CN103691220A - 烟尘水化器 - Google Patents

Abstract

一种烟尘水化器为消烟除尘装置，其主要包括截泡网、水介质、滤绵网等。本发明装置设有上盖儿，盖儿上有一贯通上下的进气管子，管子末端由若干层细目截泡网包围封闭起来。发动机排气管子和锅炉排烟管子的末端可直接连接在本发明装置的进气(烟)管上，烟气进入本发明装置内遇水所形成的气泡被截泡网挤破，气泡内包裹着的烟气尘都能与水介质亲密接触而完全融入水中，或与水发生化学反应，使烟气中的有害成分变成无害物质，由烟雾变成微弱气体，达到彻底消烟除尘脱硫之目的，是彻底切断大气污染源，真正实现零排放的最佳途径，可广泛应用于锅炉烟尘、发动机尾气及民房炊烟等一切烟尘治理。

Description

烟尘水化器

本发明涉及一种锅炉烟尘和发动机尾气等烟气治理方法及设置，属于大气污染治理环境保护领域。

众所周知，目前，大气污染日益严重，经常出现雾霾天气，灰尘颗粒以及二氧化碳为主的温室气体及其它各种有害物质大量向大气中排放，其后果令人担忧。其污染源主要来自各种锅炉烟尘、汽车尾气，民房炊烟等。

虽然人类在不断寻找解决之策，采取了许多办法，也收到了显著的效果，但能够入肺的所谓pm2.5值却始终居高不下，就目前的技术和方法，除了提倡煤改气，油改电改气，或者限产，限行来减少污染排放，还没有更好的办法来应对，即使将来机动车和锅炉大量采用天然气和蓄电池，但在相当长一段时间内煤碳作为燃料，石油作为发动机的强劲动力仍将发挥着主体作用，而且，还会随着社会的发展和国民生活水平的提高，需求量会与日俱增，未来的大气污染状况将更加严重，即使家庭空气净化器和口罩也难挡无处不有的大气污染，最有效的办法还是要从源头上彻底切断污染源。

目前在治理大气污染源方面主要采取如下办法而显现出某些不足：

1、在锅炉除尘方面，以前采用布袋干法滤尘，实践证明其作用十分有限，现在主要是通过喷淋和喷雾或水膜方法来解决，这种湿法降尘的确很有效，硫的成分大大降低，碳的颗粒也大大减少，大多数锅炉冒出来的烟不再是黑烟滚滚，而是白烟了，但白烟，实际上还是烟气和微尘，所说的微尘就是官方所称的pm2.5微小颗粒，颗粒虽小，危害极大。这说明采用此种办法，仍有缺陷，很难彻底，原因就在于气体非常活跃，速度极快，而且气体遇水会产生气泡，气泡将烟尘包裹起来，使一部分烟尘躲过喷淋或喷雾而逃之天天了，致使除尘不够彻底。

2、在汽车尾气净化方面，多采用三元催化器，通过氧化还原反应，使有害气体CO，HC和NO_X被氧化变成CO₂和水蒸汽，而对于像pm2.5这样的微尘颗粒物就无能为力了。安装三元催化器的汽车尾气中不断排出二氧化碳，而二氧化碳不断增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，地球表面变热起来，形成温室效应，会导致土地干旱，粮食减产，生物灭绝，其后果非常不堪设想。

虽然柴油车的CH，CO，CO₂排放量比汽油车低，但排放的NO_X和PM远高于汽油车，又无法安装三元催化器，只能安装尾气颗粒捕集器用以除去大颗粒积碳，严重污染空气，另外，许多柴油车的尾气吹向地面，产生扬尘，进一步污染环境。

目前虽然在油品升级方面有了很大进展，又推出了国四汽油，但也只是将CO由2.1降至1.5，CH化合物由0.66降至0.25，NO₂由5.0降至2.0，PM由0.1降至0.02，烟度由0.8降至0.15，且还不能适用于所有发动机型，由此可见，要彻底消灭大气污染源，仍有漫长而艰辛的路要走。按照目前所采用的除尘办法，无论是锅炉还是机动车尾气治理方面还都不够理想，无法从根本上彻底解决烟尘污染环境问题，人类生命健康面临威胁。

本发明的目的就是要提供一种能够将有害烟尘化为乌有，只让煤炭石油这一宝贵自然资源释放正能量，为人类造福，而绝无副作用，不给人类造孽的消烟除尘装置。针对上述现有技术存在的问题，提供一种方法简单，效果最佳，投资小，见效快，可回收，能从根本上彻底解决大气主要污染源问题的方法和设置。

本发明内容首先要解决的主要技术问题在于，克服现有除尘方法中被动捕捉式喷淋喷雾而使一部分烟尘溜掉致使除尘不彻底的缺陷，而提供一种以水为除尘净化介质，以细目截泡网为破泡工具，通过布设挡水板和滤绵网以及增加进气分管和截泡网数量等方法来解决向外面窜水难题，使烟气尘完全融于水中致pm2.5微尘于死地的窒息式水沁法(水化法)和技术。

其特征在于：它主要由一个容器、截泡网，水介质，滤绵网、进气口，进气(烟)管，出气口，放水阀，水位表等构成。

具体方法是根据发动机排气量和锅炉排烟量制作一个规格匹配的容器，在容器内的适当位置布设若干层细目截泡网用以拦截气泡，容器里注入水做为烟尘净化介质，必要时水中放入生石灰之类的催化剂。容器上方设有盖儿，盖上方设一较短进气(烟)管，在盖儿下方也有一根空心管与之相连，如果是多缸排量较大的气柴油发动机，可在总进气管下方设分进气管，分进气管设多少由发动机排气量确定，同时，容器规格也应与之相匹配。具体方法是在盖儿的下方设空盒做为尾气分流室，尾气分流室上方与总进气管相连相通，下方与分进气管相连相通，盖儿下方的分进气管可分成两段，一段为裸管，与尾气分流室或盖儿相连，另一段分进气管末端由若干层截泡网包围封闭起来，其整体作为一个部件，用法兰盘等形式连接起来。截泡网均采用耐腐蚀的不锈钢或塑料等材质，且网与网间应有适当间隔。发动机排气管子和锅炉排烟管子可直接连接在本发明装置的总进气管上，烟气进入水里之后产生大量气泡，气泡在浮出水面过程中，被截泡网全部挤破，使气泡内包裹着的烟气尘都能够与水亲密接触而完全融入水中，或与水发生一系列化学反应，使有害成分变成无害物质，完成净化过程。由于发动机尾气的强大气压和大功率引风机的巨大风压会对容器里的产生巨大压力和冲击力，致使容器里的水窜出来，降低净化效果甚至失败，因此应在容器水面上方布设挡水透气滤绵网或挡水板，挡水板应是组合式百叶窗状的挡水板，最好是两组挡水板呈“∧”字形排列，必要时在出气口也布置滤绵网，除此之外，还可通过增加进气分管和截泡网数量来解决。这时，出气口也要加大加高一些，如果是中大型车辆，应将出气口装设在一侧的车厢板上，轿车之类的小型车辆，可将出气口设在注油口的另一侧的大约高度位置，这样就提高了出气口高度，水就难以喷出来了，而且出气口为隐型，不影响车体外观。

在本发明装置上方设一注水口和出气口，注水口为多口径，既能注入自来水，也可方便野外取水，也可用出气口兼做注水口。在容器底部设一放水阀，用以放水和清渣，放水阀宜采用电磁阀或液压阀，以便远程操作。并在驾驶室设一水位表。本发明装置设计成可揭盖式的，以方便打开清洗或更换容器内的零件。

本发明装置设计成立式和卧式两种。它们在结构上基本相同，底长多于高度为卧式，反之为立式。卧式的一般设计成骄车发动机排气管子上安装的消音器状，或汽车油箱状，即横放的圆桶形或椭圆形，或长方箱形。一般安装在车身下方，小轿车之类的小型车辆也可安装在后备箱位置，出气口伸向外面，中型货车安装在油箱附近，大型拖挂车辆可安装在驾驶室后面。

本发明装置可直接连接在发动机排气管子和锅炉排烟管子末端，所述末端，可以是直接安装在没有脱硫装置和没有安装三元催化器的排气管子和排烟管子末端，一次性除尘净化，也可以是安装了脱硫装置的锅炉引风机出风口方向排烟管末端和安装有三元催化器汽柴油发动机排气管子末端，以减轻本发明装置的工作负荷，集中力量消灭pm2.5微尘颗粒及二氧化碳，以使烟尘净化率达到100％，取得更佳效果，此时的本发明装置也可以称之为末端处理二级净化装置。

为不断清除净化后水面上的漂浮物，可在容器一侧设连体排污室，排污室比本发明装置的水位略低一些，形成落差，在排污室与净化器共用的隔板上方水面位置设一排污口，在排污室内设一循环泵，循环泵将排污室底部的水导入本发明装置的容器内，通过内循环，不断将过滤出来的杂物排入排污室内，污物达到一定程度时从排污口放出。

需要特别说明的是，本发明装置在用于锅炉时，应安装在脱硫装置后，以便降温和降尘，为引风机和截泡网减轻工作负担，如果是为一般未安装脱硫装置的中小型锅炉除尘净化，应在锅炉与引风机之间的排烟管上设一喷水喷雾的初级除尘和降温的简易装置，类似于锅炉脱硫装置。如果烟管直径较大，可以设分烟管，几个分烟管出烟口截面积之和应与主烟管相等或差不多，然后通过一个或多个本发明装置进行净化。

其消烟除尘原理是：

发动机尾气和锅炉烟尘从上方进入本发明装置容器内截泡网的下方后，气体在水中所形成的大小气泡会迅速向上方的出气口跑，如果不采取措施，烟尘就会在气泡的保护下又溜出去，使除尘失败，而截泡网则能很好地避免这个问题，由于大小气泡经过的路线必然是其上方的几层截泡网，这时细目网孔就会把所有气泡挤破，使烟气中的所有微尘颗粒完全融于水中，烟气中的它害成分会以水为介质发生一系列化学反应，从化学理论上来说，硫化物与水反应生成亚硫酸，实现脱硫；碳氢化合物CH与水反应生成CO和H₂，氮氧化合物NO与水反应生成2HNO₃、NO及NO₂，而难溶于水的CO和NO在水的作用下会因CO的还原性与NO氧化性而发生中和反应，生成N₂+CO₂，二氧化碳与水反应生成碳酸，从而解决了CO₂温室气体排放问题，达到消烟除尘脱硫之目的。

试验效果：

本发明人根据这一原理做成了样品，同时做了大量实验，首先将本发明装置接在了汽油发电机的排气口，看到的结果是，从汽油机喷出来的带有浓烈刺鼻气味的尾气经过本发明装置过滤后，出来的气体非常微弱，味也极小，而容器中的水呈浑浊状，布满许多黑色烟尘颗粒，水中还飘浮着一层油花，可能是未燃烧尽的汽油，可想而知，这些东西被大量的汽柴油发动机源源不断地排放到大气中，对人类及一切动植物的危害该是多么的可怕!然后将其接在小轿车和柴油货车的排气管子末端所看到的结果也同样如此。在锅炉方面也做了试验，是在没有脱硫装置的小型家用半吨锅炉上做的实验，效果也非常理想，锅炉烟管直接接入本发明装置，引风机将烟尘从锅炉抽到本发明装置内，出现的结果是将浓烟化成了几乎肉眼看不见的微弱气体。经过多次和长时间试验，发动机和引风机始终运转正常。

在实际应用过程中涉及到的问题建议采用以下方法加以解决：

1采用水枪冲洗容器内的截泡网，由于容器内的水在高压气体的作用下总是使本发明装置内的水处于急速流动状态，截泡网时刻处于被冲刷状态，因此，在使用状态下网眼不易被堵住。

2本发明装置注水或换水，可直接利用自家小水泵或自来水管，江河湖泊到处有水，方便可取。

3在冬季，北方可在本发明装置内放点儿防冻液。

4废水残液最好是倒进煤渣池里过滤一下再进入下水道，或者在过境公路旁建废水处理厂，并对有用成分加以提炼回收利用，避免二次污染。

本发明相比现有技术具有如下优点：

从结构来说，一个容器，几层截泡网，进气进烟的动力都是利用现成的，注入的水介质更是廉价的，成本低，效果好，安装方便，用户乐于接受，容易推广使用。

从原理和效果来说，烟尘水化器内细目网上的微细孔能挤破所有气泡，水介质能吸收一切微尘颗粒物，并能与许多成分发生化学反应或助其反应，使有害成分变成无害物质，烟尘再也没有能力飘浮到大气中污染人类赖以生存的清洁空气，因此说，此法除尘更彻底，是真正实现零排放的最佳途径。烟气尘被送进本发明装置后形成的大气泡被挤成极小气泡，最后又浮出水面，从出气口出来的都是大浪淘沙后比较纯净的微量残气了，而烟气行走路线始终保持一种完整的畅通通道，况且发动机上和锅炉膛内都有专门的供氧设施，所以排气管和排烟管插入水里，也不会把发动机和锅炉憋灭，仍能继续正常工作，既不会降低发动机和引风机的功效，也不会损伤它们的寿命，而且还能大幅降低噪音。

从产生的经济和社会效益来说，投资小，见效快，如被采用，将会迅速恢复蓝天，为我国每年减少因空气污染所造成的上万亿经济损失，为全球每年减少上百万亿经济损失。同时，过滤出来的油污及其它化合物还可回收利用，变废为宝，可谓一举多得。对于锅炉用户来说，结构简单，安装方便，烟走直道近道，降低了功耗，节省电费。

本发明的出现，找到了一种以水彻底解决PM2.5问题的便捷方法，使烟气改道，由上天到下水，将掀起烟尘治理方面的一切革命!从此将结束人类有史以来通过烟囱和排气管直接向大气排放烟尘的历史。目前，有的科学家也认识到了水能除尘的传统作用，并着手进行人工降雨消减雾霾的试验，但烟尘进入大气中犹如脱缰野马，是难以治理的，有害成分一旦进入大气中会迅速扩散，再去捕捉消灭它，代价一定是很高昂的，因此说这仍是无奈之举，是下策。而本发明装置则能及时有效将有害的烟气尘彻底地消灭在襁褓之中。

本发明独辟蹊径，除尘彻底，有着巨大的实用价值和普遍推广价值，可广泛应用于锅炉、汽柴油发动机尾气及民房炊烟等一切烟尘处理。

附图说明：图1为多缸油发动机用烟尘水化器的主视图、俯视图、和左视图。

图2为锅炉用烟尘水化器全景图。标记：1锅炉，2排烟管  3引风机，4烟尘水化器，5水介质  6截泡网，7进烟管，8注水口，9出气口、10、排污口  11污水处理池  13污水道、12环泵，14喷雾水管、15脱硫装置或降尘灰斗  16、脱硫装置排烟管。

下面结合附图1对本发明装置做进一步详细描述。

一种烟尘水化器，包括容器1、水介质2、截泡网6滤绵网8进气分管5、尾气分离室6、出气口7、进气总管8、放水阀9。

容器1内注入水介质2，在水介质2中设若干层截泡网6，网眼比较细密，网与网之间保持一定间隔，水介质2应超过最上层截泡网6，在水面上方还可布设一层密闭滤绵网，或部设一组呈“∧”字形排列设置的组合式百叶窗状挡水板。容器设有上盖儿，在盖子上方固定一根短管3为总进气口，在盖子下方设一空盒即尾气分流室，尾气分流室6与其上方的总进气管3相通，在空盒的底部设若干根分进气管5，进气分管末端由若干层细密截泡网包围封闭起来。汽柴油发动机排气管子和锅炉排烟管子末端与本发明装置的总进气口3接在一起，烟气通过总进气管3进入尾气分流室，然后再通过与空盒相连相通的分进气管5穿过几层截泡网6进入水介质2中，气体遇到水产生的气泡在浮出水面的过程中被截泡网6一一挤破，被气泡包裹着的各种有害成分完全融入水中，或发生化学反应，将有害成分变成无害产物，从而完成净化过程。

图2为锅炉用本发明装置全景图。该发明装置与发动机用的结构基本相同，只是容器体积要大一些。在安装上，锅炉9的排烟管儿17与脱硫装置15相连，从脱硫装置15出来的烟尘进入引风机3吸风口，从引风机出风口通过进烟管5穿过几层截泡网6进入本发明装置内的水介质2内，浓烟进入本发明装置内后变成微弱气体从出气口7排出。为了提高截泡网的使用效率和寿命，应不断从注水口8注入自来水，并将过滤出来的污物从排污口10排入污水处理池11内，在污水处理池11内放置煤渣和沙子等。经过煤渣过滤的水再通过循环泵12导入脱硫装置内，对锅炉粉尘进行喷淋喷雾降尘和降温，从本发明装置容器内及脱硫或降温降尘装置进入污水处理池处理后便从污水道流入下水道或其他地方，完成了锅炉消烟除尘过程。

如果是大型锅炉大口径烟管，可对烟量进行分流，即：把一根粗烟管变成几根较细的烟管，然后再将这些细烟管的烟尘分别通过引风机送入一个或多个本发明装置内进行净化。利用此种办法，无论是哪种类型的锅炉，也无论管径有多粗，都可进行无烟净化处理。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，本发明装置的规格、外观、进气(烟)方式、截泡网的布置方法以及为解决气水分离所采用的各种措施皆根据实际需要而定，不作任何形式上的限制，但凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何修改或改装，等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案及应保护范围之内。

Claims (6)

1. 一种烟尘水化器，其主要是通过水介质和截泡网的共同作用使烟尘变成微弱气体。其主要特征在于：

   1.它主要是由容器、水介质和若干层细目截泡网、挡水板及阻水透气滤绵网等构成。容器上方设有进气管、注水口和出气口，在容器底部设有放水阀，在驾驶室安装水位表。总进气管设在容器上方的盖子上，如果是小排量发动机，总进气管与分进气管子为一根，如果是多缸发动机，在容器盖子下方设一空盒作为尾气分流室，在尾气分流室底部设若干根分进气管，尾气分流室上方的总进气管与其下方的分进气管皆与尾气分流室相连相通。分进气管可分成两段，一段为裸管，与尾气分流室连接，另一段的末端用若干层截泡网包围封闭起来，然后以整体部件用法兰盘等方法与上一段管子连接起来。分进气管设多少由汽缸数量决定，同时容器规格也应与之相匹配。
2. 2.根据权利要求1所述的烟尘水化器，其特征在于本发明装置的容器采用耐腐蚀的不锈钢或塑料等为材料，容器形状一般为方形，长方箱体，圆桶形，椭圆形等。
3. 3.根据权利要求1所述的烟尘水化器，其特征在于截泡网一般采用耐腐蚀的细目筛网或其它滤绵网等，按需确定层数。
4. 4.根据权利要求1所述的烟尘水化器，其特征在于锅炉排烟管和发动机尾气管可直接连接在本发明装置的总进气(烟)管上。
5. 5.根据权利要求1所述的烟尘水化器，其特征在于解决气水分离问题一般采取增设分进气管和增加截泡网数量以及在水位上方布设百叶窗状组合式挡水板和挡水透气滤绵网方法加以解决。
6. 6.根据权利要求1所述的烟尘水化器，其特征在于锅炉用本发明装置，引风机吸风口直接连接在脱硫装置或降尘降温装置出烟口或出烟管儿上，引风机出风口连接在进水烟管上，烟走捷径，减少能耗，节省电费。如果是大型锅炉大口径烟管，可对烟量进行分流，即：把一根粗烟管变成几根较细烟管，然后再将这些细烟管的烟尘分别通过引风机送入一个或多个本发明装置内进行净化，以便对任何类型、任何口径锅炉进行无烟净化处理。

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