CN104524952A - 一种烟气处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气处理设备,用于去除烟气中的重金属及砷,包括:气液混合反应器(1),顶壁上形成有烟气进口(11),侧壁上形成有烟气出口(12),内部设置有反应转筒(13),烟气与药剂在气液混合反应器(1)内部的反应转筒(13)上发生反应,以去除烟气中的重金属及砷;旋转除雾器(2),侧壁上形成有烟气进口(21),顶壁上形成有烟气出口(22),内部设置有除湿转筒(23),烟气中的水分可由旋转除雾器(2)内部的除湿转筒(23)除去。本发明的烟气处理设备中气液传质的接触面积显著增大,提高了反应效率,减少了加药量,同时还有效的截留了烟气中的PM2.5,防止了PM2.5的外排。

Description

一种烟气处理设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种烟气处理设备,尤其涉及一种冶炼行业中的烟气以及环集烟气中 微含量的重金属及砷的处理设备。
背景技术
[0002] 烟气的净化处理,一般采用液体或固体吸附剂与烟气发生吸附反应从而去除烟气 中的污染物。目前,现有烟气的处理主要集中在烟气脱硫、除尘方面,而在有色金属冶炼过 程中产生的冶炼烟气及环集烟气中除含硫外还普遍含有重金属离子、砷及尘等污染物。
[0003] 目前,一般都是采用脱硫工艺的同时去除重金属离子及砷,而无论干法脱硫或湿 法脱硫工艺,对烟气中重金属离子及砷的去除效率十分有限。例如干法脱硫工艺中,活性焦 吸附重金属及砷离子后在后续工艺无法使活性焦与重金属及砷分离,因此运行一段时间后 活性焦不再具备吸附重金属及砷的能力。此外,当烟气中的重金属离子及砷含量过高时,普 通的脱硫工艺无法保证烟气中的各项污染物均达到排放标准。
[0004] 无论是湿法还是干法技术,去除烟气中的污染物的原理都是将烟气中的污染成分 进行转移或转化,在烟气净化反应塔中发生传质反应。根据传质理论,在塔内气体与液体或 固体药剂之间应有足够的接触面积和反应时间。所以,烟气净化处理所面临的最大的困难 就是烟气与吸附质之间的相际传质。
[0005] 此外,在气-液或气-固传质的机理下,想要去除烟气中的各项污染物并且使之达 标排放,仅靠一套脱硫、除尘设备很难做到。普通湿法脱硫存在气液传质不均匀、对烟气中 重金属离子及砷的去除效果不明显、设备工艺复杂、运行成本高、占地面积大、会产生大量 的废水、副产物回收率低等缺点。而干法脱硫工艺存在条件限制,而且投资及运行费用巨 大,对烟气中重金属及砷的去除效果差等缺点。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种能够使烟气与药剂充分均匀混合,实现快速传质的去 除烟气中重金属离子、砷及尘的烟气处理设备。
[0007] 为实现上述目的,本发明的一种烟气处理设备的具体技术方案为:
[0008] 一种烟气处理设备,用于去除烟气中的重金属及砷,包括:气液混合反应器,顶壁 上形成有烟气进口,侧壁上形成有烟气出口,内部设置有反应转筒,烟气与药剂在气液混合 反应器内部的反应转筒上发生反应,以去除烟气中的重金属及砷;旋转除雾器,侧壁上形成 有烟气进口,顶壁上形成有烟气出口,内部设置有除湿转筒,旋转除雾器侧壁上的烟气进口 与气液混合反应器侧壁上的烟气出口相连通,烟气中的水分可由旋转除雾器内部的除湿转 筒除去。
[0009] 本发明的烟气处理设备采用液膜气体错流技术净化烟气,与常规的烟气净化相 比,其气液传质的接触面积显著增大,提高了反应效率,减少加药量,为企业减少了环保投 入,同时还有效的截留了烟气中的PM2. 5,防止了 PM2. 5的外排。
附图说明
[0010] 图1为本发明的烟气处理设备的结构示意图;
[0011] 图2为本发明的烟气处理设备中的气液混合反应器的剖视图;
[0012] 图3为本发明的烟气处理设备中的旋转除雾器的剖视图。
具体实施方式
[0013] 为了更好的了解本发明的目的、结构及功能,下面结合附图,对本发明的一种烟气 处理设备做进一步详细的描述。
[0014] 如图1至图3所示,本发明的烟气处理设备包括气液混合反应器1和旋转除雾器 2,以用于去除烟气中的重金属及砷。其中,待处理烟气可在气液混合反应器1内与药剂混 合并发生反应,进而生成重金属及砷等污染的污泥,以与烟气分离;气液混合反应器1中反 应完成的烟气湿度较大,可在后续的旋转除雾器2中除去烟气中的水分后再排出。
[0015] 进一步,如图1所示,气液混合反应器1的顶壁上形成有烟气进口 11,侧壁上形成 有烟气出口 12,内部设置有反应转筒13,烟气与药剂在气液混合反应器1内部的反应转筒 13上发生反应,以去除烟气中的重金属及砷。
[0016] 进一步,如图2所示,气液混合反应器1包括反应器壳体14,可转动的反应转筒13 设置在反应器壳体14内部,反应转筒13的侧壁上形成有药剂网膜15,烟气可与药剂网膜 15上的药剂反应,以去除烟气中的重金属及砷。其中,本发明中的药剂网膜15为安置于反 应转筒13表层且具有一定厚度及不同材质的高开孔率网状物,在下文中描述的雾化喷嘴 的作用下能够使药剂充盈于药剂网膜15内,显著增大药剂的比表面积,使得烟气在穿过药 剂网膜15的时候能够充分接触药剂提升处理效率。
[0017] 进一步,反应转筒13内部设置有药剂喷淋管16,药剂喷淋管16与药剂存储器3相 连通,药剂喷淋管16上设置有朝向反应转筒13侧壁上的药剂网膜15的雾化喷嘴,雾化喷 嘴可将药剂均匀喷洒在药剂网膜15上。此外,反应器壳体14内部还设置有冲洗装置17,冲 洗装置17位于反应器壳体14的内壁与反应转筒13的外壁之间,可对反应转筒13进行冲 洗。应注意的是,本发明中的药剂喷淋管16、冲洗装置17可采用本领域中常用的喷淋、冲洗 装置。
[0018] 进一步,反应器壳体14的底部设置有离心旋转器18,离心旋转器18通过传动机构 19与电机5相连,反应转筒13设置在离心旋转器18上,可由离心旋转器18带动旋转。其 中,离心旋转器18、传动机构19可采用本领域中常用的旋转、传动结构,电机5可采用减速 电机。
[0019] 进一步,如图3所示,旋转除雾器2的侧壁上形成有烟气进口 21,顶壁上形成有烟 气出口 22,内部设置有除湿转筒23,旋转除雾器2侧壁上的烟气进口 21与气液混合反应器 1侧壁上的烟气出口 12相连通,烟气中的水分可由旋转除雾器2内部的除湿转筒23除去。
[0020] 进一步,旋转除雾器2包括除雾器壳体24,可转动的除湿转筒23设置在除雾器壳 体24内部,除湿转筒23的侧壁上形成有除雾网膜25,烟气中的水分可由除雾网膜25除去。 其中,本发明中的除雾网膜25为安置于除湿转筒23表层且具有一定厚度及不同材质的高 开孔率网状物,烟气自外向内穿过除雾网膜25的时候烟气中的水汽与除雾网膜25的网孔 壁发生多次碰撞,使得水分可以留在除雾网膜25上并随着除湿转筒23的转动甩出,以达到 除雾效果。此外,除雾器壳体24内部也设置有冲洗装置26,冲洗装置26位于除雾器壳体 24的内壁与除湿转筒23的外壁之间,可对除湿转筒23进行冲洗。
[0021] 进一步,除雾器壳体24的底部设置有离心旋转器27,离心旋转器27通过传动机构 28与电机5相连,除湿转筒23设置在离心旋转器27上,可由离心旋转器27带动旋转。
[0022] 进一步,如图1所示,气液混合反应器1与药剂存储器3相连通,连通管路上设置 有药剂过滤器4,药剂存储器3中的药剂经过药剂过滤器4过滤后进入气液混合反应器1 中。其中,药剂存储器3用于溶解能够去除烟气中重金属及砷等污染物的药剂,药剂过滤器 4用于过滤药剂存储器3中溶解的药剂,以防止微量的不溶物进入药剂喷淋管16中堵塞雾 化喷嘴。
[0023] 进一步,气液混合反应器1的底壁上形成有反应器排污口 10,旋转除雾器2的底壁 上形成有除雾器排污口 20,反应器排污口 10和除雾器排污口 20与药剂过滤器4相连通,药 剂过滤器4可过滤回收气液混合反应器1和旋转除雾器2中排出的药剂。其中,药剂过滤 器4中分离后的澄清药剂可进一步输送到气液混合反应器1内继续使用,分离后的污泥外 排处置。
[0024] 本发明的烟气处理设备的具体工作流程如下:
[0025] 1)在药剂存储器3内投加药剂并加水稀释到需要的比例,接着经由药剂过滤器4 过滤掉不溶解的部分,然后通过耐腐泵6泵入气液混合反应器1中的药剂喷淋管16中,最 后通过药剂喷淋管16上的雾化喷嘴喷射到反应转筒13侧壁的药剂网膜15上,以在药剂网 膜15上形成药剂液膜。
[0026] 2)待处理烟气从气液混合反应器1顶壁上的烟气进口 11进入到反应转筒13的内 部,并由内向外穿出药剂网膜15,烟气在穿出药剂网膜15的过程中会与药剂网膜15上的药 剂液膜均匀混合,烟气中的重金属及砷等污染物与药剂液膜发生反应形成络合污泥。设备 运行过程中,反应转筒13不断地旋转,药剂喷淋管16上的雾化喷嘴不断地在药剂网膜15 上形成新的液膜,反应产生的污泥通过旋转甩离反应转筒13,反应后的污泥及未参加反应 的药剂汇流到气液混合反应器1底部通过反应器排污口 10排出,并可通过药剂过滤器4将 能够继续回用的药剂与污泥分离。此外,可定期开启冲洗装置17,以将没有甩离反应转筒 13的污泥喷射排出。
[0027] 3)气液混合反应器1处理后的烟气由于药剂中水分的原因湿度有所增加,反应后 烟气通过气液混合反应器1侧壁上的烟气出口 12、以及旋转除雾器2侧壁上的烟气进口 21 进入旋转除雾器2。进入旋转除雾器2的烟气从除湿转筒23外部穿入除湿转筒23内部,然 后经由旋转除雾器2顶壁上的烟气出口 22排出到主烟道之后进入烟囱排放。设备运行过 程中,除湿转筒23不断地旋转,烟气穿过除湿转筒23侧壁上的除雾网膜25的时候,烟气中 的水分会在除雾网膜25上凝结,除雾网膜25上凝结的液滴可通过旋转甩离除湿转筒23,并 最终汇集到旋转除雾器2底部的除雾器排污口 20处排出,并可通过药剂过滤器4将能够继 续回用的药剂与污泥分离。此外,可定期开启冲洗装置26,以通开除雾网膜25上被固形物 堵塞的网孔。
[0028] 采用上述设备工艺流程制作的每小时10000m3的处理设备在某铜冶炼厂进行了为 期一个月的环集烟气去除重金属及砷的试验。试验得到的进出口数据求得的平均去除率如 下:
[0029]
Figure CN104524952AD00061
[0030] 通过上表可知,在满足现有达标标准的前提下,各重金属及砷以及二氧化硫都有 良好的去除率。
[0031] 以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述,但是应该理解的是,这里具体的 描述,不应理解为对本发明的实质和范围的限定,本领域内的普通技术人员在阅读本说明 书后对上述实施例做出的各种修改,都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1. 一种烟气处理设备,用于去除烟气中的重金属及砷,其特征在于,包括: 气液混合反应器(1),顶壁上形成有烟气进口(11),侧壁上形成有烟气出口(12),内部 设置有反应转筒(13),烟气与药剂在气液混合反应器(1)内部的反应转筒(13)上发生反 应,以去除烟气中的重金属及砷; 旋转除雾器(2),侧壁上形成有烟气进口(21),顶壁上形成有烟气出口(22),内部设置 有除湿转筒(23),旋转除雾器(2)侧壁上的烟气进口(21)与气液混合反应器(1)侧壁上的 烟气出口(12)相连通,烟气中的水分可由旋转除雾器(2)内部的除湿转筒(23)除去。
2. 根据权利要求1所述的烟气处理设备,其特征在于,气液混合反应器(1)包括反应 器壳体(14),可转动的反应转筒(13)设置在反应器壳体(14)内部,反应转筒(13)的侧壁 上形成有药剂网膜(15),烟气可与药剂网膜(15)上的药剂反应,以去除烟气中的重金属及 砷。
3. 根据权利要求2所述的烟气处理设备,其特征在于,反应转筒(13)内部设置有药剂 喷淋管(16),药剂喷淋管(16)与药剂存储器(3)相连通,药剂喷淋管(16)上设置有朝向反 应转筒(13)侧壁上的药剂网膜(15)的雾化喷嘴,雾化喷嘴可将药剂喷洒在药剂网膜(15) 上。
4. 根据权利要求2所述的烟气处理设备,其特征在于,反应器壳体(14)内部设置有冲 洗装置(17),冲洗装置(17)位于反应器壳体(14)的内壁与反应转筒(13)的外壁之间,可 对反应转筒(13)进行冲洗。
5. 根据权利要求2所述的烟气处理设备,其特征在于,反应器壳体(14)的底部设置有 离心旋转器(18),离心旋转器(18)通过传动机构(19)与电机(5)相连,反应转筒(13)设 置在离心旋转器(18)上,可由离心旋转器(18)带动旋转。
6. 根据权利要求1所述的烟气处理设备,其特征在于,旋转除雾器(2)包括除雾器壳 体(24),可转动的除湿转筒(23)设置在除雾器壳体(24)内部,除湿转筒(23)的侧壁上形 成有除雾网膜(25),烟气中的水分可由除雾网膜(25)除去。
7. 根据权利要求6所述的烟气处理设备,其特征在于,除雾器壳体(24)内部设置有冲 洗装置(26),冲洗装置(26)位于除雾器壳体(24)的内壁与除湿转筒(23)的外壁之间,可 对除湿转筒(23)进行冲洗。
8. 根据权利要求6所述的烟气处理设备,其特征在于,除雾器壳体(24)的底部设置有 离心旋转器(27),离心旋转器(27)通过传动机构(28)与电机(5)相连,除湿转筒(23)设 置在离心旋转器(27)上,可由离心旋转器(27)带动旋转。
9. 根据权利要求1所述的烟气处理设备,其特征在于,气液混合反应器(1)与药剂存储 器(3)相连通,连通管路上设置有药剂过滤器(4),药剂存储器(3)中的药剂经过药剂过滤 器(4)过滤后进入气液混合反应器(1)中。
10. 根据权利要求9所述的烟气处理设备,其特征在于,气液混合反应器(1)的底壁上 形成有反应器排污口(10),旋转除雾器(2)的底壁上形成有除雾器排污口(20),反应器排 污口(10)和除雾器排污口(20)与药剂过滤器(4)相连通,药剂过滤器(4)可过滤回收气 液混合反应器(1)和旋转除雾器(2)中排出的药剂。
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