CN102580495A

CN102580495A - 综合聚能节能催化治大气污染系统装备

Info

Publication number: CN102580495A
Application number: CN2012100596928A
Authority: CN
Inventors: 沈斌; 沈中文; 沈大中; 沈诚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2032-03-08
Also published as: CN102580495B

Abstract

综合聚能节能催化治大气污染系统装备，属节能减排污染物治理设备，尤其是对大气污染排放的治理设备。它包括燃气燃油催化装置和燃煤催化装置，燃气燃油催化装置和燃煤催化装置产生的烟气经由烟道排出。其关键技术是在烟道上安装气相综合催化氧化还原器，气相综合催化氧化还原器通过引风机连接汇风室，汇风室与百叶催化反应器连接，百叶催化反应器连接屏幕光电半导体催化反应器。本发明结构设计合理，广泛用于大气或尾气的治理。经量化对比检测本装置节煤30％，节气20％，节油15％，节电10％；脱硫98％-99％，脱氮95％，臭氧净化90％，除尘效率99％，捕获收集PM_2.599％，净化苯并芘99.99％，二噁英98.9％。因节能而实现减排且环保，实现综合治理大气污染的目的。

Description

综合聚能节能催化治大气污染系统装备

技术领域：

综合聚能节能催化治大气污染系统装备，属节能减排污染物治理设备，尤其是对大气污染排放的治理设备。

背景技术：

当前，全世界正在遭遇举世瞩目的能源危机、环境危机和气候变化大问题，但是没有很好的解决办法。环境危机的威胁主要来自电厂、钢铁、化工、水泥、锅炉、窑炉和机动车船尾气排放致使大气污染，排放物主要是燃烧气、油、煤等过程中产生的氮氧化物以及挥发性有机物和颗粒物(粉尘)，这些污染物的排放严重影响人们的身心健康，尤其是引发肺部肺气、肺水肿和心脑血管的损伤。大气污染还有一个重要根源是臭氧和微细颗粒物PM_2.5的产生，微细颗粒物PM_2.5由于非常细微但又非常有害，所以对大气的污染和对人体的损害是相当严重的。加之垃圾焚烧产生的二氧化硫生成硫酸盐、亚硝酸盐等强致癌物，更为严重的是苯并芘和二噁英对环境的污染。

发明内容：

本发明要解决的问题就是针对以上不足而提供一种通过节能而减排综合治理大气及机动车船尾气污染的装置。其技术方案如下：

它包括燃气燃油催化装置和燃煤催化装置，燃气燃油催化装置和燃煤催化装置产生的烟气经由烟道排出。其关键技术是在烟道上安装气相综合催化氧化还原器，气相综合催化氧化还原器通过引风机连接汇风室，汇风室与百叶催化反应器连接，百叶催化反应器连接屏幕光电半导体催化反应器。燃气燃油催化装置包括空气预热管、三合环管和催化燃烧床，催化燃烧床位于炉膛内，催化燃烧床上方设有聚能环罩，三合环管分为内环管、中环管和外环管，内环管、中环管和外环管的一端分别连接气源阀、蒸汽调节阀和空气预热管，三合环管另一端连接喷嘴，喷嘴对准催化燃烧床。燃煤催化装置是在炉膛内设置阶梯式百叶片炉篦催化燃烧床，在炉篦下设有蒸汽管，阶梯式炉篦催化燃烧床上方设有聚能环罩，在炉膛外设有推碳机。汇风室下部设有液相催化塔，液相催化塔上有分流管，分流管上设潜水喷射咀，汇风室上部设有气液分离器。屏幕光电半导体催化反应器是在上方安装高位槽，高位槽内设有孔眼，在屏幕光电半导体催化反应器主体上安装百叶片，在百叶片上涂覆有半导体催化剂，在屏幕光电半导体催化反应器主体表面覆盖有丝网，在屏幕光电半导体催化反应器底部安装低位池，低位池与百叶催化反应器相通，低位池内安装输送泵，输送泵连接输送管，输送管与高位槽相通。液相催化塔、百叶催化反应器和屏幕光电半导体催化反应器的底部与螺旋输送机相通。

与现有技术相比本发明具有的有益效果是：

1、燃气燃油催化装置设有预热管和三合环管，空气、燃料气、蒸汽三种气体在喇叭形混合喷嘴内混合后强烈燃烧，火焰喷射到分流催化燃烧床上将有害物质特别是有机污染物苯并芘、二噁英催化净化焚烧。

2、在炉膛内上方设有聚能环罩，产生的热能在炉膛内被聚能环罩吸收蓄热和产生红外线高能辐射，达到聚能、节能的目的，减少资源消耗和环境污染。

3、在炉前延伸1-1.2米形成干燥干熘氧化段，使燃煤在中低温段有足够的空间和时间充分供氧催化满足燃烧，将黑烟转化为能源加以利用。

4、炉篦下设有蒸汽管供给蒸汽，一是使煤渗透水后强化加速燃烧更充分，提高热交换能力，二是蒸汽与赤热的二氧化碳反应生成一氧化碳和氢作新能源燃烧而节能，加快燃烧气氛和产生燃烧热动力，故将黑烟燃烧殆尽以此节能。

5、炉膛内设置阶梯式百叶片炉篦催化燃烧床，一是供氧充分，二是避免漏煤掉坑造成浪费，从源头上节能。

6、从气相综合催化氧化还原器到百叶催化反应器，烟气经过至少四级催化净化，对氮氧化物以及挥发性有机物起到相当高的净化作用，有效治理大气污染。若治理机动车船，将催化器缩小，结合复合吸收剂对各项污染物一并净化达标。

7、屏幕光电半导体催化反应器有复合液体粘性催化剂自上而下瀑布式循环流动，有效粘附吸收微细颗粒物尤其是PM_2.5，并对其催化吸收净化；半导体催化剂利用镓酸锗元素吸收太阳光持续2周发光，被吸附在半导体催化剂表面时发生强烈的锆、钛、铈等氧化还原反应，达到对氮氧化物、臭氧、微细颗粒物PM_2.5等有效治理的目的，解决了微细颗粒物尤其是PM_2.5的净化问题，是环保领域的重大贡献。该屏幕光电半导体催化反应器利用探照灯和紫外光光合作用驱散雾霾即对雾霾天气的光合治理，改善恶劣环境，可单独适用于飞机场、高速公路、车站、码头等。

8、本发明结构设计合理，广泛用于电厂、工业和生活锅炉、焚烧炉、工业窑炉、汽车、船舶、柴油发电机等尾气排放的氮氧化物、大小颗粒物及微细颗粒物PM_2.5和焚烧炉产生的苯并芘、二噁英的治理。结构设计避免了人为操作与机械不完全燃烧损失和化学不完全反应燃烧造成的损失。经量化对比检测本装置节煤30％，节气20％，节油15％，节电10％；脱硫98％-99％，脱氮95％，臭氧净化90％，除尘效率99％，捕获收集PM_2.599％，净化苯并芘99.99％，二噁英98.9％。因节能而实现减排且环保，实现综合治理大气污染的目的。

附图说明：

图1，是本发明结构示意图；

图2，是图1A₁-A₁示意图；

图3，是图1A₂-A₂示意图；

图4，是图1B-B示意图；

图5，是图1C-C示意图；

图6，是图1D-D示意图。

具体实施方式：

参见图1-图6，本发明包括燃气燃油催化装置和燃煤催化装置，燃气燃油催化装置和燃煤催化装置产生的烟气中的臭氧的前体物氮氧化物和微细颗粒物PM_2.5经催化治理达标后由烟道排出。其关键技术是在烟道上安装气相综合催化氧化还原器9，气相综合催化氧化还原器9通过引风机10连接汇风室11，汇风室11与百叶催化反应器14连接，百叶催化反应器14连接屏幕光电半导体催化反应器16。燃气燃油催化装置包括空气预热管1、三合环管6.1和催化燃烧床7，催化燃烧床7位于炉膛内，催化燃烧床7上方设有聚能环罩8，三合环管6.1分为内环管、中环管和外环管，内环管、中环管和外环管的一端分别连接气源阀5、蒸汽调节阀4和空气预热管1，三合环管6.1另一端连接喷嘴6.2，喷嘴6.2对准催化燃烧床7。燃煤催化装置是在炉膛内设置阶梯式百叶片炉篦催化燃烧床，阶梯式百叶片炉篦催化燃烧床延伸至炉膛外，在炉篦下设有蒸汽管26，阶梯式炉篦催化燃烧床上方设有聚能环罩8，在炉膛外设有推碳机。在炉膛前延伸1-1.2米形成干燥干熘氧化燃烧催化段，燃煤催化装置所在的炉膛内为还原辐射段。汇风室11下部设有液相催化塔25，液相催化塔25上有分流管12，分流管12上设潜水喷射咀，汇风室11上部设有气液分离器13。屏幕光电半导体催化反应器16是在上方安装高位槽17，高位槽17内设有孔眼，在屏幕光电半导体催化反应器主体上安装百叶片，在百叶片上涂覆有半导体催化剂18，在屏幕光电半导体催化反应器主体表面覆盖有丝网，在屏幕光电半导体催化反应器底部安装低位池，低位池与百叶催化反应器14相通，低位池内安装输送泵21，输送泵21连接输送管19，输送管19与高位槽17相通。液相催化塔25、百叶催化反应器14和屏幕光电半导体催化反应器16的底部与螺旋输送机22相通。

所述推碳机由气缸28连接，在炉膛外设有提升斗27，提升斗27连接提升机32，提升机32连接储料斗15，气缸28连接电磁阀29、汽水过滤分离器30，送碳指令由数控电脑31发出。图中1.1是除渣机。

其工作原理如下：

针对使用天然气、液化气或油作能源时，首先空气预热管1将空气加热后，由风机2将加热的空气(由于空气中含氧气，实质上提供的是热氧气)输送至气泡筒3后经三合环管6.1的外环管送出，打开蒸汽调节阀4由中环管提供蒸汽氢气，打开气源阀5由内环管提供燃气，三种气体在喇叭形混合喷嘴6.2内混合后强烈燃烧，火焰喷射到催化燃烧床7上将有害物质净化焚烧，产生的热能在炉膛内被聚能环罩8吸收蓄热和产生红外线高能辐射。

针对使用煤作能源时，将原煤装入提升斗27，经提升机32将煤吊运到储料斗15，经数控电脑31按时自动化运行，当电脑发出送碳指令后，由空压机提供空气动力，由气管输气，经汽水过滤分离器30过滤湿汽水后，经电磁阀29打开，经气缸28连接推碳机向炉内定时推碳。在炉前延伸1-1.2米形成干燥干熘氧化段，使燃煤在中低温段有足够的空间和时间充分供氧催化满足燃烧，将黑烟转化为能源加以利用；加上蒸汽管26中的蒸汽供给，一是使煤渗透水后自然延长燃烧时间，二是蒸汽与赤热的二氧化碳反应生成一氧化碳和氢作新能源燃烧而节能，加快燃烧气氛和产生燃烧热动力，故将黑烟燃烧殆尽以此节能。炉内炉篦呈阶梯式百叶结构，一是供氧充分，二是避免漏煤掉坑造成浪费。

气相综合催化氧化还原器9将烟道气体的污染物如NOx还原为氮气、二氧化碳和水后，二氧化硫和粉尘、微细颗粒物经由引风机10输送到汇风室11，再经分流管12分流到潜水喷射咀在液相催化塔25内自激搅拌，液相催化塔25内装有复合液体粘性催化剂24，复合液体粘性催化剂24同时盛装于百叶催化反应器14内，这时液相催化塔25内气液界面扩大，沸腾鼓泡传质，反应更充分，反应物经气液分离器13分离后气体进入百叶催化反应器14再次催化净化。百叶催化反应器14内的复合液体粘性催化剂24进入屏幕光电半导体催化反应器底部的低位池，被输送泵21经由阀门20和输送管19输送至高位槽17，再由高位槽17缓缓沿百叶片和丝网流入低位池，如此循环，构成瀑布式屏幕光电半导体催化反应器。在复合液体粘性催化剂24缓缓下行的过程中，有效粘附微细颗粒物尤其是PM_2.5，并对其催化净化；半导体催化剂18在光激发下产生电子-空穴对，当污染物被吸附在半导体催化剂百叶片表面时，电子或空穴就会发生强烈的氧化还原反应，从而破坏污染物分子键，达到对氮氧化物、臭氧、微细颗粒物PM_2.5和核电、核潜艇发生事故产生的核尘有效治理的目的，解决了微细颗粒物尤其是PM_2.5的净化问题，是环保领域的重大贡献。该屏幕光电半导体催化反应器可单独适用于飞机场、高速公路、车站、码头等。

液相催化塔25、百叶催化反应器14和屏幕光电半导体催化反应器16内的反应沉淀物23经螺旋输送机22输送入坑。对沉淀物加入固化剂后可用于污水池、垃圾填埋池作防蚀防漏材料；还可加固化剂后覆盖在松沙表面用于沙漠防尘防沙固沙不扬尘。同时还可封水保湿，培养植物。

Claims

1.一种综合聚能节能催化治大气污染系统装备，包括燃气燃油催化装置和燃煤催化装置，燃气燃油催化装置和燃煤催化装置产生的烟气经由烟道排出，其特征是在烟道上安装气相综合催化氧化还原器(9)，气相综合催化氧化还原器(9)通过引风机(10)连接汇风室(11)，汇风室(11)与百叶催化反应器(14)连接，百叶催化反应器(14)连接屏幕光电半导体催化反应器(16)；燃气燃油催化装置包括空气预热管(1)、三合环管(6.1)和催化燃烧床(7)，催化燃烧床(7)位于炉膛内，催化燃烧床(7)上方设有聚能环罩(8)，三合环管(6.1)分为内环管、中环管和外环管，内环管、中环管和外环管的一端分别连接气源阀(5)、蒸汽调节阀(4)和空气预热管(1)，三合环管(6.1)另一端连接喷嘴(6.2)，喷嘴(6.2)对准催化燃烧床(7)；燃煤催化装置是在炉膛内设置阶梯式百叶片炉篦催化燃烧床，在炉篦下设有蒸汽管(26)，阶梯式炉篦催化燃烧床上方设有聚能环罩(8)，在炉膛外设有推碳机；汇风室(11)下部设有液相催化塔(25)，液相催化塔(25)上有分流管(12)，分流管(12)上设潜水喷射咀，汇风室(11)上部设有气液分离器(13)；屏幕光电半导体催化反应器(16)是在上方安装高位槽(17)，高位槽(17)内设有孔眼，在屏幕光电半导体催化反应器主体上安装百叶片，在百叶片上涂覆有半导体催化剂(18)，在屏幕光电半导体催化反应器主体表面覆盖有丝网，在屏幕光电半导体催化反应器底部安装低位池，低位池与百叶催化反应器(14)相通，低位池内安装输送泵(21)，输送泵(21)连接输送管(19)，输送管(19)与高位槽(17)相通；液相催化塔(25)、百叶催化反应器(14)和屏幕光电半导体催化反应器(16)的底部与螺旋输送机(22)相通。

2.根据权利要求1所述综合聚能节能催化治大气污染系统装备，其特征是在炉膛前延伸1-1.2米形成干燥干熘氧化燃烧催化段。

3.根据权利要求1所述综合聚能节能催化治大气污染系统装备，其特征是推碳机由气缸(28)连接，在炉膛外设有提升斗(27)，提升斗(27)连接提升机(32)，提升机(32)连接储料斗(15)，气缸(28)连接电磁阀(29)、汽水过滤分离器(30)，送碳指令由数控电脑(31)发出。