CN218871733U - 一种矿山回风井污风高效净化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种矿山回风井污风高效净化系统，其包括依次连接的吸附塔、SO2净化塔、NOX净化塔、风机和排风塔，且吸附塔、SO2净化塔、NOX净化塔、风机和排风塔之间分别通过第一风筒、第二风筒、第三风筒和第四风筒连接，吸附塔通过回风管与回风井连接；吸附塔内设置有若干带有密目网孔的第一容器，第一容器内装设有活性炭，SO2净化塔内设置有喷淋管，喷淋管上设置有若干喷淋孔，喷淋管通过压力泵管与Ca(OH)2溶液池连接，NOX净化塔内设置有若干带有密目网孔的第二容器，第二容器内设置有CaO；本方案针对NOX、SO2和颗粒物等各组分有毒有害气体的不同物理化学特性，利用与活性炭、Ca(OH)2溶液和CaO的反应原理，实现污风的全面净化，达到趋近于零污染的排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿山环保技术领域，具体涉及一种矿山回风井污风高效净化系统。
背景技术
目前，我国拥有大型地下开采矿山2000余座，绝大部分矿井产生的污风都通过回风井直接排入大气，但随着国家对环境监管力度逐渐加大，NOX、SO2及颗粒物等有毒有害气体排放浓度标准日益严苛；因此，对矿井污风进行提前净化处理显得尤为重要。
国内常用的矿井污风除直接排放法之外，最常用的就是碳吸附法，然而，碳吸附法针对于污风中的NOX和SO2的净化效果略显疲态，且该方法活性炭用量大、更换频次高、净化效果差。
实用新型内容
针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种矿山回风井污风高效净化系统，解决了现有技术中矿山回风井污风净化效果差的问题。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
提供一种矿山回风井污风高效净化系统，其包括依次连接的吸附塔、SO2净化塔、NOX净化塔、风机和排风塔，且吸附塔、SO2净化塔、NOX净化塔、风机和排风塔之间分别通过第一风筒、第二风筒、第三风筒和第四风筒连接，吸附塔通过回风管与回风井连接；吸附塔内设置有若干带有密目网孔的第一容器，第一容器内装设有活性炭，SO2净化塔内设置有喷淋管，喷淋管上设置有若干喷淋孔，喷淋管通过压力泵管与Ca(OH)2溶液池连接，NOX净化塔内设置有若干带有密目网孔的第二容器，第二容器内设置有CaO。
采用上述技术方案的有益效果为：本方案将矿井产生的污风通过回风井和回风管首先进入吸附塔内，污风与活性炭发生物理吸附反应，活性炭利用自身的多孔径形成的吸附性能将污风中的颗粒物进行净化；颗粒物被净化后的污风再通过第一风筒进入SO2净化塔，污风中的SO2气体与喷淋管喷出的雾状Ca(OH)2溶液发生化学发应，使SO2气体被液化、置换和离析沉降，形成CaSO4晶体，从而实现污风中SO2气体的净化；之后污风再通过第二风筒进入NOX净化塔，污风中的NO和CO被CaO吸附并催化还原，从而实现污风中NOX的净化，最后，净化完成后的污风在风机的作用下，依次通过第三风筒、第四风筒和排风塔排入大气中。
进一步地，第一风筒、第二风筒、第三风筒和第四风筒均为以金属螺旋弹簧钢丝为骨架的可伸缩性风筒，避免了采用传统柔性风筒的易损特性，可伸缩性风筒包括若干标准节，标准节的两端均设置有法兰接头，使可伸缩性风筒拼装使用便捷且可承受高负压。
进一步地，标准节的长度为3000mm，其直径为2200mm，其壁厚为10mm。
进一步地，吸附塔为双筒联合结构，使吸附塔的体积增大，以增强吸附效果，吸附塔的塔顶设置有开关阀门，便于吸附塔自身的检修、换气和换料。
进一步地，喷淋管在竖直方向上呈螺旋状，若干喷淋孔在喷淋管上均匀分布，这样设置有利于扩大喷淋管的喷淋区域，从而使Ca(OH)2溶液充分与污风中的SO2气体接触反应；SO2净化塔的底部设置有呈漏斗状的出口，用于排出化学反应产生的CaSO4晶体。
进一步地，NOX净化塔的进风口和出风口分别设置在NOX净化塔的底部和顶部，若干第二容器分层布置在垫板上，垫板呈网孔状，第二容器内设置有加热圈，加热圈与加热连接管连接，加热连接管通过传热结构与加热元件连接；这样设置有利于CaO充分吸附污风中的NO和CO，同时通过适宜的温度，使CaO颗粒充当催化剂催化CO还原NOX，促使N－O键断裂而形成N2，最后产生的CO2和N2从CaO表面脱附。
进一步地，加热元件对第二容器加热的温度为950-1050℃。
进一步地，排风塔内设置有竖直的排风管，排风管的底部通过第四风筒与风机连接，排风管的顶部设置有排风口。
进一步地，回风管上设置用于调节风量大小的调节阀门。
本实用新型的有益效果为：本方案针对NOX、SO2和颗粒物等有毒有害气体不同的物理化学特性，利用活性炭、Ca(OH)2溶液和CaO的反应原理设计了一种能够高效处理回风井污风的净化系统，实现污风的全面净化，提高污风的净化效果，达到趋近于零污染的排放；同时本方案所采用的Ca(OH)2溶液和CaO具备取材广泛、成本低廉和制作工艺简单的优点。
附图说明
图1为矿山回风井污风高效净化系统的侧视图。
图2为矿山回风井污风高效净化系统的俯视图。
图3为可伸缩性风筒的结构示意图。
图4为垫板的结构示意图。
图5为第二容器的结构示意图。
其中，1、回风井，2、回风管，3、吸附塔，4、SO2净化塔，5、NOX净化塔，6、风机，7、排风塔，8、开关阀门，31、第一容器，41、喷淋管，42、喷淋孔，43、Ca(OH)2溶液池，51、垫板，52、第二容器，53、加热连接管，54、加热圈，55、加热元件，56、传热结构，91、第一风筒，92、第二风筒，93、第三风筒，94、第四风筒，95、法兰接头，96、金属螺旋弹簧钢丝。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
如图1和图2所示，本方案的矿山回风井污风高效净化系统包括依次连接的吸附塔3、SO2净化塔4、NOX净化塔5、风机6和排风塔7，且吸附塔3、SO2净化塔4、NOX净化塔5、风机6和排风塔7之间分别通过第一风筒91、第二风筒92、第三风筒93和第四风筒94连接，吸附塔3通过回风管2与回风井1连接，回风管2上设置用于调节风量大小的调节阀门。
如图3所示，第一风筒91、第二风筒92、第三风筒93和第四风筒94均为以金属螺旋弹簧钢丝96为骨架的可伸缩性风筒，避免了采用传统柔性风筒的易损特性，可伸缩性风筒包括若干标准节，标准节的长度为3000mm，其直径为2200mm，其壁厚为10mm，标准节的两端均设置有法兰接头95，使可伸缩性风筒拼装便捷、可塑性强且可承受高负压。
吸附塔3内设置有若干带有密目网孔的第一容器31，第一容器31内装设有活性炭，用于吸附污风中的颗粒物，优选地，活性炭的孔径为6A，通过自身的多孔和高比表面积的特性吸附污风中的颗粒物；吸附塔3为双筒联合结构，使吸附塔3的体积增大，以增强吸附效果，吸附塔3的塔顶设置有开关阀门8，便于吸附塔3自身的检修、换气和换料。
SO2净化塔4内设置有喷淋管41，喷淋管41为PPR热熔管，喷淋管41的一端密封，喷淋管41的另一端通过压力泵管与Ca(OH)2溶液池43连接，喷淋管41上均匀排布有若干喷淋孔42，污风中的SO2气体与喷淋管41喷出的雾状Ca(OH)2溶液发生化学发应，使SO2气体被液化、置换和离析沉降，形成CaSO4晶体，其化学反应式为：
SO2+H2O＝ H2SO3 (1)
H2SO3+ Ca(OH)2＝CaSO3+2H2O (2)
2CaSO3+O2＝2CaSO4 (3)
其中，式(1)为SO2的液化过程，式(2)为H2SO3的置换反应过程，式(3)为CaSO3的离析沉降过程。
喷淋管41在竖直方向上呈螺旋状，这样设置有利于扩大喷淋管41的喷淋区域；SO2净化塔4的底部设置有呈漏斗状的出口，用于排出化学反应产生的CaSO4晶体。
如图1、图4和图5所示，NOX净化塔5的进风口和出风口分别设置在NOX净化塔5的底部和顶部，NOX净化塔内设置有垫板51，垫板51呈网孔状，垫板51上分层布置有若干带有密目网孔的第二容器52，第二容器52内设置有CaO，第二容器52内设置有加热圈54，加热圈54与加热连接管53连接，加热连接管53通过传热结构56与加热元件55连接，且加热元件55对第二容器52加热的温度为950-1050℃，这样设置有利于CaO充分吸附污风中的NO和CO，同时通过适宜的温度，使CaO颗粒充当催化剂催化CO还原NOX，促使N－O键断裂而形成N2，最后产生的CO2和N2从CaO表面脱附被排出。
如图1所示，风机6采用离心式风机，排风塔7内设置有竖直的排风管，排风管的底部通过第四风筒94与风机6连接，排风管的顶部设置有排风口。
综上所述，本方案将矿井产生的污风通过回风井1和回风管2首先进入吸附塔3内，污风与活性炭发生物理吸附反应，活性炭利用自身的多孔径形成的吸附性能将污风中的颗粒物进行净化；颗粒物被净化后的污风再通过第一风筒91进入SO2净化塔4，污风中的SO2气体与喷淋管41喷出的雾状Ca(OH)2溶液发生化学发应，使SO2气体被液化、置换和离析沉降，形成CaSO4晶体，从而实现污风中SO2气体的净化；之后污风再通过第二风筒92进入NOX净化塔5，污风中的NO和CO被CaO吸附并催化还原，从而实现污风中NOX的净化，最后，净化完成后的污风在风机6的作用下，依次通过第三风筒93、第四风筒94和排风塔7排入大气中。
Claims (9)
1.一种矿山回风井(1)污风高效净化系统，其特征在于，包括依次连接的吸附塔(3)、SO2净化塔(4)、NOX净化塔(5)、风机(6)和排风塔(7)，且吸附塔(3)、SO2净化塔(4)、NOX净化塔(5)、风机(6)和排风塔(7)之间分别通过第一风筒(91)、第二风筒(92)、第三风筒(93)和第四风筒(94)连接，所述吸附塔(3)通过回风管(2)与回风井(1)连接；
所述吸附塔(3)内设置有若干带有密目网孔的第一容器(31)，所述第一容器(31)内装设有活性炭，所述SO2净化塔(4)内设置有喷淋管(41)，所述喷淋管(41)上设置有若干喷淋孔(42)，所述喷淋管(41)通过压力泵管与Ca(OH)2溶液池(43)连接，所述NOX净化塔(5)内设置有若干带有密目网孔的第二容器(52)，所述第二容器(52)内设置有CaO。
2.根据权利要求1所述的矿山回风井(1)污风高效净化系统，其特征在于，所述第一风筒(91)、第二风筒(92)、第三风筒(93)和第四风筒(94)均为以金属螺旋弹簧钢丝(96)为骨架的可伸缩性风筒，所述可伸缩性风筒包括若干标准节，所述标准节的两端均设置有法兰接头(95)。
3.根据权利要求2所述的矿山回风井(1)污风高效净化系统，其特征在于，所述标准节的长度为3000mm，其直径为2200mm，其壁厚为10mm。
4.根据权利要求1所述的矿山回风井(1)污风高效净化系统，其特征在于，所述吸附塔(3)为双筒联合结构，所述吸附塔(3)的塔顶设置有开关阀门(8)。
5.根据权利要求1所述的矿山回风井(1)污风高效净化系统，其特征在于，所述喷淋管(41)在竖直方向上呈螺旋状，若干所述喷淋孔(42)在喷淋管(41)上均匀分布，所述SO2净化塔的底部设置有呈漏斗状的出口。
6.根据权利要求1所述的矿山回风井(1)污风高效净化系统，其特征在于，所述NOX净化塔(5)的进风口和出风口分别设置在NOX净化塔(5)的底部和顶部，若干所述第二容器(52)分层布置在垫板(51)上，所述垫板(51)呈网孔状，所述第二容器(52)内设置有加热圈(54)，所述加热圈(54)与加热连接管(53)连接，所述加热连接管(53)通过传热结构(56)与加热元件(55)连接。
7.根据权利要求6所述的矿山回风井(1)污风高效净化系统，其特征在于，所述加热元件(55)对第二容器(52)加热的温度为950-1050℃。
8.根据权利要求1所述的矿山回风井(1)污风高效净化系统，其特征在于，所述排风塔(7)内设置有竖直的排风管，所述排风管的底部通过第四风筒(94)与风机(6)连接，所述排风管的顶部设置有排风口。
9.根据权利要求1所述的矿山回风井(1)污风高效净化系统，其特征在于，所述回风管(2)上设置用于调节风量大小的调节阀门。
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