CN210097385U

CN210097385U - 一种烟气处理系统

Info

Publication number: CN210097385U
Application number: CN201920002960.XU
Authority: CN
Inventors: 郭绍华
Original assignee: 郭绍华
Current assignee: GUANGDONG FENGHE CLEAN ENGINEERING Co.,Ltd.
Priority date: 2019-01-02
Filing date: 2019-01-02
Publication date: 2020-02-21
Anticipated expiration: 2029-01-02

Abstract

一种烟气处理系统，以中空纤维膜高粉尘处理技术为核心，实现对烟气粉尘精确分离，达到微克级水平，从而为传统湿法脱硫脱硝、紫外线、催化剂、曝气、活性炭等等技术的更高效应用开辟了道路，组成了新的工艺流程和装备配置的系统方案。工艺顺序是：调整烟气温度，将烟气中的粉尘彻底分离，用曝气、紫外线、催化剂、填料喷淋塔湿法脱硫、脱硝，用活性炭和催化剂对二噁英等污染物吸附清除，尾气通过烟囱排放。

Description

一种烟气处理系统

技术领域

一种烟气处理系统，特别是一种烟气处理工艺流程及其装备配置。

背景技术

石化燃料和垃圾燃烧产生的烟气中含有大量粉尘、氮氧化物、硫氧化物以及汞、二噁英等剧毒污染物质，社会为妥善处理这些烟气付出了巨大努力，但是仍有很多技术问题有待解决。

对于粉尘，目前普遍采用的是静电除尘和布袋除尘，精度最高可以达到1mg/m³，普遍水平在30—50—300mg/m³。

对于氮氧化物，最常用SNCR方法，目前的普遍水平在50—150—400mg/m³之间，（水泥厂现行排放标准为400 mg/m³）仍是个严峻的问题。

对于二氧化硫，处理的方式很多，最常用的是SCR，处理结果在3—50—100mg/m³之间，相对来说较为容易。

对于二噁英，目前广泛采用和研究中的典型方法是：

在布袋除尘器中喷入微粒状的活性炭，吸附烟气中的二噁英（ CN1796869）；

将活性炭制作在除尘布袋的里层，吸附二噁英（《环境科学2003.03 布袋除尘器和活性炭滤布对烟气中的二噁英类的去除效果》）；将催化剂和聚四氟乙烯纤维组合成具有催化功能的滤布，分解二噁英（CN102814108）；紫外线激活光触媒，光解催化降解二噁英（CN101485958）；向烟道中喷射碱性冷却液，降低二噁英生成条件（CN201997249）。

综合分析现有的烟气处理技术，本发明认为造成烟气处理之所以难度很高，几十年来没有重大进展的最主要原因是：烟气中混杂着的大量粉尘，是烟气为多种气体的混杂气体。

首先，烟气与大量粉尘混合，限制了曝气、催化剂、紫外线+氧化剂、活性炭、喷淋塔特别是填料喷淋塔等一系列常规、成熟、稳定的化工技术使用，造成脱硝、脱硫工艺的复杂、耗能、低效和高成本。

其次，烟气中大量的氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳与二噁英混合存在，占据了活性炭、催化剂等降解吸收资源，使其成本极高，效率极低。例如，在使用活性炭粉、活性炭滤布、催化剂滤袋的目的是吸收、转化二噁英，但事实上，首先被吸收、转化的是氮氧化物和二氧化硫，二噁英只能占到极小成分，活性炭和催化剂的剂量是远远不够的。而且，活性炭与飞灰混合，再难恢复和利用，催化剂也会很快被毒化或遮蔽。

发明内容

既然关键的问题是烟气中混杂的粉尘、是多种气体的混杂，那么精确处理的思路就显而易见了。只要能够先行将烟气中的粉尘精确分离，达到微克水平，用常规化工手段处理纯净烟气将变得可行和经济；只要将氮氧化物、二氧化硫等主要污染物先行从烟气中分离，之后再处理其余烟气，捕集二噁英等其他微量剧毒污染气体将变得可行和经济。

根据上述对问题的揭示和判断，本发明提出了一种烟气处理工艺流程及其装备配置的系统方案，其特征在于：所述工艺流程是，石化燃料或垃圾焚烧产生烟气进入→烟气温度调整环节→微克级粉尘分离环节→湿法一体脱硫、脱硝环节→活性炭吸附环节→达标烟气通过烟囱排放；所述装备配置由热交换器、微克级粉尘分离器、湿法一体脱硫、脱硝塔、催化活性炭塔、烟囱依次组成。

所述烟气温度调整环节，是用热交换器将从燃烧环节送来的石化燃料或垃圾焚烧产生的烟气温度调整到40---100摄氏度；所述微克级粉尘分离环节，是用塑料中空纤维膜及其组件制成的除尘阵列，拦截从所述烟气温度调整环节送来的烟气中的粉尘，使出口烟气中的粉尘含量降至1—30ug/m³；所述湿法一体脱硫、脱硝环节，装有氧化液、曝气装置、紫外灯管阵列、催化剂阵列、堆填式或规整式填料的喷淋塔，从所述微克级粉尘分离环节送来的脱尘烟气，经过所述曝气装置与所述氧化液充分接触，所述氧化液被泵吸至所述喷淋塔顶部，经喷头喷入所述紫外灯管阵列和催化剂阵列，与上升中的烟气充分接触和反应，反应后的氧化液继续向下流动，进入堆填式或规整式填料，继续与上升中的烟气反应，烟气中的氮氧化物、二氧化硫、汞被脱除；富液回流到所述喷淋塔的底部，排出所述喷淋塔，做资源化处理；处理后的气体从所述喷淋塔顶部送出，送往所述活性炭吸附环节；所述活性炭吸附环节，是用堆填式活性炭或规整式活性炭组成的活性炭塔，所述活性炭载有催化剂，对脱尘、脱硫、脱硝后的烟气中所含二噁英进行吸附；有两个以上的所述活性炭塔交替处在工作和再生恢复中；处理后的达标气体经所述烟囱排出。

附图说明

图1是一个本发明所述的一种烟气处理工艺流程及其装备配置整体方案的一个实例示意图。

图2是本发明所述微克级粉尘分离环节中的核心部件——高温高粉尘处理用中空纤维膜组件的一种结构示意图。

具体实施方式

结合附图中给出的实例。

从石化燃料燃烧或垃圾焚烧环节送来的烟气0，通过热交换器1，将温度控制在40—70摄氏度范围内，这部分热量可以回收利用。降低温度的目的是：一是为了降低中空纤维膜的工作温度，为采用更廉价的材料创造条件；一是为氧化液创造适宜的工作条件。

降温后的烟气送入微克级粉尘分离环节2，这是一个以中空纤维膜及其膜组件制成的粉尘处理装置，图【2】是所述膜组件的展开示意图，图【2】中，01是高压反吹管接口；02是上外壳；03是喷嘴；04是下外壳；05是膜丝嘴；06是密封圈；07是中空纤维膜膜丝。08是粉尘浓度传感器；09是小花板。以09小花板和密封圈为界，所述膜组件的上部装在负压仓内，下部装在粉尘仓内，受负压吸引，烟气通过所述中空纤维膜的膜丝壁，从粉尘仓进入负压仓，烟气中的粉尘被所述膜丝壁拦截，从而实现烟气的脱尘。当膜丝壁阻力增加达到一定限度时，高压空气通过所述喷嘴反吹至膜丝嘴的上端，进入所述中空纤维膜的内腔，将沉积在所述膜丝壁上的积尘吹落。传感器08用于监视膜组件的过滤效果。其详细原理在2018102481428专利申请中有充分公布。与传统静电除尘和布袋除尘器的最大区别在于将过滤效率陡然提升3—4个数量级，实现高精度离。所排除的气体中粉尘的含量达到1---30微克以下，优于大气本底水平，且风阻不仅不增加，反而有所降低。

经过高精度处理，彻底脱除粉尘的烟气被送入湿法一体脱硫、脱硝环节的喷淋塔3，喷淋塔3的底部是一个装有氧化液7的池子，池中有曝气装置8。曝气装置8可以是传统的曝气头，也可以是中空纤维膜制成的无泡曝气装置，目的是使烟气与氧化液更充分接触，其中一部分污染气体就会与氧化液发生反应，被部分分解。

氧化液8有多种方案，如氢氧化钠、双氧水、氨水、次氯酸纳、过流酸氨、一乙醇胺等等，以及各种有益于反应的添加剂。

与烟气有所混合的氧化液被泵吸到喷淋塔3的顶部，经喷头喷入紫外灯管阵列6和催化剂阵列5，与上升中的烟气充分接触和反应，反应后的氧化液继续向下流动，进入堆填式或规整式填料4，继续与上升中的烟气反应，烟气中的氮氧化物、二氧化硫、汞被脱除；富液回流到所述喷淋塔的底部，经富液池12排出，做资源化处理。

处理后的气体从所述喷淋塔顶部送出，送往所述活性炭吸附环节9；

活性炭吸附环节9使用散堆式或规整式活性炭填充的活性炭塔，脱尘、脱硝、脱硫之后的烟气在这里被进一步吸附，其中的二噁英等有害气体被彻底吸附。为了使活性炭可以循环利用，配备了两个以上的活性炭塔，交替工作，用充氮高温的方法烧毁降解二噁英，保护、恢复活性炭。

处理之后的烟气通过烟囱排放。

有益之处

本发明的实质在于提出了一种独特的组合方式，用已经公开、成熟的技术新颖组合，构成了一个全新的系统解决方案，将烟气处理技术推进到了精细化工的阶段。

这种新颖组合的前提是本发明人在2018106550249《处理高粉尘气体的中空纤维膜组件及其应用结构》专利申请中提出的能够高精度、低风阻处理烟气粉尘，处理的结果能够达到微克级精度的技术和装备。正是实现了烟气中粉尘的高精度分离，原先很多成熟的化工技术才有可能被采用。

如曝气技术，粉尘会直接堵塞曝气头中的微小孔隙，含尘气体是不可能用来曝气处理的。

如紫外线灯管和催化剂，当其处于含尘液体中时，很快就会被粉尘遮蔽，失去作用，也不会被实际采用。

如填料塔，在粉尘含量很高的场合，填料表面很快被粉尘填满，堵塞气体和液体的通道，只有减少填料的占空比，这样填料的比表面积就会大幅减少，处理效果难以发挥。

如活性炭和催化剂，面对高粉尘，很容易被堵塞和遮蔽。面对高硫、高氮氧化物，很容易中毒和饱和，只有在极低粉尘和极低硫、氮氧化物的条件下才可能是高效、长寿、易恢复的。

由于以上原因，传统的烟气处理工艺流程必须回避选择这些被证明是最成熟、有效、可靠、廉价的技术，只有当能够将粉尘处理达到微克级的技术出现之后，这些技术才又重新具有了用武之地。

能够将粉尘处理达到微克级的技术突破为传统烟气中气相污染物的处理技术开辟了新的运用路径，整合成为一种全新的烟气处理工艺路线及装备配置系统，这就是本发明的创新之处、适用之处和有益之处所在。

Claims

1.一种烟气处理系统，其特征在于：由热交换器、微克级粉尘分离环节、湿法一体脱硫脱硝环节、催化活性炭塔、烟囱依次组成；所述热交换器其规格是将从燃烧环节送来的石化燃料或垃圾焚烧产生的烟气温度调整到 40—100 摄氏度；所述微克级粉尘分离器，是用塑料中空纤维膜及其组件制成的除尘阵列，其规格是将出口烟气中的粉尘含量降至 1—30ug/m³。

2.根据权利要求 1 所述的一种烟气处理系统，其特征在于：所述湿法一体脱硫、脱硝环节装有氧化液、曝气装置、紫外灯管阵列、催化剂阵列、堆填式或规整式填料的喷淋塔、催化活性炭塔。

3.根据权利要求2所述的一种烟气处理系统，其特征在于：所述催化活性炭塔，是用堆填式活性炭或规整式活性炭组成的活性炭塔，所述活性炭载有催化剂；有两个以上的所述活性炭塔交替处在工作和再生恢复中。

4.根据权利要求2所述的一种烟气处理系统，其特征在于：所述曝气装置是中空纤维膜制成的无泡曝气装置。