CN112546822A - 废气集中净化处理监测一体化系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种废气集中净化处理监测一体化系统及方法，包括：集气设备、排气管道、颗粒物粉尘过滤网、废气监测设备、水箱、水雾化喷头、废气渗透过滤墙、废水收集箱、引风机、监测设备和中控装置。废气依次通过集气设备、排气管道、颗粒物粉尘过滤网、废气监测设备和废气渗透过滤墙、废水收集箱、引风机，监测设备检测废气的成分浓度数据转发至中控装置，中控装置基于所述成分浓度数据向水箱和水雾化喷头发送喷水指令，以使水箱和水雾化喷头向废气渗透过滤墙喷水。本发明用于通过设置集气设备，对无序排放的有毒有害废气进行收集，改变原有的排放方式，变无组织为有组织后进人废气处理系统，实时监测废气浓度，适时喷水，减少环境污染。

Description

废气集中净化处理监测一体化系统及方法
技术领域
本发明涉及环保除尘技术领域，特别是涉及一种废气集中净化处理监测一体化系统及方法。
背景技术
传统大气污染物主要为颗粒物、二氧化氮、二氧化硫等，大多是由燃烧过程或加热设备产生，而化工企业排放的废气所含污染物种类很多，既有颗粒状的污染物，也有气态的污染物，颗粒状的主要有飞灰、黑烟、粉尘、烟尘、水雾等，气态污染物主要有碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物等。其中硫氧化物主要为SO2，主要来自燃料(煤、焦炭、天然气、柴油等)，另外硫化物矿石的焙烧和冶炼过程也会产生；氮氧化物主要为NO、NO2，主要来自工业炉窑的生产过程；碳氧化物主要为CO和CO2，主要来自燃料燃烧过程。来源无组织排放废气点源分散，产污环节多，点位多，难以实施有效的收集，更谈不上处理，同时，各个点源的废气排放量较小，企业方既不重视也不愿处理。在治理无组织颗粒物排放的同时，往往忽略了排放物中废气的治理。
另外，随着我国冶金行业的迅猛发展，累积堆存和新增的冶金产生的固体废弃物也日益增加。钢铁冶金工业所产生的固体废弃物主要有高炉渣、钢渣、转炉渣等等。中国钢铁渣堆弃量约3亿，占地3万亩。2002年全国钢产量总计约为8389万吨，但缺乏全量和高附加值的利用技术，特别是对矿渣和炉渣的综合利用，平均利用率约为60％。冶金工业作为一个固体废弃物排出量较大的工业部门，其质量程度直接影响到环境治理水平。
因此，希望能够解决如何对废气进行治理的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种废气集中净化处理监测一体化系统及方法，用于解决现有技术中如何对废气进行治理的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种废气集中净化处理监测一体化系统，所述系统包括：集气设备、排气管道、颗粒物粉尘过滤网、废气监测设备、水箱、水雾化喷头、废气渗透过滤墙、废水收集箱、引风机、监测设备和中控装置；所述集气设备用于收集废气；所述排气管道与所述集气设备连接，用于输送废气至颗粒物粉尘过滤网；所述废气监测设备设置于所述颗粒物粉尘过滤网和所述废气渗透过滤墙之间，用于识别废气的第一成分浓度数据并上传至中控装置；所述水箱和所述水雾化喷头连接，用于基于所述中控装置的喷水指令向所述废气渗透过滤墙喷水；所述废水收集箱设置于所述废气渗透过滤墙的下方，用于接收从所述废气渗透过滤墙流下的水；所述引风机用于收集经过所述废气渗透过滤墙的废气，并将所述废气传输至所述监测设备；所述监测设备用于检测废气的第二成分浓度数据，发送所述第二成分浓度数据至中控装置，所述中控装置用于基于所述第二成分浓度数据向所述水箱和水雾化喷头发送喷水指令，以使所述水箱和水雾化喷头向所述废气渗透过滤墙喷水。
为实现上述目的，本发明还提供一种废气集中净化处理监测一体化方法，包括以下步骤：通过集气设备收集废气；通过排气管道与所述集气设备连接，所述排气管道用于输送废气至颗粒物粉尘过滤网；将废气监测设备设置于所述颗粒物粉尘过滤网和废气渗透过滤墙之间，所述废气监测设备设置用于识别废气的第一成分浓度数据并上传至中控装置；将水箱和水雾化喷头连接，用于基于所述中控装置的喷水指令向所述废气渗透过滤墙喷水；将废水收集箱设置于所述废气渗透过滤墙的下方，所述废水收集箱用于接收从所述废气渗透过滤墙流下的水；通过引风机收集经过所述废气渗透过滤墙的废气，并将所述废气传输至所述监测设备；通过监测设备检测废气的第二成分浓度数据，发送所述第二成分浓度数据至中控装置，所述中控装置用于基于所述第二成分浓度数据向所述水箱和水雾化喷头发送喷水指令，以使所述水箱和水雾化喷头向所述废气渗透过滤墙喷水。
如上所述，本发明的一种废气集中净化处理监测一体化系统及方法，具有以下有益效果：用于通过设置集气设备，对无序排放的有毒有害废气进行收集，改变原有的排放方式，变无组织为有组织后进人废气处理系统，实时监测废气浓度，适时喷水，减少环境污染。
附图说明
图1显示为本发明的废气集中净化处理监测一体化系统于一实施例中的结构示意图；
图2显示为本发明的废气集中净化处理监测一体化方法于一实施例中的流程示意图。
元件标号说明
1 集气设备
2 排气管道
3 颗粒物粉尘过滤网
4 废气监测设备
5 水箱
6 水雾化喷头
7 废气渗透过滤墙
8 废水收集箱
9 引风机
10 监测设备
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，故图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的废气集中净化处理监测一体化系统及方法，用于对无序排放的有毒有害废气进行收集，改变原有的排放方式，变无组织为有组织后进人废气处理系统，实时监测废气浓度，适时喷水，减少环境污染。
如图1所示，于一实施例中，本发明的废气集中净化处理监测一体化系统，包括：集气设备1、排气管道2、颗粒物粉尘过滤网3、废气监测设备104、水箱5、水雾化喷头6、废气渗透过滤墙7、废水收集箱8、引风机9、监测设备10和中控装置。
具体地，所述集气设备1用于收集废气。具体地，所述废气包括：化工企业排放的废气，所述废气成分包括：颗粒状的污染物和气态的污染物。颗粒状的主要有飞灰、黑烟、粉尘、烟尘、水雾等，气态污染物主要有碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物等。其中硫氧化物主要为SO2，主要来自燃料(煤、焦炭、天然气、柴油等)，另外硫化物矿石的焙烧和冶炼过程也会产生；氮氧化物主要为NO、NO2，主要来自工业炉窑的生产过程；碳氧化物主要为CO和CO2，主要来自燃料燃烧过程。所述废气的来源无组织排放废气点源分散，产污环节多，点位多。因此，所述集气设备1用于收集各个排放点无组织排放的废气。
具体地，所述排气管道2与所述集气设备1连接，用于输送废气至颗粒物粉尘过滤网3。所述颗粒物粉尘过滤网3为由0.5-5μm粗的纤维间隔距离5-50μm相互交叉而成。例如，所述颗粒物粉尘过滤网3为HEPA滤网，HEPA(High efficiency particulate air Filter)，中文意思为高效空气过滤器，达到HEPA标准的过滤网，对于0.1微米和0.3微米的有效率达到99.7％，HEPA网的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。HEPA滤网对直径为0.3微米(头发直径的1/200)以下的微粒去除效率可达到99.97％以上，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。HEPA分PP滤纸、玻璃纤维、复合PP PET滤纸、熔喷涤纶无纺布和熔喷玻璃纤维五种材质。特点：风阻大，容尘量大，过滤精度高，可以根据客户需要加工成各种尺寸和形状，适合不同的机型使用。HEPA滤网依赖纤维的吸附作用“粘”住PM2.5微尘，纤维之间的空间允许气流顺利通过，但由于层层排列，细小的颗粒物不可避免的撞到杂乱交织的某一根纤维上，从而北吸附住，并且纤维与微尘之间的分子间范德华力足以克服气流的影响。
具体地，所述废气监测设备104设置于所述颗粒物粉尘过滤网3和所述废气渗透过滤墙7之间，用于识别废气的第一成分浓度数据并上传至中控装置。所述废气监测设备104与所述中控装置通信连接。所述第一成分浓度数据包括：成分以及各个成分对应的浓度。
具体地，所述水箱5和所述水雾化喷头6连接，用于基于所述中控装置的喷水指令向所述废气渗透过滤墙7喷水。具体地，所述水箱5和所述水雾化喷头6与所述中控装置通信连接，所述水雾化喷头6基于所述中控装置的旋转指令在180-360度旋转调节，所述水雾化喷头6基于所述中控装置的调节指令调节喷水速率。这样所述水雾化喷头6的喷洒范围可以全面覆盖废气渗透过滤墙7，让所述废气渗透过滤墙7湿的较为均匀。所述水雾化喷头6基于所述中控装置的调节指令调节喷水速率，具体地，喷水速率可由水泵压力装置调节，这样所述中控装置可以基于第一成分浓度和第二成分浓度来进行判断是否需要加快或减慢喷水速率。例如，当检测到第一成分浓度较高时，就可以加快喷水速率，当检测到第二成分浓度较高时，也可以加快喷水速率。
具体地，所述的水箱5为防腐蚀结构，储存水量能满足系统所有喷水装置同时工作1-5小时。
具体地，废气经过颗粒物粉尘过滤网3过滤后，SO2、NO、NO2、CO、CO2等酸性废气进入废气渗透过滤墙7中，由废气渗透过滤墙7上方的水雾化喷头6进行水雾喷洒。
具体地，所述颗粒物粉尘过滤网3、所述废气监测设备104和所述废气渗透过滤墙7依次设置于治理箱内，所述治理箱与所述颗粒物粉尘过滤网3靠近的一侧设有第一通孔，所述第一通孔用于连接所述排气管道2，所述治理箱与所述废气渗透过滤墙7靠近的一侧设有第二通孔，所述第二通孔用于连接所述引风机9。这样在治理箱密闭的环境中，所述废气中的固体颗粒物，酸性气体才能得到较好的吸收。
具体地，所述废气渗透过滤墙7由废尾渣和碱性溶液混合而成。所述废尾渣为阶梯利用后的冶金炉渣，所述废尾渣的成分包括：氧化钙、氧化铁、氧化镁、氧化锰等金属氧化物。所述废气渗透过滤墙7制备方法如下：对废尾渣进行预处理，经振动筛分类为不同粒径大小的渣颗粒，>5mm的粗料，0.1-5mm的细料，<0.1mm的胶凝料。其次先将胶凝料与碱性溶液均匀混合，再加入细料再次混合均匀形成胶凝浆体，最后添加适量粗料再次混合均匀，倒入墙状模具静置，形成适当强度的可渗透性固体挡板墙。具体地，混合比例为：0.3-0.5份的碱性溶液与1份的胶凝料混合。100kg/m3细料与200kg/m3至300kg/m3胶凝料与100kg/m3碱性的溶液混合。500kg/m3的细料、胶凝料、碱性溶液形成的胶凝浆体与1500-2000kg/m3的粗料混合。废气渗透过滤墙7具有可渗透性，渗透率与粗料的粒径大小呈正相关，通常若粗料粒径为5-10mm，孔隙率可达20％，渗透率10mm/s；若粗料粒径为10-15mm，孔隙率可达30％，渗透率25mm/s。随着有效孔隙率的增长，连通孔隙增多，内部流体的实际接触面增大，从而渗透系数增长率不断增大。但粗料粒径越大，会导致孔隙率过大，影响该墙体的机械强度。因此，对于不同环境、不同废气、不同来源的尾渣需考虑不同的混合比例制作有效的渗透性废气处理墙。
具体地，所述废水收集箱8设置于所述废气渗透过滤墙7的下方，用于接收从所述废气渗透过滤墙7流下的水。经过上述水箱5、水雾化喷头6可湿润整个废气渗透过滤墙7内部，使废气渗透过滤墙7形成一个湿润的碱性空间，通过酸碱化学反应方式，快速处理酸性气体，并在墙体底部的废水收集箱8收集反应后的废水，连通至废水处理系统。废气经过处理后经过引风机9，所述引风机9用于收集经过所述废气渗透过滤墙7的废气，并将所述废气传输至所述监测设备10，所述引风机9将废气渗透过滤墙7内净化后的气体排空。最后通过引风机9的末端排气口安装的监测设备10实时检查治理效果。
具体地，所述监测设备10用于检测废气的第二成分浓度数据，发送所述第二成分浓度数据至中控装置，所述中控装置用于基于所述第二成分浓度数据向所述水箱5和水雾化喷头6发送喷水指令，以使所述水箱5和水雾化喷头6向所述废气渗透过滤墙7喷水。
具体地，所述中控装置还用于比较所述第一成分浓度数据和所述第二成分浓度数据以得出得到废气集中净化处理监测一体化系统的过滤效果。
具体地，所述监测设备10为CEMS监测设备10，监测识别酸性气体，并监测SO2、NO、NO2、CO、CO2等酸性废气浓度即第二成分浓度数据；所述监测设备10通过无线网扩控制模块连接水箱5、水雾化喷头6、中控装置。所述的中控制装置具有可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，其逻辑功能可通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O设备间的连接方式，并最终决定了编程所能实现的组合逻辑功能。所述的中控制装置可用于设置编程程序，废气污染监测参数可存储在控制模块的存储器中，当采集的参数值超过预先设置的编程程序时，该信号反馈至单片机，控制模块将控制执行模块进行按照预设的编码程序进行控制水雾化喷头6进行喷水操作；控制模块允许无数次的编程；所述的中控制装置具有无线网络(4G/5G)功能，能够实现污染气体识别监测信息上传，并将喷水指令传输至水雾化喷头6的以使其做出喷水动作。利用气体监测识别等技术，提高了废气集中净化处理监测一体化系统的运行效率，具有系统安装简单，净化治理材料来源充足，无组织废气集中处理等优点。所以，本发明有效解决了废气集中净化处理监测一体化系统净化问题，并且克服了钢铁企业冶炼工艺中产生的炉渣企业内回收利用的问题，而具高度产业利用价值。
如图2所示，于一实施例中，本发明的废气集中净化处理监测一体化方法，包括以下步骤：
步骤S21、通过集气设备收集废气。
步骤S22、通过排气管道与所述集气设备连接，所述排气管道用于输送废气至颗粒物粉尘过滤网；
步骤S23、将废气监测设备设置于所述颗粒物粉尘过滤网和废气渗透过滤墙之间，所述废气监测设备设置用于识别废气的第一成分浓度数据并上传至中控装置；
步骤S24、将水箱和水雾化喷头连接，用于基于所述中控装置的喷水指令向所述废气渗透过滤墙喷水；
步骤S25、将废水收集箱设置于所述废气渗透过滤墙的下方，所述废水收集箱用于接收从所述废气渗透过滤墙流下的水；
步骤S26、通过引风机收集经过所述废气渗透过滤墙的废气，并将所述废气传输至所述监测设备；
步骤S27、通过监测设备检测废气的第二成分浓度数据，发送所述第二成分浓度数据至中控装置，所述中控装置用于基于所述第二成分浓度数据向所述水箱和水雾化喷头发送喷水指令，以使所述水箱和水雾化喷头向所述废气渗透过滤墙喷水。
具体地，所述水箱和所述水雾化喷头与所述中控装置通信连接，所述水雾化喷头基于所述中控装置的旋转指令在180-360度旋转调节，所述水雾化喷头基于所述中控装置的调节指令调节喷水速率。
具体地，所述颗粒物粉尘过滤网为由0.5-5μm粗的纤维间隔距离5-50μm相互交叉而成。
具体地，所述废气渗透过滤墙由废尾渣和碱性溶液混合而成。
具体地，所述颗粒物粉尘过滤网、所述废气监测设备和所述废气渗透过滤墙依次设置于治理箱内，所述治理箱与所述颗粒物粉尘过滤网靠近的一侧设有第一通孔，所述第一通孔用于连接所述排气管道，所述治理箱与所述废气渗透过滤墙靠近的一侧设有第二通孔，所述第二通孔用于连接所述引风机。
需要说明的是，上述方法的原理与上述废气集中净化处理监测一体化系统中的结构一一对应，故在此不再赘述。
综上所述，本发明废气集中净化处理监测一体化系统及方法，用于通过设置集气设备，对无序排放的有毒有害废气进行收集，改变原有的排放方式，变无组织为有组织后进人废气处理系统，实时监测废气浓度，适时喷水，减少环境污染。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种废气集中净化处理监测一体化系统，其特征在于，所述系统包括：集气设备、排气管道、颗粒物粉尘过滤网、废气监测设备、水箱、水雾化喷头、废气渗透过滤墙、废水收集箱、引风机、监测设备和中控装置；
所述集气设备用于收集废气；
所述排气管道与所述集气设备连接，用于输送废气至颗粒物粉尘过滤网；
所述废气监测设备设置于所述颗粒物粉尘过滤网和所述废气渗透过滤墙之间，用于识别废气的第一成分浓度数据并上传至中控装置；
所述水箱和所述水雾化喷头连接，用于基于所述中控装置的喷水指令向所述废气渗透过滤墙喷水；
所述废水收集箱设置于所述废气渗透过滤墙的下方，用于接收从所述废气渗透过滤墙流下的水；
所述引风机用于收集经过所述废气渗透过滤墙的废气，并将所述废气传输至所述监测设备；
所述监测设备用于检测废气的第二成分浓度数据，发送所述第二成分浓度数据至中控装置，所述中控装置用于基于所述第二成分浓度数据向所述水箱和水雾化喷头发送喷水指令，以使所述水箱和水雾化喷头向所述废气渗透过滤墙喷水。
2.根据权利要求1所述的废气集中净化处理监测一体化系统，其特征在于：所述水箱和所述水雾化喷头与所述中控装置通信连接，所述水雾化喷头基于所述中控装置的旋转指令在180-360度旋转调节，所述水雾化喷头基于所述中控装置的调节指令调节喷水速率。
3.根据权利要求1所述的废气集中净化处理监测一体化系统，其特征在于：所述颗粒物粉尘过滤网为由0.5-5μm粗的纤维间隔距离5-50μm相互交叉而成。
4.根据权利要求1所述的废气集中净化处理监测一体化系统，其特征在于：所述废气渗透过滤墙由废尾渣和碱性溶液混合而成。
5.根据权利要求1所述的废气集中净化处理监测一体化系统，其特征在于：所述颗粒物粉尘过滤网、所述废气监测设备和所述废气渗透过滤墙依次设置于治理箱内，所述治理箱与所述颗粒物粉尘过滤网靠近的一侧设有第一通孔，所述第一通孔用于连接所述排气管道，所述治理箱与所述废气渗透过滤墙靠近的一侧设有第二通孔，所述第二通孔用于连接所述引风机。
6.一种废气集中净化处理监测一体化方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过集气设备收集废气；
通过排气管道与所述集气设备连接，所述排气管道用于输送废气至颗粒物粉尘过滤网；
将废气监测设备设置于所述颗粒物粉尘过滤网和废气渗透过滤墙之间，所述废气监测设备设置用于识别废气的第一成分浓度数据并上传至中控装置；
将水箱和水雾化喷头连接，用于基于所述中控装置的喷水指令向所述废气渗透过滤墙喷水；
将废水收集箱设置于所述废气渗透过滤墙的下方，所述废水收集箱用于接收从所述废气渗透过滤墙流下的水；
通过引风机收集经过所述废气渗透过滤墙的废气，并将所述废气传输至所述监测设备；
通过监测设备检测废气的第二成分浓度数据，发送所述第二成分浓度数据至中控装置，所述中控装置用于基于所述第二成分浓度数据向所述水箱和水雾化喷头发送喷水指令，以使所述水箱和水雾化喷头向所述废气渗透过滤墙喷水。
7.根据权利要求6所述的废气集中净化处理监测一体化方法，其特征在于，所述水箱和所述水雾化喷头与所述中控装置通信连接，所述水雾化喷头基于所述中控装置的旋转指令在180-360度旋转调节，所述水雾化喷头基于所述中控装置的调节指令调节喷水速率。
8.根据权利要求6所述的废气集中净化处理监测一体化方法，其特征在于，所述颗粒物粉尘过滤网为由0.5-5μm粗的纤维间隔距离5-50μm相互交叉而成。
9.根据权利要求6所述的废气集中净化处理监测一体化方法，其特征在于，所述废气渗透过滤墙由废尾渣和碱性溶液混合而成。
10.根据权利要求6所述的废气集中净化处理监测一体化方法，其特征在于，所述颗粒物粉尘过滤网、所述废气监测设备和所述废气渗透过滤墙依次设置于治理箱内，所述治理箱与所述颗粒物粉尘过滤网靠近的一侧设有第一通孔，所述第一通孔用于连接所述排气管道，所述治理箱与所述废气渗透过滤墙靠近的一侧设有第二通孔，所述第二通孔用于连接所述引风机。
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