接通，位于最上层喷淋器5的出风管一53与烟道一10接通，位于最下层喷淋器5的进风管一52下端与底箱一2接通；所述喷淋盘54为横向安装在盒体51内并将盒体51分隔成上下两个腔体的中空圆盘；在喷淋盘54边沿设有多个贯通喷淋盘54上下两个腔体的通孔一56；在喷淋盘54上下表面设有多个与喷淋盘54内腔连通的喷头55；所述中心管58上端与进水管一8上端接通，下端套设在喷淋器5中部并与喷淋盘54固定连接；在中心管58与喷淋盘54连接处设有连通中心管58与喷淋盘54内腔的通孔二57。
如图4所示，所述吸收器15包括安装在壳体二14内部的下箱体1501与上箱体1508。
所述下箱体1501位于底箱二12上方；在下箱体1501内部设有进风管二1502、环形填料层一1503、增湿管一1504；所述进风管二1502竖向固定在下箱体1501内部中央；进风管二1502下端伸入底箱二12内与底箱二12接通，进风管二1502位于下箱体1501内的部位为镂空结构；所述环形填料层一1503为多圈环设在进风管二1502外并装有微生物填充料的中空格栅，相邻两环形填料层一1503之间设有环形腔一1505；所述增湿管一1504为多根竖向设在环形腔一1505内且外壁设有多个细孔的中空管；在下箱体1501上方设有环形管一1506；所述环形管一1506分别与进水管二9下端以及增湿管一1504连通；在下箱体1501外沿顶部对应最外层环形腔一1505的位置设有多根与环形腔一1505连通的连接管一1507。
所述上箱体1508位于下箱体1501上方；在上箱体1508内部设有出风管二1512、环形填料层二1509、增湿管二1510；所述出风管二1512竖向固定在上箱体1508内部中央；出风管二1512上端向上伸出上箱体1508顶部与烟道二17接通，出风管二1512位于上箱体1508内的部位为镂空结构；所述环形填料层二1509为多圈环设在出风管二1512外并装有微生物填充料的中空格栅，相邻两环形填料层二1509之间设有环形腔二1511；所述增湿管二1510为多根竖向设在环形腔二1511内且外壁设有多个细孔的中空管；在上箱体1508上方设有环形管二1513；所述环形管二1513分别与进水管二9下端以及增湿管二1510连通；在上箱体1508外沿底部对应最外层环形腔二1511的位置设有多根与环形腔二1511连通的连接管二1514；所述连接管二1514与连接管一1507一对一插接在一起并接通。
进一步地，所述喷淋器5的数目为三个。
进一步地，在喷淋塔内侧顶部设有除雾器一6；所述除雾器一6上端与烟道一10接通，下端与最上层喷淋器5的出风管一53接通。
进一步地，在生物过滤塔内侧顶部设有除雾器二16；所述除雾器二16上端与烟道二17接通，下端与吸收器15上箱体1508的出风管二1512接通。除雾器一6与除雾器二16都采用现有的除雾器。
进一步地，所述喷淋器5的51盒体底面朝向进气管一52倾斜。方便水流动到进气管一52后，在流到底箱一2内。
进一步地，所述吸收器15的下箱体1501底部内侧面朝向进风管二1502倾斜；所述吸收器15的上箱体1508部内侧面朝向述连接管二1514与连接管一1507倾斜。都是为了便于水的流动与排出。
利用上述烟气的微生物脱硝装置进行脱硝的方法，包括以下步骤：
将除尘后的烟气由进烟管接入喷淋塔底箱一内，烟气由下至上通过喷淋器与水充分混合，烟气中可溶污染物溶于水中并流到底箱一内，通过水泵一排出处理。
烟气在喷淋器5内的流动过程中烟气由喷淋器5底部进入喷淋器5内后，被喷淋器5内的喷淋盘54阻挡后，由喷淋盘54中部朝向喷淋盘54两端流动，流动过程中与喷淋盘54底部喷头55喷出的水充分混合，融掉大部分可溶物；烟气流动到喷淋盘54边沿后，由喷淋盘54边沿进入喷淋盘54上端腔体，在排风机18的抽动下，由喷淋盘54边沿流动到喷淋盘54中部，在喷淋盘54上部流动过程中继续与喷淋盘54顶部喷头55喷出的水充分混合，继续融掉剩余的可溶物；最后由出风管53流出进入到上层喷淋器5，重复上述步骤直至烟气从最上层喷淋器5出风管53流出进入到除雾器一6内除雾后流动到烟道一10内。此过程中产生的水，在重力作用下，自动往下流到底箱一2内，最后被抽水泵一3排出处理。
经过喷淋塔处理后，包含有氮氧化物的烟气向上流通并被烟道一10引入生物过滤塔的底箱二12内，依次穿过下箱体1501以及上箱体1508内的多圈环形填料层一1503以及多圈环形填料层二1509后（烟气在穿过环形填料层一1503与环形填料层二1509前，增湿管一1504与增湿管二1510要维持对环形填料层一1503与环形填料层二1509进行喷水，以保持环形填料层一1503与环形填料层二1509的湿度，以利于环形填料层一1503与环形填料层二1509表面形成水膜），烟气中的氮氧化物被环形填料层一1503与环形填料层二1509内的微生物所转化吸收，被转化吸收掉氮氧化物的烟气，最后通过排风机18及烟囱19排出外界。整个过程中产生的水沿着格栅底部空隙沿着上箱体1508与下箱体1501底面在重力作用下自动向下流动，最后流动到底箱二12内，被水泵二抽出。本发明通过将生物过滤层设置成多圈环形填料层的结构（即多圈环形填料层一1503与多圈环形填料层二1509），烟气从底箱二12进入下箱体1501底部进风管二1502，再由进风管二1502向四周发散流动并穿过一层一层的环形填料层一1503，由于越到外层环形填料层一1503直径就约大（表面积也就越大，就可以这样烟气与环形填料层一1503接触就越充分，吸收效率就越高），故烟气且后到达最外层环形腔1505时，已被完全发散开，与环形填料层一1503接触更充分，处理效率就越高，烟气在经过下箱体1501处理后，由连接管一与连接管二连通处，继续进入上箱体1508最外层环形腔1505，在排风机18抽力作用下，继续向中部依次穿过多圈环形填料层二1509；由于烟气在穿过环形填料层一1503以及最外几圈环形填料层二1509后，大部分氮氧化物基本已被吸收，剩余的少量氮氧化物分散存在，而环形填料层二1509由外朝内流动过程中，逐渐聚拢穿过内层环形填料层二1509，进一步被内层环形填料层二1509吸收后；最后由出风管二1512排入到除雾器二16，经过除雾器16处理后，进入烟道二17，最后由排风机18抽到烟囱19内，由烟囱19排到外界。烟气在吸收器15内的作用原理实质上就是，先发散吸收，而后再聚拢吸收的过程，通过该过程，微生物可充分吸收烟气内氮氧化物，实现高效脱硝。
所述微生物可选用反硝化细菌等。微生物通过转化吸收掉烟气中的氮氧化物维持其生长与繁殖，整个过程中无需另添加任何催化剂，脱硝成本低，脱硝效果高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种烟气的微生物脱硝装置,包括喷淋塔、生物过滤塔、进烟管、进水管一、进水管二、烟道一、烟道二、排风机、烟囱；所述喷淋塔包括中空底箱一、安装在底箱一上的中空壳体一以及多个上下重叠安装壳体一内的喷淋器；所述生物过滤塔包括中空底箱二、安装在底箱二上的中空壳体二以及安装在壳体二内并装有微生物填充料的吸收器；在底箱一内安装有用于将底箱一内废水排出的水泵一；在底箱二内安装有用于将底箱二内废水排出的水泵二；所述进烟管一端与窑尾或炉尾收尘器的出口接通，另一端与底箱一接通；所述进水管一的下端与置于蓄水池中的抽水机接通，上端伸入壳体一顶部；所述进水管二上端接在进水管一上，下端伸入壳体二内部；所述烟道一上端与壳体一顶部接通，下端与底箱二接通；在烟道一上接有水汽分离器；所述烟道二上端与壳体二顶部接通，下端与排风机进风口接通；所述排风机出风口与烟囱接通；其特征在于：
所述喷淋器由盒体、喷淋盘、中心管构成；所述盒体内部中空，在盒体底部设有与其内部接通的进风管一，在盒体顶部设有与其内部接通的出风管一；相邻两喷淋器的进风管一与出风管一上下接通，位于最上层喷淋器的出风管一与烟道一接通，位于最下层喷淋器的进风管一下端与底箱一接通；所述喷淋盘为横向安装在盒体内并将盒体分隔成上下两个腔体的中空圆盘；在喷淋盘边沿设有多个贯通喷淋盘上下两个腔体的通孔一；在喷淋盘上下表面设有多个与喷淋盘内腔连通的喷头；所述中心管上端与进水管一上端接通，下端套设在喷淋器中部并与喷淋盘固定连接；在中心管与喷淋盘连接处设有连通中心管与喷淋盘内腔的通孔二；
所述吸收器包括安装在壳体二内部的下箱体与上箱体；所述下箱体位于底箱二上方；在下箱体内部设有进风管二、环形填料层一、增湿管一；所述进风管二竖向固定在下箱体内部中央；进风管二下端伸入底箱二内与底箱二接通，进风管二位于下箱体内的部位为镂空结构；所述环形填料层一为多圈环设在进风管二外并装有微生物填充料的中空格栅，相邻两环形填料层一之间设有环形腔一；所述增湿管一为多根竖向设在环形腔一内且外壁设有多个细孔的中空管；在下箱体上方设有环形管一；所述环形管一分别与进水管二下端以及增湿管一连通；在下箱体外沿顶部对应最外层环形腔一的位置设有多根与环形腔一连通的连接管一；
所述上箱体位于下箱体上方；在上箱体内部设有出风管二、环形填料层二、增湿管二；所述出风管二竖向固定在上箱体内部中央；出风管二上端向上伸出上箱体顶部与烟道二接通，出风管二位于上箱体内的部位为镂空结构；所述环形填料层二为多圈环设在出风管二外并装有微生物填充料的中空格栅，相邻两环形填料层二之间设有环形腔二；所述增湿管二为多根竖向设在环形腔二内且外壁设有多个细孔的中空管；在上箱体上方设有环形管二；所述环形管二分别与进水管二下端以及增湿管二连通；在上箱体外沿底部对应最外层环形腔二的位置设有多根与环形腔二连通的连接管二；所述连接管二与连接管一一对一插接在一起并接通。
2.根据权利要求1所述的一种烟气的微生物脱硝装置，其特征在于：所述喷淋器的数目为三个。
3.根据权利要求1所述的一种烟气的微生物脱硝装置，其特征在于：在喷淋塔内侧顶部设有除雾器一；所述除雾器一上端与烟道一接通，下端与最上层喷淋器的出风管一接通。
4.根据权利要求3所述的一种烟气的微生物脱硝装置，其特征在于：在生物过滤塔内侧顶部设有除雾器二；所述除雾器二上端与烟道二接通，下端与吸收器上箱体的出风管二接通。
5.根据权利要求1所述的一种烟气的微生物脱硝装置，其特征在于：所述喷淋器的盒体底面朝向进气管一倾斜。
6.根据权利要求1所述的一种烟气的微生物脱硝装置，其特征在于：所述吸收器的下箱体底部内侧面朝向进风管二倾斜；所述吸收器的上箱体部内侧面朝向述连接管二与连接管一倾斜。
7.利用权利要求1-6中任意一项所述烟气的微生物脱硝装置进行脱硝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将烟气由进烟管接入喷淋塔底箱一内，烟气由下至上通过喷淋器与水充分混合，烟气中可溶污染物溶于水中并流到底箱一内，通过水泵一排出处理；经过喷淋塔处理后，包含有氮氧化物的烟气向上流通并被烟道一引入生物过滤塔的底箱二内，依次穿过下箱体以及上箱体内的多圈环形填料层一以及多圈环形填料层二后，烟气中的氮氧化物被环形填料层一与环形填料层二内的微生物所转化吸收，被转化吸收掉氮氧化物的烟气最后通过排风机及烟囱排出外界。
技术总结