CN108144405A - 一种酸雾尾气层级净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种酸雾尾气层级净化系统，包括换热器、喷淋塔和流动水膜型酸雾净化塔，换热器顶部与现有的尾气净化装置连接，底部与喷淋塔的底部连接，喷淋塔顶部与流动水膜型酸雾净化塔的底部连接；流动水膜型酸雾净化塔包括塔体、净化装置和补水管，塔体顶部安装烟囱；净化装置包括支撑板、引流管和溢流管，支撑板呈水平状态与塔体内壁密封固定，其上开有圆孔和溢流孔；补水管出口位于塔体内部支撑板上方，补水管向支撑板上补水形成流动水膜；引流管的一端与圆孔密封连接，另一端位于流动水膜中；溢流管底端与溢流孔密封连接；塔体底部设有排水管。本发明可以最大限度降低尾气中酸雾和颗粒物的含量，降低环境污染。

Description

一种酸雾尾气层级净化系统

技术领域

本发明涉及一种酸雾尾气层级净化系统，属于工业生产酸雾尾气处理设备技术领域。

背景技术

酸雾通常是指呈雾态的酸类物质。空气中的酸雾颗粒比水雾的颗粒小，直径在0.1~10 μm范围内，比烟气的湿度略高，具有较强的腐蚀性。工业生产中的酸处理装置，如酸洗、酸再生等产生的酸雾主要为盐酸，有些工艺过程中也会产生其它含量的酸雾，如硫酸、硝酸等。

目前国内外现有的酸雾尾气净化装置主要是利用喷淋方式对酸雾进行吸附，但由喷淋水雾的物理特性所致，经喷淋处理后尾气中依然存在大量的小尺寸酸雾和颗粒物，另一方面经喷淋处理后的带有一定温度的尾气中含有近乎饱和的水蒸气，如果将这种处理过的尾气排放到室温大气中，将会产生大范围的含有小尺寸酸雾的白烟，造成空气污染，破坏生态坏境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种酸雾尾气层级净化系统，可以对工业生产中产生的酸雾尾气进行逐级全面的净化和再吸收，最大限度降低尾气中酸雾和颗粒物的含量，降低环境污染。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种酸雾尾气层级净化系统，包括换热器、喷淋塔和流动水膜型酸雾净化塔，换热器顶部与现有的尾气净化装置连接，底部与喷淋塔的底部连接，喷淋塔顶部与流动水膜型酸雾净化塔的底部连接；所述流动水膜型酸雾净化塔包括塔体、净化装置和补水管，塔体顶部安装烟囱；所述净化装置包括支撑板、引流管和溢流管，支撑板呈水平状态与塔体内壁密封固定，其上开有圆孔和溢流孔；补水管出口位于塔体内部支撑板上方，补水管向支撑板上补水形成流动水膜；引流管的一端与圆孔密封连接，另一端位于流动水膜中；溢流管底端与溢流孔密封连接；塔体底部设有排水管。

上述的一种酸雾尾气层级净化系统，所述净化装置的支撑板上开有多个圆孔和1个溢流孔，多个圆孔呈圆形矩阵排列，引流管数量与圆孔数量相同，每个引流管的一端与一个圆孔密封连接；溢流管底端与溢流孔密封连接；所述补水管穿过塔体侧壁并与侧壁密封固定。

上述的一种酸雾尾气层级净化系统，所述净化装置的引流管为弯管，其位于流动水膜中的一端端口向下，该端口与支撑板之间的垂直距离小于溢流管的高度；所述补水管出口与支撑板之间的垂直距离大于溢流管的高度；所述流动水膜的厚度范围优选15～20mm。

上述的一种酸雾尾气层级净化系统，所述现有的尾气净化装置、换热器、喷淋塔和流动水膜型酸雾净化塔之间通过管道连接；所述喷淋塔内部安装有喷淋塔净化装置和喷头，喷淋塔净化装置包括栅板和固定于栅板上的规整填料；喷头位于喷淋塔净化装置上方，喷头与喷淋塔外部的喷淋管道连接。

上述的一种酸雾尾气层级净化系统，所述喷淋塔侧壁开有上下两个观察孔，底部连接有喷淋塔收集管道，其上安装有阀门；所述流动水膜型酸雾净化塔塔体侧壁开有上下两个观察孔，底部的排水管上安装有阀门，顶部烟囱中安装有水平液滴分离器，塔体上部安装有压力监测仪。

本发明工作过程中，酸雾尾气经现有的尾气净化装置进入换热器，换热器对尾气中的酸雾进行降温和减速处理，使一部分高温烟雾凝结成水滴后沿换热器的温度交换管内壁下流最终被收集，随后喷淋塔对处理后的酸雾进行喷淋处理，对尾气中的酸雾进行吸收净化，同时对尾气中的相对大尺寸固体颗粒物进行过滤，过滤后的沉淀物经喷淋塔底部的喷淋塔收集管道收集再处理，由喷淋塔顶部排出的尾气进入流动水膜型酸雾净化塔内后，经引流管进入流动水膜中，利用流动水膜对残留的未被喷淋处理过的小尺寸酸雾进行净化，同时对相对小尺寸固体颗粒物进行过滤，然后利用水平液滴分离器对处理过的酸雾进行物理收集，最后通过烟囱排放至大气。

本发明对酸雾中的不同成分按照物理特性进行逐级处理与收集，可最大限度对酸雾尾气进行净化吸收和再利用，使最终排放烟气符合现有国家排放标准，保护生态环境。

本发明喷淋塔和流动水膜型酸雾净化塔侧壁的观察孔可以适时观察塔内工作状态，及时调整工艺参数；流动水膜型酸雾净化塔上部的压力监测仪可以实时监测塔内工作压力，杜绝超压危险情况的发生；本发明酸雾尾气经流动水膜型酸雾净化塔吸收净化后，含有酸雾颗粒和固定颗粒物的含酸水沿溢流管流下，最终经排水管排出，此部分含酸水可以作为前道酸洗工序的酸洗介质进行再次循环利用，节约了介质成本；实际生产中，为提升尾气净化效果，可在流动水膜型酸雾净化塔内设多级净化装置。

与现有设备相比，本发明的有益效果为：

1、本发明可以降低酸雾的温度和流速，使一部分酸雾在管道流动过程中凝结成酸液流入管道底部，经喷淋塔收集管道、排水管收集后可以供给到前段酸洗工序再次利用，降低了产线原料及能源消耗。

2、本发明利用再次喷淋，降低了酸雾中一部分的酸含量，同时可以对尾气中的尺寸相对较大的固体颗粒物进行过滤，减少有害物质排放。

3、本发明利用流动水膜型酸雾净化塔的水膜净化装置对酸雾进行再次吸收净化，解决了因酸雾颗粒较小，传统喷淋无法完全对其进行吸收的问题，对酸雾经过多次流动水膜处理，可保证酸雾中未被吸收的成分溶解于水中。

4、本发明可利用脱盐水作为流动水膜的供给水，脱盐水的温度低于含酸雾尾气的温度，利用流动水膜可以降低尾气的温度和流速，这种变化会增加流动水膜对酸雾的吸收，同时也不会引起大量的弥散状水液滴颗粒和水蒸气的产生。

5、本发明利用流动水膜对尺寸极小的固态颗粒物进行吸收，这种颗粒物会伴随流动水膜通过溢流管溢流入塔体底部，定期对塔底污泥进行集中处理即可。

6、本发明利用烟囱中的液滴分离器进行最后一道酸雾处理，使一部分烟雾再次被收集，同时降低了尾气中剩余的酸雾含量，降低了尾气中有害物质的排放。

附图说明

图1为本发明整体装配示意图；

图2为流动水膜型酸雾净化塔剖面图；

图3为流动水膜型酸雾净化塔中净化装置的支撑板示意图；

图4为图2中A部分的放大图；

图中标记为：换热器1、喷淋塔2、流动水膜型酸雾净化塔3、现有的尾气净化装置4、塔体5、补水管6、烟囱7、支撑板8、引流管9、溢流管10、圆孔11、溢流孔12、流动水膜13、排水管14、管道15、喷头16、栅板17、规整填料18、喷淋管道19、观察孔20、喷淋塔收集管道21、阀门22、水平液滴分离器23、压力监测仪24、进水泵25。

具体实施方式

图1显示，本发明一种酸雾尾气层级净化系统，包括换热器1、喷淋塔2和流动水膜型酸雾净化塔3，换热器1的顶部通过管道15与现有的尾气净化装置4连接，底部通过管道15与喷淋塔2的底部连接，喷淋塔2的顶部通过管道15与流动水膜型酸雾净化塔3的底部连接；喷淋塔2的内部安装有喷淋塔净化装置和喷头16，喷淋塔净化装置包括栅板17和固定于栅板17上的规整填料18；喷头16位于喷淋塔净化装置的上方，喷头16与喷淋塔2外部的喷淋管道19连接，喷淋管道19上安装有进水泵25；喷淋塔2的侧壁开有上下两个观察孔20，底部连接有喷淋塔收集管道21，喷淋塔收集管道21上安装有阀门22；流动水膜型酸雾净化塔3的塔体5的侧壁也开有上下两个观察孔20，塔体5的顶部安装有烟囱7，烟囱7内安装有水平液滴分离器23，塔体5的底部设有排水管14，其上安装有阀门22；

图2～图4显示，流动水膜型酸雾净化塔3包括塔体5、净化装置和3根补水管6，净化装置有3级，包括上层净化装置、中层净化装置和下层净化装置，按照上、中、下排列于塔体5的中上部，3级净化装置的结构完全相同；每级净化装置包括支撑板8、多根引流管9和1根溢流管10，引流管9为双臂不等长的U型弯管，其两个端口均为扩孔设计；3根补水管6上各安装有进水泵25，3根补水管6分别穿过塔体5的侧壁且与侧壁密封固定，3根补水管6的出口分别位于三级净化装置的支撑板8的上方，补水管6向支撑板8上补水形成厚度为15～20mm的流动水膜13；支撑板8的面积与塔体5的横截面积相同，支撑板8的周边与塔体5的内壁密封固定，固定后支撑板8呈水平状，支撑板8上开有多个与引流管9的数量相同的圆孔11和1个溢流孔12，多个圆孔11呈圆形矩阵排列，每根引流管9的一端与一个圆孔11密封连接，另一端为开放端且位于流动水膜13中；溢流管10为直管，其下端与溢流孔12密封连接；3级净化装置安装完成后，3级净化装置中的3根溢流管10的轴线重合；

图2和图4显示，每级净化装置的引流管9位于流动水膜13中的一端端口向下，该端口与该级净化装置的支撑板8之间的垂直距离小于溢流管10的高度，保证引流管9的开放端始终位于流动水膜13中；每根补水管6的出口与相对应的净化装置的支撑板8之间的垂直距离大于溢流管10的高度；3根补水管6的出口距相对应的净化装置支撑板8的垂直距离大于溢流管10的高度且不与溢流管10的管口有重叠，保证补水管6流出的脱盐水能够落在支撑板8上；塔体5的侧壁还安装有压力监测仪24，用于监测塔内压力。

本发明工作过程中，酸雾尾气经现有的尾气净化装置4进入换热器1，换热器1对尾气中的酸雾进行降温和减速处理，使一部分高温烟雾凝结成水滴后沿换热器1的温度交换管内壁下流最终被收集，经换热器1处理后的尾气经管道15进入喷淋塔2，启动喷淋管道19上的进水泵25，脱盐水经喷头16喷出后配合规整填料18对酸雾尾气进行喷淋吸收净化，同时对尾气中的相对大尺寸固体颗粒物进行过滤，过滤后的沉淀物和吸收后的酸液经喷淋塔2底部的喷淋塔收集管道21收集再处理，酸液可输送至酸洗工序进行再利用，沉淀物可以做无害处理；经喷淋塔2吸收处理完后的尾气由喷淋塔2的顶部排出，经管道15进入流动水膜型酸雾净化塔3；

参看图2，流动水膜型酸雾净化塔3的工作过程为：首先开启3根补水管6上的3个进水泵25，将脱盐水通过3根补水管6充入塔体5中的3级净化装置内，由于支撑板8与塔体5的内壁密封固定，补水管6的出口不与溢流管10的管口有重叠，所以可以保证工业用水流入支撑板8上形成一定高度的流动水膜13；由于引流管9的开放端至支撑板8的垂直距离小于溢流管10的高度，所以当水面到达溢流管10的管口位置时，引流管9的开放端始终位于支撑板8上的流动水膜13中；由于3级净化装置的3根溢流管10的轴线重合，所以当3级净化装置的水面分别高出各自的溢流管10时，水会通过3根溢流管10流入塔体5的下部，最后经排水管13排出；经喷淋塔2吸收处理完后的尾气进入塔体5后，经下层净化装置的引流管9进入下层净化装置的流动水膜13中，酸雾尾气与流动水膜13充分接触，流动水膜13会对酸雾尾气中的小尺寸酸雾和颗粒物进行吸收净化和过滤，过滤后的尾气从流动水膜13中分离出来，进入中层净化装置的引流管9中，经中层净化装置的流动水膜13净化过滤后，进入上层净化装置的引流管9中，经上层净化装置的流动水膜13进行第三次净化过滤，之后通过塔体5顶部烟囱7中的水平液滴分离器23对处理过的酸雾进行物理收集，最后通过烟囱7排放至大气；吸收酸雾后的流动水经溢流管10流入塔体5下部经排水管14排出，此部分含有酸成分的流动水可重新供给给酸洗段进行重复利用。

本实施例中包括3层净化装置，目的为最大限度吸收和过滤尾气中的细小酸雾和固体颗粒物，实际生产中可根据尾气中酸雾和固体颗粒物的含量增减净化装置的数量，以期最大程度降低尾气对环境的污染；本实施例中引流管9的两端均为扩孔设计，有利于酸雾进入引流管9中，降低了因为该装置而造成的管内阻力；出口采用扩口设计，有利于扩大酸雾进入流动水膜13的面积，提高流动水膜13吸收酸雾的能力。

本发明的塔体5的内壁、支撑板8、引流管9、溢流管10、补水管6均由耐高温耐酸材料制成，防止酸雾和高温对其的腐蚀，延长使用寿命。

Claims (5)

1.一种酸雾尾气层级净化系统，其特征在于：它包括换热器（1）、喷淋塔（2）和流动水膜型酸雾净化塔（3），换热器（1）的顶部与现有的尾气净化装置（4）连接，底部与喷淋塔（2）的底部连接，喷淋塔（2）的顶部与流动水膜型酸雾净化塔（3）的底部连接；所述流动水膜型酸雾净化塔（3）包括塔体（5）、净化装置和补水管（6），塔体（5）的顶部安装烟囱（7）；所述净化装置包括支撑板（8）、引流管（9）和溢流管（10），支撑板（8）呈水平状态与塔体（5）的内壁密封固定，其上开有圆孔（11）和溢流孔（12）；补水管（6）的出口位于塔体（5）内部支撑板（8）的上方，补水管（6）向支撑板（8）上补水形成流动水膜（13）；引流管（9）的一端与圆孔（11）密封连接，另一端位于流动水膜（13）中；溢流管（10）的底端与溢流孔（12）密封连接；塔体（5）的底部设有排水管（14）。

2.如权利要求1所述的一种酸雾尾气层级净化系统，其特征在于：所述净化装置的支撑板（8）上开有多个圆孔（11）和1个溢流孔（12），多个圆孔（11）呈圆形矩阵排列，引流管（9）的数量与圆孔（11）的数量相同，每个引流管（9）的一端与一个圆孔（11）密封连接；溢流管（10）的底端与溢流孔（12）密封连接；所述补水管（6）穿过塔体（5）的侧壁并与侧壁密封固定。

3.如权利要求1或2所述的一种酸雾尾气层级净化系统，其特征在于：所述净化装置的引流管（9）为弯管，其位于流动水膜（13）中的一端端口向下，该端口与支撑板（8）之间的垂直距离小于溢流管（10）的高度；所述补水管（6）的出口与支撑板（8）之间的垂直距离大于溢流管（10）的高度；所述流动水膜（13）的厚度范围优选15～20 mm。

4.如权利要求1所述的一种酸雾尾气层级净化系统，其特征在于：所述现有的尾气净化装置（4）、换热器（1）、喷淋塔（2）和流动水膜型酸雾净化塔（3）之间通过管道（15）连接；所述喷淋塔（2）的内部安装有喷淋塔净化装置和喷头（16），喷淋塔净化装置包括栅板（17）和固定于栅板（17）上的规整填料（18）；喷头（16）位于喷淋塔净化装置的上方，喷头（16）与喷淋塔（2）外部的喷淋管道（19）连接。

5.如权利要求1所述的一种酸雾尾气层级净化系统，其特征在于：所述喷淋塔（2）的侧壁开有上下两个观察孔（20），底部连接有喷淋塔收集管道（21），其上安装有阀门（22）；所述流动水膜型酸雾净化塔（3）的塔体侧壁开有上下两个观察孔（20），底部的排水管（14）上安装有阀门（22），顶部烟囱（7）中安装有水平液滴分离器（23），塔体（5）的上部安装有压力监测仪（24）。