CN113713556A - 基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于大气污染物处理技术领域，具体涉及一种基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法。针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法，采用物理方式，将工业窑炉高温烟气进行二级除尘，并通过热交换器进行降温和除水，之后再加压深冷使烟气中的气态污染物、碳氧化物(COX)全部液化，将液化气体进行分离，从而达到使烟气中全部气态污染物从烟气中一次性分离。本发明对碳氧化物(COX)和各类气态污染物进行一体化的处理和分离，满足碳减排和污染治理的需要，同时将处理过程对环境的危害降至最低。

Description

基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法
技术领域
本发明属于大气污染物处理技术领域，具体涉及一种基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法。
背景技术
工业窑炉产生巨大数量的气态大气污染物，为了保护大气环境，当前我国及全世界普遍采用针对不同污染物分别单独进行处理的办法，诸如采用氨中和氮氧化物(NOX),采用湿法脱硫处理硫氧化物(SOX)，如果进一步进行碳减排，就又需要再一次专门对(COX)进行处理。
现有技术中，针对氮氧化物(NOX)和硫氧化物(SOX)的处理全部是化学方法处理，按现有模式，包含碳减排处理的工业窑炉烟气处理先后包括对于氮氧化物(NOX)、粉尘、硫氧化物(SOX)的分别单独处理，最后再进行碳减排的碳氧化物(COX，主要是CO2)的处理。由此，工业窑炉后面的尾气治理俨然是一串化工厂，系统复杂，不但会消耗大量反应物，而且还会产生大量反应后的二次产物，这些2次产物，难以充分利用及处理。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于碳减排的大气气态污染物一体化物理处理方法，采用物理方式，对碳氧化物(COX)和各类气态污染物进行一体化的处理和分离，满足碳减排和污染治理的需要，同时将处理过程对环境的危害降至最低。
具体地，本发明的方案如下：
将工业窑炉高温烟气进行二级除尘，并通过热交换器进行冷却，实现降温和除水，之后再通过加压深冷将烟气使烟气中的全部气态污染物、包括碳氧化物(COX)全部液化，将液化了的气体进行分离，从而达到使烟气中全部气态污染物从烟气中一次性分离。
工业窑炉烟气中的气态污染物主要包括氮氧化物(NOX)和硫氧化物(SOX)，以及碳减排涉及的碳氧化物(COX)。综合考虑这些气态污染物的性质，将加压深冷的条件设置为能够使烟气中液化温度为-155℃以上的气体全部液化，这里的液化温度为-155℃是指标准大气压下的液化温度。
具体地，所述加压深冷使烟气中的气态污染物、碳氧化物(COX)全部液化采用深冷液化方式，加压压力可以为2.6-3.8MPa，冷却温度可以为-152～-155℃。
上述方法中，二级除尘可以采用袋式除尘器进行，目标为将烟气中的粉尘浓度降到0.1mg/m3以下。可以在进行完二级除尘之后再将烟气通过换热器冷却，也可以先进行一次除尘，通过换热器冷却后再进行第二次除尘。
上述方法中，换热器将高温烟气降温并充分利用其热能，烟气通过换热器后，温度降至30～50℃，优选30℃左右，同时通过换热器还起去除烟气中的水分的作用。
上述方法中，被分离出来的液化气体内主要包括COX、NOX、SOX等，将分离出的液化气体罐装贮存之后，可以送到深海底贮存，也可以送到废弃的深矿井中封闭埋藏。如需对液化气体进行利用，则可将液体送到分馏塔，依照各种不同污染物气体的沸点分别减压蒸发，获得不同蒸发点下的气体馏分分别进行利用。
本发明是基于最简单的物理方法，将工业窑炉产生的高温烟气中的大气气态污染物进行一体化处理。该方法简单方便，包括碳氧化物(COX)等的各类气态污染物可以一体化从气体中分离，避免了各类化学处理方法对环境的破坏，将气态污染物本身以及处理气态污染物、减少碳排放的过程对环境的危害降到最低，成为真正的绿色工程。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施方式进行进一步说明，不作为对本发明的限定。
实施例1
某电厂锅炉烟气，温度在170℃-140℃左右区间。处理时首先将烟气送到一级袋式除尘器，一级袋式除尘器使用PPS滤袋，过滤风速0.7m/min，将烟气中的粉尘浓度降到5mg/m3，然后送到相串联的使用PPS超细面层滤袋的二级袋式除尘器，过滤风速0.5m/min，出口粉尘浓度达到＜0.1mg/m3。
使用热交换器将温度在170℃-140℃左右区间的热烟温度降到30℃左右，同时去除水分。
将上述烟气送入压缩机加压深冷液化，控制加压压力为3.8MPa，深冷液化温度在-152℃。将烟气中液化温度为-155℃以上的气体全部液化。
将获得的包含COX、NOX、SOX的液化气体从烟气中分离并罐装。
实施例2
将实施例1中分离、罐装的液化气体送到深海底进行贮存，或者送到废气的深矿井中封闭埋藏。
实施例3
将实施例1中分离、罐装的液化气体送到分馏塔，在一个大气压、-150℃条件下将NOx分馏出来进行利用。
实施例4
某水泥厂窑尾烟气，温度在260℃左右区间。处理时首先将烟气送到一级袋式除尘器，一级袋式除尘器使用聚酰亚胺滤袋，过滤风速0.7m/min，将烟气中的粉尘浓度降到5mg/m3，然后送到热交换器将烟气温度由260℃左右降到40℃左右，之后送到使用高密面层涤纶水刺毡的二级袋式除尘器，过滤风速0.5m/min，出口粉尘浓度达到＜0.1mg/m3。
将上述烟气送入压缩机加压深冷液化，加压压力为2.8MP，控制深冷液化温度在-155℃。将烟气中液化温度为-155℃以上的气体全部液化。
将获得的包含COX、NOX、SOX的液化气体从烟气中分离并罐装。
实施例5
将实施例4中分离、罐装的液化气体送到深海底进行贮存，或者送到废气的深矿井中封闭埋藏。
实施例6
或将实施例4中分离、罐装的液化气体送到分馏塔，在一个大气压、-150℃条件下将NOx分馏出来进行利用。
实施例7
某水泥厂窑尾烟气，温度在200℃左右区间。处理时首先将烟气送到一级袋式除尘器，一级袋式除尘器使用芳纶滤料，过滤风速0.7m/min，将烟气中的粉尘浓度降到5mg/m3，然后送到热交换器将烟气温度由200℃左右降到30℃左右，之后送到使用芳纶超细面层滤料的二级袋式除尘器，过滤风速0.4m/min，出口粉尘浓度达到＜0.1mg/m3。
将上述烟气送入压缩机加压深冷液化，加压压力为3.0MP，控制深冷液化温度在-155℃。将烟气中液化温度为-155℃以上的气体全部液化。
将获得的包含COX、NOX、SOX的液化气体从烟气中分离并罐装。
实施例8
将实施例7中分离、罐装的液化气体送到深海底进行贮存，或者送到废气的深矿井中封闭埋藏。

Claims (8)

1.一种基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法，其特征在于，将工业窑炉高温烟气进行二级除尘，然后通过热交换器将烟气冷却，再加压深冷使烟气中的气态污染物液化，从而将气态污染物从烟气中分离。
2.根据权利要求1所述的基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法，其特征在于，所述加压深冷使烟气中液化温度为-155℃以上的气态污染物全部液化。
3.根据权利要求1所述的基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法，其特征在于，所述通过热交换器将烟气冷却，将烟气降温至30～50℃，并去除烟气中的水分。
4.根据权利要求1所述的基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法，其特征在于，所述二级除尘将烟气中的粉尘浓度降到0.1mg/m3以下。
5.根据权利要求1所述的基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法，其特征在于，所述加压深冷的加压压力为2.6-3.8MPa，冷却温度为-152～-155℃。
6.根据权利要求1所述的基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法，其特征在于，分离出的液化气体中包含COX、NOX、SOX。
7.根据权利要求1所述的基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法，其特征在于，将分离出的液化气体罐装后送至深海底贮存，或送至废弃矿井中封闭埋藏。
8.根据权利要求1所述的基于碳减排的大气气态污染物一体化处理方法，其特征在于，将分离出的液化气体送到分馏塔，依照各种不同污染物气体的沸点分别减压蒸发，获得不同蒸发点下的气体馏分进行利用。
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