一種燃煤排放可吸入顆粒物及其前驅體的脫除方法及裝置的製作方法
2023-06-27 08:40:26 2
專利名稱：一種燃煤排放可吸入顆粒物及其前驅體的脫除方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及煙氣淨化和除塵技術領域，特別是對燃煤排放的可吸入顆粒物及其前驅體的脫除方法及裝置。
背景技術：
工業生產過程中排放的煙氣含有大量的有害氣體，尤其是燃燒產生的煙氣中不但含有大量的一次顆粒物，而且含有SO2、NOx、重金屬和多環芳烴等有機汙染物的二次汙染物的前驅體也大量的隨煙氣排入大氣，可吸入顆粒物PM10和PM2.5的控制問題也逐漸受到更為廣泛的關注。隨著人類對環境大氣中更多有害成分控制標準的提出，提出全面均衡的大氣汙染治理解決方案勢在必行。
針對煙氣中多種有害氣體的脫除，以及可吸入顆粒物的控制，現有的煙氣淨化系統一般是由多個部分組成，由各部分針對不同汙染物分別進行控制。這種煙氣淨化系統不可避免的存在設備佔地面積大、投資成本高、操作複雜的缺點，而且沒有涉及到對多種二次汙染物的前驅體的脫除。
發明內容
針對現有上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種燃煤排放可吸入顆粒物及其前驅體的脫除方法及裝置。該方法可對可吸入顆粒物及多種二次汙染物的前驅體協同進行脫除，實現該方法的裝置結構簡單、佔地面積小、成本較低、運行安全可靠、操作方便。本發明便於現有裝置的改造而且易於推廣。
為了實現上述的發明目的，本發明的技術方案以如下方式實現一種燃煤排放可吸入顆粒物及其前驅體的脫除方法，其步驟為①由燃燒設備出來的煙氣經由煙氣進氣管和縮放噴管後，加速進入流化床反應器中；②煙氣中的顆粒物及氣體煙氣在流化床反應器中與由石灰粉料入口噴入的石灰粉料進行充分接觸，一起進入流速較高的流化狀態，同時與由鐵質飛灰入口噴入的鐵質飛灰進一步的混合，在流化狀態下進行充分的傳熱和傳質；③充分反應後的流化物料經過連接管時與由活性炭入口噴入的活性炭混合，進入袋式除塵器中；④粉料附著在袋式除塵器的濾料之上形成一層脫除劑層，繼續與煙氣中未被脫除的一次顆粒物及二次顆粒物的前驅體反應，進一步得到脫除；⑤對袋式除塵器進行清灰控制，附著在濾料上的粉料被清除至灰鬥中，由空氣斜槽將循環粉料返回至流化床反應器中循環使用。
在上述的脫除方法中，所述吸附劑石灰粉料、鐵質飛灰和活性炭的噴入量可根據入口煙氣檢測的情況分別進行控制。
實現上述脫除方法的裝置，它包括以鈣基脫除劑為床料的流化床反應器和袋式除塵器。其結構特點是，所述流化床反應器底部入口端設有可使煙氣加速的縮放噴管，縮放噴管的底端與煙氣進氣管相接。流化床反應器自下而上分別設有石灰粉料入口和鐵質飛灰入口，流化床反應器上部是煙氣出口通過連接管與袋式除塵器相接，連接管上設置活性炭入口。袋式除塵器上方設有與引風機相連的淨化氣體出口，袋式除塵器下方置有可使物料循環的空氣斜槽並接入流化床反應器中。
在上述裝置中，所述縮放噴管為中間細兩端粗的雙曲線圓管。
在上述裝置中，所述袋式除塵器的反應介質採用覆膜濾料。
本發明與現有技術相比，具有以下優點和積極效果(1)在傳統乾式流化床反應器煙氣淨化技術的基礎上，利用含有鐵質飛灰、活性炭和石灰粉料的脫除劑參與煙氣反應，不但去除煙氣中的酸性氣體，同時對於可吸入顆粒物PM10和PM2.5以及二次汙染物的前驅體如SO2、NOx、VOCs和重金屬蒸汽等具有協同脫除作用。同時使得本裝置結構簡單緊湊，節省了資金和佔地面積，煙氣淨化效果好，滿足環保要求。
(2)流化床反應器及煙道上設置多個脫除劑噴入點，可以更好的根據不同階段流化床反應器內的情況變化進行適當的調節，包括脫除劑噴入量和噴入組成的調節。
(3)利用袋式除塵器進行氣固分離和除塵兩方面的工作，充分利用了袋式除塵器的結構及除塵特點，同時也為脫除劑與煙氣中的氣體進行進一步的反應提供了良好的場所和基質。
(4)採用覆膜濾料作為袋式除塵器的反應介質。覆膜濾料的結構和性質有利於吸附劑的附著和相關反應的進行，大大提高了脫除效率。
(5)空氣斜槽的引入，使得粉狀脫除劑的循環利用率得以提高，降低了整個系統的運行成本。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步說明。
附圖為本發明裝置的結構原理圖。
具體實施例方式
參看附圖，本發明裝置包括以鈣基脫除劑為床料的流化床反應器5和採用覆膜濾料的袋式除塵器8。流化床反應器5底部入口端設有可使煙氣加速的中間細兩端粗的雙曲線圓管形狀的縮放噴管2，縮放噴管2的底端與煙氣進氣管1相接。流化床反應器5自下而上分別設有石灰粉料入口3和鐵質飛灰入口4，流化床反應器5上部是煙氣出口通過連接管7與袋式除塵器8相接，連接管7上設置活性炭入口6。袋式除塵器8上方設有與引風機相連的淨化氣體出口10，它的下方置有可使物料循環的空氣斜槽9並接入流化床反應器5中。
該裝置運行時的步驟為①由燃燒設備出來的煙氣經由煙氣進氣管1和縮放噴管2後，加速進入流化床反應器5。
②煙氣中的顆粒物及氣體煙氣在流化床反應器5中與由石灰粉料入口3噴入的石灰粉料進行充分接觸，一起進入流速較高的流化狀態。同時，流化床反應器5上部的鐵質飛灰入口4也向循環物料中噴入一定量的鐵質飛灰，與已經混合的流化狀態下的其它物料進行進一步的混合，在流化狀態下進行充分的傳熱和傳質。在此過程中化學反應和物理吸附同時進行，煙氣中一些能夠參與化學反應如SO2、NOx和CO2等酸性氣體有害物質通過化學方法脫除；另一些有害物質如PM10、PM2.5和重金屬元素等前驅體物質由於已與脫除劑充分接觸，其性質依賴於脫除劑的物理特性，而從煙氣中脫除。
③在流化床反應器5內進行完較充分的化學反應和物理吸附後，流化物料經由連接管7時與由活性炭入口6噴入的活性炭混合後進入袋式除塵器8。
④粉料進一步附著在袋式除塵器8的濾料之上，形成一層脫除劑層，繼續與煙氣中未被脫除的一次顆粒物及二次顆粒物的前驅體反應，達到進一步脫除的效果。
⑤對袋式除塵器8進行清灰控制，附著在濾料上的粉料被清除至灰鬥中，由空氣斜槽9按照一定的回流比將循環粉料返回至流化床反應器5中循環使用。
在本發明的脫除過程中，可隨時根據入口煙氣檢測的情況分別控制石灰粉料、鐵質飛灰和活性炭的噴入量。
實踐證明，本發明裝置脫硫、脫氮效率大於70％，對於重金屬、多環芳烴等有機物的脫除效率大於90％，對於PM10和PM2.5級可吸入顆粒物其脫出率達到95％以上。
權利要求
1.一種燃煤排放可吸入顆粒物及其前驅體的脫除方法，其步驟為①由燃燒設備出來的煙氣經由煙氣進氣管和縮放噴管後，加速進入流化床反應器中；②煙氣中的顆粒物及氣體煙氣在流化床反應器中與由石灰粉料入口噴入的石灰粉料進行充分接觸，一起進入流速較高的流化狀態，同時與由鐵質飛灰入口噴入的鐵質飛灰進一步的混合，在流化狀態下進行充分的傳熱和傳質；③充分反應後的流化物料經過連接管時與由活性炭入口噴入的活性炭混合，進入袋式除塵器中；④粉料附著在袋式除塵器的濾料之上形成一層脫除劑層，繼續與煙氣中未被脫除的一次顆粒物及二次顆粒物的前驅體反應，進一步得到脫除；⑤對袋式除塵器進行清灰控制，附著在濾料上的粉料被清除至灰鬥中，由空氣斜槽將循環粉料返回至流化床反應器中循環使用。
2.按照權利要求1所述的燃煤排放可吸入顆粒物及其前驅體的脫除方法，其特徵在於，所述吸附劑石灰粉料、鐵質飛灰和活性炭的噴入量可根據入口煙氣檢測的情況分別進行控制。
3.實現權利要求1所述的燃煤排放可吸入顆粒物及其前驅體的脫除方法的裝置，它包括以鈣基脫除劑為床料的流化床反應器(5)和袋式除塵器(8)，其特徵在於，所述流化床反應器(5)底部入口端設有可使煙氣加速的縮放噴管(2)，縮放噴管(2)的底端與煙氣進氣管(1)相接，流化床反應器(5)自下而上分別設有石灰粉料入口(3)和鐵質飛灰入口(4)，流化床反應器(5)上部是煙氣出口通過連接管(7)與袋式除塵器(8)相接，連接管(7)上設置活性炭入口(6)，袋式除塵器(8)上方設有與引風機相連的淨化氣體出口(10)，袋式除塵器(8)下方置有可使物料循環的空氣斜槽(9)並接入流化床反應器(5)中。
4.按照權利要求3所述的脫除裝置，其特徵在於，所述縮放噴管(2)為中間細兩端粗的雙曲線圓管。
5.按照權利要求3或4中所述的燃煤排放可吸入顆粒物及其前驅體的脫除裝置，其特徵在於，所述袋式除塵器(8)的反應介質採用覆膜濾料。
全文摘要
一種燃煤排放可吸入顆粒物及其前驅體的脫除方法及其裝置，涉及煙氣淨化和除塵技術領域。本發明裝置是在流化床反應器底部入口端設有可使煙氣加速的縮放噴管，縮放噴管的底端與煙氣進氣管相接。流化床反應器自下而上分別設有石灰粉料入口和鐵質飛灰入口，流化床反應器上部是煙氣出口通過連接管與袋式除塵器相接，連接管上設置活性炭入口。袋式除塵器上方設有與引風機相連的淨化氣體出口，袋式除塵器下方置有可使物料循環的空氣斜槽並接入流化床反應器中。本發明方法可對可吸入顆粒物及多種二次汙染物的前驅體協同進行脫除，實現該方法的裝置結構簡單、佔地面積小、成本較低、運行安全可靠、操作方便。
文檔編號B01D53/83GK1803260SQ20051001116
公開日2006年7月19日 申請日期2005年1月13日 優先權日2005年1月13日
發明者趙旭東, 姚強, 項光明, 韓毅 申請人:清華大學, 清華同方環境有限責任公司, 清華同方股份有限公司