CN218794954U - 一种流化分布吸附装置及含重金属废气的一体化处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种流化分布吸附装置，包括沿进气方向依次设置的：进气烟道；文丘里流化分布器；其包括文丘里管，文丘里管的入口连通所述进气烟道的出口，并连接有吸附剂储罐，用于通入粉状吸附剂；且文丘里流化分布器的入口还设置气体分布板；高效袋式分离器，其与文丘里流化分布器的排放口连通；有效的解决了目前的重金属废气吸附处理装置结构和功能较为简单，重金属吸附效率较低的缺陷；同时解决了吸附剂易阻塞的问题。本实用新型还公开了一种含重金属废气的一体化处理系统，含重金属废气经过流化分布吸附装置脱除重金属后，废气进入净化处理装置进行达标处理，饱和吸附剂可进行回收处理，实现了含重金属废气的一体化处理，减少占地面积及投入成本。

Description

一种流化分布吸附装置及含重金属废气的一体化处理系统

技术领域

本实用新型涉及废气吸附处理技术领域，涉及一种流化分布吸附装置及含重金属废气的一体化处理系统，尤其涉及一种粉状重金属吸附剂的流化分布吸附装置及相应的一体化处理系统。

背景技术

目前，有色冶炼、电力、化工、机械加工等行业在燃料燃烧或重金属催化剂使用过程中会产生含汞、铅、砷、铬等重金属废气，此类重金属通过废气的排放释放在大气环境中将严重威胁周边环境与人类的健康。常见的废气治理工艺很难有效解决废气中重金属的脱除，比如，对于重金属附着在废气中颗粒物上的情况，因其粒径相对较大，一般采用袋式除尘就可以达到净化要求。但对于粒径在0.1μm以下的气溶胶状重金属废气，虽也可采用电除尘和布袋除尘，但其脱除效率有限。另外，采用水洗的方法虽然能有效脱除废气中的重金属，但是含重金属的废水处理成本较高，易造成二次污染。对比上述方法，采用物理吸附的方式具有相对明显的优势。

目前市场上的废气吸附装置结构和功能较为简单，多以固定床吸附装置，吸附剂一般采用活性炭颗粒(粒径约为2～5mm)或蜂窝状活性炭，相较于粉末状活性炭，其比表面积较低、孔隙较大，对于含重金属废气，其吸附效率相对较低；同时吸附剂易发生阻塞现象，其床层需周期性再生和更换，这种间歇性的操作也不利于连续排放的废气治理工艺的正常运行。因此，很难对含重金属废气进行有效的处理，未完全处理的重金属易随废气进入下游达标处理系统，其处理效率低，而且易造成二次污染。目前市面上的废气吸附塔的实际去除率往往低于90％。

中国专利文献CN 102808165 A提出采用过滤网来过滤吸附罐排放出的混合气体中的粉尘颗粒，以避免泵的损害，提高真空泵的使用寿命；中国专利文献CN 202376888 U采用卧式吸附罐来增加吸附床的吸附面积；中国专利文献CN 102120121 A提出通过泡沫金属增强散热，从而有效地解决吸附塔内温升问题和解吸器中的温降问题；中国专利文献CN102371105 A描述的是一种旋转式吸附塔，通过利用微波加热及真空集成解吸工艺来实现油气吸附回收的可旋转式吸附塔；中国专利文献CN 104368220 B提出了一种具有数层多孔挡板筛的有机废气吸附塔，提高了粉末吸附剂和有机废气的接触时间和接触面积。但上述专利方案均不适用解决废气中重金属的持续性脱除。针对重金属废气，尚未有以处理重金属废气为主，且增加重金属吸附剂接触时间的连续型吸附装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种尤其适用于粉状重金属吸附剂的流化分布吸附装置及含重金属废气的一体化处理系统，有效的解决了目前的重金属废气吸附处理装置结构和功能较为简单，重金属吸附效率较低的技术缺陷；同时解决了吸附剂易阻塞的问题。

目前吸附工艺在工程中之所以无法达到稳定的重金属去除效率，主要是因为废气中的重金属无法与吸附剂达到微观均匀混合，会导致吸附反应不稳定，吸附剂未能完全发挥吸附作用，致使吸附剂的实际使用率偏低，也间接导致吸附剂需频繁更换，也造成较大的成本费用。因此，现有技术中的废气吸附装置没有解决废气在微观结构上与吸附剂的微观均匀混合问题。基于此，本实用新型采用粉末状吸附剂，通过创新设计的流化分布装置使其在悬浮状态下与废气进行接触，有利于非均相反应的进行，可大幅提高吸附剂的利用率。此外，本实用新型流化分布装置内的采用吸附剂因具有类似流体的性质，可以大量地从装置中移出、引入，可增加重金属吸附剂接触时间形成连续型吸附，且这种连续性的操作可适用于不同废气工况，提高了本装置的工业应用普适性。

一种流化分布吸附装置，包括沿进气方向依次设置的：

进气烟道；

文丘里流化分布器；所述文丘里流化分布器包括文丘里管，所述文丘里管的入口连通所述进气烟道的出口，并连接有吸附剂储罐，用于通入粉状吸附剂；且所述文丘里流化分布器的入口还设置气体分布板；

高效袋式分离器，其与所述文丘里流化分布器的排放口连通。

优选的，所述的文丘里流化分布器还包括设在文丘里管入口段的废气仓室，所述进气烟道与所述废气仓室连通，用于将含重金属废气由进气烟道输送至废气仓室内；所述粉状吸附剂储罐连接至所述废气仓室；所述气体分布板设置在所述废气仓室内。

进一步的，所述文丘里管包括沿进气方向依次设置的收缩管、喉管、扩散管；所述收缩管与所述废气仓室连接，所述收缩管的侧壁设有若干补气孔，所述扩散管的出口端还连接有排放管，所述高效袋式分离器与所述排放管相连接。

进一步的，所述的气体分布板设置在所述废气仓室的后端。

进一步的，所述的补气孔以圆周方式均匀分布在所述收缩管侧壁上。

进一步的，所述喉管上设有吸附助剂注射口，用于混入吸附助剂。

进一步的，所述气体分布板的开孔率范围为15％～35％，开孔直径为20～50mm；所述的粉状吸附剂粒径为20μm以下。

进一步的，所述吸附剂储罐位于所述废气仓室的上方且二者的连接处位于气体分布板的上游。

进一步的，所述进气烟道通过挡板阀与所述废气仓室连接。

进一步的，该装置还包括灰仓，所述灰仓为锥形，所述灰仓设置在所述高效袋式分离器的下方，用于收集吸附饱和的大颗粒状吸附剂。

本发明的目的还在于提供一种含重金属废气的一体化处理系统，其包括上述流化分布吸附装置，还包括沿进气方向设于所述流化分布吸附装置下游的净化处理装置；所述的净化处理装置与所述高效袋式分离器上端的废气排口连接。

有益效果：

(1)本实用新型采用含文丘里管的流化分布吸附装置，使得粉状吸附剂和含重金属废气预混合后与吸附助剂雾滴在高速条件下相互碰撞混合，大幅提升了吸附效率，并且避免了吸附剂易堵塞的技术问题，同时节约流体输送所需的能源。

(2)本实用新型流化分布吸附装置结构简单，使用方便，在应用中，粉状吸附剂可以由上而下，含重金属废气可以沿进气方向由左至右，通过气体分布板实现粉状吸附剂与废气的气固混合流化，气固混合流化速度快，吸附剂与废气的接触效率高，吸附效率高，并且废气可以大量地从装置中移出、引入，这种连续性的操作可适用于不同废气工况。

(3)本实用新型的流化分布吸附装置采用在喉管处注射吸附助剂，不仅可大幅提升吸附效率和有效降低重金属毒性，而且促进了大颗粒状的饱和吸附剂的形成，有利于降低饱和态吸附剂的回收处理成本。

(4)本实用新型利用高效袋式分离器可有效分离脱除重金属后的废气与大颗粒状的饱和吸附剂，同时废气在通过滤袋时进行二次吸附过滤，大幅提升了重金属脱除效率。

(5)本实用新型可同时连接上游烟气管道和下游净化处理装置，含重金属废气经过流化分布吸附装置脱除重金属后，废气进入净化处理装置进行达标处理，饱和吸附剂可进行回收处理，实现了含重金属废气的一体化处理，减少占地面积及投入成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型流化分布吸附装置及含重金属废气的一体化处理系统的结构示意图。

图中：

1、进气烟道；2、文丘里流化分布器；20、文丘里管；21、废气仓室；22、气体分布板；23、收缩管，230-补气孔；24、喉管；25、吸附助剂注射孔；26、扩散管；27、排放管；3、高效袋式分离器，30、废气排口；4、灰仓；5、吸附剂储罐；6、吸附助剂箱；7、挡板阀。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

图1显示为一种较佳实施方式的流化分布吸附装置，包括沿进气方向依次设置的：进气烟道1；文丘里流化分布器2；所述文丘里流化分布器2包括文丘里管20，所述文丘里管的入口连通所述进气烟道1的出口，并连接有吸附剂储罐5，用于通入粉状吸附剂；且所述文丘里流化分布器2的入口还设置气体分布板22；高效袋式分离器3，其与所述文丘里流化分布器2的排放口连通。

基于本实施方式布置，使得从吸附剂储罐进入文丘里管入口后，和来自进气烟道1的含重金属废气在入口预混合、并通过气体分布板22均匀分布气流后一同进入文丘里流化分布器2的文丘里管，产生高速气流，促进粉状吸附剂和废气中的重金属充分接触、有效吸附。

继续参见图1，所述的文丘里流化分布器2还包括设在文丘里管入口的废气仓室21，所述进气烟道1与所述废气仓室21连通，用于将含重金属废气由进气烟道输送至废气仓室21内；所述吸附剂储罐5连接至所述废气仓室21；所述气体分布板22设置在所述废气仓室21内。进一步的，所述进气烟道1通过挡板阀7与所述废气仓室21连接，挡板阀7用于切断废气，正常工作状态下，挡板阀7处于开启状态，进气烟道1的含重金属废气可进入文丘里流化分布器2进行流化吸附反应，当需要对废气仓室21内的气体分布板22进行检修或手动/自动清灰时，关闭挡板阀7，切断废气。

具体的，所述文丘里管20包括沿进气方向依次设置的收缩管23、喉管24、扩散管26；所述收缩管23与所述废气仓室21连接，所述扩散管23的出口端还连接有排放管27，所述高效袋式分离器3与所述排放管27相连接，用于分离脱除重金属后的废气与文丘里流化分布器2中产生的大颗粒状的饱和吸附剂。

其中，所述气体分布板22设置在所述废气仓室21的后端(靠近其与文丘里管20的相连处)，用于将含重金属废气自废气仓室21均匀分布后输送至所述文丘里流化分布器2的收缩管23。在具体应用中，控制所述气体分布板的开孔率范围为15％～35％，开孔直径为20～50mm，有利于废气和粉状吸附剂混合的均匀性，促进吸附效率。

在所述收缩管23的侧壁上还设置若干补气孔230，补气孔230以圆周方式均匀分布在所述收缩管23侧壁上，更优的，补气孔230设置在收缩管23侧壁上靠近废气仓室21的后端与文丘里管20相连处1/3的位置，用于提升粉状吸附剂的输送效率。

在所述喉管24上还设有吸附助剂注射孔25，用于混入吸附助剂。本实施方式通过将吸附助剂注射孔25设置在所述的文丘里流化分布器2的喉管24处，该吸附助剂溶液从注射孔以高速进入喉管24，与高速的废气和粉状吸附剂在所述文丘里流化分布器2的扩散管26内相互碰撞，该过程促进了重金属吸附作用，并且可凝结形成大颗粒状的饱和吸附剂。吸附助剂注射孔25上还连通有用于补充吸附助剂的吸附助剂箱6。

所述吸附剂储罐5位于所述废气仓室21的上方且二者的连接处位于气体分布板22的上游；使得粉状吸附剂由吸附剂储罐5通过粉剂流速调节阀输送至文丘里流化分布器2的废气仓室21之后，与废气预混合并经过气体分布板进行均布。

此外，该流化分布吸附装置还包括灰仓，所述灰仓4为锥形，所述灰仓4设置在所述高效袋式分离器3的下方，用于收集吸附饱和的大颗粒状吸附剂。

基于上述，还可以提供一种含重金属废气的一体化处理系统的实施方式，包括上述实施例提供的流化分布吸附装置，还包括沿进气方向设于所述流化分布吸附装置下游的净化处理装置；所述的净化处理装置与所述高效袋式分离器上端的废气排口30连接；用于净化脱除重金属后的含重金属废气，从而达标排放。

上述实施例中涉及的粉状吸附剂粒径为20μm以下。该粉状吸附剂可采用上海蓝科专有重金属吸附技术，申请人已于同日提交的另一份专利申请，其中粉状吸附剂的制备方法为：将含硅铝氧化物的工业废弃物研磨筛分至微米级粉末；将所述工业废弃物粉末与活化溶液按比例混合；工业废弃物粉末中的硅铝氧化物与活化溶液进行反应，形成具有高比表面积的无定形聚合物，并快速固化成型；将成型后的固体破碎、研磨、筛分、清洗、干燥等步骤后，制成微米级粉状吸附剂。该特殊粉状吸附剂的采用，具有较高的比表面积和孔隙率，可有效吸附废气中的重金属，并且其机械强度较高，在高速碰撞下的抗冲击性能较好，同时其制备工艺简单，可减少使用成本。

根据上述实施方式的流化分布吸附装置，可以实现如下废气处理过程：含重金属废气自进气烟道1在文丘里流化分布器2的废气仓室21处进入，废气仓室21内设有粉状吸附剂和气体分布板22，含重金属废气和粉状吸附剂在废气仓室2内均匀混合，并通过气体分布板22均匀分布气流后一起进入文丘里流化分布器2的收缩管23，当含重金属废气和粉状吸附剂在经过喉管24时，产生高速气流，同时与从吸附助剂注射口25中注入的吸附助剂溶液相撞，使吸附助剂溶液雾化并与含重金属废气和粉状吸附剂充分混合，并同时进入扩散管26。在此期间，废气中的重金属与粉状吸附剂在雾化吸附助剂的作用下加速吸附，吸附有重金属的粉状吸附剂和雾状吸附助剂相互撞击和湿润并凝结成较大的颗粒进入高效袋式分离器3内而被收集，分离出的脱除重金属的废气通过高效袋式分离器3上端的废气排口30进入下游的净化处理装置进行进一步净化处理，吸附有重金属的吸附剂颗粒自高效袋式分离器3进入下方的灰仓4进行收集处理。

上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种流化分布吸附装置，其特征在于，包括沿进气方向依次设置的：

进气烟道；

文丘里流化分布器；所述文丘里流化分布器包括文丘里管，所述文丘里管的入口连通所述进气烟道的出口，并连接有吸附剂储罐，用于通入粉状吸附剂；且所述文丘里流化分布器的入口还设置气体分布板；

高效袋式分离器，其与所述文丘里流化分布器的排放口连通。

2.根据权利要求1所述的流化分布吸附装置，其特征在于：所述的文丘里流化分布器还包括设在文丘里管入口段的废气仓室，所述进气烟道与所述废气仓室连通，用于将含重金属废气由进气烟道输送至废气仓室内；所述粉状吸附剂储罐连接至所述废气仓室；所述气体分布板设置在所述废气仓室内。

3.根据权利要求2所述的流化分布吸附装置，其特征在于：所述文丘里管包括沿进气方向依次设置的收缩管、喉管、扩散管；所述收缩管与所述废气仓室连接，所述收缩管的侧壁上还设有若干补气孔；所述扩散管的出口端还连接有排放管，所述高效袋式分离器与所述排放管相连接。

4.根据权利要求2所述的流化分布吸附装置，其特征在于：所述的气体分布板设置在所述废气仓室的后端。

5.根据权利要求3所述的流化分布吸附装置，其特征在于：所述喉管上设有吸附助剂注射口，用于混入吸附助剂。

6.根据权利要求3所述的流化分布吸附装置，其特征在于：所述气体分布板的开孔率范围为15％～35％，开孔直径为20～50mm；所述的粉状吸附剂粒径为20μm以下。

7.根据权利要求3所述的流化分布吸附装置，其特征在于：所述吸附剂储罐位于所述废气仓室的上方且二者的连接处位于气体分布板的上游。

8.根据权利要求2所述的流化分布吸附装置，其特征在于：所述进气烟道通过挡板阀与所述废气仓室连接。

9.根据权利要求1所述的流化分布吸附装置，其特征在于：该装置还包括灰仓，所述灰仓为锥形，所述灰仓设置在所述高效袋式分离器的下方，用于收集吸附饱和的大颗粒状吸附剂。

10.一种含重金属废气的一体化处理系统，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的流化分布吸附装置，还包括沿进气方向设于所述流化分布吸附装置下游的净化处理装置；所述的净化处理装置与所述高效袋式分离器上端的废气排口连接。

Images