CN105983308A - 一种通除气中污物的方法与机器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种通除气体中多种污物的方法与机器。按本法设计的是集干法与湿法、物理法与化学法于一体，可同时除尘、除二噁英、除汞微粒、降黑度、脱硫、脱硝、脱碳、脱氟化氢、脱硫化氢及秸秆焚烧烟气的机器，它增加通除污物种类和提高除污精度来节能减排。除污的种类越多和精度越高，净化度越高，证实了本法科学合理、机器高效低耗——既鼓风又除砂除汞微粒的引风除砂机、利用液体的化学性质和粘附性在除有害气体的同时除尘和降黑度；设计液包气式反应器充当不同种类污染物的氧化器或还原器，它对污物的拦截致密度比其他拦截技术的致密度高得多，是当前最严密最有效除污精度最高和除污种类最多的，适用于采用任意燃料的炉窑之烟气的治理。

Description

一种通除气中污物的方法与机器

技术领域

本发明专利技术属于环境保护工程技术领域，具体说，是一种通除气体中多种污染物的大气污染物治理方法，以及按本发明的方法设计的具备同时除尘(除二噁英)、除汞微粒、降黑度、脱硫、脱硝、脱碳、脱氟化氢和脱硫化氢等系列污染物功能的机器，是一种巧妙而简约地集干法与湿法，物理法与化学法于一体的污染气体治理机。

背景技术

人们保护环境的意识日益提高，切身体会到无控排放含粉尘、汞微粒和对人有害气体的烟气不但会给局部环境造成污染，而且会给全球气候造成威胁人类生存的变化。工农业越发达，生产规模越大，越是要提高环保意识和环保技术水平，尤其是大型冶炼厂、油田注水锅炉、水泥厂、化工厂、发电厂、垃圾焚烧厂和殡仪场更是要严格地治理污染气体，节能减排、降尘低碳、清洁排放，特别是粒径很小、漂浮性很强的灰尘可以长时间地悬浮在空中污染环境，以及一些危险化学气体，尤其是二氧化硫、氮氧化物进入大气中后形成酸雨、剧毒的二噁英粉尘悬浮在大气中，严重地威胁人们的健康与生存，这既是局部地区的问题，也是全球范围的问题，为了子孙后代和自己的生存，不能不重视保护环境、保护生态。

为了解决在工农业生产过程中所引起的粉尘与威胁人们健康与生存的有害气体污染环境、破坏生态的问题，长期以来，人们不断地努力，发明了种种治理技术。在除尘技术中，当前运用范围最大的除尘技术是干法脉冲布袋除尘技术，其中有反吹袋式除尘器、电动振动或拍打袋式除尘器、回转反吹式干法袋式除尘器、旁插式干法袋式除尘器、脉冲喷吹式干法袋式除尘器等除尘性能都要比现有常见的湿法除尘先进，也比沉降除尘器、惯性除尘器中的各种旋风除尘器的除尘效果要好，但它始终没有解决干法袋式除尘器中烟气降温结露堵死滤布而除尘功能失效的死结。

如何杜绝干法袋式除尘器滤布被堵而除尘功能失效和拦截小粒径粉尘的现象，以及解决无法在除尘的同时去除有害气体的问题，如何更彻底地拦截粒径极小的烟尘，对除尘的要求更高，以及如何将滤布上的滤渣更快捷、更有效、更彻底地清除掉，确保滤布的过滤功能不下降，确保滤布的维持正常过滤功能不下降和在除尘的同时低成本地去除有害气体，总之，这些问题都是本发明要解决的问题。

本发明的实用效果也比循环硫化床除尘技术、等离子除尘技术和静电除尘技术的除尘精度高，比臭氧除尘技术的综合性强、经济性好、实用性高和体积小。

发明内容

本发明的目的在于针对去除烟气中的粉尘、汞微粒、二氧化硫、氮氧化物以及 降低林格曼黑度的等级，达到治理大气污染物的目的——让通除气中污物的机器陪伴锅炉一起在大气污染物排放限值之内稳定地运行。

具体讲，A.针对现有除尘技术干法过滤型除尘器中烟气降温结露堵死滤布的死结，解决堵滤和压损大的现象而导致除粉尘除废气效率低的问题，追求过滤压损小、功耗小、确保员工更换过滤材料时，降低劳动强度，杜绝粉尘飞扬二次污染，杜绝伤害员工身体健康的现象，充分体现出人性化；B.不但要除去固态的粉尘，而且还要去除废气中化学有害成份，不必像传统的干法袋式除尘后还得采用高空排放的手段将含残余有害气体的烟气直排掉了。C.不但要降低对设备材料的要求，而且还要求设备的故障率低、可靠性高、运行能耗低、寿命长，且具有大烟气量快速处理和小烟气排量下的经济运行的功能。

为了达到上述目的，本发明中制定的解决方案由针对无论是因燃烧过程中产生的含何种污物的烟气，还是在非燃烧过程中产生具有何种特性的扬尘气体均能通除的方法，与按该方法设计的通除气中污物的机器所组成，该方法分十五个部分：

部分一，将在燃烧过程中产生的含有污物一氧化氮NO的气体引至第一级反应器——NO预氧化器之中，与空气中的氧气O₂进行氧化反应，将一氧化氮NO氧化为高价态的氮氧化物NO_x，针对一氧化氮NO的氧化方法很多，但只要符合化学理论所揭示的化学规律的气-气相、气-液相、气-固相氧化反应机理并合适本发明中的方法制定的工艺要求之氧化反应方式都可采用；但无论是采用气-气相、气-液相的氧化方法，还是采用气-固相的氧化方法实施氧化，都要优先采用氧化性能强、对人的毒害相对温和的——致残致死速度慢的、经济性和综合性都好的氧化剂；

部分二，采用气-气相的氧化方法实施氧化，无论是采用空气中的氧气O₂或专制的氧气O₂，还是特制的臭氧O₃作为氧化剂，都要严格地遵循工艺温度与氧化反应的规律；采用空气中的氧气O₂作为氧化剂，应以一氧化氮NO向二氧化氮NO₂氧化转化平衡图为依据，从高温污染气源获取氧化转化工艺所需要的温度；采用臭氧O₃作为氧化剂，应按臭氧O₃的寿命与温度之间的内在关系将温度调整到工艺要求的范围之内；

部分三，通过按具体情况制定的工艺要求所选用安装的数量合适的、流量可控的供氧器向NO预氧化器的氧化催化管管内供氧，借助氧气表、NO_x表，调节氧气和氮氧化物的浓度，且防止NO预氧化器因NO的氧化过程的放热而超温或欠温；

部分四，采用对污染物的拦截致密度比水幕、水簾、水膜、水花飞溅、高速喷雾、喷淋等粉尘拦截技术的拦截致密度要高得多的液包气式洗尘氧化还原器作为第二级及以上各级反应器的反应器模块，液包气式洗尘氧化还原反应器模块有时被简称为液包气式洗尘氧化还原器、或为浸入式反应器，或为水封式反应器，或为浸入式水封洗尘反应器，或根据它在具体装置中针对污染物不同种类、针对性气中污物不同的化学成分以及所体现出来的功能或处理方式直接简称为除尘器、氧化器或还原 器，与传统称呼一致，但此处的简称之含义与传统称呼的含义不同；

部分五，在NO预氧化器的出风口与第二级反应器的进气口之间增加一个提高气压的引风机(亦称鼓风机)，以满足含污物气体在吸收二氧化硫的氧化器里和在还原氮氧化物的还原器里对压力的工艺要求；

部分六，采用本发明创造的既有引风功能又有除砂子功能的引风除砂机作为第一级处理器来完成提高气压和除砂子的任务，其工艺位置是将引风除砂机串接在NO预氧化器的出风口与第二级反应器的进气口之间；

部分七，经过引风除砂机第一次清除砂子、汞微粒之后的气体进入第二级反应器以及更高等级的反应器，必须经过相应反应器中的气体分配器，将处于高压状态的气体均匀地分配到安装在气体分配器的各个末端的，且处在液面下满足不同化学药剂相应的工艺深度要求而工作的每一根喷气管之喷嘴中喷出，进入化学液体中；

部分八，按具体情况制定的工艺要求在气体分配器的末端处水平而等距地安装一系列设置满足工艺要求数量的细孔喷头的喷气管，构成喷气管排，喷气管排的平面与水平面一致，且在喷气管排平面上方竖直等距地安装数量合适的涂有针对性的催化剂兼有防气泡合并功能的隔板排；

部分九，在同一个反应器机箱内盛有对含有污物的气体具有除尘(除二噁英)、除汞微粒、降黑度、脱硫、脱硝、脱碳、脱氟化氢和脱硫化氢之功能的液体，含有污物的气体在液中进行的物理过程中体现出除尘(除二噁英)、除汞微粒和降黑度的功能，含有污物的气体在其中发生的化学反应中体现出脱硫、脱硝、脱碳、脱氟化氢和脱硫化氢的功能；对于气体内只含部分种类的污物的情形，可针对气体中不同的污物在本机器不同等级的反应器机箱内分别盛入针对性的化学药剂而成为有侧重的脱除处理功能的脱硫反应器、脱硝反应器、脱碳反应器、脱氟化氢反应器、脱硫化氢反应器，同时它们还是除尘器和除汞微粒器；

部分十，在末级反应器的出风口所连接的管内设置防氨气逃逸装置及中和装置；

部分十一，配有监控系统，监控系统由温度表、流量表、压力表、流速表、水位表、氧气表、NO_x表、SO₂表、PH表和生成物浓度监测仪与执行机构所构成；

部分十二，在监控系统的监控下，对于各反应器中使用同种化学药剂时，将从净化气体出风口所在的反应器向污染气源方向逐级实施逆流式补药或补水之方式；对于各反应器中使用不同种类的化学药剂时，将采用各自独立补药或补水之方式；部分十三，设计一种特殊结构构成具有防堵功能和过滤功能的副产品收集箱与具有渣体重力汇集沉降功能的锥形箱底组合联用；

部分十四，设置一种液体搅拌系统，在略低于机箱内液体液面的、适当的液位上取液，经化学泵从机箱的锥形箱底底部指向上方的喷嘴喷入机箱内的液体中；

部分十五，本方法按照模块化、标准化、系列化、组合化的要求设计本发明中的干法除尘器、湿法洗尘器、氧化器、还原器、副产箱、检测系统总成制成系列的标准的模块而令其机件具有组合性，通过各种模块的不同组合来满足不同个体对整机的不同要求而具有不同特性，尤其是可通过反应器的串并联不同组合方式来调节整机对含污气体的处理能力、可通过增减反应器级数来调节对含污气体的除污精度和整机的性价比，具体说，通过反应器并联组合可以提高整机的单位时间处理量；通过反应器串联组合可以提高整机的除污精度，依据是设置的反应器级数越多，对含污气体的处理次数越多，所得到的除污精度即越高，反之亦然；设置的反应器级数越合理，所得到的机器整体综合性能越好，性价比越高，设计时可根据具体气体所含有污物的情况和包括经济因素的总治理要求，以及综合多方面的因素选定反应器的级数；

按照本方法能使一台机器去除当前在气体中所发现的所有污物，但某一确定的具体气体中并非含有人们所发现的全部种类的污物，通常只含部分种类的污物，现场检测出哪几种污物就可以针对性地运用本方法中的相应部分，待处理的气体中不含某一种污物就可以不运用本方法中的相应部分；

按照上述方法设计一种用于污染气体中既有粉尘又含有复杂的有害化学成分的污染气体治理工程中通除气中污物的机器甲针对治理氮氧化物污染而言，采用气-气相的氧化方法且采用空气中的氧气O₂作为氧化剂实施氧化，即将合适的长度与管径之耐温耐腐蚀的管材加工成蛇形管，并用催化筒支架悬空地在蛇形管的直线段管内将数个涂有催化剂的任意几何截面的不同直径的氧化圆筒按照同轴线的工艺要求构成氧化催化筒部件，蛇形管管外用保温材料严密包缠后，将其进气口和出风口留在保温罩外之后再用刚性隔热材料制成的保温罩将蛇形管整体罩住，将监测温度表、流量表、氧气表及有关气体化学成分分析仪表安装在该保温罩外的仪表盘A上，即构成了针对含有污物的气体中一氧化氮NO的一级反应器——NO预氧化器Q，且用前引风管与污染气源的烟囱口严密对接；将含有污物的气体引入NO预氧化器Q中，用后引风管与引风除砂机的进气口严密对接；引风除砂机的出风口与第二级反应器中的气体分配器进气口密封对接，使得含有污物的气体经过气体分配器对含有污物的气体按工艺要求均匀分配到安装在气体分配器的末端处的喷气管，由喷气管上的喷嘴将含有污物的气体喷到氧化还原液里；喷出的含有污物的气体以向上浮动的气泡形式与氧化还原液进行化学反应——吸收了二氧化硫SO₂、二氧化碳CO₂和还原了氮氧化物NO_x与硫化氢HS₂，以及气泡所携带的烟尘在与液体发生的粘附过程中转移到液体里去了，同时降低了气体的林格曼黑度；离开液体后较为干净的气体被集中到加压风机的进气口，经其加压后，从加压风机的出风口送进第三级反应器的气体 分配器中进行均压，均压后，气体分配器末端的喷气管中的气压接近相等，即可喷出气量接近的气体；气体在第三级反应器及后续反应器里将重复在第二级反应器内的运行过程；在末级反应器的总出风口管道内安装了消氨气喷嘴以及配有用于中和的药水池和喷雾所需要的空气压缩机装置；

按照上述方法设计一种用于污染气体中只含有遇水会固结的水泥类特征的粉尘，不含有害的化学成分的污染气体治理工程中通除气中污物的机器丙就是一种除尘降黑度机，因污染气体中不含某些有害的化学成分，没有相关有害化学成分的需要采用本方法中相应部分去治理，故在具体的、实际的机器丙中可不用本方法中的相应部分；因污染气体中只有水泥类特征的粉尘，则直接将收尘罩收集含尘气体送至第一级引风除砂机A的进气口，第一级引风除砂机A的出风口与第二级引风除砂机B的进气口密封对接；第二级引风除砂机B的出风口与第三级引风除砂机C的进气口密封对接；第三级引风除砂机C的出风口与下一级引风除砂机的进气口密封对接，直至与第n级引风除砂机n的进气口密封对接，在第n级引风除砂机n的出风口，即总出风口获得达标的净化气体；从第一级至第n级的引风除砂机n的除砂通孔逐级减小；因污染气体中不含某些有害的化学成分，没有相关有害的化学成分的需要采用本方法中相应部分去治理，即本方法中的相应部分用不上，故在具体的、实际的机器中可不用本方法中的这些部分；污染气体中只有水泥类特征的粉尘，则直接将收尘罩收集含尘气体送至第一级引风除砂机A的进气口，第一级引风除砂机A的出风口与第二级引风除砂机B的进气口密封对接；第二级引风除砂机B的出风口与第三级引风除砂机C的进气口密封对接；第三级引风除砂机C的出风口与下一级引风除砂机的进气口密封对接，直至与第n级引风除砂机n的进气口密封对接，在第n级引风除砂机n的出风口，即可在总出风口获得达标的净化气体；从第一级至第n级的引风除砂机n的除砂通孔逐级减小；按照模块化概念，可以将液包气式洗尘氧化还原反应器制成一系列的标准单位处理量×m倍(m＝1，2，3……)的污染气体治理模块，对于这类只含粉尘的污染气体治理机，只需在干法除尘系列模块中选用合适的干法除尘器模块和在降黑度功能系列模块中选用合适的降黑度功能块即可组成符合个案要求的除尘降黑度机；

按照上述方法设计一种用于污染气体中只有遇水不会固结的粉尘，不含有害的化学成分的污染气体治理工程中的通除气中污物的机器丁就是一种除尘降黑度机，因污染气体中不含有害的化学成分，不需要采用本方法中相应部分去治理，故在具体的、实际的机器丁中可不用本方法中的相应部分；污染气体中只有遇水不会固结的粉尘，则将收尘罩收集含尘气体通过减震管E直接送至第一级反应器——引风除砂机的进气口，引风除砂机的出风口通过减震管、烟气管道和快速接头与第二级反 应器——液包气式洗尘器的进气口密封对接，在液包气式洗尘器的出风口，也就是整个机器丁的总出风口获得达标的净化气体；在液包气式洗尘器制成一系列的标准化的污染气体治理模块之后，A)对于这类污染气体的治理机，只需在湿法除尘系列模块中选用合适的湿法除尘模块和在降黑度功能系列模块中选用合适的降黑度功能块即可组成符合个案要求的除尘降黑度机；B)将第二级反应器中的氧化还原器所盛的化学药剂水溶液换成普通清水，该氧化还原器即成为液包气式洗尘器；在第二级反应器的机箱满足工艺要求的地方设有观察镜和仪表盘。

在污染气源与NO预氧化器Q进气口之间安装了供氧器，供氧器是以文氏管为基础采用刚性耐温材料改制而成的，供氧器的气体入口与整个机器甲的气体入口重合，在供氧器上设置了红酒杯形的空气入口，在红酒杯形的空气入口的底部设置了开度可调节的单向阀门，供氧器的气体出口与NO预氧化器Q内部的蛇形管的进气口相连接。

监测NO预氧化器Q运行的温度表、流量表、氧气表、氮氧化物表安装在仪表盘A上，仪表盘A安装在NO预氧化器Q的保温罩的外壁上易观察和操作处。

将NO预氧化器Q制成模块，其中蛇形管中的两段直线段之间的连接是采用法兰盘的连接方式，直线段管内以支架的安装方式将不同直径的催化筒，催化筒A、催化筒B、催化筒C、催化筒D和催化筒n连接成一个完整的催化筒部件，在催化筒A中安装直径小一点的催化筒B，在催化筒B中同轴线地安装直径再小一点的催化筒C，再在催化筒C中同轴线地安装直径更小一点的催化筒D，直至同轴线地安装直径最小的催化筒n，构成多层同轴线的催化筒部件，再用支架安装到蛇形管的直线段之中，最后用弯头将直线段的催化筒部件连接成蛇形管。

引风除砂机的结构与通常的离心式鼓风机的不同，结构区别是引风除砂机是以普通的离心式鼓风机为基础，在其风箱圆柱形机壳的圆柱面上开了许多能通过砂子的除砂通孔，再用横截面为近似三角槽形的且与风箱圆柱形机壳的圆壳同轴线的圆形风罩严密不漏气地覆盖在鼓风机开有通孔的圆柱面上，在圆形风罩的最下方开有一个排砂阀，即改装成了由一个电机和一副风叶及附件构成的具有引风功能和除砂功能的两项不同功能的引风除砂机；由于引风除砂机高速运转时会震动，需要在它的地脚固定处加装减震软垫，在引风除砂机的进气口前端的风机自带气管之间插装减震管A，在引风除砂机的出风口后端的气管B之间插装减震管B和快速连接器A，将其制成标准化的系列引风干法离心式除尘模块。

将第二级反应器及更高等级的反应器制成内外构造均为相同的标准化的系列模块，统一采用液包气式洗尘氧化还原反应器模块，根据它在具体装置中所体现出来的功能简称为氧化器模块或还原器模块或直接简称为氧化器或还原器，其外观构造为在压力最大的高度处设有两道箍的矩形的上箱体焊接在矩形锥体的尖部安装有排 放阀门的下箱体之上，再将上箱体与下箱体焊成整体的箱体安装在支架之上，上箱体上方设有可与之密封的箱盖；其内部结构为气体分配器、喷气管和脱硝催化兼防气泡合并功能板组合，气体分配器的进气口就是反应器的进气口，喷气管水平等距排装在气体分配器的末端，脱硝催化兼防气泡合并功能板竖直地等距差地安装在喷气管的上方，喷气管安装在机箱内还原液液面下的深度必须符合工艺要求；气体分配器由三块支撑板支撑，支撑板的平面与机箱侧板平面保持一致，支撑板的两个端面分别焊在机箱内相对的侧面板上；反应器运行时，从引风除砂机送来的含有污物的气体由插装了减震管B和快速连接器A的气管B送至反应器的进气口，反应器的进气口就是气体分配器的进气口，含有污物的气体经过气体分配器均压之后，安装在气体分配器末端的每一根喷气管中的每一个喷嘴的气压和流量近似相同，以确保喷出的气泡大小尽量相同来确保含有污物的气体处理质量；经过前一级反应器处理后的气体被套有减震垫的固定螺丝固定的加压风机、快速连接器B和减震管C送至后一级反应器——后一级还原器，重复气体在前一级反应器内的运行过程；监测还原器运行的温度表、流量表、硫化物表、氮氧化物表安装在仪表盘B上，仪表盘B安装在反应器外壁上容易观察和操作的地方；相应等级的还原器之仪表盘C按仪表盘B的方法制作；所有反应器所配的仪表盘也可以集中安装到专门的中央监控室里；在各个反应器上所设置的槽液搅拌系统由穿过机箱箱板的进水管、带有喷嘴和阀门的出水管与设置在机箱外的化学泵构成，是在机箱的锥形箱底的底部设置一个通孔，通过通孔密封安装一根一端装有阀门，另一端装有喷嘴的管子，装有阀门的一端置于机箱外部，装有喷嘴的一端装在机箱的内部，喷嘴置于锥形箱底的轴线上且喷嘴的口面指向上方；机箱外的所装阀门的另一端与化学泵的出水口密封连接，化学泵的进水口与进水管道一端密封连接，进水管道的另一端穿过机箱上方低于槽液液面的部位所设通孔进入机箱，使得化学泵的进水能在机箱高水位处吸取槽液，其出水能在机箱底部喷出；在机箱顶部的箱盖内侧密封固定安装透明且耐腐蚀的防护罩，防护罩的开口留在箱盖的外侧而可以从箱盖外侧直接安装和更换照明灯；在机箱四面侧板上且高出机箱内静态水位的高度安装可以在机箱外观察机箱内部情况的观察镜；在反应器机箱的四个箱角处外侧安装显示机箱内水位高低和机箱水平状况的水位表；将反应器中的气体分配器与喷气管合在一起制成按单位处理量划分的标准化的系列气体均布器模块；监测反应器运行的温度表、流量表、硫化物表、氮氧化物表安装在仪表盘B上，仪表盘B安装在反应器外壁上容易观察和操作的地方；相应等级的反应器之仪表盘C按仪表盘B的方法制作；所有反应器所配的仪表盘也可以集中安装到专门的中央监控室里。

不论机器里设计了多少级反应器，只要各个反应器里运用的是同种化学药剂， 反应器的补药方式就可以采取将补药机设置在末级反应器上，而将监测化学药剂化学成分及浓度的传感器设置在含有污物的气体首先进入的反应器中，根据含有污物的气体首先进入的反应器的化学药剂化学成分及浓度数据来控制补药机和还原器级间可自控的还原液逆流管的电磁阀，从气体离开末级反应器开始调节其中还原液的还原活性，且逐级向前一级调节；不同等级的还原器可根据处理目的而针对性地采用不同的还原剂来形成不同的去除功能，当不同等级、不同去除功能的反应器采用不同的化学药剂时，不同等级、不同去除功能的反应器级间可不用还原液逆流管的加药方式，而采用不同等级的反应器各自分别独自加自己应该加的化学药剂，将其中补药系统制成标准化的系列补药器模块。

由隔板的下方与底板之间留有通缝的隔板将副产箱隔成两部分，较小的部分为进水腔，其中设有进水管和渣袋，较大的部分为排水腔，在排水腔上部设有排放口并在低于排放口处水平安装了滤料层，且将排水腔向上口全部密封；通过进水管的一端将副产箱与排放阀连通起来了，副产箱的进水管的另一端系着渣袋，含有污物的气体中的二氧化硫SO₂、二氧化碳CO₂、氮氧化物NO_x与还原剂反应后的生成物就成了副产品，被排放的副产品透过渣袋后从隔板与箱底之间的缝隙流到副产箱的排水腔，经滤料层让副产品由下向上地过滤后，从排放口排出，将其副产箱制成以单位容积为划分标准之一的系列补药器模块。

整个机器甲按设计要求安装在平板形状的撬装基板上，撬装基板是用槽钢和钢板制成的数个按功能制成面积小一些的针对某种功能的专用撬装基板模块连接而成的，在专用撬装基板模块上安装功能模块之前，可先用连接器将小面积的撬装基板模块连接成一个面积大的撬装基板，连接器件可以采用插销式连接器，可以采用门杠式连接器，还可以采用U字销式连接器来连接撬装基板。

另一种机器乙是采用气-液相的氧化方法且采用比氧的氧化能力强的氧化剂水溶液作为氧化剂实施氧化，即将含有污物一氧化氮NO的气体引至第一级反应器——NO预氧化器Y的强氧化剂的水溶液中进行氧化反应，将一氧化氮NO氧化为高价态的氮氧化物NO_x；具有强散热降温功能的气管A的一端作为气体入口直接与污染气源的烟囱口密封对接，气管A的另一端与减震管E的一端密封对接，减震管E的另一端与引风除砂机的进气口密封对接，引风除砂机的出风口与减震管F的一端密封对接，减震管F的另一端与气管BB的一端密封对接，气管BB的另一端与第一级反应器——NO预氧化器Y内部的气体分配器的进气口密封对接，NO预氧化器Y内部的结构与第二级反应器的内部结构是相同的，在NO预氧化器Y的上方同样设置了一台加压风机Y，加压风机Y的进气口与NO预氧化器Y上的开孔密封对接，加压风机Y的出风口与减震管G的一端密封对接，减震管G的另一端与第二级反应器中气体分 配器的进气口密封对接；第二级反应器及其后级的结构与权利要求1所述的通除气中污物的机器乙中的反应器结构相同，同样在各反应器上合适的位置安装槽液搅拌系统和水位表。

同用途的机器相比，本通除气中污物的方法与机器对社会的有益效果有：

推广应用本发明的方法与机器，它对气体污染物治理的强大功能和优良性能所达到的治理结果与锅炉以油为燃料还是以煤为燃料无关，即所考察的锅炉无论烧何种燃料所产生的烟气经过本发明的治理机器处理之后，所排气体中残留的污染物都与燃气锅炉排放气体中残留污染物的量相当，甚至于还要少一些。本发明可以让所有锅炉都可以放心地使用劣质煤，不必非要使用优质天然气不可，从而大幅降低锅炉运行成本，减轻国家和民众用户的用电的经济负担。可见，只要气体污染治理技术科学、先进和实效，完全可以将燃煤锅炉排放的烟气中所携带的污染物拦截到国家颁布的“锅炉大气污染物排放限值”中关于燃气锅炉污染物排放限值之内，而完全不必强制关停燃煤发电厂之巨大代价的下策做法。

说明书附图说明

说明书附图是根据本通除气中污物的方法所设计的通除气中污物的机器的结构及其体现的工作原理之示意图，并非实际施工的加工图和装配图。

附图1A图示了以气-气相的氧化方法运用开始，到净化气体排出的各个处理环节的结构与技术特征。

附图1B图示了以气-液相的氧化方法运用开始，到净化气体排出的各个工艺环节的结构与技术特征。

附图1C图示了不含有害的化学成分的、只含有遇水会固结的水泥类特征的粉尘污染气体治理工程中，从污染气源到第一级反应器到末级反应器的净化气体总出风口的结构与技术特征。

附图1D图示了不含有害的化学成分的、只含有遇水不会固结的粉尘污染气体治理工程中，从污染气源到第一级反应器到第二级反应器——洗尘器的净化气体总出风口的结构与技术特征。

附图2图示了本发明的通除气中污物的机器甲的供氧器结构。

附图3图示了本发明的通除气中污物的机器甲的NO预氧化器的结构，尤其是其内部的蛇形的氧化催化管的结构。

附图4图示了本发明的通除气中污物的机器的引风除砂机的结构。

附图5图示了本发明的通除气中污物的机器中的气体分配器、喷气管和脱硝催化兼防气泡合并功能板的结构。

具体技术措施

措施一，现行的一些大气污染物治理技术通常采用SCR技术，对于脱硫而言，其效果还能达标或接近达标，但对于脱硝而言，其效果就离达标差很远，通常是氮氧化物中一氧化氮NO难溶于水，或在有限的SCR的反应时间内将一氧化氮NO氧化为易溶于水的二氧化氮NO₂及高价态氮氧化物NO_x，因此脱硝的效果往往难以达标。本发明的两种典型的通除气中污物的机器中运用了气-气相的氧化方法和气-液相的氧化方法两种方法强化一氧化氮NO向二氧化氮NO₂及高价态的氮氧化物NO_x转化环节，有利于脱硝的。

措施二，在采用气-气相氧化法将一氧化氮NO向二氧化氮NO₂及高价态的氮氧化物NO_x转化环节中运用空气作为氧化剂，无需运行成本。

措施三，在采用气-液相氧化法将一氧化氮NO向二氧化氮NO₂及高价态的氮氧化物NO_x转化环节中运用高锰酸钾K₂MnO₄为氧化剂。高锰酸钾K₂MnO₄的氧化能力低于臭氧的氧化能力但大于氧气O₂的。

当前的燃烧技术无论如何都无法将以劣质煤为燃料的锅炉冒出来的烟气中所含成分处理得像烧优质天然气的锅炉所排放的烟气，燃煤锅炉的烟气里总是因没有完全燃烧而混有大量的、粒径较粗大的煤粉尘(煤砂子)和大量的多种有害化学成分。烟气中的煤粉尘不仅对环境是严重的污染，同时对设备自身也存在堵塞或在机箱底部沉积大量砂子和影响除尘精度。本发明中的创新技术——引风除砂机可以低造价和低运行成本地先行除砂，这一措施可以延长后续反应器里还原剂的使用寿命以及设备的使用寿命，同时有利于反应器的处理精度。

措施三，可以运用本方法中的部分方法——多级引风除砂机模块串连组合运用可以有效地解决忌水的水泥类具有遇水固结特征的粉尘的去除问题。

措施四，可以运用本方法中的部分方法——多级引风除砂机模块与洗尘器模块串连组合运用可以有效地解决不含有害化学成分的气体、只有普通粉尘的去除问题，尤其是在当今除尘技术中都无法相比的高效高除污精度地去除二噁英粉尘。

措施五，运用比水幕、水簾、水膜、水花飞溅、高速喷雾、喷淋等除尘技术的除尘效率、除污精度都要高的自主创新的浸入式水体封包烟气珠的技术，设计了液包气式洗尘氧化还原器。

措施六，按照具体工艺要求采用在一台反应器内能同时除尘(除二噁英)、除汞微粒、降黑度、脱硫、脱硝、脱碳、脱氟化氢和脱硫化氢的都能起作用的粘附剂和氧化还原剂；按照具体工艺要求针对除尘(除二噁英)、除汞微粒、降黑度、脱硫、脱硝、脱碳、脱氟化氢和脱硫化氢在不同的反应器内分别运用不同作用的粘附剂和氧化还原剂。

措施七，采用均压技术将烟气进气口截面的高压气柱均匀地分布到还原器平面上过半的面积上。

措施八，采用布气技术将气体分配器均匀地将烟气分配到每一根喷气管上，令烟气在还原器的水平面上各个喷气管的喷嘴喷出的流量近似相等地、均匀地喷出。

措施九，采用水作为氨气的溶剂，以安装在末级反应器出风管内壁上安装的喷 嘴喷水雾的方式拦截氨气，阻止氨气向大气里逃逸。

措施十，采用带渣袋的倒滤式滤料层的副产箱技术。

措施十一，引入多种概念与运用原理来指导设计，其中引入模块化、标准化、系列化、组合化的先进设计理念，按照本发明的方法所设计的用于污染气源中既有粉尘又含有复杂的有害化学成分的污染气源治理工程中的通除气中污物的机器，其核心部件和重要附件具有模块化、标准化、系列化、组合化特征。

附图1A是实施了上述一系列措施后的一种用于污染气体中既有粉尘又含有复杂的有害化学成分的污染气体治理工程中通除气中污物的机器甲针对治理氮氧化物污染而言，采用气-气相的氧化方法且采用空气中的氧气O₂作为氧化剂实施氧化，即将合适的长度与管径之耐温耐腐蚀的管材加工成蛇形管(5.1)，并用催化筒支架(5.3)悬空地在蛇形管(5.1)的直线段(5.1.0)管内将数个涂有催化剂的任意几何截面的不同直径的氧化圆筒按照同轴线的工艺要求构成氧化催化筒部件(5.2)，蛇形管(5.1)管外用保温材料严密包缠后，将其进气口和出风口留在保温罩(4)外之后再用刚性隔热材料制成的保温罩(4)将蛇形管(5.1)整体罩住，将监测温度表、流量表、氧气表及有关气体化学成分分析仪表安装在该保温罩外的仪表盘A上，即构成了针对含有污物的气体中一氧化氮NO的一级反应器——NO预氧化器Q(5Q)，且用前引风管与污染气源的烟囱口严密对接；将含有污物的气体引入NO预氧化器Q(5Q)中，用后引风管与引风除砂机(7)的进气口严密对接；引风除砂机(7)的出风口与第二级反应器中的气体分配器(22)进气口密封对接，使得含有污物的气体经过气体分配器(22)对含有污物的气体按工艺要求均匀分配到安装在气体分配器(22)的末端处的喷气管(25)，由喷气管(25)上的喷嘴将含有污物的气体喷到氧化还原液里；喷出的含有污物的气体以向上浮动的气泡形式与氧化还原液进行化学反应——吸收了二氧化硫SO₂、二氧化碳CO₂和还原了氮氧化物NO_x与硫化氢HS₂，以及气泡所携带的烟尘在与液体发生的粘附过程中转移到液体里去了，同时降低了气体的林格曼黑度；离开液体后较为干净的气体被集中到加压风机(16)的进气口，经其加压后，从加压风机(16)的出风口送进第三级反应器的气体分配器(22)中进行均压，均压后，气体分配器(22)末端的喷气管(25)中的气压接近相等，即可喷出气量接近的气体；气体在第三级反应器及后续反应器里将重复在第二级反应器内的运行过程；在末级反应器的总出风口(23)管道内安装了消氨气喷嘴(23.1)以及配有用于中和的药水池(26)和喷雾所需要的空气压缩机(27)装置。

监测NO预氧化器Q(5Q)运行的温度表、流量表、氧气表、氮氧化物表安装在仪表盘A(2)上，仪表盘A(2)安装在NO预氧化器Q(5Q)的保温罩(4)的外壁上易观察和操作处。

将第二级反应器及更高等级的反应器制成内外构造均为相同的标准化的系列模块，统一采用液包气式洗尘氧化还原反应器模块，根据它在具体装置中所体现出来的功能简称为氧化器模块或还原器模块或直接简称为氧化器或还原器，其外观构造为在压力最大的高度处设有两道箍(11)的矩形的上箱体(12)焊接在矩形锥体的尖部安装有排放阀门(34)的下箱体(29)之上，再将上箱体(12)与下箱体(29)焊成整体的箱体安装在支架(30)之上，上箱体(12)上方设有可与之密封的箱盖；其内部结构为气体分配器(22)、喷气管(25)和脱硝催化兼防气泡合并功能板(39)组合，气体分配器(22)的进气口就是反应器的进气口(14)，喷气管(25)水平等距排装在气体分配器(22)的末端，脱硝催化兼防气泡合并功能板(39)竖直地等距差地安装在喷气管(25)的上方，喷气管(25)安装在机箱内还原液液面下的深度必须符合工艺要求；气体分配器(22)由三块支撑板(24)支撑，支撑板(24)的平面与机箱侧板平面保持一致，支撑板(24)的两个端面分别焊在机箱内相对的侧面板上；反应器运行时，从引风除砂机(7)送来的含有污物的气体由插装了减震管B(9)和快速连接器A(13)的气管B(10)送至反应器的进气口(14)，反应器的进气口(14)就是气体分配器(22)的进气口，含有污物的气体经过气体分配器(22)均压之后，安装在气体分配器(22)末端的每一根喷气管(25)中的每一个喷嘴的气压和流量近似相同，以确保喷出的气泡大小尽量相同来确保含有污物的气体处理质量；经过前一级反应器处理后的气体被套有减震垫(15)的固定螺丝固定的加压风机(16)、快速连接器B(17)和减震管C(20)送至后一级反应器——后一级还原器，重复气体在前一级反应器内的运行过程；监测还原器运行的温度表、流量表、硫化物表、氮氧化物表安装在仪表盘B(18)上，仪表盘B(18)安装在反应器外壁上容易观察和操作的地方；相应等级的还原器之仪表盘C(28)按仪表盘B(18)的方法制作；所有反应器所配的仪表盘也可以集中安装到专门的中央监控室里；在各个反应器上所设置的槽液搅拌系统(40)由穿过机箱箱板的进水管、带有喷嘴和阀门的出水管与设置在机箱外的化学泵构成，是在机箱的锥形箱底的底部设置一个通孔，通过通孔密封安装一根一端装有阀门，另一端装有喷嘴的管子，装有阀门的一端置于机箱外部，装有喷嘴的一端装在机箱的内部，喷嘴置于锥形箱底的轴线上且喷嘴的口面指向上方；机箱外的所装阀门的另一端与化学泵的出水口密封连接，化学泵的进水口与进水管道一端密封连接，进水管道的另一端穿过机箱上方低于槽液液面的部位所设通孔进入机箱，使得化学泵的进水能在机箱高水位处吸取槽液，其出水能在机箱底部喷出；在机箱顶部的箱盖内侧密封固定安装透明且耐腐蚀的防护罩，防护罩(43)的开口留在箱盖的外侧而可以从箱盖外侧直接安装和更换照明灯(42)；在机箱四面侧板上且高出机箱内静态水位的高度安装可以在机箱外 观察机箱内部情况的观察镜(44)；在反应器机箱的四个箱角处外侧安装显示机箱内水位高低和机箱水平状况的水位表(41)；将反应器中的气体分配器(22)与喷气管(25)合在一起制成按单位处理量划分的标准化的系列气体均布器模块；监测反应器运行的温度表、流量表、硫化物表、氮氧化物表安装在仪表盘B(18)上，仪表盘B(18)安装在反应器外壁上容易观察和操作的地方；相应等级的反应器之仪表盘C(28)按仪表盘B(18)的方法制作；所有反应器所配的仪表盘也可以集中安装到专门的中央监控室里。

不论机器里设计了多少级反应器，只要各个反应器里运用的是同种化学药剂，反应器的补药方式就可以采取将补药机(21)设置在末级反应器上，而将监测化学药剂化学成分及浓度的传感器设置在含有污物的气体首先进入的反应器中，根据含有污物的气体首先进入的反应器的化学药剂化学成分及浓度数据来控制补药机(21)和反应器级间可自控的化学药剂逆流管(19)的电磁阀，从气体离开末级反应器开始调节其中还原液的还原活性，且逐级向前一级调节；不同等级的反应器可根据处理目的而针对性地采用不同的还原剂来形成不同的去除功能，当不同等级、不同去除功能的反应器采用不同的化学药剂时，不同等级、不同去除功能的反应器级间可不用化学药剂逆流管(19)的加药方式，而采用不同等级的反应器各自分别独自加自己应该加的化学药剂，将其中补药系统制成标准化的系列补药器模块。

由隔板的下方与底板之间留有通缝的隔板(34)将副产箱(32)隔成两部分，较小的部分为进水腔，其中设有进水管(33)和渣袋(37)，较大的部分为排水腔，在排水腔上部设有排放口(35)并在低于排放口(35)处水平安装了滤料层(36)，且将排水腔向上口全部密封；通过进水管(33)的一端将副产箱(32)与排放阀(31)连通起来了，副产箱(32)的进水管(33)的另一端系着渣袋(37)，含有污物的气体中的二氧化硫SO₂、二氧化碳CO₂、氮氧化物NO_x与化学药剂反应后的生成物就成了副产品，被排放的副产品透过渣袋(37)后从隔板(34)与箱底之间的缝隙流到副产箱(32)的排水腔，经滤料层(36)让副产品由下向上地过滤后，从排放口(35)排出，将其中副产箱制成以单位容积为标准化的系列补药器模块。

整个机器按设计要求安装在平板形状的撬装基板(38)上，撬装基板(38)是用槽钢和钢板制成的数个按功能制成面积小一些的针对某种功能的专用撬装基板模块连接而成的，在专用撬装基板模块上安装功能模块之前，可先用连接器将小面积的撬装基板模块连接成一个面积大的撬装基板(38)，连接器件可以采用插销式连接器，可以采用门杠式连接器，还可以采用U字销式连接器来连接撬装基板(38)。

附图1B是实施了上述一系列措施后的一种用于污染气体中既有粉尘又含有复杂的有害化学成分的污染气体治理工程中的通除气中污物的机器乙的结构描述，它 针对治理氮氧化物污染而言，采用气-液相的氧化方法且采用比氧的氧化能力强的氧化剂水溶液作为氧化剂实施氧化，即将含有污物一氧化氮NO的气体引至第一级反应器——NO预氧化器Y的强氧化剂的水溶液中进行氧化反应，将一氧化氮NO氧化为高价态的氮氧化物NO_x；具有强散热降温功能的气管A的一端作为气体入口(1)直接与污染气源的烟囱口密封对接，气管A的另一端与减震管E(6E)的一端密封对接，减震管E(6E)的另一端与引风除砂机(7)的进气口密封对接，引风除砂机(7)的出风口与减震管F(9F)的一端密封对接，减震管F(9F)的另一端与气管BB(10B)的一端密封对接，气管BB(10B)的另一端与第一级反应器——NO预氧化器Y(5Y)内部的气体分配器的进气口(5Y1)密封对接，NO预氧化器Y(5Y)内部的结构与第二级反应器的内部结构是相同的，在NO预氧化器Y(5Y)的上方同样设置了一台加压风机Y(16Y)，加压风机Y(16Y)的进气口与NO预氧化器Y(5Y)上的开孔密封对接，加压风机Y(16Y)的出风口与减震管G(13G)的一端密封对接，减震管G(13G)的另一端与第二级反应器中气体分配器(22)的进气口密封对接；第二级反应器及其后级的结构与权利要求1所述的通除气中污物的机器中的反应器结构相同，同样在各反应器上合适的位置安装槽液搅拌系统(40)和水位表(41)。

附图1C是实施了上述相关措施后的一种用于污染气体中只含有遇水会固结的水泥类特征的粉尘，不含有害的化学成分的污染气体治理工程中的通除气中污物的机器丙的结构描述，也就是关于一种除尘降黑度机的机器结构描述。因污染气体中不含某些有害的化学成分，没有相关有害的化学成分的需要采用本方法中相应部分去治理，即本方法中的相应部分用不上，故在具体的、实际的机器中可不用本方法中的这些部分；污染气体中只有水泥类特征的粉尘，则直接将收尘罩收集含尘气体送至第一级引风除砂机A(7A)的进气口，第一级引风除砂机A(7A)的出风口与第二级引风除砂机B(7B)的进气口密封对接；第二级引风除砂机B(7B)的出风口与第三级引风除砂机C(7C)的进气口密封对接；第三级引风除砂机C(7C)的出风口与下一级引风除砂机的进气口密封对接，直至与第n级引风除砂机n(7n)的进气口密封对接，在第n级引风除砂机n(7n)的出风口，即总出风口(7.5Z)获得达标的净化气体；从第一级至第n级的引风除砂机n(7n)的除砂通孔(7.3)逐级减小；

附图1D是实施了上述相关措施后的一种用于污染气体中只含有遇水不会固结的粉尘，不含有害的化学成分的污染气体治理工程中的通除气中污物的机器丁的结构描述，也就是关于一种除尘降黑度机的机器结构描述。因污染气体中不含某些有害的化学成分，没有相关有害的化学成分的需要采用本方法中相应部分去治理，即本方法中的相应部分用不上，故在具体的、实际的机器中可不用本方法中的这些部 分；污染气体中只有遇水不会固结的粉尘，则直接将收尘罩收集含尘气体直接送至第一级反应器——引风除砂机(7)的进气口，引风除砂机(7)的出风口与第二级反应器——浸入式水封洗尘器的进气口密封对接，在洗尘器的出风口(23)，也就是整个机器丁的总出风口(23)获得达标的净化气体；将还原器中所盛的化学药剂水溶液换成普通清水，还原器即成为浸入式水封洗尘器。

附图2是实施了上述相关措施后，关于供氧器(3)的结构描述。在污染气源与NO预氧化器Q(5Q)进气口之间安装了供氧器(3)之部件结构。供氧器(3)是以文氏管为基础采用刚性耐温材料改制而成的，供氧器(3)的气体入口(3.1)与整个机器甲的气体入口(1)重合，在供氧器(3)上设置了红酒杯形的空气入口(3.2)，在红酒杯形的空气入口(3.2)的底部设置了开度可调节的单向阀门(3.3)，供氧器的气体出口(3.4)与NO预氧化器Q(5Q)内部的蛇形管(5.1)的进气口相连接。

附图3是实施了上述相关措施后，关于催化筒部件(5.2)的结构描述。NO预氧化器Q(5Q)中蛇形管(5.1)中的两段直线段(5.1.0)之间的连接是采用法兰盘(5.3)的连接方式，直线段(5.1.0)管内以支架(5.4)的安装方式将不同直径的催化筒，催化筒A(5.2.1)、催化筒B(5.2.2)、催化筒C(5.2.3)、催化筒D(5.2.4)和催化筒n(5.2.n)连接成一个完整的催化筒部件(5.2)，在催化筒A(5.2.1)中安装直径小一点的催化筒B(5.2.2)，在催化筒B(5.2.2)中同轴线地安装直径再小一点的催化筒C(5.2.3)，再在催化筒C(5.2.3)中同轴线地安装直径更小一点的催化筒D(5.2.4)，直至同轴线地安装直径最小的催化筒n(5.2.n)，构成多层同轴线的催化筒部件(5.2)，再用支架(5.4)安装到蛇形管(5.1)的直线段(5.1.0)之中，最后用弯头将两段内装了催化筒部件(5.2)的直线段(5.1.0)连接成蛇形管(5.1)。

附图4是实施了上述相关措施后，关于引风除砂机(7)的结构描述。引风除砂机(7)与通常的离心式鼓风机不同，区别是引风除砂机(7)是以普通的离心式鼓风机为基础，在其风箱圆柱形机壳的圆柱面上开了许多能通过砂子的除砂通孔(7.3)，再用横截面为三角槽形的且与风箱圆柱形机壳的圆壳同轴线的圆形风罩(7.2)严密不漏气地覆盖在鼓风机开有通孔的圆柱面上，在圆形风罩(7.2)的最下方开有一个排砂阀(7.4)，即改装成了由一个电机(8)和一副风叶及附件构成的具有引风功能和除砂功能的两项不同功能的引风除砂机(7)；由于引风除砂机(7)高速运转时会震动，需要在它的地脚固定处加装减震软垫，在引风除砂机(7)的进气口(7.1)前端的风机自带气管之间插装减震管A(6)，在引风除砂机(7)的出风口(7.5)后端的气管B(10)之间插装减震管B(9)和快速连接器A(13)，将其制成标准化的系列引风干法离心式除尘模块。

附图5是实施了上述相关措施后，关于还原器结构以及气体分配器(22)、喷气管(25)与脱硝催化兼防气泡合并功能板(39)的结构描述。其外观构造为在压力最大的高度处设有两道箍(11)的矩形的上箱体(12)焊接在矩形锥体的尖部安装有排放阀门(34)的下箱体(29)之上，再将上箱体(12)与下箱体(29)焊成整 体的箱体安装在支架(30)之上，上箱体(12)上方设有可与之密封的箱盖；其内部结构为气体分配器(22)、喷气管(25)和脱硝催化兼防气泡合并功能板(39)组合，气体分配器(22)的进气口就是还原器的进气口(14)，喷气管(25)水平等距排装在气体分配器(22)的末端，脱硝催化兼防气泡合并功能板(39)竖直地等距差地安装在喷气管(25)的上方，喷气管(25)安装在机箱内还原液液面下的深度必须符合工艺要求；气体分配器(22)由三块支撑板(24)支撑，支撑板(24)的平面与机箱侧板平面保持一致，支撑板(24)的两个端面分别焊在机箱内相对的侧面板上；还原器运行时，从引风除砂机(7)送来的含有污物的气体由插装了减震管B(9)和快速连接器A(13)的气管B(10)送至还原器的进气口(14)，还原器的进气口(14)就是气体分配器(22)的进气口，含有污物的气体经过气体分配器(22)均压之后，安装在气体分配器(22)末端的每一根喷气管(25)中的每一个喷嘴的气压和流量近似相同，以确保喷出的气泡大小尽量相同来确保含有污物的气体处理质量；经过前一级反应器处理后的气体被套有减震垫(15)的固定螺丝固定的加压风机(16)、快速连接器B(17)和减震管C(20)送至后一级反应器——后一级还原器，重复气体在前一级反应器内的运行过程。

本发明的主要原理

本发明专利技术大大拓宽了“一机同除多种污物”的污物种类范围，大大提高了除污精度，大大降低了除污能耗，大大降低了气体污染治理的成本。除污精度越高，排放气体中的残留污染物越少，对环境的不良影响越小。除污效果如此好，证实了该机器的设计理念与方法的科学合理——运用干法去除粗大砂子和汞微粒的功能，和利用化学法去除有害气体的同时，进一步运用湿法去除气体中细小的粉尘、汞微粒和降黑度。以及遵循化学氧化规律选择性预氧化与遵循还原规律侧重地还原，只要针对性地注入不同的化学药剂即可将气体中的污染物一一对应地进行反应而去除之。

本发明专利技术是当前大气污染治理领域里所没有的一项超前开创性的、超强实用性的高新技术，表现在它的工艺之科学合理巧妙简约超越了现有的大气污染治理工艺的，它的功能与它的性能都超越了现有的大气污染治理设施的，而且它的技术经济性——性价比、功能重量比、性能重量比、单位处理量能耗(处理量能耗比)、单位处理量体积(处理量体积比)、运行成本等众多技术经济指标都优于同用途产品的。

本发明的主要功能

1.本发明针对于烟气中的粉尘和有害气体两类污染物而设计多功能的机器，可完成针对两种不同物态之污染物的拦截、吸收和还原，具有物理干法和物理湿法去除小粒径的粉尘(二噁英)、汞微粒与降黑度之功能，以及化学法脱硫、脱硝、脱碳、 脱氟化氢和脱硫化氢之功能。

2.本发明除尘的理念是先用物理干法去除粉尘中粒径大的粉尘，后用物理湿法除尽飞扬性、漂浮性好特别难捕集的粒径极小的粉尘。如此除尘理念的优点，一是杜绝粉尘的二次飞扬对环境的污染，二是拦截烟尘中的大粒径的干灰，尽量减少化学反应槽内的积渣量，同时不放过任何小粒径粉尘的除污功能，三是本发明对粉尘的拦截不是采用过滤方式，无过滤层，彻底杜绝干法袋式除尘器中烟气降温结露堵死滤布的死结，彻底解决长期以来人们无法弥补和纠正的袋式除尘技术之致命缺陷。

3.本发明能根据烟气中的粉尘和有害气体排放限值调控除净度，令本发明设施处于环保指标和经济指标科学合理的运行状态下运行，具有除净度调控功能。

4.本发明能根据生产过程中污染物的即时产生量来调控其处理能耗，达到污染物量大时，其处理能力随之增大，量小时，则其处理能力不变而能耗随之减小，达到降耗节能的目的，具有处理量对应处理能耗的组合调控功能。

当本发明获权后，针对现实中一些具体的含污气体的实情，全部或部分采用本发明中的方法或本机器中的某一部分工艺环节或部件都需要经过专利权人许可。

Claims (10)

1.一种通除气中污物的方法与机器，其特征是它由针对无论是因燃烧过程中产生的含何种污物的烟气，还是在非燃烧过程中产生具有何种特性的扬尘气体均能通除的方法与按该方法设计的通除气中污物的机器所组成，该方法分十五个部分：

部分一，将在燃烧过程中产生的含有污物一氧化氮NO的气体引至第一级反应器——NO预氧化器之中，与空气中的氧气O₂进行氧化反应，将一氧化氮NO氧化为高价态的氮氧化物NO_x，针对一氧化氮NO的氧化方法很多，但只要符合化学理论所揭示的化学规律的气-气相、气-液相、气-固相氧化反应机理并合适本发明中的方法制定的工艺要求之氧化反应方式都可采用；但无论是采用气-气相、气-液相的氧化方法，还是采用气-固相的氧化方法实施氧化，都要优先采用氧化性能强、对人的毒害相对温和的——致残致死速度慢的、经济性和综合性都好的氧化剂；

部分二，采用气-气相的氧化方法实施氧化，无论是采用空气中的氧气O₂或专制的氧气O₂，还是特制的臭氧O₃作为氧化剂，都要严格地遵循工艺温度与氧化反应的规律；采用空气中的氧气O₂作为氧化剂，应以一氧化氮NO向二氧化氮NO₂氧化转化平衡图为依据，从高温污染气源获取氧化转化工艺所需要的温度；采用臭氧O₃作为氧化剂，应按臭氧O₃的寿命与温度之间的内在关系将温度调整到工艺要求的范围之内；

部分三，通过按具体情况制定的工艺要求所选用安装的数量合适的、流量可控的供氧器向NO预氧化器的氧化催化管管内供氧，借助氧气表、NO_x表，调节氧气和氮氧化物的浓度，且防止NO预氧化器因NO的氧化过程的放热而超温或欠温；

部分四，采用对污染物的拦截致密度比水幕、水簾、水膜、水花飞溅、高速喷雾、喷淋等粉尘拦截技术的拦截致密度要高得多的液包气式洗尘氧化还原器作为第二级及以上各级反应器的反应器模块，液包气式洗尘氧化还原反应器模块有时被简称为液包气式洗尘氧化还原器、或简称为浸入式反应器，或简称为水封式反应器，或简称为浸入式水封洗尘反应器，或根据它在具体装置中针对污染物不同种类、针对性气中污物不同的化学成分以及所体现出来的功能或处理方式直接简称为除尘器、氧化器或还原器，与传统称呼一致，但此处的简称之含义与传统称呼的含义不同；

部分五，在NO预氧化器的出风口与第二级反应器的进气口之间增加一个提高气压的引风机，以满足含污物气体在吸收二氧化硫的氧化器里和在还原氮氧化物的还原器里对压力的工艺要求；

部分六，将部分五中关于提高气压和关于除砂子的工艺要求交给本发明中的既有引风功能又有除砂子功能的引风除砂机来完成，并作为第一级处理器，以满足工艺要求，其工艺位置在NO预氧化器的出风口与第二级反应器的进气口之间；

部分七，经过引风除砂机第一次清除砂子、汞微粒之后的气体进入第二级反应器以及更高等级的反应器，必须经过相应反应器中的气体分配器，将处于高压状态的气体均匀地分配到安装在气体分配器的各个末端的，且处在液面下满足化学药液相应的工艺深度要求而工作的每一根喷气管之喷嘴中喷出，进入化学液体；

部分八，按具体情况制定的工艺要求在气体分配器的末端处水平而等距地安装一系列设置满足工艺要求数量的细孔喷头的喷气管，构成喷气管排，喷气管排的平面与水平面一致，且在喷气管排平面上方竖直等距地安装数量合适的涂有针对性的催化剂兼有防气泡合并功能的隔板排；

部分九，在同一个反应器机箱内盛有对含有污物的气体具有除尘(除二噁英)、除汞微粒、降黑度、脱硫、脱硝、脱碳、脱氟化氢和脱硫化氢之功能的液体，含有污物的气体在液中进行的物理过程中体现出除尘(除二噁英)、除汞微粒和降黑度的功能，含有污物的气体在其中发生的化学反应中体现出脱硫、脱硝、脱碳、脱氟化氢和脱硫化氢的功能；对于气体内只含部分种类的污物的情形，可针对气体中不同的污物在本机器不同等级的反应器机箱内分别盛入针对性的化学药剂而成为有侧重的脱除处理功能的脱硫反应器、脱硝反应器、脱碳反应器、脱氟化氢反应器、脱硫化氢反应器，同时它们还是除尘器和除汞微粒器；

部分十，在末级反应器的出风口所连接的管内设置防氨气逃逸装置及中和装置；

部分十一，配有监控系统，监控系统由温度表、流量表、压力表、流速表、水位表、氧气表、NO_x表、SO₂表、PH表和生成物浓度监测仪与执行机构所构成；

部分十二，在监控系统的监控下，对于各反应器中使用同种化学药剂时，将从净化气体出风口所在的反应器向污染气源方向逐级实施逆流式补药或补水之方式；对于各反应器中使用不同种类的化学药剂时，将采用各自独立补药或补水之方式；

部分十三，设计一种特殊结构构成具有防堵功能和过滤功能的副产品收集箱与具有渣体重力汇集沉降功能的锥形箱底组合联用；

部分十四，设置一种液体搅拌系统，在略低于机箱内液体液面的、适当的液位上取液，经化学泵从机箱的锥形箱底底部指向上方的喷嘴喷入机箱内的液体中；

部分十五，本方法按照模块化、标准化、系列化、组合化的要求设计本发明中的干法除尘器、湿法洗尘器、氧化器、还原器、副产箱、检测系统总成制成系列的标准的模块而令其机件具有组合性，通过各种模块的不同组合来满足不同个体对整机的不同要求而具有不同特性，尤其是可通过反应器的串并联不同组合方式来调节整机对含污气体的处理能力、可通过增减反应器级数来调节对含污气体的除污精度和整机的性价比，具体说，通过反应器并联组合可以提高整机的单位时间处理量；通过反应器串联组合可以提高整机的除污精度，依据是设置的反应器级数越多，对含污气体的处理次数越多，所得到的除污精度即越高，反之亦然；设置的反应器级数越合理，所得到的机器整体综合性能越好，性价比越高，设计时可根据具体气体所含有污物的情况和包括经济因素的总治理要求，以及综合多方面的因素选定反应器的级数；

按照本方法能使一台机器去除当前在气体中所发现的所有污物，但某一确定的具体气体中并非含有人们所发现的全部种类的污物，通常只含部分种类的污物，现场检测出哪几种污物就可以针对性地运用本方法中的相应部分，待处理的气体中不含某一种污物就可以不运用本方法中的相应部分；

按照上述方法设计一种用于污染气体中既有粉尘又含有复杂的有害化学成分的污染气体治理工程中通除气中污物的机器甲之特征是，针对治理氮氧化物污染而言，采用气-气相的氧化方法且采用空气中的氧气O₂作为氧化剂实施氧化，即将合适的长度与管径之耐温耐腐蚀的管材加工成蛇形管，并用催化筒支架悬空地在蛇形管的直线段管内将数个涂有催化剂的任意几何截面的不同直径的氧化圆筒按照同轴线的工艺要求构成氧化催化筒部件，蛇形管管外用保温材料严密包缠后，将其进气口和出风口留在保温罩外之后再用刚性隔热材料制成的保温罩将蛇形管整体罩住，将监测温度表、流量表、氧气表及有关气体化学成分分析仪表安装在该保温罩外的仪表盘A上，即构成了针对含有污物的气体中一氧化氮NO的一级反应器——NO预氧化器Q，且用前引风管与污染气源的烟囱口严密对接；将含有污物的气体引入NO预氧化器Q中，用后引风管与引风除砂机的进气口严密对接；引风除砂机的出风口与第二级反应器中的气体分配器进气口密封对接，使得含有污物的气体经过气体分配器对含有污物的气体按工艺要求均匀分配到安装在气体分配器的末端处的喷气管，由喷气管上的喷嘴将含有污物的气体喷到氧化还原液里；喷出的含有污物的气体以向上浮动的气泡形式与氧化还原液进行化学反应——吸收了二氧化硫SO₂、二氧化碳CO₂和还原了氮氧化物NO_x与硫化氢HS₂，以及气泡所携带的烟尘在与液体发生的粘附过程中转移到液体里去了，同时降低了气体的林格曼黑度；离开液体后较为干净的气体被集中到加压风机的进气口，经其加压后，从加压风机的出风口送进第三级反应器的气体分配器中进行均压，均压后，气体分配器末端的喷气管中的气压接近相等，即可喷出气量接近的气体；气体在第三级反应器及后续反应器里将重复在第二级反应器内的运行过程；在末级反应器的总出风口管道内安装了消氨气喷嘴以及配有用于中和的药水池和喷雾所需要的空气压缩机装置；

按照上述方法设计一种用于污染气体中只含有遇水会固结的水泥类特征的粉尘，不含有害的化学成分的污染气体治理工程中通除气中污物的机器丙就是一种除尘降黑度机，其特征是，因污染气体中不含某些有害的化学成分，没有相关有害化学成分的需要采用本方法中相应部分去治理，故在具体的、实际的机器中可不用本方法中的相应部分；因污染气体中只有水泥类特征的粉尘，则直接将收尘罩收集含尘气体送至第一级引风除砂机A的进气口，第一级引风除砂机A的出风口与第二级引风除砂机B的进气口密封对接；第二级引风除砂机B的出风口与第三级引风除砂机C的进气口密封对接；第三级引风除砂机C的出风口与下一级引风除砂机的进气口密封对接，直至与第n级引风除砂机n的进气口密封对接，在第n级引风除砂机n的出风口，即总出风口获得达标的净化气体；从第一级至第n级的引风除砂机n的除砂通孔逐级减小；因污染气体中不含某些有害的化学成分，没有相关有害的化学成分的需要采用本方法中相应部分去治理，即本方法中的相应部分用不上，故在具体的、实际的机器中可不用本方法中的这些部分；污染气体中只有水泥类特征的粉尘，则直接将收尘罩收集含尘气体送至第一级引风除砂机A的进气口，第一级引风除砂机A的出风口与第二级引风除砂机B的进气口密封对接；第二级引风除砂机B的出风口与第三级引风除砂机C的进气口密封对接；第三级引风除砂机C的出风口与下一级引风除砂机的进气口密封对接，直至与第n级引风除砂机n的进气口密封对接，在第n级引风除砂机n的出风口，即可在总出风口获得达标的净化气体；从第一级至第n级的引风除砂机n的除砂通孔逐级减小；按照模块化概念，可以将液包气式洗尘氧化还原反应器制成一系列的标准单位处理量×m倍(m＝1，2，3……)的污染气体治理模块，对于这类只含粉尘的污染气体治理机，只需在干法除尘系列模块中选用合适的干法除尘器模块和在降黑度功能系列模块中选用合适的降黑度功能块即可组成符合个案要求的除尘降黑度机；

按照上述方法设计一种用于污染气体中只有遇水不会固结的粉尘，不含有害的化学成分的污染气体治理工程中的通除气中污物的机器丁就是一种除尘降黑度机，其特征是，污染气体中不含有害的化学成分，不需要采用本方法中相应部分去治理，故在具体的、实际的机器中可不用本方法中的相应部分；污染气体中只有遇水不会固结的粉尘，则将收尘罩收集含尘气体通过减震管E直接送至第一级反应器——引风除砂机的进气口，引风除砂机的出风口通过减震管、烟气管道和快速接头与第二级反应器——液包气式洗尘器的进气口密封对接，在液包气式洗尘器的出风口，也就是整个机器的总出风口获得达标的净化气体；在液包气式洗尘器制成一系列的标准化的污染气体治理模块之后，A)对于这类污染气体的治理机，只需在湿法除尘系列模块中选用合适的湿法除尘模块和在降黑度功能系列模块中选用合适的降黑度功能块即可组成符合个案要求的除尘降黑度机；B)将第二级反应器中的氧化还原器所盛的化学药剂水溶液换成普通清水，该氧化还原器即成为液包气式洗尘器；在第二级反应器的机箱满足工艺要求的地方设有观察镜和仪表盘。

2.根据权利要求1所述的通除气中污物的方法与机器，其特征是在污染气源与NO预氧化器Q进气口之间安装了供氧器，供氧器是以文氏管为基础采用刚性耐温材料改制而成的，供氧器的气体入口与整个机器的气体入口重合，在供氧器上设置了红酒杯形的空气入口，在红酒杯形的空气入口的底部设置了开度可调节的单向阀门，供氧器的气体出口与NO预氧化器Q内部的蛇形管的进气口相连接。

3.根据权利要求1或2所述的通除气中污物的方法与机器，其特征是监测NO预氧化器Q运行的温度表、流量表、氧气表、氮氧化物表安装在仪表盘A上，仪表盘A安装在NO预氧化器Q的保温罩的外壁上易观察和操作处。

4.根据权利要求1或2或3所述的通除气中污物的方法与机器，其特征是将NO预氧化器Q制成模块，其中蛇形管中的两段直线段之间的连接是采用法兰盘的连接方式，直线段管内以支架的安装方式将不同直径的催化筒，催化筒A、催化筒B、催化筒C、催化筒D和催化筒n连接成一个完整的催化筒部件，在催化筒A中安装直径小一点的催化筒B，在催化筒B中同轴线地安装直径再小一点的催化筒C，再在催化筒C中同轴线地安装直径更小一点的催化筒D，直至同轴线地安装直径最小的催化筒n，构成多层同轴线的催化筒部件，再用支架安装到蛇形管的直线段之中，最后用弯头将直线段的催化筒部件连接成蛇形管。

5.根据权利要求1至4所述的通除气中污物的方法与机器，其特征是引风除砂机的结构与通常的离心式鼓风机的不同，结构区别是引风除砂机是以普通的离心式鼓风机为基础，在其风箱圆柱形机壳的圆柱面上开了许多能通过砂子的除砂通孔，再用横截面为近似三角槽形的且与风箱圆柱形机壳的圆壳同轴线的圆形风罩严密不漏气地覆盖在鼓风机开有通孔的圆柱面上，在圆形风罩的最下方开有一个排砂阀，即改装成了由一个电机和一副风叶及附件构成的具有引风功能和除砂功能的两项不同功能的引风除砂机；由于引风除砂机高速运转时会震动，需要在它的地脚固定处加装减震软垫，在引风除砂机的进气口前端的风机自带气管之间插装减震管A，在引风除砂机的出风口后端的气管B之间插装减震管B和快速连接器A，将其制成标准化的系列引风干法离心式除尘模块。

6.根据权利要求1至5所述的通除气中污物的方法与机器，其特征是将第二级反应器及更高等级的反应器制成内外构造均为相同的标准化的系列模块，统一采用液包气式洗尘氧化还原反应器模块，根据它在具体装置中所体现出来的功能简称为氧化器模块或还原器模块或直接简称为氧化器或还原器，其外观构造为在压力最大的高度处设有两道箍的矩形的上箱体焊接在矩形锥体的尖部安装有排放阀门的下箱体之上，再将上箱体与下箱体焊成整体的箱体安装在支架之上，上箱体上方设有可与之密封的箱盖；其内部结构为气体分配器、喷气管和脱硝催化兼防气泡合并功能板组合，气体分配器的进气口就是反应器的进气口，喷气管水平等距排装在气体分配器的末端，脱硝催化兼防气泡合并功能板竖直地等距差地安装在喷气管的上方，喷气管安装在机箱内还原液液面下的深度必须符合工艺要求；气体分配器由三块支撑板支撑，支撑板的平面与机箱侧板平面保持一致，支撑板的两个端面分别焊在机箱内相对的侧面板上；反应器运行时，从引风除砂机送来的含有污物的气体由插装了减震管B和快速连接器A的气管B送至反应器的进气口，反应器的进气口就是气体分配器的进气口，含有污物的气体经过气体分配器均压之后，安装在气体分配器末端的每一根喷气管中的每一个喷嘴的气压和流量近似相同，以确保喷出的气泡大小尽量相同来确保含有污物的气体处理质量；经过前一级反应器处理后的气体被套有减震垫的固定螺丝固定的加压风机、快速连接器B和减震管C送至后一级反应器——后一级还原器，重复气体在前一级反应器内的运行过程；监测还原器运行的温度表、流量表、硫化物表、氮氧化物表安装在仪表盘B上，仪表盘B安装在反应器外壁上容易观察和操作的地方；相应等级的还原器之仪表盘C按仪表盘B的方法制作；所有反应器所配的仪表盘也可以集中安装到专门的中央监控室里；在各个反应器上所设置的槽液搅拌系统由穿过机箱箱板的进水管、带有喷嘴和阀门的出水管与设置在机箱外的化学泵构成，是在机箱的锥形箱底的底部设置一个通孔，通过通孔密封安装一根一端装有阀门，另一端装有喷嘴的管子，装有阀门的一端置于机箱外部，装有喷嘴的一端装在机箱的内部，喷嘴置于锥形箱底的轴线上且喷嘴的口面指向上方；机箱外的所装阀门的另一端与化学泵的出水口密封连接，化学泵的进水口与进水管道一端密封连接，进水管道的另一端穿过机箱上方低于槽液液面的部位所设通孔进入机箱，使得化学泵的进水能在机箱高水位处吸取槽液，其出水能在机箱底部喷出；在机箱顶部的箱盖内侧密封固定安装透明且耐腐蚀的防护罩，防护罩的开口留在箱盖的外侧而可以从箱盖外侧直接安装和更换照明灯；在机箱四面侧板上且高出机箱内静态水位的高度安装可以在机箱外观察机箱内部情况的观察镜；在反应器机箱的四个箱角处外侧安装显示机箱内水位高低和机箱水平状况的水位表；将反应器中的气体分配器与喷气管合在一起制成按单位处理量划分的标准化的系列气体均布器模块；监测反应器运行的温度表、流量表、硫化物表、氮氧化物表安装在仪表盘B上，仪表盘B安装在反应器外壁上容易观察和操作的地方；相应等级的反应器之仪表盘C按仪表盘B的方法制作；所有反应器所配的仪表盘也可以集中安装到专门的中央监控室里。

7.根据权利要求1至6所述的通除气中污物的方法与机器，其特征是不论机器里设计了多少级反应器，只要各个反应器里运用的是同种化学药剂，反应器的补药方式就可以采取将补药机设置在末级反应器上，而将监测化学药剂化学成分及浓度的传感器设置在含有污物的气体首先进入的反应器中，根据含有污物的气体首先进入的反应器的化学药剂化学成分及浓度数据来控制补药机和反应器级间可自控的化学药剂逆流管的电磁阀，从气体离开末级反应器开始调节其中还原液的还原活性，且逐级向前一级调节；不同等级的反应器可根据处理目的而针对性地采用不同的还原剂来形成不同的去除功能，当不同等级、不同去除功能的反应器采用不同的化学药剂时，不同等级、不同去除功能的反应器级间可不用化学药剂逆流管的加药方式，而采用不同等级的反应器各自分别独自加自己应该加的化学药剂，将其中补药系统制成标准化的系列补药器模块。

8.根据权利要求1至7所述的通除气中污物的方法与机器，其特征是由隔板的下方与底板之间留有通缝的隔板将副产箱隔成两部分，较小的部分为进水腔，其中设有进水管和渣袋，较大的部分为排水腔，在排水腔上部设有排放口并在低于排放口处水平安装了滤料层，且将排水腔向上口全部密封；通过进水管的一端将副产箱与排放阀连通起来了，副产箱的进水管的另一端系着渣袋，含有污物的气体中的二氧化硫SO₂、二氧化碳CO₂、氮氧化物NO_x与还原剂反应后的生成物就成了副产品，被排放的副产品透过渣袋后从隔板与箱底之间的缝隙流到副产箱的排水腔，经滤料层让副产品由下向上地过滤后，从排放口排出，将其副产箱制成以单位容积为划分标准之一的系列补药器模块。

9.根据权利要求1至8所述的通除气中污物的方法与机器，其特征是整个机器按设计要求安装在平板形状的撬装基板上，撬装基板是用槽钢和钢板制成的数个按功能制成面积小一些的针对某种功能的专用撬装基板模块连接而成的，在专用撬装基板模块上安装功能模块之前，可先用连接器将小面积的撬装基板模块连接成一个面积大的撬装基板，连接器件可以采用插销式连接器，可以采用门杠式连接器，还可以采用U字销式连接器来连接撬装基板。

10.根据权利要求1至9所述的通除气中污物的方法与机器所设计的另一种机器乙，其特征是采用气-液相的氧化方法且采用比氧的氧化能力强的氧化剂水溶液作为氧化剂实施氧化，即将含有污物一氧化氮NO的气体引至第一级反应器——NO预氧化器Y的强氧化剂的水溶液中进行氧化反应，将一氧化氮NO氧化为高价态的氮氧化物NO_x；具有强散热降温功能的气管A的一端作为气体入口直接与污染气源的烟囱口密封对接，气管A的另一端与减震管E的一端密封对接，减震管E的另一端与引风除砂机的进气口密封对接，引风除砂机的出风口与减震管F的一端密封对接，减震管F的另一端与气管BB的一端密封对接，气管BB的另一端与第一级反应器——NO预氧化器Y内部的气体分配器的进气口密封对接，NO预氧化器Y内部的结构与第二级反应器的内部结构是相同的，在NO预氧化器Y的上方同样设置了一台加压风机Y，加压风机Y的进气口与NO预氧化器Y上的开孔密封对接，加压风机Y的出风口与减震管G的一端密封对接，减震管G的另一端与第二级反应器中气体分配器的进气口密封对接；第二级反应器及其后级的结构与权利要求1所述的通除气中污物的机器中的反应器结构相同，同样在各反应器上合适的位置安装槽液搅拌系统和水位表。