一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置。


背景技术：

2.氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物，包括多种化合物，如一氧化二氮(n2o)、一氧化氮(no)、二氧化氮(no2)、三氧化二氮(n2o3)、四氧化二氮(n2o4)和五氧化二氮(n2o5)等，除一氧化二氮及二氧化氮以外，其他氮氧化物均不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又变为二氧化氮。氮氧化物都具有不同程度的毒性。
3.随着全球工业化进程的推进，环境问题日益严峻，作为主要环境问题之一的大气污染更是如此，它对人体健康和生态环境构成了巨大威胁。氮氧化物废气作为大气污染的主要来源之一，近年来排放量逐年增加，它不但是酸雨的主要来源之一，同时还是致癌物质，会导致光化学烟雾的产生，还会对臭氧层造成破外。我国政府和地方纷纷制定和修改相应的政策和法规，对氮氧化物废气的排放总量和排放浓度都作出了越来越严格的限制，因此，对氮氧化物废气的处理成为氮氧化物废气排放企业不得不面对的难题。通常，工业产生的氮氧化物废气主要成分为一氧化氮和二氧化氮，还含有少量其它氮氧化物。
4.目前，涉及电磁线产品的生产，特别是涉及漆包线生产过程中，会有大量的氮氧化物的排放，漆包线是电机、电器等产品的主要原材料，市场需求量非常大。漆包线的生产工艺是放线
→
退火
→
清洗
→
涂漆
→
烘烤
→
冷却
→
润滑
→
收线，其高温线用漆是聚酯亚胺漆或聚酰胺酰亚胺漆，这类型漆在催化燃烧时会生成no
x
氮氧化物混合气体和少量的二氧化硫气体，其具有一定的毒性，严重影响周围环境和工作人员的身体健康。现阶段，漆包线生产线企业往往将厂址选择偏远地区，所产生的氮氧化物废气基本上是直接排放到大气中，严重污染环境。随着国家和地方对环境治理力度的加大，漆包线生产线企业也必须开始净化氮氧化物废气。
5.如何净化高速漆包线机排放的氮氧化物废气，解决环境污染的问题，改善生产环境，以确保达到国家的环保要求，同时提高生产效率，保证操作人员良好的工作环境，是目前亟需解决的问题。
6.因此，亟需研发一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置，同时，该设备还须充分利用高速漆包线机排放尾气温度高的特点，通过设计初步处理构件和二次处理构件串联工作，提高催化还原氮氧化物的效率，并达到节能减排的目的。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的就是为了解决现有问题，而提供一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置。
8.本实用新型的技术解决措施如下：
9.一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置，其包括有处理单元，所述处理单
元按废气处理过程依次包括有进气管、初步处理构件以及二次处理构件；
10.所述进气管开设有废气进入口，所述进气管与高速漆包线机的废气出口连接，所述进气管侧壁上靠近所述废气进入口处开设有还原剂喷入接口，所述进气管与初步处理构件相连接；
11.所述初步处理构件包括有金属网催化层；
12.所述二次处理构件包括有二次处理构件本体，所述二次处理构件本体上开设有二次处理构件进气口与尾气排出口，所述初步处理构件出气口与所述二次处理构件进气口固定连通，所述二次处理构件本体内固定有加热装置以及蜂窝陶瓷催化层。
13.作为优选，所述处理单元的数量与高速漆包线机的排气口的数量相同，多个相互独立的处理单元固定于壳体内。
14.作为优选，所述还原剂喷入接口与压缩雾化装置相连，所述压缩雾化装置远离所述还原剂喷入接口的一端与流量计相连接，所述流量计远离所述压缩雾化装置的一端与还原剂储液箱相连通。
15.作为优选，所述进气管与所述还原剂喷入接口相邻的一侧上开设有观察口，所述观察口处密封固定有透明的观察板。
16.作为优选，所述进气管上与所述废气进入口相同侧处开设有冷凝口，所述冷凝口处固定有回流管，所述回流管与集液箱相连。
17.作为优选，所述金属网催化层，其内部密布有不规则排列、在纵横方向错综交错的网孔，所述金属网催化层由铁丝网、钢丝网、不锈钢丝网、铜丝网、铝合金丝网或发泡镍组成，其中，金属网催化层上负载铂、钯、铑这类单质或化合物的一种或几种，其质量百分数为0％～0.5％。
18.作为优选，所述进气管包括有进气管体前段和固定于进气管体前段上的进气管体后段，所述进气管体前段内部上靠近所述进气管体后段处固定有用于支撑的第一支架，所述进气管体后段内部靠近所述进气管体前段处固定有限位条，所述限位条与所述第一支架之间的间距与所述金属网催化层的高度h相适应。
19.作为优选，所述蜂窝陶瓷催化层由多个表面覆盖金属化合物的陶瓷蜂窝催化块堆叠而成，陶瓷蜂窝催化块上负载有金属化合物层，所述金属化合物层是铜、锰、镍、钴、铂、钯、铑这类单质或化合物中的一种或数种，其质量百分数为0％～1％。
20.作为优选，所述二次处理构件本体内部固定有用于支撑的第二支架，所述第二支架上放置有网格状支撑板，所述陶瓷蜂窝催化块堆叠放置于网状支撑板上，所述陶瓷蜂窝催化块与所述二次处理构件本体的内壁之间的缝隙用石棉进行填充。
21.本实用新型的有益效果
22.1、本实用新型公开的一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置，其包括有处理单元，所述处理单元按废气处理过程依次包括有进气管、初步处理构件以及二次处理构件，需要处理的氮氧化物废气依次经过金属网催化层、加热装置以及蜂窝陶瓷催化层后，最后排出的气体为氮气和水，达到清除氮氧化物的目的，实现无害、安全、快捷、高效化处理，且处理工艺简单，将氮氧化物转化为无毒无害的氮气，处理方法安全绿色环保，符合国家规定的环保标准，解决了现有的漆包线生产过程中氮氧化物对环境的污染问题，且处理装置结构简单，利于投入生产制造，同时也利于市场推广。
23.2、本实用新型公开的一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置，雾化后的还原剂与需要处理的氮氧化物废气于金属网催化层内的曲折的、交错的、不规则的网孔内进行流动，在流动地过程中进行分散化以及混合均匀化，并且在金属网催化层的作用下进行初步处理，通过金属网催化层网孔结构的巧妙设置，一步实现了分散化、混合均匀化、充分化以及初步处理的效果，实现了高效化。
24.3、本实用新型公开的一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置，该装置还须充分利用高速漆包线机排放尾气温度高的特点，通过设计初步处理构件和二次处理构件串联工作，提高催化还原氮氧化物的效率，并达到节能减排的目的。
附图说明
25.图1为本实用新型的一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置的立体示意图；
26.图2为本实用新型的一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置的内部立体示意图；
27.图3为本实用新型的进气管剖视图；
28.图4为本实用新型的金属网催化层剖视图；
29.图5为本实用新型的二次处理构件剖视图；
30.图6为本实用新型的一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置安装于高速漆包线机上的使用状态示意图。
31.图中：进气管1、废气进入口11、还原剂喷入接口12、观察板13、冷凝口14、进气管体前段15、进气管体后段16、第一支架17、限位条18、金属网催化层2、网孔21、尾气排出口3、加热装置4、蜂窝陶瓷催化层5、第二支架51、二次处理构件7、废气出口8。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”“等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置，其包括有处理单元，所述处理单
元按废气处理过程依次包括有进气管1、初步处理构件以及二次处理构件7，所述废气为高速漆包线机排出的废气，其中含有氮氧化物混合气体和少量的二氧化硫气体；
36.所述进气管1开设有废气进入口11，所述进气管1与高速漆包线机的废气出口8连接，所述进气管1侧壁上靠近所述废气进入口11处开设有还原剂喷入接口12，所述进气管1与初步处理构件相连接；
37.所述初步处理构件包括有金属网催化层2，所述金属网催化层2其内部密布有不规则排列、在纵横方向错综交错的网孔21，如图4所示，需要处理的废气以及喷入的还原剂从金属网催化层2的下表面进入，最后从金属网催化层 2的上表面流出，在金属网催化层2内部经过曲折的、交错的、不规则的网孔，两者的气体在流动得过程中分散化，同时也使得两个气体混合更加均匀化，所述金属网催化层2的高度h为2～3cm，所述金属网催化层2由铁丝网、钢丝网、不锈钢丝网、铜丝网、铝合金丝网或发泡镍组成，其中，金属网催化层2上负载铂、钯、铑单质或化合物的一种或几种，其质量百分数为0％～0.5％。当气体流过金属网催化层2时，也进行了初步处理，所述还原剂可以为尿素、碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、柠檬酸铵中的一种或几种共用，将其与水混合，配制成还原剂溶液，浓度为1～50％。以下以尿素和水配制成还原剂溶液进行具体解释：
38.一、还原剂在金属网催化层2作用下分解成氨气和二氧化氮；
39.二、部分氮氧化物在金属网催化层2作用下被氨气还原，生成无害的氮气和水：
40.三、二氧化氮与水反应变成硝酸和亚硝酸：
41.四、亚硝酸与还原剂反应生成的一氧化碳、氮气和水，氮氧化物在金属网催化层2作用下被一氧化碳还原，生成无害的二氧化碳和氮气：
42.由于高速漆包线机出来的废气其温度一般会在260℃～300℃，故初步处理的过程中其温度是可以保证的。
43.所述二次处理构件7包括有二次处理构件本体，所述二次处理构件本体上开设有二次处理构件进气口与尾气排出口3，所述初步处理构件出气口与所述二次处理构件进气口固定连通，所述二次处理构件本体内固定有加热装置4 以及蜂窝陶瓷催化层5，所述加热装置4靠近所述二次处理构件进气口处，其包括有复数发热管以及温度传感器，保证反应过程中所需的温度同时也保证了形态处于气态，其温度控制在250℃～300℃，因为虽然从高速漆包线机出来的废气其温度一般会在260℃～300℃，但并不能保证其温度一定会在250℃～300℃内；
44.所述蜂窝陶瓷催化层5由多个表面覆盖金属化合物的陶瓷蜂窝催化块堆叠而成，所述陶瓷蜂窝催化块上负载有金属化合物层，所述金属化合物层是铜、锰、镍、钴、铂、钯或铑这类单质或化合物中的一种或数种，其质量百分数为 0％～1％，所述陶瓷蜂窝催化块为本领域常规设置，故不多加赘述，具体如下：
45.一、尿素在负载有金属化合物的陶瓷蜂窝催化块作用下可还原氮氧化物，生成无害的二氧化碳、氮气和水：
46.二、还原剂在负载有金属化合物的陶瓷蜂窝催化块作用下分解成氨气和二氧化碳；
47.三、氨气在负载有金属化合物的陶瓷蜂窝催化块作用下可还原氮氧化物，生成无害的氮气和水：
48.四、反应过程中生产的一氧化碳在负载有金属化合物的陶瓷蜂窝催化块作用下可还原氮氧化物，生成无害的二氧化碳、氮气和水：
49.由此可见，经过本实用新型的一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置处理后的氮氧化物最终以氮气和水的方式进行排放，达到清除氮氧化物的目的，实现无害、安全、快捷、高效化处理，且处理工艺简单，可一步还原将氮氧化物转化为无毒无害的氮气，处理方法安全绿色环保，符合国家规定的环保标准，解决了现有的漆包线生产过程中氮氧化物对环境的污染问题，处理装置结构简单，利于投入生产制造，同时也利于市场推广。
50.具体地，所述处理单元的数量与高速漆包线机的废气出口8的数量相同，多个相互独立的处理单元固定于壳体内，所述处理单元之间相互独立，互不影响，可独立控制，所述处理单元的数量为4个，因为现有的高速漆包线机的排气口的数量为4个。
51.具体地，所述还原剂喷入接口12与压缩雾化装置相连，所述压缩雾化装置远离所述还原剂喷入接口12的一端与流量计相连接，所述流量计远离所述压缩雾化装置的一端与还原剂储液箱相连通，所述流量计用于监测还原剂的量，所述压缩雾化装置用于将液态的还原剂雾化，所述压缩雾化装置可以为压缩雾化器，所述压缩雾化器为本领域常规设备，故不多加赘述，所述还原剂储液箱上连接有泵头，所述泵头将还原剂储液箱内的还原剂从还原剂储液箱内泵出，再通过压缩雾化装置进行雾化进入进气管1内。
52.具体地，所述还原剂喷入接口12为l型管状，所述还原剂喷入接口12 的喷出端位于所述进气管1内部中心位置，且朝向所述金属网催化层2，从而更利于所喷出的还原剂能够直接进入金属网催化层2内，所述进气管1与所述还原剂喷入接口12相邻的一侧上开设有观察口，所述观察口处密封固定有透明的观察板13，利于观察还原剂的雾化情况。
53.具体地，所述进气管1上与所述废气进入口11相同侧处开设有冷凝口14，所述冷凝口14处固定有回流管，所述回流管与集液箱相连，从而利于收集液态的还原剂，利于再次使用。
54.具体地，所述进气管1为长方体状，其包括有第一进气管体15和固定于第一进气管体15上的第二进气管体16，所述第一进气管体15内部上靠近所述第二进气管体16处固定有第一支架17，所述第一支架17为l状，数量为4 个，用于支撑所述金属网催化层2，所述第二进气管体16内部靠近所述第一进气管体15处固定有限位条18，所述限位条18的数量为2～4个，所述限位条18与所述第一支架17之间的间距为2～3cm，其目的是为了与所述金属网催化层2的高度h相配合，将所述金属网催化层2卡于两者之间进行固定，所述金属网催化层2的截面大小形状与所述进气管1相配合，从而保证废气与还原剂均从金属网催化层2通过。
55.具体地，所述二次处理本体内部固定有第二支架51，所述第二支架51为 l状，数量为4个，用于支撑，所述第二支架51上放置有网状支撑板，所述陶瓷蜂窝催化块堆叠放置于网状支撑板上，所述陶瓷蜂窝催化块与所述二次处理本体的内壁之间的缝隙用石棉进行填充，从而能够保证气体能够进行充分的处理，不会出现未处理的气体从缝隙中排出的情况。
56.具体地，所述陶瓷蜂窝催化块堆叠的方式为4个为一层，总共有8～10层，使气体能够得到充分的处理。
57.一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理方法，具体步骤如下：
58.s1：配制还原剂溶液，还原剂优选尿素、碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、柠檬酸铵中的一种或几种共用，将其与水混合，配制成还原剂溶液，其浓度为 1～50％；
59.s2：将步骤s1中所配制的还原剂溶液进行雾化，雾化后的还原剂与需要处理的氮氧化物于金属网催化层2内的曲折的、交错的、不规则的网孔21内进行流动，在流动地过程中进行分散化以及混合均匀化，并且在金属网催化层 2的作用下进行初步处理；
60.s3：经过步骤s2初步处理后的气体经过加热装置4进行加热升温后进入蜂窝陶瓷催化层5进行二次处理，最后排放氮气和水。
61.具体地，步骤s1中的处理过程为：
62.一、还原剂在金属网催化层2作用下分解成氨气和二氧化氮；
63.二、部分氮氧化物在金属网催化层2作用下被氨气还原，生成无害的氮气和水：
64.三、二氧化氮与水反应变成硝酸和亚硝酸：
65.四、亚硝酸与还原剂反应生成的一氧化碳、氮气和水，氮氧化物在金属网催化层2作用下被一氧化碳还原，生成无害的二氧化碳和氮气：
66.具体地，步骤s2中的二次处理过程为：
67.一、尿素在负载有金属化合物的陶瓷蜂窝催化块作用下可还原氮氧化物，生成无害的二氧化碳、氮气和水：
68.二、还原剂在负载有金属化合物的陶瓷蜂窝催化块作用下分解成氨气和二氧化碳；
69.三、氨气在负载有金属化合物的陶瓷蜂窝催化块作用下可还原氮氧化物，生成无害的氮气和水：
70.四、反应过程中生产的一氧化碳在负载有金属化合物的陶瓷蜂窝催化块作用下可还原氮氧化物，生成无害的二氧化碳、氮气和水：
71.通过上述处理方式，处理率达到85
‑‑
95％以上。
72.具体实施例一，在某漆包线厂的高速漆包线机的废气出口8处安装有本实用新型的一种高速漆包线机用氮氧化物废气的处理装置，在使用本实用新型的氮氧化物废气处理装置之前，废气中氮氧化物含量为2600-3000mg/m3时，安装并使用本实用新型的氮氧化物废气处理装置之后，排放的尾气中的氮氧化物含量降至150-200mg/m3，表明最后排放的尾气符合国家规定的环保标准，解决了现有的漆包线生产过程中氮氧化物对环境的污染问题，因此，使用本设备处理氮氧化物废气，安全绿色环保，且处理装置结构简单，使用寿命长，运行成本低，从而达到节能减排的目的。
73.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。