CN108939705A - 一种气流中烟雾的净化方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种气流中的烟雾的净化方法，主要用于除去气流中的水汽、油雾、挥发性有机物、烟雾及颗粒污染物等物质，属于大气污染控制和环境保护技术领域，其特征在于把被处理气流导入除雾塔，同时向除雾塔导入一定温度的固体物料，气流中的烟雾在除雾塔内与固体物料接触，而被固体表面捕获和吸附，气‑固分离后达到气流净化的目的，固体物料经过脱吸和再生后循环使用。本发明还公开了相关装置，具有去除效率高、运行费用低，操作简单，适合推广使用。

Description

一种气流中烟雾的净化方法及装置
技术领域
本发明涉及一种气流中的烟雾的净化方法及装置，主要用于除去气流中的水汽、油雾、挥发性有机物、烟雾及颗粒污染物等物质，属于大气污染控制和环境保护技术领域。
背景技术
气流中的水汽、油雾、挥发性有机物以及烟雾及颗粒污染物等物质主要产生于金属酸洗加工、食品加工、涂装、纺织和燃料燃烧等各种生产过程排放的废气气流，很多废气都有一定温度，这些污染物质目前难以有有效简便的处理方法，如油烟废气一般采用集烟装置收集后，再经静电油烟净化和水洗式等处理装置来处理，但是静电净化装置的电极易被污染，且有火灾隐患；水吸收由于废气中的许多有机物难溶于水，不能达到满意的去除效果；石灰/石灰石等碱液吸收法是目前火力发电厂等以化石燃料燃烧产生的烟气中的二氧化硫的主要方法，但该法需要消耗大量水，设备投资大，系统复杂，处理后排放的尾气中水汽含量高，并带有尚未被处理的污染物，有进一步的处理要求。
本发明设计和提供了一种气流中的水汽、油雾、挥发性有机物、烟雾及颗粒污染物等物质净化方法及装置，用于处理相关过程工业产生的废气。
发明内容
本发明所采用的技术方案为：一种气流中的水汽、油雾、挥发性有机物以及烟雾及颗粒污染物等物质(统称烟雾)的净化方法，其特征是把被处理气流导入装置，同时向装置导入一定温度的固体物料，气流中的烟雾在装置内与固体物料接触，而被固体捕获和吸附，气-固分离后达到气流净化的目的，固体物料再经过脱吸和再生后循环使用。
本发明所述的装置可采用化工单元操作常用的固定床、移动床和流化床等气-固接触除雾塔，可采用顺流、逆流和错流等多种形式，效果大体相当，具体可参看相关化工设备手册。以逆流气-固接触除雾塔为例，所述的装置的下部设置有连接所述气流的气体进口，中部或上部的有固体物料加入口，所述的固体物料加入方式可采用机械进料或气力进料等方式，效果相当，含烟雾的气流从装置下部的气体进口进入塔体，净化后的气体从装置的上部的气体出口排出，捕获烟雾的固体物料从装置下部排出，经过脱吸净化、干燥和冷却后循环使用。
本发明所述的固体物料一般为颗粒物料或成型物料，材质包括金属如铁、铜和钛等、陶瓷、沙石、塑料等具有一定导热和蓄热性能的材料或相关组合，形状可为实心或空心圆球、柱体、或其他规整形状填料等，效果大体相当，直径一般为1mm-50mm，具体类似填料视除雾塔大小选用。对于处理气态或液态的污染物，所述的固体物料一般需预先冷却到所要去除的烟雾物质在该气流中的分压所对用的饱和温度及以下，再投加到所述的除雾塔中，温度越低，冷凝去除效果越好，最低温度一般为-35℃，优选0℃-55℃，对去除含有有机物的漆雾等颗粒污染物，温度也是低一些为好，具体可根据需要和烟雾性质而定。
所述固体物料在除雾塔内的气固接触时间一般为0.2s以上，优选为1s-25s，接触时间主要由固体物料的热容量确定，气固接触过程传热和传质过程同时发生，从传质方面看，接触时间长，去除率高，但另一方面气-固接触时间长，固体物料升温大，具体视固体物料的热容量而定，一般气固接触时间最大不能超过所述固体物料的表面温度上升到所要去除的烟雾物质在该气流中的分压所对应的饱和温度需要的时间。气固接触过程固体物料的温度上升，对去除率有一定影响。固体物料的投加量可根据去除量要求和工艺参数确定，无特定要求。
本发明所述的一种移动床气流中烟雾的净化方法的装置，所述的装置为长方形筒体，内部设置有回转链条炉排，所述回转链条炉排采用类似锅炉炉排结构，炉排上均匀分布有通气空隙，便于气流通过，所述装置的下部有气体进口，上部有气体出口。其处理工艺流程如下：含烟雾的气流从所述的气体进口导入所述装置，经气体分布器和炉排后通过气-固接触区，固体物料采用中空不锈钢球，由物料输送机从固体物料进料口加入到所述炉排上部，气流中的水汽、水汽、油雾、挥发性有机物和烟雾及颗粒物等物质在气-固接触区被所述的固体物料表面捕获和吸附，净化后的气体从气体出口排出，所述的固体物料在炉排带动从固体物料出口排出后，固体物料经过洗涤、吹干和冷却后循环使用。
本发明所述的一种气固逆流气流中烟雾的净化方法的装置，所述的装置为圆筒体，固体物料采用中空不锈钢球，从筒体上部进料，筒体底部出料，所述装置的下部有气体进口，上部有气体出口。其处理工艺流程如下：所述的固体物料由物料输送机从装置上部的固体物料进料口加入所述装置筒体，含烟雾的气流从所述的气体进口导入所述装置后通过气-固接触区，气流中的水汽、水汽、油雾、挥发性有机物和烟雾及颗粒物等物质在气-固接触区被所述的固体物料表面捕获和吸附，净化后的气体从气体出口排出，所述固体物料从固体物料出口排出后，经过洗涤、干燥和冷却后循环使用。
本发明所述的一种气固错流气流中烟雾的净化方法的装置，所述的装置为长方形，固体物料采用中空不锈钢球，从装置上部进料，底部出料，装置一端气体进口，另一端为气体出口。其处理工艺流程如下：所述的固体物料由物料输送机从装置上部的固体物料进料口加入装置，含烟雾的气流从所述的气体进口导入所述装置后通过气-固接触区，所述的固体物料从装置的上部固体物料进料口加入，气流中的水汽、水汽、油雾、挥发性有机物和烟雾及颗粒物等物质在气-固接触区被所述的固体物料表面捕获和吸附，净化后的气体从气体出口排出，所述固体物料从固体物料出口排出后，经过洗涤、干燥和冷却后循环使用。
捕获和吸附烟雾后的固体物料可通过固污分离、洗涤、干燥和冷却等工序后再循环使用。如捕获烟气中水雾后(或酸雾等)的固体物料可先经清水或碱液洗涤后再气流干燥和冷却后所需温度后再循环使用。如捕获气流的油烟的气流和挥发性有机物的固体物料可先经溶解所述油烟的溶剂或碱液等洗涤后再经干燥和冷却后到一定温度再循环使用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用一定温度的固体物料在所述的装置内与气流中的烟雾等污染物发生碰撞从而捕获气流中的污染物，使气流中的水汽、油雾、挥发性有机物和烟雾及颗粒物污染物等物资得到去除，从而达到气体净化目的，固体产物经清洗、干燥和冷却后可再生回用，具有投资成本和运行费用低，操作简单、处理效率高、处理量大特点。
附图说明
图1为本发明实施例所用一种移动床气流中烟雾的净化方法的装置示意图。
图2为本发明实施例所用一种气固逆流气流中烟雾的净化方法的装置示意图。
图3为本发明实施例所用一种气固错流气流中烟雾的净化方法的装置示意图。
其中：1气体进口；2气体分布器；3固体物料进料口；4气体出口；5气-固接触区；6回转链条炉排；7固体物料排出口；8液体排出口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：本发明所述的一种移动床气流中烟雾的净化方法的装置如图1所示。所述的装置采用不锈钢材质，装置为长方形筒体，筒体尺寸约为500×350×1500(长×宽×高，单位为毫米，下同)，所述回转链条炉排采用类似锅炉炉排结构，炉排上均匀分布有通气空隙，便于气流通过，固体物料采用中空不锈钢球，外径约为Φ25，采用输送机进料，中空不锈钢球在炉排上的堆积高度约为300，气体进口和气体出口直径均为Φ150。
处理工艺流程如下：含烟雾的气流从所述的气体进口(1)导入所述装置，经气体分布器(2)和炉排(6)后通过气-固接触区(5)，所述的固体物料由物料输送机从固体物料进料口(3)加入到所述炉排上部，气流中的水汽、水汽、油雾、挥发性有机物和烟雾及颗粒物等物质在气-固接触区被所述的固体物料表面捕获和吸附，净化后的气流从气体出口(4)排出，所述的固体物料从固体物料出口(7)排出后，经过洗涤、吹干和冷却后循环使用。
实验条件为：载气为模拟烟气，气体流量分别为50m3/h、100m3/h和150m3/h，气体温度约90-100℃，其中氧气约8％(体积，下同)，水分约12％，气流中硫氧化物浓度约为50mg/m3，固体颗粒物浓度约为30mg/m3，固体物料中空不锈钢球进料前的温度约为30-35℃，炉排的移动速度约为50mm/s。实验结果实验得到气流流量为50m3/h气体出口气流中的水分减少约35％，气流中硫氧化物浓度约为30mg/m3，固体颗粒物浓度约为15mg/m3；气流流量为100m3/h气体出口气流中的水分减少约30％，气流中硫氧化物浓度约为35mg/m3，固体颗粒物浓度约为20mg/m3气流流量为150m3/h气体出口气流中的水分减少约20％，气流中硫氧化物浓度约为40mg/m3，固体颗粒物浓度约为25mg/m3。捕获和吸附烟气中水雾和颗粒污染物后的不锈钢球先经1％氢氧化钠碱液洗涤后再经空气气流干燥和冷风冷却到所需温度后再循环使用。
实施例2：含油烟废气为纺织印染织物高温定型机产生的废气，主要污染物为颗粒物约150mg/m3，油烟浓度约300mg/m3。气体流量约为100m3/h，废气气流气体进口约为150℃，湿度约为85％，其他条件同实施例1。实验结果实验得到气体出口气流中的水分减少约30％，气流中油烟浓度约100mg/m3，固体颗粒物浓度约为70mg/m3。
实施例3：本实施例的含油烟废气为金属冶炼淬火生产工艺产生的废气，主要污染物为固体颗粒物浓度约150mg/m3，平均油烟浓度约500mg/m3。气体流量约为50m3/h，废气气流的气体进口约为60℃，湿度约为70％，固体物料中空不锈钢球进料前的温度约为20-25℃。其他条件同实施例1。实验结果实验得到气体出口气流中的油烟浓度约150mg/m3，固体颗粒物浓度约为50mg/m3。
实施例4：本实施例的含油烟废气为食品生产油炸工艺产生的废气，主要污染物油烟浓度约为800mg/m3。气体流量约为100m3/h，废气气流的气体进口约为70℃，湿度约为70％，固体物料中空不锈钢球进料前的温度约为-5℃。其他条件同实施例1。实验结果实验得到气体出口气流中的油烟浓度约为85mg/m3。
实施例5：本实施例的含油烟废气为树脂类油漆喷漆废气，气体流量约为100m3/h，气流中的漆雾浓度约为150mg/m3-200mg/m3，气体进口约为30℃，湿度约为70％，固体物料中空不锈钢球进料前的温度约为10-15℃。其他条件同实施例1。实验结果实验得到气体出口气流中的漆雾浓度约20mg/m3。捕获和吸附漆雾后的固体物料经二甲苯溶剂洗涤后再经真空干燥和冷风冷却后到所需温度后再循环使用。
实施例6：本发明所述的一种气固逆流气流中烟雾的净化方法的装置如图2所示。所述的装置为不锈钢圆筒体，筒体尺寸约为Φ300×2500，固体物料采用中空不锈钢球，外径约为Φ15，采用输送机从筒体上部进料，筒体底部出料，气体进口和气体出口直径均为Φ150。气-固接触区有效高度约为1600。
处理工艺流程如下：所述的固体物料由物料输送机从装置上部的固体物料进料口(3)加入筒体，含烟雾的气流从所述的气体进口(1)导入所述装置后通过气-固接触区(5)，气流中的水汽、水汽、油雾、挥发性有机物和烟雾及颗粒物等物质在气-固接触区被所述的固体物料表面捕获和吸附，净化后的气体从气体出口(4)排出，所述固体物料从固体物料出口(7)排出后，经过洗涤、干燥和冷却后循环使用。
实验条件为：载气为模拟烟气，气体流量分别为100m3/h、150m3/h和200m3/h，气体温度约90-100℃，其中氧气约8％(体积，下同)，水分约12％，气流中硫氧化物浓度为50mg/m3，固体颗粒物浓度约为30mg/m3，固体物料中空不锈钢球进料前的温度约为30-35℃，投加量约为2-3m3/h(堆积体积)。实验结果实验得到气流流量为100m3/h气体出口气流中的水分减少约30％，气流中硫氧化物浓度约为28mg/m3，固体颗粒物浓度约为16mg/m3；气流流量为150m3/h气体出口气流中的水分减少约23％，气流中硫氧化物浓度约为35mg/m3，固体颗粒物浓度约为22mg/m3；气流流量为200m3/h气体出口气流中的水分减少约20％，气流中硫氧化物浓度约为40mg/m3，固体颗粒物浓度约为25mg/m3。
实施例7：本实施例的含油烟废气为树脂类油漆喷漆废气，气体流量约为150m3/h，气流中的漆雾浓度约为150mg/m3-200mg/m3，气体进口约为30℃，湿度约为70％，固体物料中空不锈钢球进料前的温度约为10-15℃。其他条件同实施例5。实验结果实验得到气体出口气流中的漆雾浓度约25mg/m3。
实施例8：本发明所述一种气固错流气流中烟雾的净化方法的装置如图3所示。所述装置采用不锈钢材质，装置为长方形，尺寸约为500×350×1500，固体物料采用中空不锈钢球，外径约为Φ15，从装置上部进料，底部出料，气体进口和气体出口直径均为Φ150。气-固接触区有效高度约为1000。
处理工艺流程如下：所述的固体物料由物料输送机从装置上部的固体物料进料口(3)加入装置，含烟雾的气流从所述的气体进口(1)导入所述装置后通过气-固接触区(5)，所述的固体物料由物料输送机从装置的上部固体物料进料口(3)加入，气流中的水汽、水汽、油雾、挥发性有机物和烟雾及颗粒物等物质在气-固接触区被所述的固体物料表面捕获和吸附，净化后的气体从气体出口(4)排出，所述固体物料从固体物料出口(7)排出后，经过洗涤、干燥和冷却后循环使用。
实验条件为：载气为模拟烟气，气体流量约为150m3/h，气体温度约90-100℃，其中氧气约8％(体积，下同)，水分约12％，气流中硫氧化物浓度为50mg/m3，固体颗粒物浓度约为30mg/m3，固体物料中空不锈钢球进料前的温度约为30-35℃，投加量约为3-4m3/h(堆积体积)。实验结果实验得到气体出口气流中的水分减少约35％，气流中硫氧化物浓度约为30mg/m3，固体颗粒物浓度约为16mg/m3。
实施例9：本实施例的含油烟废气为食品生产油炸工艺产生的废气，主要污染物油烟浓度约为800mg/m3。气体流量约为200m3/h，废气气流的气体进口约为70℃，湿度约为70％，固体物料中空不锈钢球进料前的温度约为-15℃。其他条件同实施例8。实验结果实验得到气体出口气流中的油烟浓度约为120mg/m3。
实施例10：含油烟废气为纺织印染织物高温定型机产生的废气，主要污染物为颗粒物约150mg/m3，油烟浓度约300mg/m3。气体流量约为200m3/h，废气气流气体进口约为150℃，湿度约为85％，其他条件同实施例8。实验结果实验得到气体出口气流中的水分减少约25％，气流中油烟浓度约120mg/m3，固体颗粒物浓度约为80mg/m3。
应该说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，本发明的保护范围不限于此。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中的部分技术特征进行任何等同替换、修改、变化和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气流中烟雾的净化方法，其特征在于把被处理气流导入装置，同时向装置内导入一定温度的固体物料，气流中的烟雾在所述装置内与固体物料接触，而被固体表面捕获和吸附，气-固分离后达到气流净化的目的，固体物料再经过脱吸和再生后循环使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的烟雾包括气流中的水汽、油雾、挥发性有机物、烟雾及颗粒污染物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的一定温度的固体物料是把物料冷却到所述气流中需要被去除的烟雾污染物的分压对应的饱和温度及以下。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的装置包括固定床、移动床和流化床气-固接触除雾塔，可采用顺流、逆流和错流形式，所述的固体物料包括金属、陶瓷、沙石和塑料或相关组合，形状可为实心或空心圆球、柱体、或其他规整形状填料。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的所述固体物料在装置内的气固接触时间为0.2s以上。
6.一种根据权利要求1所述的方法的装置，其特征在于所述的装置为长方形筒体，内部设置有回转链条炉排，所述回转链条炉排采用类似锅炉炉排结构，炉排上均匀分布有通气空隙，便于气流通过，所述装置的下部有气体进口，上部有气体出口。
7.根据权利要求6所述的方法的装置，其特征在于所述的装置其处理工艺流程如下：含烟雾的气流从所述的气体进口导入所述装置，经气体分布器和炉排后通过气-固接触区，固体物料采用不锈钢球，由物料输送机从固体物料进料口加入到所述炉排上部，气流中的水汽、水汽、油雾、挥发性有机物和烟雾及颗粒物等物质在气-固接触区被所述的固体物料表面捕获和吸附，净化后的气体从气体出口排出，所述的固体物料从经过炉排带动从固体物料出口排出后，固体物料经过洗涤、吹干和冷却后循环使用。
8.一种根据权利要求1所述方法的装置，其特征在于所述的为圆筒体，固体物料采用不锈钢球，从筒体上部进料，筒体底部出料，所述装置的下部有气体进口，上部有气体出口。
9.一种根据权利要求1所述方法的装置，其特征在于所述的装置为长方形，固体物料采用不锈钢球，从装置上部进料，底部出料，装置一端气体进口，另一端为气体出口。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于捕获和吸附烟雾后的固体物料通过固污分离、洗涤、干燥和冷却工序后循环使用。
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