CN112973413A - 具有离子瀑和水雾瀑一体式的大气污染物去除设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种具有离子瀑和水雾瀑一体式的大气污染物去除设备，涉及烟气净化领域。大气污染物去除设备用于净化工业领域大气排放物中的硫氧化物、氮氧化物、二氧化氮、重金属、二恶英及粉尘颗粒物，以及用于二氧化碳的捕捉与封存，具有第一‑第三隔间。第一隔间配置成去除烟气中的颗粒物，还配置成将难溶于水的一氧化氮氧化为易溶于水的二氧化氮。第二隔间配置成通过喷淋水雾脱去烟气中的硫化物及氮氧化物。第三隔间配置成去除烟气中二氧化碳。本申请通过第一至第三隔间的配置，能够在一个设备内去除所有的污染物。因此本申请需要更少的空间小，使用的更少的管道，由此降低材料成本，减少压力损失。
Description
技术领域
本申请涉及烟气净化设备，特别是涉及一种具有离子瀑和水雾瀑一体式的大气污染物去除设备。
背景技术
烟气中含有各种物质，如硫化物SOx、氮化物NOx、颗粒物和CO2。目前针烟气中各种净化物质的净化均采用对应的独立净化设备进行净化。以焚烧厂的烟气净化为例加以说明：焚烧厂排出烟气到脱硫塔进行干法/半干法脱硫，经过脱硫之后进入到除尘器/机械纤维过滤器进行除尘，然后再经过氮氧化物净化器的去除氮氧化物，以及二氧化碳的捕捉器进行捕捉，然后洁净烟气由鼓风机的牵引从烟囱排出。
由于各种物质的净化，需要在对应的单独设备中完成，因此存在占用空间大、管路多、材料成本及压力损失大的问题。
发明内容
本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。
根据本申请的提供了一种具有离子瀑和水雾瀑一体式的大气污染物去除设备，其特征在于，用于净化工业领域大气排放物中的硫氧化物、氮氧化物、二氧化氮、重金属、二恶英及粉尘颗粒物，以及用于二氧化碳的捕捉与封存，所述大气污染物去除设备具有：
第一隔间，其下部具有烟气入口，用于使烟气进入，配置成去除烟气中的颗粒物，还配置成将难溶于水的一氧化氮氧化为易溶于水的二氧化氮；
第二隔间，其与所述第一隔间的上部连通，配置成通过喷淋水雾脱去烟气中的硫化物及氮氧化物；和
第三隔间，其与所述第二隔间的下部连通，配置成去除烟气中二氧化碳，第三隔间的上部具有烟气出口，用于将净化后的烟气排入烟囱。
可选地，所述第一隔间中安装干式离子瀑除尘装置，配置成通过发射离子瀑去除烟气中90％以上的颗粒物，还配置成通过臭氧发生器产生臭氧，以将一氧化氮氧化为二氧化氮。
可选地，所述第一隔间的下方具有料斗，用于收集颗粒物，所述料斗连接输送装置，所述输送装置连接飞灰储存仓，以将颗粒物输送至所述飞灰储存仓。
可选地，所述第二隔间中设有硫氧化物及氮氧化物洗涤装置，所述硫氧化物及氮氧化物洗涤装置与输水管道相连，所述输水管道与钠盐储存罐相连，所述硫氧化物及氮氧化物洗涤装置配置成通过喷淋含钠的水雾对烟气中硫氧化物及氮氧化物进行洗涤，以去除SO2、NO2并产生氮气。
可选地，所述第二隔间的底部连接工艺水水箱，以将工作用水排入所述工艺水水箱，所述工艺水水箱连接废水处理箱。
可选地，所述第三隔间的下部安装有二氧化碳吸收器，所述二氧化碳吸收器与二氧化碳再生器相连，所述二氧化碳再生器与二氧化碳存储仓相连，所述二氧化碳吸收器配置成通入胺和水，与烟气中的二氧化碳反应，生成的产物与水一起被导出至所述二氧化碳再生器，所述二氧化碳再生器释放的二氧化碳存储至所述二氧化碳存储仓中。
可选地，所述第三隔间的上部安装湿式离子瀑除尘装置，所述湿式离子瀑除尘装置底部与所述二氧化碳吸收器的顶部相连，所述湿式离子瀑除尘装置顶部与输水管道相连，配置成发射离子瀑去除烟气中的细颗粒物、二恶英、二价汞和液态颗粒态汞，还配置成通过臭氧发生器产生臭氧，以将单质汞氧化为二价汞，以去除汞，还配置成通过水自动冲洗收集壁。
本申请的一种具有离子瀑和水雾瀑一体式的大气污染物去除设备，通过第一至第三隔间的配置，能够在一个设备内去除所有的污染物，即去除工业领域大气排放物中的硫氧化物、氮氧化物、二氧化氮、重金属、二恶英及粉尘颗粒物，还能够进行二氧化碳的捕捉与封存。因此本申请需要更少的空间小，使用的更少的管道，由此降低材料成本，减少压力损失。
根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本申请一个实施例的一种具有离子瀑和水雾瀑一体式的大气污染物去除设备的示意性结构图。
图中各符号表示含义如下：
1.干式离子瀑除尘装置，
2.硫氧化物及氮氧化物洗涤装置，
3.二氧化碳吸收器，
4.湿式离子瀑除尘装置，
5.烟气处理单元，
6.烟气，
7.净化后的烟气，
8.输送装置，
9.飞灰储存仓，
10.工艺水水箱，
11.二氧化碳再生器，
12.二氧化碳存储仓，
13.废水处理箱，
14.钠盐储存罐。
具体实施方式
图1是根据本申请一个实施例的一种具有离子瀑和水雾瀑一体式的大气污染物去除设备的示意性结构图。图中红色线条表示烟气输送管道，棕色线条表示干粉飞灰输送管道，宝蓝色线条表示水输送管道，粉色线条表示CO2富胺水输送管道，蓝色线条表示胺和水输送管道，黄色线条表示CO2输送管道，黑色线条表示废水输送管道，绿色线条表示钠输送管道。
如图1所示，本实施例的提供了一种具有离子瀑和水雾瀑一体式的大气污染物去除设备，用于净化工业领域大气排放物中的硫氧化物、氮氧化物、二氧化氮、重金属、二恶英及粉尘颗粒物，以及用于二氧化碳的捕捉与封存所述大气污染物去除设备。大气污染物去除设备具有：第一隔间、第二隔间和第三隔间。第一隔间至第三隔间共同形成烟气处理单元5。第一隔间的下部具有烟气入口，用于使烟气6进入。第一隔间配置成去除烟气中的颗粒物，还配置成将难溶于水的一氧化氮氧化为易溶于水的二氧化氮。第二隔间与所述第一隔间的上部连通，配置成通过喷淋水雾脱去烟气中的硫化物及氮氧化物。第三隔间与所述第二隔间的下部连通，配置成去除烟气中二氧化碳，第三隔间的上部具有烟气出口，用于将净化后的烟气7排入烟囱。烟气6在第一隔间中由下至上行进，在第二隔间中由上至下行进，在第三隔间中由下至上行进。
本申请的一种具有离子瀑和水雾瀑一体式的大气污染物去除设备，通过第一至第三隔间的配置，能够在一个设备内去除所有的污染物，即去除烟气中的颗粒物、硫氧化物、氮氧化物及二氧化碳。因此本申请需要更少的空间小，使用的更少的管道，由此降低材料成本，减少压力损失。
更具体地，本实施例中，所述第一隔间中安装干式离子瀑除尘装置1，配置成通过发射离子瀑去除烟气中90％以上的颗粒物，还配置成通过臭氧发生器产生臭氧，以将一氧化氮氧化为二氧化氮。反应式：
NO+O3→NO2+O2
干式离子瀑除尘装置1为现有技术，本实施例针对干式离子瀑除尘装置1的结构部分不再赘述。干式离子瀑除尘装置1利用离子瀑技术，高效处理PM、含纳米级固体颗粒物能够去除90％以上的颗粒物。颗粒物包括含纳米级固体颗粒物、液体颗粒、重金属、二恶英和汞。
更进一步地，本实施例中，所述第一隔间的干式离子瀑除尘装置1的下方具有料斗，用于收集颗粒物。所述料斗连接输送装置8，所述输送装置8连接飞灰储存仓9，以将颗粒物输送至所述飞灰储存仓9。输送装置8可以是传送带。干式离子瀑除尘装置1收集到的颗粒物，通过底部的料斗清除，并通过传送带收集至飞灰储存仓9进行二次利用。
更具体地，本实施例中，所述第二隔间中设有硫氧化物及氮氧化物洗涤装置2，所述硫氧化物及氮氧化物洗涤装置2与输水管道相连，所述输水管道与钠盐储存罐14相连，所述硫氧化物及氮氧化物洗涤装置2配置成通过喷淋含钠的水雾对烟气中硫氧化物及氮氧化物进行洗涤，以去除SO2、NO2并产生氮气。
更具体地，本实施例中，所述第二隔间的底部连接工艺水水箱10，以将工作用水排入所述工艺水水箱10，所述工艺水水箱10连接废水处理箱13。废水通过废水处理箱13处理后，可循环二次利用。
具体实施时，硫氧化物及氮氧化物洗涤装置2中输入含钠的水，可以是氢氧化钠(NaOH)，钠会和硫氧化物反应生成水溶性亚硫酸钠NaSO3。反应式：
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
随后，亚硫酸钠NaSO3与二氧化氮NO2反应生成N2和NaSO4，反应式：
2NO2+4Na2SO3→N2+4Na2SO4
产生的氮气呈气态，并与其它烟气一起进入到第三隔间。产生的硫酸钠Na2SO4溶解在水中，并继续流向工艺水水箱10。工艺水水箱10中盐类和固态物被处理掉，亚硫酸钠随着水会循环利用，硫酸钠及固态颗粒物会被转移到单独的废水处理箱13。工艺水水箱10收集的工作用水，一部分进行二次处理后循环使用。
更具体地，本实施例中，所述第三隔间的下部安装有二氧化碳吸收器3。所述二氧化碳吸收器3与二氧化碳再生器11相连。所述二氧化碳再生器11与二氧化碳存储仓12相连。在这一阶段烟气中的硫氧化物和氮氧化物已被净化掉，胺是由氨NH3构成的化合物，其中一个氢(本段简称为R)的碳链取代。这里使用的胺是水溶性的，所以可以用在洗涤剂中。其中，所述二氧化碳吸收器3配置成通入胺R-NH2和水，与烟气中的二氧化碳反应，反应式：
2R-NH2+CO2→R-NH3+R-NHCOO
生成的产物与水一起被导出至所述二氧化碳再生器11，所述二氧化碳再生器11释放的二氧化碳。所述二氧化碳再生器11可采用冷冻氨分解CO2工艺。反应式：
R-NH3+R-NHCOO→2R-NH2+CO2
被所述二氧化碳再生器11释放的二氧化碳可以加压并存储至所述二氧化碳存储仓12中。CO2储存用于工业。2R-NH2循环使用。
汞的沸點是356.73℃，燃煤产生单质汞、二价汞和液态颗粒态汞。更具体地，本实施例中，所述第三隔间的上部安装湿式离子瀑除尘装置4，所述湿式离子瀑除尘装置4的底部与所述二氧化碳吸收器3的顶部相连，所述湿式离子瀑除尘装置4顶部与输水管道相连，配置成发射离子瀑去除烟气中的细颗粒物、烟气中剩余的二恶英和液态颗粒态汞，还配置成通过臭氧发生器产生臭氧，以将单质汞氧化为二价汞，二价汞溶于水，还配置成自动冲洗收集壁。
其中，湿式离子瀑除尘装置4为现有技术，本实施例中，针对湿式离子瀑除尘装置4结构部分不再赘述。湿式离子瀑除尘装置4主要为去除烟气中的颗粒物，达到超低排放的要求。即实现超高颗粒物净化效率，超低颗粒物排放，能够去除细微颗粒物、去除二恶英、汞。
本实施例中，利用臭氧将单质汞氧化为二价汞后溶于水，液态颗粒态汞可以由湿式离子瀑除尘装置4去除。
更具体地，本实施例中，工艺水水箱10通过输水管道与硫氧化物及氮氧化物洗涤装置2、湿式离子瀑除尘装置4和二氧化碳吸收器3相连。工艺水水箱10收集的工作用水，一部分进行二次处理后循环使用，供给硫氧化物及氮氧化物洗涤装置2、湿式离子瀑除尘装置4和二氧化碳吸收器3。
综上，本申请可以适用于许多不同的工业领域，如燃煤电厂、生物发电厂、钢铁厂、垃圾焚烧厂、水泥厂、焦化厂、船舶和发电机用的柴油机、其他特殊工艺流程等。工业领域大气排放物中的硫氧化物、氮氧化物、二氧化氮、重金属、二恶英及粉尘颗粒物，以及实现二氧化碳的捕捉与封存。本申请处理烟气排放的所有净化装置或净化器都在同一套设备里，设备需要的安装空间小，投资低。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种具有离子瀑和水雾瀑一体式的大气污染物去除设备，其特征在于，用于净化工业领域大气排放物中的硫氧化物、氮氧化物、二氧化氮、重金属、二恶英及粉尘颗粒物，以及用于二氧化碳的捕捉与封存，所述大气污染物去除设备具有：
第一隔间，其下部具有烟气入口，用于使烟气进入，配置成去除烟气中的颗粒物，还配置成将难溶于水的一氧化氮氧化为易溶于水的二氧化氮；
第二隔间，其与所述第一隔间的上部连通，配置成通过喷淋水雾脱去烟气中的硫化物及氮氧化物；和
第三隔间，其与所述第二隔间的下部连通，配置成去除烟气中二氧化碳，第三隔间的上部具有烟气出口，用于将净化后的烟气排入烟囱。
2.根据权利要求1所述的大气污染物去除设备，其特征在于，所述第一隔间中安装干式离子瀑除尘装置，配置成通过发射离子瀑去除烟气中90％以上的颗粒物，还配置成通过臭氧发生器产生臭氧，以将一氧化氮氧化为二氧化氮。
3.根据权利要求2所述的大气污染物去除设备，其特征在于，所述第一隔间的下方具有料斗，用于收集颗粒物，所述料斗连接输送装置，所述输送装置连接飞灰储存仓，以将颗粒物输送至所述飞灰储存仓。
4.根据权利要求1所述的大气污染物去除设备，其特征在于，所述第二隔间中设有硫氧化物及氮氧化物洗涤装置，所述硫氧化物及氮氧化物洗涤装置与输水管道相连，所述输水管道与钠盐储存罐相连，所述硫氧化物及氮氧化物洗涤装置配置成通过喷淋含钠的水雾对烟气中硫氧化物及氮氧化物进行洗涤，以去除SO2、NO2并产生氮气。
5.根据权利要求4所述的大气污染物去除设备，其特征在于，所述第二隔间的底部连接工艺水水箱，以将工作用水排入所述工艺水水箱，所述工艺水水箱连接废水处理箱。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的大气污染物去除设备，其特征在于，所述第三隔间的下部安装有二氧化碳吸收器，所述二氧化碳吸收器与二氧化碳再生器相连，所述二氧化碳再生器与二氧化碳存储仓相连，所述二氧化碳吸收器配置成通入胺和水，与烟气中的二氧化碳反应，生成的产物与水一起被导出至所述二氧化碳再生器，所述二氧化碳再生器释放的二氧化碳存储至所述二氧化碳存储仓中。
7.根据权利要求6所述的大气污染物去除设备，其特征在于，所述第三隔间的上部安装湿式离子瀑除尘装置，所述湿式离子瀑除尘装置底部与所述二氧化碳吸收器的顶部相连，所述湿式离子瀑除尘装置顶部与输水管道相连，配置成发射离子瀑去除烟气中的细颗粒物、二恶英、二价汞和液态颗粒态汞，还配置成通过臭氧发生器产生臭氧，以将单质汞氧化为二价汞，以去除汞，还配置成通过水自动冲洗收集壁。
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