CN1089261C - 仿气象治理大气污染的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了仿气象治理大气污染的方法及设备。在有组织排放的废气系统内造成云雾雨露的生成条件，促使废气中的微粒、超微粒烟尘和可溶于水的气态污染物沉降下来，再针对各种沉降物的物理化学性质，进行地面处理。较为彻底地净化了废气，保护了大气环境的清洁，极大限度地消除化学污染和酸雨危害。烟尘等颗粒物去除率99%以上，可溶于水的气态污染物去除率87～95%，气态金属去除率96%以上。

Description

仿气象治理大气污染的方法及设备

本发明涉及一种仿气象治理大气污染的方法及设备，属于湿法治理技术。它能有效地治理废气污染，主要是去除废气中的可溶于水的气态污染物和烟、尘等固态污染物。

现有的湿法技术分四大类：一是水膜碰撞吸收；二是水滴喷淋吸收；三是水湿填料逆流吸收；四是水雾(细水滴)吸收。这些技术共同的特点是耗水量较大，对于烟气来说是外部加水，所以水和烟气中的有害组分接触面有限，治理效果不够理想。另外有的地方也曾在烟气中加入少量水蒸气，其目的仅在于润湿烟尘促使沉降。

雨过天晴，长空纯兰，空气清新，景色鲜明，此乃空气中的悬浮尘埃和化合物分子在雨幕中沉淀殆尽。自然景观给人以启迪，本发明就是将气候变化中的这一现象，应用于废气治理。按照气象原理，在有组织排放的废气系统内造成云雾雨露的生成条件，促使其中的固体颗粒和气态化合物最大限度地沉降下来，对于维持大气环境的清洁，防治化学污染和酸雨危害，达到了其他技术达不到的效果。

上述目的是这样实现的：仿气象治理大气污染的方法，是较为准确地计算出烟气排放量，然后在高温总烟道中注入水，使之变为蒸气；在低温总烟道内直接注入水蒸气，致使烟气的含湿量达到饱和，烟气与蒸汽均匀混合，再经过散热降温，烟气降温后饱和水气压随之下降，多余的水分便会凝结析出。在生产过程中本身就产生大量水蒸气且可以满足废气饱和湿度需要的，在总烟道内不需注水或水蒸气。温度下降一个梯度形成云雾，再下降一个梯度便在设备界面凝结成露，在设备的空间凝结降雨。对含有特别珍贵物质的污染物，可以加制冷设备冷凝为冰雪，再作回收处理。烟气中的颗粒物和化合物分子是治理的对象，也恰好是水气凝结的天然核心。污染物的浓度越大，凝结核心的密度也越大，水气凝结产生的降水也就越多，治理的效果当然也就越好。为了达到治理效果，配合该方法的设备是：包括总烟道、尾烟道和烟囱，蒸汽发生器与总烟道相通，在总烟道与尾烟道间设置冷凝沉降室，冷凝沉降室的横断面大于总烟道的横断面，在冷凝沉降室内安设滞流装置。该设备可直立空中，也可平卧或斜卧地面。烟气与水蒸气混合后进入与烟气量相适应的冷凝沉降室，沉降室需要扩大横断面以降低流动速度，增加散热界面以降低温度，在沉降室内的滞流装置延长了冷凝时间。冷凝沉降的固体颗粒物，可以利用或堆存。冷凝沉降的化合物分子，已经溶解于水并反应生成了新的物质，实际上是吸收作用，沉降的水分是吸收液，由于这种吸收往往是可逆反应，为让有毒组分不被解吸释放回烟气中，应把吸收液与其他物质反应生成另一种稳定的物质，或作再生资源，或作无害化处理。而把经过沉降处理后的烟气从烟囱中排出。

仿气象治理大气污染的方法及设备，将气象中出现的云、雾、雨、露现象，用于废气治理系统之中，从根本上解决了大气环境污染问题。该工艺构思巧妙，所需设备结构简单，运转费低。造价低廉，建设周期短、见效快，风险小，不用专人管理操作，无二次污染。该工艺可用于一切产生烟尘和一切产生可溶性气态污染物的行业之中。是一项值得广泛推广应用的好技术。

下面结合附图对仿气象治理大气污染的方法及设备的实施例作进一步详述

图1为仿气象治理大气污染的方法的工艺流程图

图2为仿气象治理大气污染设备的结构示意图

仿气象治理大气污染的方法，把生产、作业过程中产生的废气，用总烟道集中起来，在高温总烟道内注入水使之变为水蒸气；在低温总烟道内直接注入水蒸气，水蒸气进入总烟道内，使废气中的绝对湿度基本达到饱和，在冷凝沉降室内过饱和部分水分以废气中的颗粒物或可溶于水的化合物为凝结核心，形成云、雾、雨、露水滴下沉，治理后的烟气经尾烟道从烟囱排出。在生产过程中本身就产生大量水蒸气且可以满足废气饱和湿度需要的，在总烟道内不需注水或水蒸气。在冷凝沉降室内的反应是缓慢的，温度下降一个梯度，形成云雾，再下降一个梯度形成雨露。对含有特别珍贵物质的污染物，可以加制冷设备冷凝为冰雪，再作回收处理。仿气象治理大气污染的设备，包括总烟道2、尾烟道4和烟囱5，蒸汽发生器1与总烟道2相通，在总烟道2与尾烟道4之间设置冷凝沉降室3，冷凝沉降室3的横断面大于总烟道2的横断面，在冷凝沉降室3内等间隔安装滞流设备6。滞流设备6为月牙形板(或墙)，也可为其他形状，以延长冷凝过程。该治理设备可直立空中，也可平卧或斜卧地面。在高温总烟道中注入水使之变为水蒸气；在低温总烟道中直接注入水蒸气，使烟气的含湿量达到饱和，烟气与水蒸气均匀混合，在冷凝沉降室内散热降温，烟气降温后饱和水气压随之下降，多余的水分便会凝结析出，因而就形成了云雾雨露，烟气中的颗粒物和化合物分子恰好是水气凝结的天然核心，于是就随着水滴沉降，净化后的烟气经尾烟道从烟囱排放。该方法适用于一切含有烟尘和一切含有可溶于水的气态污染物的烟气的治理，适用范围相当广泛。冷凝沉降的固体颗粒物，可以利用或堆存。而冷凝沉降的化合物分子，已经溶解于水并反应生成了新的物质，实际上是吸收作用，而这种吸收往往是可逆反应，为让有毒组分不被解吸释放回烟气中，应把吸收液与其他物质反应生成另一种稳定的物质加以利用或作无害处理。

实施例一

某火法炼锌厂，年产粗锌2000T，蒸馏作业用烟煤，日耗烟煤72T。烟囱排放烟气量为17500NM/h。过去无组织排放，黑烟滚滚，遮天蔽日。其中含烟尘71410.32mg/M，含SO 3428.57mg/M，含气态锌397.3mg/M。经过本发明技术的治理，彻底改变了昔日面貌，烟囱排放出白烟或灰白烟，含烟尘只有349.91mg/M，下降率为99.51％。55米高的烟囱排尘量为6.12kg/h，比国家二级标准的74kg/h低91.72％；SO排放浓度为387.43mg/M，下降率为88.70％，排放量为6.78kg/h，比国家二级标准的46kg/h，低85.26％；气态锌排放浓度为15.66mg/M，下降率为96.05％。

实施例二

某冰铜冶炼厂的脱硫工段，用硫化铜矿石脱硫回收硫磺，把脱硫矿再投入鼓风炉炼冰铜。年处理硫化铜矿为20000T，回收硫磺量3000T。烟气排放量为13840M/h，原始废气中含SO浓度为46348.55mg/M，含HS浓度为7792.00mg/M，含单质硫粉末3704mg/M。经过本发明技术的治理，烟囱高度60M，排放SO浓度2448.54mg/M，下降率为94.71％，排放量33.89kg/h，比国家二级标准55kg/h低38.38％；排放HS浓度432.46mg/M，下降率94.45％，排放量5.98kg/h，低于国家标准；单质硫粉末排放浓度26.7mg/M，下降率99.28％，排放量0.37kg/h，远低于国家标准。

实施例三

某化工厂硝酸车间，烟囱高度50M，排烟气量为8400M/h，由于原来的处理设施不力，NO浓度高达13680.31mg/M，其中NO较多，对周围生态环境影响很大，群众反应强烈。后采用本发明技术进行治理，排放NO浓度只有1744.24mg/M，下降率87.25％，排放量14.65kg/h，远低于国家三级标准，接近国家二级标准。

实施例四

某磷肥厂所用磷矿含氟3～4％，当用硫酸分解磷矿石，部分氟生成SF，还有一部分氟生成氟化氢(HF)，两种含氟气体都极溶于水，所以用本发明技术实现了“三同时”，60M高的烟囱排放氟化物3.25kg/h，达到国家三级标准。

Claims (6)

1.仿气象治理大气污染的方法，其特征在于：把生产、作业过程中产生的废气，用总烟道集中起来，在高温总烟道内注入水使之变为水蒸气；在低温总烟道内直接注入水蒸气，使废气中的绝对湿度达到饱和，然后散热降温，烟气的饱和水气压随之下降，过饱和部分的水分即与烟气中的烟、尘等颗粒物和气态污染物为核心冷凝为云雾雨露沉降下来，再根据沉降物质的物理化学性质进行地面处理。

2.据权利要求1所述的方法，其特征在于：对含有特别珍贵物质的污染物，可以加制冷设备冷凝为冰雪沉降。

3.据权利要求1所述的仿气象治理大气污染方法的设备，包括总烟道(2)、尾烟道(4)和烟囱(5)，其特征在于：蒸汽发生器(1)与总烟道(2)相通，在总烟道(2)与尾烟道(4)间设置冷凝沉降室(3)，冷凝沉降室(3)的横断面大于总烟道(2)的横断面，在冷凝沉降室(3)内安装滞流装置(6)。

4.据权利要求3所述的设备，其特征在于：滞流装置(6)为月牙形板或墙。

5.据权利要求3所述的设备，其特征在于：滞流装置(6)也可为其他形状。

6.据权利要求3所述的设备，其特征在于：该治理设备可直立空中，也可平卧或斜卧地面。

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