CN210613250U - 一种铝杆车间烟尘处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种铝杆车间烟尘处理装置包括依次连通的一级喷淋塔、二级喷淋塔、三级喷淋塔、烟囱和高压静电除尘装置；喷淋水池，通过水管引水至一级、二级喷淋塔的喷淋系统；引风机，设于三级喷淋塔与烟囱之间；第一除水雾装置，设于三级喷淋塔的出口处；碱液池，通过水管引碱液至三级喷淋塔的喷淋系统。本实用新型采用水喷淋+高压静电的组合处理技术处理铝杆生产废气，水喷淋可清除废气中的大粒径粉尘颗粒物、水溶性化合物、氮氧化物；静电捕集技术可进一步捕集细微颗粒及烟气；除尘彻底，烟气可以达标排放，不会对环境造成污染。

Description

一种铝杆车间烟尘处理装置

技术领域

本实用新型涉及烟尘处理技术领域，尤其涉及一种铝杆车间烟尘处理装置。

背景技术

排放的废气的主要成分为粉尘、烟尘、以及精炼剂挥发物、无机盐（NaCl、kCl、MgCl）等，其中包含很多燃烧产生的氮氧化物（NO₂）、刺激性气体，对人体有害，不被允许大量排入大气中，因此，废气需要经过处理符合排放标准后才能排放到大气中。

现有技术中，对产生的废气采用湿法处理技术——采用传统三级喷淋塔对废气进行处理，主要存在以下问题：

1、铝杆车间通过两个10吨的精炼炉和一个20吨的铝锭熔化炉产生的烟气量很多，经计算，最大的尾气排放量可达到35000m³/h，而现有技术中采用传统的三级喷淋塔进行处理，能处理的最大风量为20000m³/h，显然已经不能满足生产和处理需求。

2、由于废气产生的氮氧化物很多，喷淋处理后，氮氧化物转化为硝酸盐，往往具有很大的腐蚀性，原来喷淋工艺进采用清水喷淋，并没有处理氮氧化物或硝酸盐的设计，因此经过水喷淋后的烟气会腐蚀后续处理中的装置。

3、除尘不够彻底：经过现有的三级碱喷淋仅能去除大颗粒物、油烟、粉尘及水溶性无机盐，无法进一步去除小颗粒的烟气，而往往小颗粒的烟气对环境的影响更加大，因此无法达到排放要求。

基于此，本案由此产生。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种铝杆车间烟尘处理装置。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种铝杆车间烟尘处理装置，包括

依次连通的一级喷淋塔、二级喷淋塔、三级喷淋塔、烟囱和高压静电除尘装置；

喷淋水池，通过水管引水至一级、二级喷淋塔的喷淋系统；

引风机，设于三级喷淋塔与烟囱之间；

第一除水雾装置，设于三级喷淋塔的出口处；

碱液池，通过水管引碱液至三级喷淋塔的喷淋系统。

作为优选，所述一级、二级喷淋塔采用石砌喷淋塔；所述三级喷淋塔采用PPH喷淋塔。

该塔内喷淋系统用于去除废气中的氮氧化物、硝酸盐等盐类等有害气体，保护静电除尘装置不受腐蚀，使气体达标排放；通过喷淋，气体温度下降至高于自然温度2~3℃；确保静电处理温度在45℃以下（静电处理不能高于50℃）。

作为优选，所述第一除水雾装置包括依次层叠的气雾分离网、空心球填料、气雾分离网；含有水汽的废气通过气雾分离网层将水滴留置在网上，类似于海绵吸水效果，待水分积聚到一定程度会自然滴落；空心球填料层能起到净化废气的作用，去除气雾中有害因子。所述烟囱和高压静电除尘装置之间设有第二除尘装置，所述第二除尘装置包括高速离心风扇、丝网除雾层、波纹状塔板。用于进一步去除水雾。

作为优选，所述一级、二级和三级喷淋塔的底部设有喷淋废水排出口，一级、二级喷淋塔的喷淋废液引至喷淋水池循环利用，三级喷淋塔的喷淋废液引至碱液池循环利用；碱液池和喷淋池的废水引至废水处理区净化处理后引回碱液池和喷淋水池使用。形成水循环系统，循环供水，环保并减少污水的排放。

作为优选，所述一级喷淋塔设有一层水喷淋系统，所述二级喷淋塔设有三层水喷淋系统，所述三级喷淋塔设有三层碱喷淋系统。使净化更加彻底。

作为优选，所述二级喷淋塔和三级喷淋塔之间通过废气回流塔过渡连接，所述废气回流塔的底部设有喷淋废水排出口，喷淋废液引至喷淋水池循环利用。

作为优选，所述三级喷淋塔的每层碱喷淋系统的下方设有鲍尔环填料，用于控制气体流速和加大废气与喷淋水的接触面积。

本实用新型的工作原理：将废气排放收集区收集到的废气（烟气）首先经过一级、二级石砌喷淋塔喷淋，烟气得到初步净化，由于此时烟气中含有氮氧化物，氮氧化物遇水后具有较强的腐蚀性，因此采用石砌喷淋塔，可以防腐蚀，然后再进入PPH（塑料）喷淋塔中，通过加入碱液去除烟气中的氮氧化物气体，PPH（塑料）喷淋塔耐酸耐腐蚀；去除氮氧化物后，废气得到进一步净化，然后通过储物装置去除废气中带有的大量水雾，通过引风机将废气送至高压静电除尘装置，高压静电除尘装置通过高压静电捕集技术将剩余的烟尘、小颗粒物和水雾去除，废气的实现达标排放。

本实用新型采用水喷淋+高压静电的组合处理技术：采用水喷淋去除废气中的部分大粒径粉尘颗粒物及部分水溶性化合物，并且降低废气温度，将温度降至40℃以下，有利于净化器发挥最大效果，同时温度降低，也可以进一步降低气体中的水分含量。通过喷淋处理，同时降低尾气温度，有利于后续静电处理。再利用高压静电捕集技术进一步捕集细微颗粒物及烟气，然后采用低温等离子分解氧化氨气、硫化氢等废气及异味。

降温后的废气，进入静电净化器内，废气从下向上的从阳极管束内均匀流过时，废气中的水气和油气分别冷凝成水雾和油雾；同时在电场作用下，亚微米级的油雾与水雾颗粒在电场内荷电，荷电后油雾与水雾液滴在电场力作用下，向电极壁作定向迁移并捕集到电极壁上，受重力作用经管壁向下流入设备的底部。

本实用新型能实现如下技术效果：

（1）本实用新型采用水喷淋+高压静电的组合处理技术处理铝杆生产废气，水喷淋可清除废气中的大粒径粉尘颗粒物、水溶性化合物、氮氧化物；静电捕集技术可进一步捕集细微颗粒及烟气；除尘彻底，烟气可以达标排放，不会对环境造成污染。

（2）本实用新型第三级喷淋采用PP喷淋塔代替传统第三级喷淋在烟囱中进行，并结合碱液去酸去氮氧化物气体的方式，大大减小烟气水喷淋后逇腐蚀性，保护管道和后续装置。

（3）本实用新型分阶段逐步降温，为后续静电处理做充分准备，能提高除尘效率。

附图说明

图1为传统废气净化处理过程的简图；

图2为本实用新型废气净化处理装置的结构示意图；

图3为本实用新型废气净化处理工艺的流程图；

图4为本实用新型中波纹状塔板的立体结构示意图；

图5为本实用新型高压静电除尘装置的工作原理；

图6为本实用新型废气通过静电除尘器被净化的过程；

图7为本实用新型静电除尘的基本原理示意图。

标注说明：一级喷淋塔11，二级喷淋塔12，三级喷淋塔13，鲍尔环填料21，喷淋系统22，第一除水雾装置3，气雾分离网31，空心球填料32，第二除水雾装置4，波纹状塔板41，丝网除雾层42，高速离心风扇43，静电除尘装置5，废气回流塔61，气流管道62，水流管道63，引风机64，玻璃钢烟囱65，碱液池71，喷淋水池72，喷淋废水8，废水处理区9；

原一级喷淋11’，原二级喷淋12’，原烟囱65’，原气流管道62’ ，原引风机64’，喷淋箱72’；

放电电极a；烟气电离后产生的电子b；烟气电离后产生的正离子c；捕获电子后的尘粒d；集尘电极e；放电后的尘粒f。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段及其所能达到的技术效果，能够更清楚更完善的披露，兹提供了以下实施例，并结合附图作如下详细说明：

本实施例的一种铝杆车间烟尘处理装置，包括

依次连通的一级喷淋塔、二级喷淋塔、三级喷淋塔、烟囱和高压静电除尘装置；

喷淋水池，通过水管引水至一级、二级喷淋塔的喷淋系统；

引风机，设于三级喷淋塔与烟囱之间；

第一除水雾装置，设于三级喷淋塔的出口处；

碱液池，通过水管引碱液至三级喷淋塔的喷淋系统。

本实施例优选的，一级、二级喷淋塔采用石砌喷淋塔；三级喷淋塔采用PPH喷淋塔。

本实施例优选的，第一除水雾装置包括依次层叠的气雾分离网、空心球填料、气雾分离网；烟囱和高压静电除尘装置之间设有第二除尘装置，第二除尘装置包括高速离心风扇、丝网除雾层、波纹状塔板。波纹状塔板材质是聚丙烯，气雾垂直上升通过波纹状塔板时水雾碰到板壁并粘附，其作用是把水雾形成水滴回流（除雾）。离心风扇工作原理是在风扇电机的带动下，叶轮在螺旋形机壳中作旋转运动，叶轮之间吸入的气雾，在离心力作用下，被抛向叶轮的周围，加大了气体流动速度，提高了气体的动能，又在蜗壳中减速增压，经风扇出口送出，而水雾打在蜗壳壁上受重力影响回流。与此同时，叶轮中心形成低压，吸入循环空气，周而复始地使空气吸入和排出。

本实施例中为了使除尘更加彻底，采用3层（3×8组）静电除尘装置。

关于高压静电除尘原理的说明如图5、6、7所示，图5为本实用新型高压静电除尘装置的工作原理，图6为本实用新型废气通过静电除尘器被净化的过程，图7为本实用新型静电除尘的基本原理示意图，此处简单介绍一下基本原理：如图7所示，放电电极a（也称为电晕电极）是导线，为负极；集尘电极e是金属板（或金属管），为正极。在两个电极之间接通数万伏的高压直流电源，两极间形成电场。由于两个电极形状不同，形成了不均匀电场。在导线附近电力线密集，电场强度较强，正电荷束缚在导线附近。因此空间内电子或负离子较多，烟气通过空间时，大部分烟尘捕获了电子带上负电荷，得以向正极移动；带负电荷的烟尘到达正极后失去电子而沉降到电极板表面，因而气与尘分离。定时将集尘电极板上的烟尘振落，或用水冲洗，烟尘可落到下面的积灰斗中。

本实施例优选的，一级、二级和三级喷淋塔的底部设有喷淋废水排出口，一级、二级喷淋塔的喷淋废液引至喷淋水池循环利用，三级喷淋塔的喷淋废液引至碱液池循环利用；碱液池和喷淋池的废水引至废水处理区净化处理后引回碱液池和喷淋水池使用。形成水循环系统，循环供水，环保并减少污水的排放。

本实施例优选的，一级喷淋塔设有一层水喷淋系统，二级喷淋塔设有三层水喷淋系统，三级喷淋塔设有三层碱喷淋系统。多层喷淋系统的设置，能使废气净化更加彻底。

本实施例优选的，二级喷淋塔和三级喷淋塔之间通过废气回流塔过渡连接，废气回流塔的底部设有喷淋废水排出口，底部喷淋废水也收集到喷淋水池中重复利用。玻璃钢烟囱底部也收集废水，直接引至污水处理区进行处理。

本实施例优选的，三级喷淋塔的每层碱喷淋系统的下方设有鲍尔环填料，用于控制气体流速和加大废气与喷淋水的接触面积。

本实施例PPH喷淋塔（三级喷淋塔），材质为高性能聚丙烯，耐常温（60~70℃），内部结构为：塔内设有三道喷淋（喷淋液使用pH≥7.5的NaOH碱液），该塔内喷淋系统用于①去除废气中的氮氧化物、硝酸盐等盐类等有害气体，保护静电除尘装置不受腐蚀，使气体达标排放；②通过喷淋，气体温度下降至高于自然温度2~3℃；③确保静电处理温度在45℃以下（静电处理不能高于50℃）。每道喷淋下均设置一层鲍尔环填料（塑料），用于控制气体流速和加大废气与喷淋水的接触面积。喷淋系统上方，又设置气雾分离网层—空心球填料层—气雾分离网层，含有水汽的废气通过气雾分离网层将水滴留置在网上，类似于海绵吸水效果，待水分积聚到一定程度会自然滴落；空心球填料层能起到净化废气的作用，去除气雾中有害因子。

本实施例的一种铝杆车间烟尘处理工艺，包括

（1）一级、二级水喷淋：去除烟气中的大粒径粉尘颗粒物及水溶性化合物，并降温低于45℃；

（2）三级碱喷淋：加碱液去除烟气中的氮氧化物气体，并继续降温使气体温度高于常温2-3℃；

（3）去除水雾；

（4）高压静电捕集技术进一步捕集细微颗粒及烟气；

（5）尾气达标排放。

本实施例中各装置的功能如下：

一级喷淋塔，用于对收集到的烟气进行初次水喷淋，去除烟气中的部分大粒径粉尘颗粒物及部分水溶性化合物，并降温；

二级喷淋塔，用于对烟气进行第二次水喷淋进一步去除烟气中的剩余大粒径粉尘颗粒物及水溶性化合物，并降温至45℃以下；

三级喷淋塔，用于去除烟气中的氮氧化物气体，并继续降温使气体温度高于常温2-3℃；有利于高压静电除尘装置发挥最大效果，同时温度降低，也可以进一步降低气体中的水分含量。此时气体风量为40000m³/h，风压为2600Pa。

一级二级喷淋塔为石塔，耐高温（200℃），耐腐蚀（废气中有氮氧化物与水接触产生酸）。

石砌喷淋塔内部结构以喷淋系统为主，主要用于①废气降温（降至45℃以下）；②除尘（能去除85%的大颗粒尘埃）。

碱液池，用于为三级喷淋塔提供pH≥7.5碱液；

引风机，用于定向吸排经过三级喷淋处理后的烟气；

玻璃钢烟囱，上部分接静电装置，处理烟尘，下部分水雾分离回收。

高压静电除尘装置，用于去除残余烟尘、小颗粒物和水雾；利用高压静电捕集技术进一步捕集细微颗粒物及烟气，然后采用低温等离子分解氧化氨气、硫化氢等废气及异味。

一级、二级、三级喷淋塔、烟囱之间通过管道连通；高压静电除尘装置安装于所述烟囱的上方。

本实施例优选的，引风机的功率为45kW。由于三级喷淋塔的设置，使气流阻力增大，因此需要大功率的引风机，代替原来采用的30kW的引风机。

喷淋塔处理废气原理：废气净化喷淋塔主要的运作方式是不断酸雾废气由风管引入净化塔，经过填料层，废气与氢氧化钠吸收液进行气液两相充分接触吸收中和反应，酸雾废气经过净化后，再经除雾板脱水除雾后由风机排入大气。吸收液在塔底经水泵增压后在塔顶喷淋而下，回流至塔底循环使用。净化后的酸雾废气达到地方排放标准的排放要求，低于国家排放标准。

废气净化喷淋塔的结构：喷淋塔内填料层作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔底部装有填料支承板，填料以乱堆方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。喷淋塔喷淋液从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。当液体沿填料层向下流动时，有时会出现壁流现象，壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，喷淋塔内的填料层分为两段，中间设置再分布装置，经重新分布后喷淋到下层填料上。喷淋塔水喷淋为成熟的现有技术。

高压静电处理废气的工作原理：利用高压直流不均匀电场使烟气中的气体分子电离，产生大量电子和离子，在电场力的作用下向两极移动，在移动过程中碰到气流中的粉尘颗粒使其荷电，荷电粉尘在电场力作用下与气流分离向极性相反的极板或极线运动，荷电粉尘到达极板或极线时由静电力吸附在极板或极线上，从而使烟气净化。

在电场作用下，空气中的自由离子要向两极移动，电压愈高、电场强度愈高，离子的运动速度愈快。由于离子的运动，极间形成了电流。开始时，空气中的自由离子少，电流较少。电压升高到一定数值后，放电极附近的离子获得了较高的能量和速度，它们撞击空气中的中性原子时，中性原子会分解成正、负离子，这种现象称为空气电离。空气电离后，由于联锁反应，在极间运动的离子数大大增加，表现为极间的电流（称之为电晕电流）急剧增加，空气成了导体。放电极周围的空气全部电离后，在放电极周围可以看见一圈淡蓝色的光环，这个光环称为电晕。

电晕区内的空气电离后，正离子很快向负（电晕）极移动，只有负离子才会进入电晕外区，向阳极移动。含尘空气通过电除尘器时，由于电晕区的范围很小，只有少量的尘粒在电晕区通过，获得正电荷，沉积在电晕极上。大多数尘粒在电晕外区通过，获得负电荷，最后沉积在阳极板上。

处理效率的影响因素：

比电阻：合适的比电阻有利于净化器的处理效率，比电阻在104-1011Ω比较合适。选择适当的操作温度和控制烟气的含湿量可以控制烟气的比电阻。

气流速度：随气流速度的增大，除尘效率降低，其原因是，风速增大，粉尘在除尘器内停留的时间缩短，荷电的机会降低。根据经验，电场风速最高不宜超过 22-33 m/s ， 停留时间不低于1.5-2s。

以上内容是结合本实用新型的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种铝杆车间烟尘处理装置，其特征在于：包括

依次连通的一级喷淋塔、二级喷淋塔、三级喷淋塔、烟囱和高压静电除尘装置；

喷淋水池，通过水管引水至一级、二级喷淋塔的喷淋系统；

引风机，设于三级喷淋塔与烟囱之间；

第一除水雾装置，设于三级喷淋塔的出口处；

碱液池，通过水管引碱液至三级喷淋塔的喷淋系统。

2.如权利要求1所述的一种铝杆车间烟尘处理装置，其特征在于：所述一级、二级喷淋塔采用石砌喷淋塔；所述三级喷淋塔采用PPH喷淋塔。

3.如权利要求1所述的一种铝杆车间烟尘处理装置，其特征在于：所述第一除水雾装置包括依次层叠的气雾分离网、空心球填料、气雾分离网；所述烟囱和高压静电除尘装置之间设有第二除尘装置，所述第二除尘装置包括高速离心风扇、丝网除雾层、波纹状塔板。

4.如权利要求1所述的一种铝杆车间烟尘处理装置，其特征在于：所述一级、二级和三级喷淋塔的底部设有喷淋废水排出口，一级、二级喷淋塔的喷淋废液引至喷淋水池循环利用，三级喷淋塔的喷淋废液引至碱液池循环利用；碱液池和喷淋池的废水引至废水处理区净化处理后引回碱液池和喷淋水池使用。

5.如权利要求1所述的一种铝杆车间烟尘处理装置，其特征在于：所述一级喷淋塔设有一层水喷淋系统，所述二级喷淋塔设有三层水喷淋系统，所述三级喷淋塔设有三层碱喷淋系统。

6.如权利要求1所述的一种铝杆车间烟尘处理装置，其特征在于：所述二级喷淋塔和三级喷淋塔之间通过废气回流塔过渡连接，所述废气回流塔的底部设有喷淋废水排出口，喷淋废液引至喷淋水池循环利用。

7.如权利要求1所述的一种铝杆车间烟尘处理装置，其特征在于：所述三级喷淋塔的每层碱喷淋系统的下方设有鲍尔环填料。

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