CN106799107A - 一种主动式工业烟气末段净化方法 - Google Patents

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Abstract

一种主动式工业烟气末段净化方法，步骤为：建立烟气通过管道，在管道下部设立烟气进口，在管道上部设立烟气出口；在管道内部设立一根带有毛刷且能够高速旋转的轴；将烟气从烟气进口通入管道内，并对通入的烟气进行均匀化处理，防止烟气发生偏析；令带有毛刷的轴高速旋转，并利用高速旋转的毛刷捕获烟气中的雾滴，在离心作用下，毛刷上的雾滴会被连续不断的甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流，直到通过管道底端排液口流出；将流出的液体直接排入脱硫液池或脱硝液池中继续使用，完成除雾及盐碱类可溶物。同理，二次除尘时，只需向毛刷上喷洒清水即可；二次脱硫时，只需向毛刷上喷洒碱液即可；二次脱硝时，只需向毛刷上喷洒液相络合脱硝剂即可。

Description

一种主动式工业烟气末段净化方法
技术领域
本发明属于工业烟气净化技术领域，特别是涉及一种主动式工业烟气末段净化方法。
背景技术
目前，在工业烟气排放标准下，工业锅炉排出的烟气必须经过脱硝、脱硫和除尘工序，以使氮氧化物、二氧化硫和烟尘的浓度降低到标准值以下，此时工业烟气才被允许排放到大气中。
但是，经过脱硝、脱硫和除尘后的工业烟气仍具有很高的湿度，且该阶段的工业烟气主要是以雾滴的形式被排放到大气中的，而在工业烟气的雾滴中，会溶解有大量的硫酸盐、硝酸盐以及脱硫脱硝剂等溶质物质，当雾滴在大气中失去水分后，留下的盐碱类物质便会在大气中析出并形成微小的盐碱类颗粒物，由于盐碱类颗粒物是在水雾扩散过程中生成的，因而颗粒小，比表面积大，比重轻，且会长期漂浮在空气中并形成富集，而这些悬浮的盐碱类颗粒物将成为PM2.5的重要组成，其在雾霾中的占比甚至高达30％以上，如果考虑在湿度大时超细粉尘吸水长大因素，这个比例还会大幅提升，其会成为雾霾的主要贡献者。
另外，工业烟气中仍然存含有残余的氮氧化物、二氧化硫和烟尘，尽管其满足排放标准，但仍然还会对环境造成污染。
因此，为了进一步提高工业烟气的净化程度，可以对工业烟气实施末段净化，但目前受限于工业烟气末段净化技术的欠缺，只有少数除雾器被用作工业烟气的末段净化，以通过除雾方式来实现除盐的目的。
但是，目前所采用的除雾器全部属于被动式的，除雾效率低下，而且存在积尘现象，随着积尘的加重，除雾效率将更加低下，从而导致除盐能力越来越弱。再有，由于除雾器采用被动方式除雾，除雾稳定性受到烟气流速的影响较为严重，由于烟气流速不稳定，因此除雾效果并不理想。
对于工业烟气中残存的氮氧化物、二氧化硫和烟尘等污染物，现有的工业烟气末段净化技术还未涉及，因此，亟需填补这一技术空白，以进一步降低工业烟气对环境的污物。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种主动式工业烟气末段净化方法，能够根据烟气净化要求的不同，实现主动式的除雾及盐碱类可溶物、二次除尘、二次脱硫以及二次脱硝，具有烟气净化效率高的优点，能够较大幅度的降低工业烟气对环境的污染，有效填补了工业烟气末段净化技术的空白。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种主动式工业烟气末段净化方法，其特点是：用于除雾及盐碱类可溶物，步骤为：
①、建立一个烟气通过管道，在管道下部设立烟气进口，在管道上部设立烟气出口；
②、在管道内部设立一根带有毛刷且能够高速旋转的轴；
③、将烟气从烟气进口通入管道内，并对通入的烟气进行均匀化处理，防止烟气发生偏析；
④、令带有毛刷的轴高速旋转，并利用高速旋转的毛刷捕获烟气中的雾滴，在离心作用下，毛刷上的雾滴会被连续不断的甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流，直到通过管道底端排液口流出；
⑤、将流出的液体直接排入脱硫液池或脱硝液池中继续使用，完成除雾及盐碱类可溶物。
一种主动式工业烟气末段净化方法，其特点是：用于二次除尘；在除雾及盐碱类可溶物的同时，进行二次除尘，此时向毛刷上喷洒清水，增加毛刷上液滴的数量，通过液滴对烟尘进行捕获，在离心作用下，裹挟着烟尘的液滴被甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流，直到从管道底端排液口流出，完成二次除尘；同时，除尘用水允许循环使用，当水中离子浓度达到1％时，可以作为前一级脱硫或脱硝的补充水，且水中离子浓度越低越好。
一种主动式工业烟气末段净化方法，其特点是：用于二次脱硫，步骤为：
①、建立一个烟气通过管道，在管道下部设立烟气进口，在管道上部设立烟气出口；
②、在管道内部设立一根带有毛刷且能够高速旋转的轴；
③、将烟气从烟气进口通入管道内，并对通入的烟气进行均匀化处理，防止烟气发生偏析；
④、令带有毛刷的轴高速旋转，此时向毛刷上喷洒碱液，并在毛刷上形成大量的碱液液滴，通过碱液液滴对烟气中的二氧化硫进行捕获，在离心作用下，捕获了二氧化硫的碱液液滴被甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流，直到从管道底端排液口流出；当前一级为湿法脱硫时，烟气雾滴中将带有脱硫剂，则允许不喷洒碱液或少喷洒碱液，此时依然可以保证脱硫效率；
⑤、将流出的液体直接排入脱硫液池中继续使用，完成二次脱硫。
一种主动式工业烟气末段净化方法，其特点是：用于二次脱硝，步骤为：
①、建立一个烟气通过管道，在管道下部设立烟气进口，在管道上部设立烟气出口；
②、在管道内部设立一根带有毛刷且能够高速旋转的轴；
③、将烟气从烟气进口通入管道内，并对通入的烟气进行均匀化处理，防止烟气发生偏析；
④、令带有毛刷的轴高速旋转，此时向毛刷上喷洒液相络合脱硝剂，并在毛刷上形成大量的液相络合脱硝剂液滴，通过液相络合脱硝剂液滴对烟气中的氮氧化物进行捕获，在离心作用下，捕获了氮氧化物的液相络合脱硝剂液滴被甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流，直到从管道底端排液口流出；
⑤、将流出的液体直接排入脱硝液池中继续使用，完成二次脱硝。
一种主动式工业烟气末段净化方法，其特点是：采用了一种主动式工业烟气末段净化装置，装置包括筒体、转动轴、驱动电机及毛刷；所述筒体为圆柱筒形结构，筒体竖直设置，筒体顶端及底端均为封闭结构；所述转动轴竖直设置在筒体中部，转动轴两端均通过轴承与筒体相连；所述转动轴底端延伸至筒体外侧，转动轴与驱动电机之间通过皮带及带轮机构传动连接；所述毛刷设置在转动轴表面；在靠近所述筒体底端的侧向筒壁上开设有烟气进口，在靠近筒体顶端的侧向筒壁上开设有烟气出口；在所述筒体底端开设有排液口。
在所述筒体的筒壁上设置有功能液喷头；在二次除尘时，功能液喷头喷射出的功能液为清水；在二次脱硫时，功能液喷头喷射出的功能液为碱液；在二次脱硝时，功能液喷头喷射出的功能液为液相络合脱硝剂。
在所述筒体的筒壁内侧设置有圆柱筒形孔板，筒体的筒壁与圆柱筒形孔板之间留有环向间隙；在所述环向间隙内均布设置有若干导流条，导流条的直径范围为5mm～100mm，相邻导流条之间的周向间距范围为5mm～50mm；所述毛刷的端部与圆柱筒形孔板内表面之间留有1mm～50mm的间距。
所述毛刷在转动轴上具有两种安装结构，第一种为盘式安装结构，第二种为螺旋安装结构；当所述毛刷在转动轴上采用盘式安装结构时，在转动轴上等间距布置有若干毛刷盘，相邻毛刷盘之间的轴向间距范围为10mm～500mm；当所述毛刷在转动轴上采用螺旋安装结构时，毛刷在转动轴上沿轴向螺旋分布，且螺距范围为10mm～100mm。
在所述毛刷底端并靠近烟气进口的转动轴上安装有烟气均布叶片；所述转动轴的转速范围为400r/min～1200r/min；所述筒体的直径范围为400mm～3000mm。
所述的主动式工业烟气末段净化装置设有多组，根据实际烟气净化要求，多组主动式工业烟气末段净化装置采用并联安装方式或串联安装方式。
本发明的有益效果：
本发明与现有技术相比，根据烟气净化要求的不同，首先实现了主动式的除雾及盐碱类可溶物、二次除尘、二次脱硫及二次脱硝，不受烟气流速影响，且烟气净化效率高，能够较大幅度的降低工业烟气对环境的污染，有效填补了工业烟气末段净化技术的空白。
附图说明
图1为本发明采用的主动式工业烟气末段净化装置(盘式安装结构毛刷)结构示意图；
图2为图1中A-A剖视图；
图3为本发明采用的主动式工业烟气末段净化装置(螺旋安装结构毛刷)结构示意图；
图中，1—筒体，2—转动轴，3—驱动电机，4—毛刷，5—皮带及带轮机构，6—烟气进口，7—烟气出口，8—排液口，9—圆柱筒形孔板，10—环向间隙，11—导流条，12—毛刷盘，13—烟气均布叶片，14—功能液喷头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
一种主动式工业烟气末段净化方法，采用了如图1～3所示的主动式工业烟气末段净化装置，包括筒体1、转动轴2、驱动电机3及毛刷4；所述筒体1为圆柱筒形结构，筒体1竖直设置，筒体1顶端及底端均为封闭结构；所述转动轴2竖直设置在筒体1中部，转动轴2两端均通过轴承与筒体1相连；所述转动轴2底端延伸至筒体1外侧，转动轴2与驱动电机3之间通过皮带及带轮机构5传动连接；所述毛刷4设置在转动轴2表面；在靠近所述筒体1底端的侧向筒壁上开设有烟气进口6，在靠近筒体1顶端的侧向筒壁上开设有烟气出口7；在所述筒体1底端开设有排液口8。
在所述筒体1的筒壁上设置有功能液喷头14；在二次除尘时，功能液喷头14喷射出的功能液为清水；在二次脱硫时，功能液喷头14喷射出的功能液为碱液；在二次脱硝时，功能液喷头14喷射出的功能液为液相络合脱硝剂。
在所述筒体1的筒壁内侧设置有圆柱筒形孔板9，筒体1的筒壁与圆柱筒形孔板9之间留有环向间隙10。本实施例中，圆柱筒形孔板9上的圆孔尺寸为5mm，且均布在整个孔板上。
在所述环向间隙10内均布设置有若干导流条11，导流条11的直径范围为5mm～100mm，相邻导流条11之间的周向间距范围为5mm～50mm。
所述毛刷4的端部与圆柱筒形孔板9内表面之间留有1mm～50mm的间距。
所述毛刷4在转动轴2上具有两种安装结构，第一种为盘式安装结构，第二种为螺旋安装结构；当所述毛刷4在转动轴2上采用盘式安装结构时，在转动轴2上等间距布置有若干毛刷盘12，相邻毛刷盘12之间的轴向间距范围为10mm～500mm；当所述毛刷4在转动轴2上采用螺旋安装结构时，毛刷4在转动轴2上沿轴向螺旋分布，且螺距范围为10mm～100mm。
在所述毛刷4底端并靠近烟气进口6的转动轴2上安装有烟气均布叶片13。由于烟气通过烟气进口6进入筒体1后，会存在偏析现象，导致烟气在筒体1内分布不均匀，进而影响到烟气净化效果，当增加了烟气均布叶片13后，烟气需要经过烟气均布叶片13才能进入筒体1，使烟气均匀的通过筒体1，有效避免了偏析现象的发生，提高烟气净化效果。
所述转动轴2的转速范围为400r/min～1200r/min。
所述筒体1的直径范围为400mm～3000mm。
所述的主动式工业烟气末段净化装置设有多组，根据实际烟气净化要求，多组主动式工业烟气末段净化装置采用并联安装方式或串联安装方式。
实施例一：
本实施例中，装置的筒体1直径为600mm，烟气通过量为6000m3/h，毛刷4在转动轴2上采用盘式安装结构，且毛刷盘12数量为4个。
一种主动式工业烟气末段净化方法，用于除雾及盐碱类可溶物，步骤为：
①、建立一个烟气通过管道(即装置中的筒体1)，在管道下部设立烟气进口(即装置中的烟气进口6)，在管道上部设立烟气出口(即装置中的烟气出口7)；
②、在管道内部设立一根带有毛刷且能够高速旋转的轴(即装置中的毛刷4和转动轴2，并通过驱动电机3和皮带及带轮机构5实现转动轴2的高速旋转)；
③、将烟气从烟气进口通入管道内，并对通入的烟气进行均匀化处理(即通过装置中的烟气均布叶片13实现)，防止烟气发生偏析；
④、令带有毛刷的轴高速旋转，并利用高速旋转的毛刷捕获烟气中的雾滴，在离心作用下，毛刷上的雾滴会被连续不断的甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流(即通过装置中的圆柱筒形孔板9、环向间隙10及导流条11实现)，直到通过管道底端的排液口(即装置中的排液口8)流出；
⑤、对流出的液体进行统一收集，并将收集的液体返回到脱硫液或脱硝液池中继续使用，完成除雾及盐碱类可溶物。
在除雾及盐碱类可溶物的同时，还可进行二次除尘，此时向毛刷上喷洒清水，增加毛刷上液滴的数量，通过液滴对烟尘进行捕获，在离心作用下，裹挟着烟尘的液滴被甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流，直到从管道底端排液口流出，完成二次除尘；同时，除尘用水允许循环使用，当水中离子浓度达到1％时，可以作为前一级脱硫或脱硝的补充水，且水中离子浓度越低越好。
实施例二：
本实施例中，装置的筒体1直径为800mm，烟气通过量为8000m3/h，毛刷4在转动轴2上采用盘式安装结构，且毛刷盘12数量为4个。
一种主动式工业烟气末段净化方法，用于二次脱硫，步骤为：
①、建立一个烟气通过管道(即装置中的筒体1)，在管道下部设立烟气进口(即装置中的烟气进口6)，在管道上部设立烟气出口(即装置中的烟气出口7)；
②、在管道内部设立一根带有毛刷且能够高速旋转的轴(即装置中的毛刷4和转动轴2，并通过驱动电机3和皮带及带轮机构5实现转动轴2的高速旋转)；
③、将烟气从烟气进口通入管道内，并对通入的烟气进行均匀化处理(即通过装置中的烟气均布叶片13实现)，防止烟气发生偏析；
④、令带有毛刷的轴高速旋转，此时向毛刷上喷洒碱液(即通过装置中的功能液喷头14实现，且碱液具体选用氢氧化钠溶液)，并在毛刷上形成大量的碱液液滴，通过碱液液滴对烟气中的二氧化硫进行捕获，在离心作用下，捕获了二氧化硫的碱液液滴被甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流(即通过装置中的圆柱筒形孔板9、环向间隙10及导流条11实现)，直到从管道底端排液口流出(即装置中的排液口8)；当前一级为湿法脱硫时，烟气雾滴中将带有脱硫剂，则允许不喷洒碱液或少喷洒碱液，此时依然可以保证脱硫效率；
⑤、将流出的液体直接排入脱硫液池中继续使用，完成二次脱硫。
实施例三：
本实施例中，装置的筒体1直径为1000mm，烟气通过量为10000m3/h，毛刷4在转动轴2上采用螺旋安装结构。
一种主动式工业烟气末段净化方法，其特点是：用于二次脱硝，步骤为：
①、建立一个烟气通过管道(即装置中的筒体1)，在管道下部设立烟气进口(即装置中的烟气进口6)，在管道上部设立烟气出口(即装置中的烟气出口7)；
②、在管道内部设立一根带有毛刷且能够高速旋转的轴(即装置中的毛刷4和转动轴2，并通过驱动电机3和皮带及带轮机构5实现转动轴2的高速旋转)；
③、将烟气从烟气进口通入管道内，并对通入的烟气进行均匀化处理(即通过装置中的烟气均布叶片13实现)，防止烟气发生偏析；
④、令带有毛刷的轴高速旋转，此时向毛刷上喷洒液相络合脱硝剂(即通过装置中的功能液喷头14实现，且液相络合脱硝剂具体选用尿素溶液)，并在毛刷上形成大量的液相络合脱硝剂液滴，通过液相络合脱硝剂液滴对烟气中的氮氧化物进行捕获，在离心作用下，捕获了氮氧化物的液相络合脱硝剂液滴被甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流(即通过装置中的圆柱筒形孔板9、环向间隙10及导流条11实现)，直到从管道底端排液口流出(即装置中的排液口8)；
⑤、将流出的液体直接排入脱硝液池中继续使用，完成二次脱硝。
实施例四：
本实施例中，当需要处理的烟气总量为200000m3/h时，以烟气通过量为10000m3/h的单个净化装置为例，可以选择20个独立的装置进行并联安装，即可满足对烟气的除雾除盐、二次除尘、二次脱硫或二次脱硝的净化要求。
实施例五：
本实施例中，当需要在一次烟气净化过程中同时完成除雾及盐碱类可溶物、二次除尘、二次脱硫以及二次脱硝，可以选择3个独立的装置进行串联安装，第一级的装置用于除雾及盐碱类可溶物及二次除尘，第二级的装置用于二次脱硫，第三级的装置用于二次脱硝，第一级的装置烟气进口6用于通入未净化的烟气，第一级的装置烟气出口7与第二级的装置烟气进口6相通，第二级的装置烟气出口7与第三级的装置烟气进口6相通，完成净化后的烟气最后通过第三级的装置烟气出口7排出。
另外，本申请中的毛刷可等效替换为齿条。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种主动式工业烟气末段净化方法，其特征在于用于除雾及盐碱类可溶物，步骤为：
①、建立一个烟气通过管道，在管道下部设立烟气进口，在管道上部设立烟气出口；
②、在管道内部设立一根带有毛刷且能够高速旋转的轴；
③、将烟气从烟气进口通入管道内，并对通入的烟气进行均匀化处理，防止烟气发生偏析；
④、令带有毛刷的轴高速旋转，并利用高速旋转的毛刷捕获烟气中的雾滴，在离心作用下，毛刷上的雾滴会被连续不断的甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流，直到通过管道底端排液口流出；
⑤、将流出的液体直接排入脱硫液池或脱硝液池中继续使用，完成除雾及盐碱类可溶物。
2.根据权利要求1所述的一种主动式工业烟气末段净化方法，其特征在于：在除雾及盐碱类可溶物的同时，进行二次除尘，此时向毛刷上喷洒清水，增加毛刷上液滴的数量，通过液滴对烟尘进行捕获，在离心作用下，裹挟着烟尘的液滴被甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流，直到从管道底端排液口流出，完成二次除尘；同时，除尘用水允许循环使用，当水中离子浓度达到1％时，可以作为前一级脱硫或脱硝的补充水，且水中离子浓度越低越好。
3.一种主动式工业烟气末段净化方法，其特征在于用于二次脱硫，步骤为：
①、建立一个烟气通过管道，在管道下部设立烟气进口，在管道上部设立烟气出口；
②、在管道内部设立一根带有毛刷且能够高速旋转的轴；
③、将烟气从烟气进口通入管道内，并对通入的烟气进行均匀化处理，防止烟气发生偏析；
④、令带有毛刷的轴高速旋转，此时向毛刷上喷洒碱液，并在毛刷上形成大量的碱液液滴，通过碱液液滴对烟气中的二氧化硫进行捕获，在离心作用下，捕获了二氧化硫的碱液液滴被甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流，直到从管道底端排液口流出；当前一级为湿法脱硫时，烟气雾滴中将带有脱硫剂，则允许不喷洒碱液或少喷洒碱液，此时依然可以保证脱硫效率；
⑤、将流出的液体直接排入脱硫液池中继续使用，完成二次脱硫。
4.一种主动式工业烟气末段净化方法，其特征在于用于二次脱硝，步骤为：
①、建立一个烟气通过管道，在管道下部设立烟气进口，在管道上部设立烟气出口；
②、在管道内部设立一根带有毛刷且能够高速旋转的轴；
③、将烟气从烟气进口通入管道内，并对通入的烟气进行均匀化处理，防止烟气发生偏析；
④、令带有毛刷的轴高速旋转，此时向毛刷上喷洒液相络合脱硝剂，并在毛刷上形成大量的液相络合脱硝剂液滴，通过液相络合脱硝剂液滴对烟气中的氮氧化物进行捕获，在离心作用下，捕获了氮氧化物的液相络合脱硝剂液滴被甩向管道内壁，并通过管道内壁向下导流，直到从管道底端排液口流出；
⑤、将流出的液体直接排入脱硝液池中继续使用，完成二次脱硝。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种主动式工业烟气末段净化方法，其特征在于：采用了一种主动式工业烟气末段净化装置，装置包括筒体、转动轴、驱动电机及毛刷；所述筒体为圆柱筒形结构，筒体竖直设置，筒体顶端及底端均为封闭结构；所述转动轴竖直设置在筒体中部，转动轴两端均通过轴承与筒体相连；所述转动轴底端延伸至筒体外侧，转动轴与驱动电机之间通过皮带及带轮机构传动连接；所述毛刷设置在转动轴表面；在靠近所述筒体底端的侧向筒壁上开设有烟气进口，在靠近筒体顶端的侧向筒壁上开设有烟气出口；在所述筒体底端开设有排液口。
6.根据权利要求5所述的一种主动式工业烟气末段净化方法，其特征在于：在所述筒体的筒壁上设置有功能液喷头；在二次除尘时，功能液喷头喷射出的功能液为清水；在二次脱硫时，功能液喷头喷射出的功能液为碱液；在二次脱氮时，功能液喷头喷射出的功能液为液相络合脱硝剂。
7.根据权利要求5所述的一种主动式工业烟气末段净化方法，其特征在于：在所述筒体的筒壁内侧设置有圆柱筒形孔板，筒体的筒壁与圆柱筒形孔板之间留有环向间隙；在所述环向间隙内均布设置有若干导流条，导流条的直径范围为5mm～100mm，相邻导流条之间的周向间距范围为5mm～50mm；所述毛刷的端部与圆柱筒形孔板内表面之间留有1mm～50mm的间距。
8.根据权利要求5所述的一种主动式工业烟气末段净化方法，其特征在于：所述毛刷在转动轴上具有两种安装结构，第一种为盘式安装结构，第二种为螺旋安装结构；当所述毛刷在转动轴上采用盘式安装结构时，在转动轴上等间距布置有若干毛刷盘，相邻毛刷盘之间的轴向间距范围为10mm～500mm；当所述毛刷在转动轴上采用螺旋安装结构时，毛刷在转动轴上沿轴向螺旋分布，且螺距范围为10mm～100mm。
9.根据权利要求5所述的一种主动式工业烟气末段净化方法，其特征在于：在所述毛刷底端并靠近烟气进口的转动轴上安装有烟气均布叶片；所述转动轴的转速范围为400r/min～1200r/min；所述筒体的直径范围为400mm～3000mm。
10.根据权利要求5所述的一种主动式工业烟气末段净化方法，其特征在于：所述的主动式工业烟气末段净化装置设有多组，根据实际烟气净化要求，多组主动式工业烟气末段净化装置采用并联安装方式或串联安装方式。
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