CN105727720A - 螺旋鼓泡烟气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺旋鼓泡烟气净化装置，包括吸收塔，所述吸收塔内设置有螺旋曝气管道，所述吸收塔下方分别设置有吸收液入口和烟气入口；所述烟气入口与螺旋曝气管道相通；所述吸收塔顶设置有出气口；所述螺旋曝气管道上方、出气口下方设置有过滤层。本装置采用仿氧化沟法处理废水，设计了在装置内的螺旋式回转气管，并在气管上均匀布扎上小孔，能够最大化的增加气液接触面积，使得焙烧废气与吸收液充分接触，并且能够有效减少吸收液的流失。采用本装置处理烟气的方法简单，吸收效率高，能够有效解决锂电池焙烧烟气二次污染及吸收液逃逸问题。

Description

螺旋鼓泡烟气净化装置
技术领域
本发明属于废气处理设备，具体涉及一种螺旋鼓泡烟气净化装置，尤其是一种碱液吸收锂电池焙烧烟气的净化装置。
背景技术
锂电池回收工艺中预焙烧和浓硫酸焙烧过程中会生成SO2、CO2、SO3等酸性气体。为避免此类二次污染的出现，锂电池焙烧产生的废气处理迫在眉睫。目前，锂电池焙烧产生的酸性废气的处理方式采用石灰石石膏法，在脱硫塔中进行。烟气进入脱硫装置的湿式吸收塔，与自上而下喷淋的碱性石灰石浆液雾滴逆流接触，气液接触时间短，吸收反应不充分，从而不能达到高效的去除。
现有技术中，专利CN201894904U中公开了一种双筒旋流鼓泡除尘脱硫烟气净化装置，包括带有进气口和烟气出口的外筒，外筒内设有内筒，内筒通过上封板和下封板固定在外筒内，所述外筒带有进气口和烟气出口且内设有内筒，内筒通过上封板和下封板固定在外筒内，所述外筒和内筒之间设有螺旋状旋流板，烟气在旋转过程中不断改变方向，使其呈涡流状向下运动，加大了吸收溶液和气体的反应时间，在提高其效率的基础上使其反应更加充分完整。但该装置采用喷淋法，存在吸收单位烟气所消耗的碱液体积大，动力消耗大；且当烟气中含粉尘时，会对锥形入口造成严重磨损，清理维护不方便。
专利CN2550043Y中公开了一种旋流喷射暴气脱硫除尘装置，其中脱硫段由旋流喷射暴气管组件和浆液贮罐组成。但锂电池焙烧可能产生的颗粒带入会导致暴气管组件的堵塞。对于中小型企业烟气量较小，会出现气流过于分散而使得暴气不充分，气体的停留时间缩短导致去除效率降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种螺旋鼓泡烟气净化装置，提供一种结构紧凑、体积小、运输和维修方便、高效且能解决吸收液逃逸现象的烟气处理设备，用于处理锂电池焙烧产生的废气。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种螺旋鼓泡烟气净化装置，包括吸收塔，所述吸收塔内设置有螺旋曝气管道，所述吸收塔下方分别设置有吸收液入口和烟气入口；所述烟气入口与螺旋曝气管道相通；所述吸收塔顶设置有出气口。
优选地，所述螺旋曝气管道上方、出气口下方设置有过滤层。
优选地，所述过滤层填充物为球型分子筛。在发生烟气吸收反应的同时，部分吸收液会随着气泡而带出吸收主体，此时在上方的球型分子筛会将这部分吸收液固定下来。这样，烟气在通过分子筛环节时，会再次与分子筛上吸附固定下来的吸收液发生二次吸收，能够有效减少吸收液的流失。
优选地，所述球型分子筛为4A球型分子筛，为钠型的硅铝酸盐，孔径为0.4nm。所述孔径过大，会导致大粒径的粉尘吸入产生共吸附，降低吸收液的回收效率；孔径过小，会导致吸收不充分，回收率低。
优选地，所述螺旋曝气管道的直径为60mm-65mm。
优选地，所述螺旋曝气管道的管壁上密集设置通孔，所述通孔孔径为20mm。孔径过小，则易产生堵塞；孔径过大，会使得气泡过大，使得气液接触时间缩短。
优选地，所述吸收液入口处设置有液路阀门；烟气入口处设置有气路阀门。气路阀门可以控制进入吸收塔的烟气量，当进气流速正常时，烟气会由螺旋管道上的曝气孔由低到高均匀的分布到整个吸收塔中，充分与吸收液进行反应。当流速及烟气温度很高时，进入螺旋管道的烟气量大大提高，气泡产生迅速。
本发明还提供了一种基于所述的螺旋鼓泡烟气净化装置的烟气净化方法，包括如下步骤：
通过吸收液入口将吸收液泵入吸收塔中，然后通过烟气入口将烟气通入螺旋曝气管道；
待烟气与吸收液充分反应后，剩余的气体经过滤层过滤后从出气口处排出。
所述的吸收液为碱液，pH值为10-12。
优选地，所述烟气的通入量为500m3/h。
优选地，所述烟气为锂电池高温焙烧产生的酸性气体，包括SO2、CO2、SO3。
锂电池高温焙烧后的烟气经冷却后由吸收塔内螺旋暴气管道，呈上升式鼓泡与吸收塔内的吸收液进行气液间反应。
优选地，当吸收塔内的吸收液pH值为酸性时，关闭气路阀门，并通过液路阀门将吸收液排出吸收塔，重新注入新的吸收液。
本装置采用仿氧化沟法处理废水，设计了在装置内的螺旋式回转气管(即螺旋曝气管道)，并在气管上均匀布扎上小孔，能够最大化的增加气液接触面积，使得焙烧废气与吸收液充分接触，并且能够有效减少吸收液的流失。
本发明的原理包括两个方面：一方面，烟气在通过螺旋管道后得到充分曝气，与吸收塔内吸收液进行中和反应并被固定下来。与普通的直接曝气相比，气液接触面积大幅增加，使得焙烧后的酸性气体得到充分处理；另一方面，球型分子筛具有疏松多孔的物理结构，能够对临界直径不大于自身的分子，对水汽的吸附效果极佳，因此可以将逃逸的部分吸收液固定下来形成二次利用，在烟气排出前得到了二次反应，从而减少了吸收液的浪费。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、采用本发明的装置后，气泡产生密集且与吸收液接触剧烈，进气流速可通过阀门进行调节，同时随着反应的进行，部分吸收液随着高温气体被带入到上层的4A球型分子筛滞留下来，进行二次反应，可更为有效的提高烟气吸收效率。
2、本发明的装置结构紧凑、体积小、运输和维修方便、高效且能有效解决吸收液逃逸现象。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明制备高温超导线的工艺流程示意图；
其中：1-吸收塔；2-螺旋曝气管道；3-球形分子筛；4-通孔；5-气路阀门；6-液路阀门；7-出气口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供了一种螺旋鼓泡烟气净化装置，如图1所示，包括吸收塔1，所述吸收塔1内设置有螺旋曝气管道2，所述吸收塔1下方分别设置有吸收液入口和烟气入口；所述烟气入口与螺旋曝气管道2相通；所述吸收塔1顶设置有出气口7。
所述螺旋曝气管道2上方、出气口7下方设置有过滤层。
所述过滤层填充物为球型分子筛3。
所述球型分子筛3为4A球型分子筛，为钠型的硅铝酸盐，孔径为0.4nm。
所述螺旋曝气管道2的直径为60-65mm。
所述螺旋曝气管道2的管壁上密集设置通孔4，所述通孔4孔径为20mm。
所述吸收液入口处设置有液路阀门6；烟气入口处设置有气路阀门5。
基于本实施例所述的螺旋鼓泡烟气净化装置的烟气净化方法，包括如下步骤：
通过吸收液入口将吸收液泵入吸收塔1中，然后通过烟气入口将烟气通入螺旋曝气管道2；
待烟气与吸收液充分反应后，剩余的气体经过滤层过滤后从出气口7处排出。
所述的吸收液为碱液，pH值为10-12。
所述烟气的通入量为500m3/h。
所述烟气为锂电池高温焙烧产生的酸性气体，包括SO2、CO2、SO3。
当吸收塔1内的吸收液pH值为酸性时，关闭气路阀门5，并通过液路阀门6将吸收液排出吸收塔1，重新注入新的吸收液。
通过本实施例的装置和方法处理烟气，烟气吸收效率大于90％。
对比例1
本对比例的吸收装置与实施例1的吸收装置区别仅在于：使用未添加过滤层，烟气进入吸收管道，碱液的PH为10，进气流速为500m3/h，在吸收塔内产生密集气泡，并直接排出。通过MRU烟气分析仪检测到酸性气体的浓度。
通过本对比例的装置和方法处理烟气，烟气吸收率为75％～85％。
综上所述，采用本发明的装置，气泡产生密集且与吸收液接触剧烈，进气流速可通过阀门进行调节，同时随着反应的进行，部分吸收液随着高温气体被带入到上层的4A球型分子筛滞留下来，进行二次反应，可更为有效的提高烟气吸收效率。本发明的装置结构紧凑、体积小、运输和维修方便、高效且能有效解决吸收液逃逸现象。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种螺旋鼓泡烟气净化装置，其特征在于，包括吸收塔，所述吸收塔内设置有螺旋曝气管道，所述吸收塔下方分别设置有吸收液入口和烟气入口；所述烟气入口与螺旋曝气管道相通；所述吸收塔顶设置有出气口。
2.如权利要求1所述的螺旋鼓泡烟气净化装置，其特征在于，所述螺旋曝气管道上方、出气口下方设置有过滤层。
3.如权利要求2所述的螺旋鼓泡烟气净化装置，其特征在于，所述过滤层填充物为球型分子筛。
4.如权利要求3所述的螺旋鼓泡烟气净化装置，其特征在于，所述球型分子筛为钠型的硅铝酸盐，孔径为0.4nm。
5.如权利要求1所述的螺旋鼓泡烟气净化装置，其特征在于，所述螺旋曝气管道的直径为60mm-65mm。
6.如权利要求1所述的螺旋鼓泡烟气净化装置，其特征在于，所述螺旋曝气管道的管壁上密集设置通孔，所述通孔孔径为20mm。
7.如权利要求1所述的螺旋鼓泡烟气净化装置，其特征在于，所述吸收液入口处设置有液路阀门；烟气入口处设置有气路阀门。
8.一种基于权利要求1～7任一项所述的螺旋鼓泡烟气净化装置的烟气净化方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过吸收液入口将吸收液泵入吸收塔中，然后通过烟气入口将烟气通入螺旋曝气管道；
待烟气与吸收液充分反应后，剩余的气体经过滤层过滤后从出气口处排出。
9.如权利要求8所述的螺旋鼓泡烟气净化装置的烟气净化方法，其特征在于，所述的吸收液为碱液，pH值为10-12。
10.如权利要求8所述的螺旋鼓泡烟气净化装置的烟气净化方法，其特征在于，所述烟气的通入量为500m3/h。
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