CN1164352C - 一种尾气净化处理装置及其该装置完成的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尾气净化处理装置及其该装置完成的工艺，该装置包括喷淋室、吸收塔、净化贮水池、沸腾反应罐和高压引风机，从焙烧窑等出来的高温尾气经喷淋室、吸收塔和沸腾反应罐及活性炭吸收柱一级级反应吸收后，排入烟囱的尾气中二氧化硫SO₂、一氧化碳CO和氟化氢HF、一氧化氮NO等有害气体已吸收待尽，灰尘的格林曼值也接近零，尾气不再污染环境，且本装置结构简单、易操作、成本低，产生的硫酸还可与铁硝反应生成硫酸亚铁，产生新的价值。

Description

一种尾气净化处理装置及其该装置完成的工艺

本发明涉及一种尾气净化处理装置及其该装置完成的工艺。

冶炼硫酸铝、硫酸锌、稀土等矿物产生的尾气中含有大量二氧化硫SO₂、灰尘等有害物质，为清除这些有害物质，人们利用碱水喷淋的方法，此方法虽可行，但成本高，且产生大量Na₂SO₃、Na₂SO₄等污水，提取Na₂SO₃、Na₂SO₄的过程工艺复杂、成本高，人们往往弃之不用，这不但造成浪费且产生新的污染源，也有些人用低温焙烧的办法来解决有害气体的污染，但此方法生产周期长，二氧化硫SO₂缓慢分散释放出来，排放量并不减少，不能从根本上解决二氧化硫SO₂的污染问题。

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种能有效地清除尾气中的二氧化硫SO₂、灰尘等污染且成本低的尾气净化处理装置及其此装置完成的工艺。

为完成本发明的目的，本发明的技术解决方案是：一种尾气净化处理装置，其特征是它包括喷淋室、净化贮水池、吸收塔、沸腾反应罐和高压引风机；喷淋室为高窄长管道，喷淋室的前部有一进气口，末端有一出气口，上端有一给水管进口，底部有排污水口，在管道内部顶端中间有一耐酸喷淋装置，喷淋装置连接给水管，给水管通过水泵连接水源，左右间隔有留有气体通道的耐酸隔离阻挡装置，排污水口由水管连接净化贮水池，喷淋室的出气口由管道通过高压引风机连接吸收塔的进风口；吸收塔的上部开有水喷头管道进口和出风口，下部开有一排污水口和进风口，进风口高于排污水口，吸收塔内部上、下都有一使气体紊乱流动的装置，该装置上面为水喷头，净化贮水池通过水喷头管道连接水喷头，排污水口由水管连接净化贮水池，出风口由管道通过高压引风机连接沸腾反应罐的进风管进口；沸腾反应罐为一密封贮水罐，其上端有进风管进口、出风管进口、上水管进口，下部有一带阀门的排水管进口，进风管下面为放射形气体喷管，放射形气体喷管伸入沸腾反应罐的液面下并与反应罐的底面有一距离，出风管连接烟囱，排水管连接净化贮水池。

本发明的尾气净化处理装置中还包括装有铁屑的回收反应池和结晶装置，净化贮水池有排水管通到回收反应池，而结晶装置过滤出的水则由回水管通到净化贮水池。

本发明的尾气净化处理装置中，喷淋室与吸收塔间的高压引风机可以是喷水高压引风机，喷水高压引风机是在普通高压引风机的进风口处加一小的喷水装置。

本发明的尾气净化处理装置中还可在沸腾反应罐的出风管进口处加一活性炭吸收柱，由吸收柱连接烟囱。

为完成本发明的另一任务，本发明的技术解决方案是：一种尾气净化处理装置完成的尾气净化处理工艺，其特征是(1)焙烧窑产生的高温尾气由所述喷淋室的进气口进入喷淋室，由各个留有气体通道的隔离阻挡装置将其阻挡紊乱前进，由喷淋装置向下喷水，尾气中的灰尘大部分被阻挡掉落，喷淋装置喷出的水大部分变成水蒸气，尾气中含大量氧气，水蒸气、二氧化硫SO₂、一氧化氮(微量)、氟化氢(微量)及灰尘充分接触，氟化氢被水吸收形成氢氟酸，二氧化硫和水生成亚硫酸 ，二氧化硫与氧气生成三氧化硫 ，一氧化氮与氧气生成二氧化氮2NO+O₂＝2NO₂，二氧化氮与二氧化硫生成三氧化硫和一氧化氮 ，这样少量一氧化氮就能促进二氧化硫生成三氧化硫，且灰尘也能促进二氧化硫生成三氧化硫，而三氧化硫极易溶于水生成硫酸，这样大量的二氧化硫变成了亚硫酸和硫酸，氟化氢变成氢氟酸，降了温的剩余尾气由高压引风机送入吸收塔，沉降的含酸污水则由排污水管送入净化贮水池中净化后供吸收塔用水；(2)送入吸收塔的尾气自下向上流动，尾气通过吸收塔中使气体紊乱流动的装置紊乱流动缓慢上升，而吸收塔中的水喷头由上向下喷水，气体与水充分接触，灰尘沉降，大量三氧化硫SO₃被含有硫酸的酸性水吸收，尾气经吸收塔吸收后再经高压引风机引入沸腾反应罐中，而污水则由排污水口进入净化贮水池中净化后供吸收塔重复使用，(3)送入沸腾反应罐的气体由放射形气体喷管喷出，与反应罐中的水充分接触吸收尾气中剩余的二氧化硫SO₂、三氧化硫SO₃、一氧化氮、氟化氢气体，然后由沸腾反应罐的出风管排入烟囱，当沸腾反应罐中的水达到一定硫酸浓度后由排水管排给净化贮水池，再由进水管换水。

本发明尾气净化处理工艺中还可包括步骤(4)：净化贮水池中硫酸达到一定浓度后被排放到回收反应池中，硫酸与铁屑反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁浓缩结晶，过滤出的水重新排回净化贮水池中使用。

本发明尾气净化处理工艺中从沸腾反应罐出来的尾气还可经活性炭吸收柱吸附后排入烟囱。

本发明尾气净化处理工艺中从喷淋室到吸收塔的过程中可由喷水高压引风机中的小喷水装置向尾气喷水吸收二氧化硫SO₂、三氧化硫SO₃、一氧化氮、氟化氢，并使灰尘沉降。

由于本发明采用了上述方案，从焙烧窑中出来的尾气温度高，含有大量的氧气，在喷淋室与水及水蒸气接触后，一部分二氧化硫SO₂变成亚硫酸H₂SO₃，一部分二氧化硫变成三氧化硫SO₃、三氧化硫SO₃变成硫酸，大部分氟化氢被水吸收变成氢氟酸，再通过吸收塔被含有硫酸的水吸收，大量的三氧化硫SO₃在此处被吸收，即使尾气中还含有二氧化硫、三氧化硫等气体，又被沸腾反应罐中的水吸收，出来的尾气又经活性炭吸附，这样层层把关，可把二氧化硫SO₂、氟化氢HF、一氧化碳CO、一氧化氮NO等有害气体基本上完全吸收，大量灰尘沉降，从而使烟囱排出的尾气中不含有害气体，灰尘的格林曼值小于0.001，不污染环境，且本技术结构简单、成本低、易操作，由于水的重复利用，不但促进了对三氧化硫SO₃的吸收，且节省水源；污水中的废物硫酸H₂SO₄被重新利用，创造了新的价值。

下面结合附图和具体实施例详述本发明：

图1为本发明装置布置图和工艺流程图；

图2为本发明中喷淋室局剖结构示意图；

图3为本发明中喷水高压引风机结构示意图；

图4为本发明中吸收塔的局剖结构示意图；

图5为图4中进风管的结构示意图；

图6为本发明中沸腾反应罐局剖结构示意图。

如图1所示，本发明中的尾气净化处理装置包括喷淋室、吸收塔、沸腾反应罐、净化贮水池和高压引风机，焙烧窑中出来的尾气经喷淋室后由高压引风机进入吸收塔，经吸收再由高压引风机进入沸腾反应罐，直接排入烟囱或者通过活性碳吸收柱吸附后排入烟囱；水源供给喷淋室、喷水高压引风机、反应罐用水；喷淋室、吸收塔排出的污水进入净化贮水池中，由净化贮水池净化后供给吸收塔用水，沸腾反应罐中的水含硫酸达到一定浓度后排放给净化贮水池；当净化贮水池中的水达到一定硫酸浓度后排放给回收反应池，由回收反应池中的铁屑与硫酸反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁结晶重新使用，而结晶后过滤的水则由回水管排回净化贮水池中再利用。

如图2所示，喷淋室为高窄长长方形管道，其前部有一进气口8，末端有一出气口5，上端有一给水管4的进口，水源通过水泵供给给水管4水，在管道内部顶端中间的耐酸喷淋装置为一耐酸喷淋管2，在喷淋管2朝向上面的管道壁上开有两排小孔3，两排小孔3的夹角小于180°，最好为90°，小孔面积之和小于水泵出口面积的1/2，最好为1/3，管道左右由留有交错通道的耐酸隔离板1分成多个互通的小喷淋室，各小喷淋室内有耐酸隔离网7，各个小喷淋室底部都有一排污水口6，排污水口6由水管连接净化贮水池，高温尾气由进气管进入喷淋室后，经耐酸隔离板、隔离网阻挡，尾气中的大量灰尘沉降，随污水排出，而由于为缓慢前行，喷淋管中的水喷出后由喷淋室的顶端和前后壁及隔离网反射下行，大量的水在高温下变成水蒸气，包围尾气中的二氧化硫SO₂、一氧化氮、氧气、氟化氢等气体，充分接触反应，生成亚硫酸、硫酸、氢氟酸等，随污水排致净化贮水池中净化处理后供给吸收塔用水。

如图3所示，喷水高压引风机是将尾气由喷淋室压至吸收塔的装置，它是在普通高压引风机的进风口壁上开有一进水管进口9，进水管10的尾部为一小喷管，即将进水管尽头密闭，在其壁上开有小孔11。进水管10与进风口壁密封焊接在一起。这样尾气经过该喷水高压引风机时即可降温；增加引风机的使用寿命，又可以吸收尾气中的二氧化硫SO₂、三氧化硫SO₃等气体，并使灰尘沉降。

如图4所示吸收塔上部开有水喷头管道13的进口和出风口12，下部开有一排污水口17和进风口16，进风口16有进风管16′，进风口16高于排污水口17，吸收塔内部在进风口16和排污水口17之间的位置有一阻风渗水网18，使气体紊乱流动的装置为一支撑筛20及其支撑筛上散乱放置的一层瓷环19，该装置上面为碗形水喷头14，在吸收塔的壁上开有可更换瓷环和阻风渗水网的开口15，开口15上由法兰盖密封。由喷水高压引风机送来的高压尾气中的污水经阻风渗水网后由排污水口排出，而气体则经支撑筛和瓷环后缓慢紊乱上升，水喷头向下喷水，由于水喷头的水来自净化贮水池中的净化水，水中含有大量的硫酸，水中的硫酸促进三氧化硫SO₃与水的反应生成硫酸，所以大部分三氧化硫SO₃由此吸收，由于尾气与水接触的充分，三氧化硫SO₃吸收的也充分，污水经排污水口排至净化贮水池中净化后再利用；如图5所示吸收塔的进风管16′的出口处有由进风管壁上焊接的三角架支撑的伞形帽21，它的作用是使尾气进入后被阻挡反射、由边缘扩散，同时防止污水进入进风管。

如图6、图7所示，沸腾反应罐为一密封贮水罐，其上端有进风管22的进口和出风管24的进口、上水管25的进口，下端有排水管28的进口，排水管28上有一阀门，排水管在阀门与进口之间连通一液面计29，进风管22下面为双层平面放射形布置的喷管26，喷管26伸入沸腾反应罐的液面下并离反应罐底面40厘米，喷管26尽头密闭，管道朝向下面的壁上开有出气孔27。尾气经高压引风机压入沸腾反应罐的进风管22中，经喷管26喷出，由于喷管26上的小孔27很小，气体缓慢放出，与水充分接触，吸收剩余尾气中的二氧化硫SO₂、三氧化硫SO₃等气体。尾气经过沸腾反应罐后再经活性炭吸收柱的吸附然后通过烟囱排放大气中，这时的尾气几乎不含有二氧化硫SO₂、一氧化碳CO、一氧化氮NO和氟化氢HF等气体，灰尘的格林曼值接近零。

Claims (14)

1、一种尾气净化处理装置，其特征是它包括喷淋室、净化贮水池、吸收塔、沸腾反应罐和高压引风机；喷淋室为高窄长管道，喷淋室的前部有一进气口，末端有一出气口，上端有一给水管进口，底部有排污水口，在管道内部顶端中间有一耐酸喷淋装置，喷淋装置连接给水管，给水管通过水泵连接水源，左右间隔有留有气体通道的耐酸隔离阻挡装置，排污水口由水管连接净化贮水池，喷淋室的出气口由管道通过高压引风机连接吸收塔的进风口；吸收塔的上部开有水喷头进口和出风口，下部开有一排污水口和进风口，进风口高于排污水口，吸收塔内部上、下都有一使气体紊乱流动的装置，该装置上面为水喷头，净化贮水池通过水喷头管道连接水喷头，排污水口由水管连接净化贮水池，出风口由管道通过高压引风机连接沸腾反应罐的进风管进口；沸腾反应罐为一密封贮水罐，其上端有进风管进口、出风管进口、上水管进口，下部有一带阀门的排水管进口，进风管下面为放射形气体喷管，放射形气体喷管伸入沸腾反应罐的液面下并与反应罐的底面有一距离，出风管由管道连接烟囱，排水管连接净化贮水池。

2、根据权利要求1所述的尾气净化处理装置，其特征是它还包括一个装有铁屑的回收反应池和结晶装置，所述的净化贮水池有一排水管连接回收反应池，而结晶装置中过滤出的水则由回水管排回净化贮水池。

3、根据权利要求1所述的尾气净化处理装置，其特征是所述的喷淋室与吸收塔间的高压引风机为喷水高压引风机，它是在普通高压引风机的进风口处加一小的喷水装置。

4、根据权利要求3所述的尾气净化处理装置，其特征是所述的小的喷水装置为将进水管(10)尽头封闭，在其壁上开有小孔(11)。

5、根据权利要求1所述的尾气净化处理装置，其特征是所述的沸腾反应罐的出风口处加一活性炭吸收柱(23)，由吸收柱(23)连接烟囱。

6、根据权利要求1所述的尾气净化处理装置，其特征是所述的喷淋室的喷淋装置为一耐酸喷淋管(2)，在喷淋管(2)朝向上面的管道壁上开有两排小孔(3)，两排小孔(3)的夹角小于180°，小孔面积之和小于水泵出口面积的1/2。

7、根据权利要求6所述的尾气净化处理装置，其特征是所述的喷淋管(2)的两排小孔(3)的夹角为90°，小孔面积之和为水泵出口面积的1/3。

8、根据权利要求1所述的尾气净化处理装置，其特征是所述的喷淋室的隔离阻挡装置为留有交错通道的耐酸隔离板(1)及其隔离板(1)间的耐酸隔离网(7)。

9、根据权利要求1所述的尾气净化处理装置，其特征是所述的吸收塔的使气体紊乱流动的装置为支撑筛(20)及其上边散乱放置的瓷环(19)。

10、根据权利要求1所述的尾气净化处理装置，其特征是所述的沸腾反应罐的放射形气体喷管为双层平面放射形气体喷管(26)，喷管的尽头密闭，管道朝向下面的壁上开有出气孔(27)。

11、根据权利要求1所述的尾气净化处理装置所完成的尾气净化处理工艺，其特征是(1)焙烧窑产生的高温尾气由所述的喷淋室的进气口进入喷淋室，由各个留有气体通道的隔离阻挡装置将其阻挡紊乱前进，由喷淋装置向下喷水，尾气中的灰尘大部分被阻挡掉落，喷淋装置喷出的水大部分变成水蒸气，尾气中含大量氧气O₂，水蒸气、二氧化硫、一氧化氮、氟化氢(微量)及灰尘充分接触，氟化氢被水吸收形成氢氟酸，二氧化硫和水生成亚硫酸 ，二氧化硫与氧气生成三氧化硫 ，一氧化氮与氧气生成二氧化氮 ，二氧化氮与二氧化硫生成三氧化硫和一氧化氮 ，这样少量一氧化氮就能促进二氧化硫生成三氧化硫，且灰尘也能促进二氧化硫生成三氧化硫，而三氧化硫极易溶于水生成硫酸，这样大量的二氧化硫变成了亚硫酸和硫酸，氟化氢变成氢氟酸，降了温的剩余尾气由高压引风机送入吸收塔，沉降的含酸污水则由排污水管送入净化贮水池中净化后供吸收塔用水；(2)送入吸收塔的尾气自下向上流动，尾气通过吸收塔中使气体紊乱流动的装置紊乱流动缓慢上升，而吸收塔中的水喷头由上向下喷水，气体与水充分接触，灰尘沉降，大量三氧化硫SO₃被含硫酸的酸性水吸收，尾气经吸收塔吸收后再经高压引风机引入沸腾反应罐中，而污水则由排污水口进入净化贮水池中净化后供吸收塔重复使用，(3)送入沸腾反应罐的气体由放射形气体喷管喷出，与反应罐中的水充分接触吸收尾气中剩余的二氧化硫SO₂、三氧化硫SO₃、一氧化氮、氟化氢气体，然后由沸腾反应罐的出风管排入烟囱，当沸腾反应罐中的水达到一定硫酸浓度后由排污水管排出，再由进水管换水。

12、根据权利要求11所述的尾气净化处理工艺，其特征是当净化贮水池中硫酸达到一定浓度后被排放到回收反应池中，硫酸与铁屑反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁浓缩结晶，过滤出的水重新排回净化贮水池中使用。

13、根据权利要求11所述的尾气净化处理工艺，其特征是尾气从喷淋室到吸收塔的过程中也可由喷水高压引风机中的小喷水装置向尾气喷水吸收二氧化硫SO₂、三氧化硫SO₃、一氧化氮、氟化氢，并使灰尘沉降。

14、根据权利要求11所述的尾气净化处理工艺，其特征是从沸腾反应罐出来的尾气还可经活性炭吸收柱吸附后排入烟囱。

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