CN207546183U - 一种烟气中二噁英去除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种烟气中二噁英去除装置。本实用新型装置包括吸收塔、设置在吸收塔侧面下部的烟气进气口和设置在吸收塔顶部的烟气出气口，所述吸收塔内部沿烟气运动方向依次设置有第一吸收层、第二吸收层和除雾层，所述第一吸收层包括液体收集器、整流多孔板、环状紫外灯、喷嘴，所述第二吸收层包括液体收集器、烟气再分布器、环状紫外灯、喷嘴，待处理的烟气在所述环状紫外灯的照射下与所述喷嘴中喷出的芬顿试剂发生化学反应。应用本装置处理含有二噁英的烟气，可以对烟气进行两次循环洗涤，增大了吸收塔塔内气液混合及传质强度，有利于提高系统的二噁英的去除效率，能够深度处理二噁英。

Description

一种烟气中二噁英去除装置

技术领域

本实用新型属于烟气处理领域，具体涉及一种烟气中二噁英去除装置。

背景技术

二噁英(二氧杂芑)是二噁英类物质的总称，包括众多结构和性质都很相似的众多同类物或异构体的两大类有机化合物，属于持久性有机物(POPs)。二噁英包括120种化合物，是无色无色有强毒性的脂溶性物质，化学性质稳定，在自然界中不易分解，熔点较高，极难溶于水，非常容易在生物体内累积，对人体危害严重，有致死作用和“消瘦综合征”、胸腺萎缩、免疫毒性、肝脏毒性、氯痤疮、生殖毒性、发育毒性和致畸性、致癌性等。其中以2，3，7，8-四氯二苯并-对-二噁英(TCDD)毒性最强，是迄今化合物中毒性最大且有多种毒性的物质之一。排放到大气环境中的二噁英可以吸附在颗粒物上，沉降到水体和土壤，然后通过食物链的富集作用进入人体。食物是人体内二噁英的主要来源。经胎盘和哺乳可以造成胎儿和婴幼儿的二噁英暴露。经常接触的人更容易得癌症。

大气环境中的二噁英九成以上来源于一些污染较重的工业企业，如炼钢、火力发电等工业锅炉燃烧等，含铅汽油、煤、防腐处理过的木材以及石油产品、各种废弃物特别是医疗废弃物在燃烧温度低于300-400℃时容易产生二噁英。现行的二噁英的国家排放标准有《危险废物焚烧污染控制标准(GB18484-2001)》(0.5ng TEQ/Nm3)，《生活垃圾焚烧污染控制标准(GB18485-2014)》(0.1ng TEQ/Nm3)。因此，我国烟气排放过程中应该去除二噁英，达到国家排放标准的同时，维护我们良好的生态环境。

现在处理二噁英的方法有布袋除尘、活性炭吸附、催化分解、化学处理、烟气急冷和电子束等。CN 106669418 A公开了一种钢铁烧结烟气综合脱硫、脱硝及去除二噁英的装置及方法，该装置主要包括GGH换热器、烟气加热炉、喷氨格栅、SCR反应器、烟气-水换热器、增压风机、循环水泵、脱硫塔、烟囱等，能够去除烟气中的二噁英，但是其经除尘后由主抽风机送入脱硫塔脱除SO2，然后再送至SCR反应器进行脱硝和去除二噁英，并没有着重去除二噁英，技术效果能不显著。CN 202654923 U公告了废气处理系统，主要是循环流体化床半干式除酸装置，其包括一反应器，一与所述反应器连接的旋风集尘器、一与所述反应器以及所述旋风集尘器连接的循环储存槽以及一与所述反应器连接的碱剂注入装置，通过惰性物质与由碱剂注入装置提供的碱剂形成一流体化的去除二噁英的组成物，适用于半干式吸收塔。

综上，这些方法各有优缺点，市场上仍需要一种高效的二噁英的处理技术和设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能耗少、运行成本低、能够持续稳定运行的去除烟气中二噁英装置及工艺。

本实用新型的一个目的是公开一种烟气中二噁英去除装置，为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下。

一种烟气中二噁英去除装置，包括吸收塔、设置在吸收塔侧面下部的烟气进气口和设置在吸收塔顶部的烟气出气口，所述吸收塔内部自下而上依次设置有第一吸收层、第二吸收层和除雾层，所述第一吸收层包括设置在吸收塔底部的第一液体收集器、整流多孔板、第一环状紫外灯、第一喷嘴，所述烟气进气口在侧壁的高度位于第一液体收集器和整流多孔板之间，所述第二吸收层包括第二液体收集器、烟气再分布器、第二环状紫外灯、第二喷嘴，所述第一液体收集器通过管道与第一循环泵入水口连接，所述第二液体收集器通过管道与第二循环泵入水口连接；所述除雾层包括高效湿式电除尘器；所述第一喷嘴与第一循环泵出水口连接，所述第二喷嘴与第二循环泵出水口连接，待处理的烟气在在所述环状紫外灯的照射下与所述喷嘴中喷出的芬顿试剂发生化学反应。

作为优选，所述第一吸收层整流多孔板设置为在直径为塔体内径的的板上开多个圆形小孔，开孔率为50-80％，优选值为58％。

作为优选，所述再分布器包括有若干个文丘里管的气管，即所述烟气再分布器的气管下方烟气入口直径小于上方烟气出口直径，中部更细且有弧度并靠近下方入口，管内圆滑；所述再分布器的气管镶嵌在所述第二吸收层液体收集器中，所述再分布器的气管的高度高于所述第二吸收层液体收集器运行时液位高度；所述气管设置有若干个，以塔体横截面中心为中心对称镶嵌。

作为优选，所述第一环状紫外灯和所述第二环状紫外灯为圆环状，有若干层灯，灯管是环形灯管，像甜甜圈的形状，各处都能发光，故以塔体内壁为底，紧贴塔体内壁，照射紫外线的角度大于180°，能使紫外线覆盖整个塔体；所述第一喷嘴和第二喷嘴的喷射角度大于120°，喷出的液体呈雾状，能覆盖整个塔体内截面。

作为优选，所述第一液体收集器和第二液体收集器呈倒圆锥体形，顶点在塔体横截面圆心位置，方便液体收集，不留死角。

作为优选，还包括加料泵、配药箱，所述配药箱内部设置有已配置的芬顿试剂；所述配药箱与所述加料泵进水口通过管道连接，所述加料泵第一出水口通过管道穿过所述吸收塔侧壁连通所述吸收塔内部，位于所述第一液体收集器的上部；所述加料泵第二出水口通过管道穿过所述吸收塔侧壁连通所述吸收塔内部，位于所述第二液体收集器的上部。

作为优选，还包括第一废液排出管和第二废液排出管，所述第一废液排出管设置在所述第一液体收集器与所述第一循环泵连接的管道中部，所述第二废液排出管设置在所述第二液体收集器与所述第二循环泵连接的管道中部。

作为优选，还包括pH计和液位计，所述pH计和液位计均设置在塔体底部的第一液体收集器中，所述pH计和液位计通过电子线路与第一废液排出管、第二废液排出管、加药泵的阀门开关连接。

作为优选，所述芬顿试剂由亚铁离子与过氧化氢组成，亚铁离子和过氧化氢的摩尔比为1:1-1:5，优选值为1:3。

应用本装置处理烟气的步骤如下：

(1)将芬顿试剂按照比例在所述配药箱中配置完成，通过所述加药泵按需要将试剂加入所述吸收塔内；

(2)烟气从烟气进气口进入第一吸收层，烟气通过所述整流多孔板平整气流，然后在所述第一环状紫外灯的照射下与所述第一喷嘴中喷出的芬顿试剂反应，喷下来的芬顿试剂被所述第一液体收集器收集，通过所述第一循环泵再次循环到第一喷嘴喷出，烟气完成第一次循环洗涤；

(3)经过所述步骤(2)处理的烟气进入第二吸收层，烟气通过所述烟气再分布器平整气流，然后在所述第二环状紫外灯的照射下与所述第二喷嘴中喷出的芬顿试剂反应，喷下来的芬顿试剂被所述第二液体收集器收集，通过所述第二循环泵再次循环到第二喷嘴喷出，烟气完成第二次循环洗涤；

(4)经过所述步骤(3)处理的烟气通过除雾层去除夹带的水汽；

(5)经过所述步骤(4)处理的烟气通过顶部的所述烟气出气口排出。

相对于现有技术，本实用新型取得了有益的技术效果：

1.第一吸收层和第二吸收层两次循环洗涤，增大了吸收塔塔内气液混合及传质强度，有利于提高系统的二噁英的去除效率；

2.待处理烟气在环状紫外灯照射下与喷嘴中喷出的芬顿试剂发生化学反应，紫外光可与芬顿试剂产生协同作用，提高有机物的降解率，能够高效深度处理二噁英；

3.工艺设置合理，不仅能够提高装置的利用效率，又降低了工艺的复杂性。

附图说明

图1装置结构示意图；

图2液体收集器和烟气再分布器局部放大示意图；

图3整流多孔板局部放大示意图.

附图标记：吸收塔1、烟气进气口2、第一液体收集器3、整流多孔板4、第一环状紫外灯5，第一喷嘴6、第二液体收集器7、烟气再分布器8、第二环状紫外灯9、第二喷嘴 10、高效湿式电除尘器11、烟气出气口12、第二废液排出管13、第二循环泵14、第一废液排出管15、第一循环泵16、加药泵17、配药箱18、加药泵第一出水口19、加药泵第二出水口20。

具体实施方式

实施例

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

芬顿试剂是由亚铁离子(Fe²⁺)与过氧化氢(H₂O₂)组成的体系，它能生成强氧化性的羟基自由基(·OH)，在水溶液中与难降解有机物发生氧化反应使之结构破坏，最终氧化分解。紫外光(UV)可与芬顿试剂产生协同作用,由于铁的某些羟基络合物可发生光敏化反应生成·OH(Fe(OH)²⁺-Fe²⁺+·OH),且有机物可在紫外光下部分分解，提高有机物的降解率。所以可以应用降解于一般生物和化学反应难以降解的有机物。由于二噁英是一类有机物而不是一种有机物，所以没有具体反应方程式。芬顿试剂具有下列特点：氧化能力强；过氧化氢分解成羟基自由基的速度很快，氧化速率也较高；羟基自由基具有很高的电负性或亲电性；处理效率较高，处理过程中不引入其他杂质，不会产生二次污染；由于是一种物理化学处理方法，很容易加以控制，容易满足处理要求；既可以单独使用，也可以与其他工艺联合使用，以降低成本，提高处理效果，可与生物处理法联用，作为生物处理的预处理，提高废水可生化性，或者作为生物处理后的深度处理，提高出水的水质；对废水中干扰物质的承受能力较强，操作与设备维护比较容易，使用范围比较广。

如图1所示，吸收塔1呈空心圆柱体，烟气进气口2设置在吸收塔1左侧下部，高于位于第一液体收集器3和整流多孔板4之间，烟气出气口12设置在吸收塔1的顶部。吸收塔1自下而上设置有第一吸收层、第二吸收层和除雾层。第一吸收层包括第一液体收集器3、整流多孔板4、第一环状紫外灯5，第一喷嘴6，第二吸收层包括第二液体收集器7、烟气再分布器8、第二环状紫外灯9、第二喷嘴10，除雾层包括高效湿式电除尘器11。所述第一液体收集器3通过管道与第一循环泵16的入水口连接，第一循环泵16的入水口与第一喷嘴6连接，第一液体收集器3和第一循环泵15连接的管道中部设置有第一废液排出管15；所述第二液体收集器7通过管道与第二循环泵14的入水口连接，第一循环泵14的入水口与第二喷嘴10连接，第二液体收集器7和第二循环泵14连接的管道中部设置有第二废液排出管13。

配药箱18与所述加料泵17进水口通过管道连接，所述加料泵17第一出水口19通过管道穿过所述吸收塔1侧壁连通所述吸收塔1内部，所述吸收塔1侧壁连接处位于所述第一液体收集器3的上部，所述加料泵17第二出水口20通过管道穿过所述吸收塔1侧壁连通所述吸收塔1内部，所述吸收塔1侧壁连接处位于所述第二液体收集器7的上部。配药箱18内部设置有芬顿试剂，由加料泵11泵入吸收塔，流入所述第一液体收集器3和所述第二液体收集器7，然后进入循环洗涤。

如图2所述，所述烟气再分布器8包括有若干个文丘里管的气管，即所述烟气再分布器的气管下方烟气入口直径小于上方烟气出口直径，中部更细且有弧度并靠近下方入口，管内圆滑；所述烟气再分布器8的气管镶嵌在所述第二液体收集器7中，所述烟气再分布器8的气管的高度高于所述第二液体收集器7运行时液位高度；所述气管设置有若干个，以塔体横截面中心为中心对称镶嵌。

如图3所示，所述整流多孔板4设置为在直径为塔体内径的的板上开多个圆形小孔，开孔率为50-80％，优选值为58％。

作为优选的实施例，还包括pH计和液位计；所述pH计和液位计均设置在塔体底部的第一液体收集器中，所述pH计和液位计通过电子线路与第一废液排出管、第二废液排出管、加药泵的阀门开关连接。

所述芬顿试剂中亚铁离子和过氧化氢的摩尔比为1:1-1:5，优选值为1:3。芬顿试剂在实际使用过程中由于反应过程中过氧化氢消耗量大于亚铁离子，因而要多加过氧化氢，也可以根据情况只加过氧化氢。所需芬顿试剂的用量是根据二噁英浓度确定的，双氧水和溶液中有机物的质量比约为1:1，可根据pH来估计反应的进行，pH控制在3-4时反应效率最高。

应用本装置处理烟气中二噁英，包括以下处理步骤：

(1)将芬顿试剂按照比例在所述配药箱18中配置完成，通过所述加药泵17按需要将试剂加入所述吸收塔1内；

(2)烟气从烟气进气口2进入第一吸收层，烟气通过所述整流多孔板4平整气流，然后在所述第一环状紫外灯5的照射下与所述第一喷嘴6中喷出的芬顿试剂反应，喷下来的芬顿试剂被所述第一液体收集器3收集，通过所述第一循环泵16再次循环到第一喷嘴6喷出，烟气完成第一次循环洗涤；

(3)经过所述步骤(2)处理的烟气进入第二吸收层，烟气通过所述烟气再分布器8平整气流，然后在所述第二环状紫外灯9的照射下与所述第二喷嘴10中喷出的芬顿试剂反应，喷下来的芬顿试剂被所述第二液体收集器7收集，通过所述第二循环泵14再次循环到第二喷嘴10喷出，烟气完成第二次循环洗涤；

(4)经过所述步骤(3)处理的烟气通过除雾层的所述高效湿式电除尘器11去除夹带的水汽；

(5)经过所述步骤(4)处理的烟气通过顶部的烟气出气口12排出。

应用本装置处理烟气中二噁英，还可以使用pH计和液位计量联合自动控制系统，控制自动加料和排出废液；所述自动控制系统将pH计设计控制在3-4.5之间，通过判断pH计信号，控制加料泵加料；所述自动控制系统通过判断液位计信息，控制第一废液排出管、第二废液排出管自动排出废液。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (9)

1.一种烟气中二噁英去除装置，其特征在于，包括吸收塔、设置在吸收塔侧面下部的烟气进气口和设置在吸收塔顶部的烟气出气口，所述吸收塔内部自下而上依次设置有第一吸收层、第二吸收层和除雾层，所述第一吸收层包括设置在吸收塔底部的第一液体收集器、整流多孔板、第一环状紫外灯、第一喷嘴，所述烟气进气口在侧壁的高度位于第一液体收集器和整流多孔板之间，所述第二吸收层包括第二液体收集器、烟气再分布器、第二环状紫外灯、第二喷嘴，所述第一液体收集器通过管道与第一循环泵入水口连接，所述第二液体收集器通过管道与第二循环泵入水口连接；所述除雾层包括高效湿式电除尘器；所述第一喷嘴与第一循环泵出水口连接，所述第二喷嘴与第二循环泵出水口连接，待处理的烟气在所述环状紫外灯的照射下与所述喷嘴中喷出的芬顿试剂发生化学反应。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述整流多孔板直径与塔体内径相同，所述整流多孔板上开多个圆形小孔，开孔率为50-80％。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述再分布器包括有若干个文丘里管，所述再分布器的气管镶嵌在所述第二液体收集器中，所述再分布器的气管的高度高于所述第二吸收层液体收集器运行时液位高度；所述气管设置有若干个，以塔体横截面中心为中心对称镶嵌。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一环状紫外灯和所述第二环状紫外灯均为圆环状，紧贴塔体内壁；所述第一喷嘴和第二喷嘴的喷射角度均大于120°。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一液体收集器和第二液体收集器呈倒圆锥体形，顶点在塔体横截面圆心位置。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括加料泵、配药箱，所述配药箱内部设置有已配置的芬顿试剂；所述配药箱与所述加料泵进水口通过管道连接，所述加料泵第一出水口通过管道穿过所述吸收塔侧壁连通所述吸收塔内部，位于所述第一液体收集器的上部；所述加料泵第二出水口通过管道穿过吸收塔侧壁连通所述吸收塔内部，位于所述第二液体收集器的上部。

7.根据权利要求1或6所述的装置，其特征在于，还包括第一废液排出管和第二废液排出管，所述第一废液排出管设置在所述第一液体收集器与所述第一循环泵连接的管道中部，所述第二废液排出管设置在所述第二液体收集器与所述第二循环泵连接的管道中部。

8.根据权利要求1或6所述的装置，其特征在于，还包括pH计和液位计，所述pH计和液位计均设置在塔体底部的第一液体收集器中，所述pH计和液位计通过电子线路与第一废液排出管、第二废液排出管、加药泵的阀门开关连接。

9.根据权利要求1或6所述的装置，其特征在于，所述芬顿试剂由亚铁离子与过氧化氢组成，亚铁离子和过氧化氢的摩尔比为1:1-1:5。