CN101569811B - 多孔陶瓷棚格雾化沉积co2(so2)气净化装置 - Google Patents

Abstract

所发明的多孔陶瓷栅格雾化沉积CO₂(SO₂)气净化装置，涉及烟尘温室气体(CO₂、SO₂等)去除和减排的技术，高温烟尘CO₂(SO₂)气流通过编织网(孔)14，多孔陶瓷片15、16微细孔时，粉尘微粒物被过滤去除；再进入双层栅格雾化沉积净化器中，气体分子与硅酸钠液雾滴相混接触，进行化学反应，生成新产物，并经过双层栅格24、27、28继续吸附扩散充分反应，实现CO₂气减排；而对SO₂气体分子减排，是予先在双层栅格上喷涂一层呋喃树脂、磷酸、过氧化物的混合物，当SO₂与其接触就参加固化反应，而且连续反应，直至全部固化(更换)，能实现SO₂气减排目的，最后排入大气。该装置结构简单，易操作，易加工成本低，易推广。

Description

多孔陶瓷棚格雾化沉积CO2(SO2)气净化装置

技术领域：

本发明涉及所有在燃煤或燃烧及化学反应过程能生成有害的温室气体(CO₂、SO₂……等)排入大气，对大气造成污染，通过这套净化装置可以减少温室气体和烟尘颗粒粉尘的排放。

背景技术：

目前，全世界都在关注和着手解决减少温室气体的排放量，防止地球气候的变化，07年温室气体的含量已达到430ppm，近40年来我国冰川面积缩小了3248万平方公里，93-96年海平面每年上升3.3mm，特别是二氧化碳浓度逐年增加，会造成海洋缺氧，会给人类造成灾害，各国虽采取很多措施，诸如先后发明旋风式、脉冲式、静电式、布袋式除尘设备等，但只能减少颗粒物烟尘污染物的排放，而对CO₂(SO₂)气的排放，尚无有效的减排措施，所发明的这套净化装置可解决上述难题，而且装置结构简单，技术易掌握，造价低，加工周期短，易推广应用。

发明内容：

本发明的目的，就是提供一套装置，它即能除尘净化烟尘颗粒(粉尘)又有减少温室气体CO₂、SO₂气排放的功能，本发明装置由热能交换(散热)器(1)，多孔陶瓷烟尘颗粒(粉尘)净化器(2)栅格雾化沉积净化器(3)，多孔碳石棉毡吸附器(4)及引风机(5)组成(见图1、4、6、7、10、12、13、14)。所述热能交换(散热)器(1)，包括有第一组热能交换(散热)器(见图1)，第二组热能交换(散热)器(见图六)，二者内外结构、装置完全相同，它是呈方形外壳罩由钢板焊接而成，燃煤排放的烟尘气，通过气流进口法兰1连接进气管道，与方壳罩底座2相连，底座由脚腿3支承(坐落在地面上紧固)热能交换(散热)器方壳内共组装有二级散热器蛇形管。一级散热蛇形管4(见图4)为立式并排组装蛇形管，而二级散热器蛇形管5是水平叠层组装放置，散热器方壳中间是靠法兰6定位、紧固连接，其顶端有通风管法兰7，并与第二组热能交换(散热)器顶端的对称的通风管道法兰8连接。第二组热能交换(散热)器结构与第一组热能交换(散热)器结构相同(见图6)；此外在热能交换(散热)器方壳罩上均设有循环冷却水入水口9和冷却水出水口10，并接通外水源(泵)。经出口流出的水可利用(洗浴等)。经过二次热交换被冷却的气流经出气口法兰11再进入多孔陶瓷烟尘颗粒净化器(2)，它的外形结构为锅筒形，是由钢板卷成筒形焊接而成(见图7)，它平卧于地面上，有四个脚腿及支承锅筒，气流先通过入口法兰13(与热交换器出气口法兰11连接)，多乳陶瓷净化器内设置有一层高硅氧纤维编织网(立放并与气流流向垂直)14，二层异形多孔陶瓷片15、16，编织网14是用高硅氧纤维编织而成，网孔有一定尺寸呈片状，可从多孔陶瓷净化器一侧插入或拉出(见图8)，进行替换使用，之后是通过二层异形多孔陶瓷片15、16，之间有一定间隔(也是立放与气流流向相垂直)，可以从多孔陶瓷净化器(2)一侧插入或拉出(见图8示意)，锅筒分段连接就是用锅筒筒耳17(每层有10个)并用螺栓坚固连接加上套盖18密封，第一层异形多孔陶瓷片15孔较大，第二层异形多孔陶瓷片16孔较小，出口端法兰19与双层栅格雾化沉积净化器(3)入口法兰20连接，双层栅格雾化沉积净化器(3)也为锅筒形，立座在地面上，由三个脚腿21支承，净化器内分三室，第一室内设有三个同圆周上，均布的雾化喷头22，锅筒外连通三个高频振动雾化发生器23，电动搅拌叶片25由小电动机26驱动；第二、三室分别设置双层栅格雾化沉积网24、27、28，水平放置(与气流方向垂直)，可以插入、拉出(替换)见图11每组栅格网是由二个片状编织网(网孔间交错组合)紧固在一起，而单片编织网也是用玻璃纤维或高硅氧纤维编织而成。栅格雾化沉积器(3)顶端有通风管法兰29与多孔碳石棉毡吸附室(4)立式方壳顶端进气管法兰30连接，由三个脚腿31支承，坐立地面。吸附室(4)内设置(均为长条立放)多孔碳石棉毡长带32，长带有一定间隔，上下平行放置(图13)出气口法兰33与引风机(5)排风入口34相连接(见图14)，最后将净化处理后的气体经排风口40排入大气。

本发明系统操作非常简便，并可用计算机控制各净化器工作过程，在管路上设多个检测点，监控温度、气体(成分)含量、颗粒大小及含量等。结构简单，易加工制造，技术成熟，可靠，稳定，在国内、外可普遍推广应用。

附图说明：

图1是本发明的热交换(散热)器的总体结构示意图；图2是图1的A-A视图；图3是图2的侧视图；图4是第一组散热器蛇形管的结构示意图；图5是图4的侧视图；图6是第二组热能交换(散热)器结构示意图；图7是多孔陶瓷烟尘颗粒净化器结构示意图；图8是图7B-B在锅筒一侧插入、拉出示意图；图9是图8的侧视图；图10是双层栅格雾化沉积净化器结构示意图；图11是双层栅格雾化沉积净化器图10A-A旋转示意图；图12是图11A侧视图；图13是多孔碳石棉毡吸附室结构示意图；图14是引风机装配示意图。

1、气流进口法兰；2、方壳罩底座；3、脚腿；4、一级散热蛇形管；5、二级散热蛇形管；6、法兰；7、顶部通风管法兰；8、第二组热能交换散热器顶端入口法兰；9、冷却水入水口；10、冷却水出口；11、出气口法兰；12、脚腿；13、气流入口法兰；14、高硅氧编织网；15、异形多孔陶瓷片；16、异形多孔陶瓷片；17、锅筒筒耳；18、密封套盖；19、多孔陶瓷净化器顶端气流出口法兰；20、栅格雾化沉积净化器入口法兰；21、脚腿；22、雾化喷头；23、高频振动雾化器；24、双层栅格网；25、搅动叶片；26、小电机；27、双层栅格网；28、双层栅格网；29、栅格雾化沉积净化器顶端气流出口法兰；30、多孔碳石棉毡顶端气流入口法兰；31、脚腿；32、长条带石棉毡；33、出口法兰；34、引风机入口法兰；35、引风机；36、集渣槽；37、集渣槽38、集渣槽39、集渣槽40、排风口。

具体实施方案：

具体实施方式一：(减排CO₂过程)，参见图1-14说明本实施方式。

本实施方式，先将热能交换器(1)多孔陶瓷净化器(2)双层栅格雾化沉积净化器(3)多孔碳石棉毡吸附器(4)及引风机(5)分别组装入散热器蛇形管4、5，进出口循环冷却水9、10，高频振动雾化器喷头、高频振动雾化发生器22、23，搅拌电机叶片25及条带多孔碳石棉毡32，引风机35等，将方壳或锅筒结构相互连接法兰6、7、11、13、19、20、28、29、30、33及所有筒耳17等用螺栓定位紧固，再依次由插口处分别插入玻璃纤维或高硅氧纤维编织网14，异形多孔陶瓷片15、16，双层栅格沉积网24、27、28，并用封盖盖住插口18，启动此风机35后，全部系统(管道中)呈负压，高频振动雾化发生器23通电，则反应介质液被雾化，经雾化喷头22喷入净化器(3)第一室中，同时开启小电机叶片(旋转)25雾化的介质液滴被搅动，当打开进烟尘通道1，则燃烧所产生的污染烟尘气流就会从进气口法兰1处进入热能交换器(1)中，这样高温有害烟尘气流，在经过一、二级散热器蛇形管4、5时，将热量传至蛇形管中，而采用立式或水平叠放组合的蛇形管中有循环流动的水通过，(由水泵完成流入9，流出10)完成热交换，被冷却的气流通过管法兰6进入第二组热交换器，同样完成二级热交换后气流通过方壳罩法兰7经法兰8进入多孔陶瓷净化器(2)中，并先后经过玻璃纤维编织网14，异形多孔陶瓷片15、16经出口法兰19经法兰20进入双层栅格雾化沉积净化器(3)中，则气流与反应介质混拌接触，气流上升至第一、二、三级双层栅格雾化沉积网24、27、28，通过顶部出口法兰29，进口法兰30进入多孔碳石棉吸附器(4)中，并通过长条带多孔碳石棉毡32后经由引风机入口34进入引风机，通过通风口40排入大气。

具体实施方式二：若烟气中同时含有SO₂气，则需对每级双层栅格雾化沉积网，要予先进行处理，即在网上喷涂一层特殊反应介质后(组合紧固)分别插入到24、27、28位，其它过程同方式一，如烟气中主要净化减排SO₂气，则双层栅格雾化沉积净化器(3)中，不进行雾化搅拌程序，其它过程同方式一。

具体实施方式三：将高温烟尘气流可先引入多孔陶瓷净化器(2)中，再进入热能交换器(1)，其余过程均同方式一。

具体实施方式四：在全部CO₂(SO₂)气净化装置系统各管道及净化、吸附室可设置测试点(口)，分别进行在线检测：温度、压力、气流成分含量、粉尘颗粒含量等，并由计算机控制动态模拟检测及液晶动态模拟显示屏显示，净化全过程同方式一。

工作原理：

本发明装置是当燃烧产物有烟尘颗粒污染及排放CO₂(SO₂)温室气体时可完成热能交换、过滤净化处理、吸附扩散过程，能净化、去除减排污染物。

首先，在这一封闭系统内，可视热气流是在管路系统中流动当启动引风机35(见图14)或利用已有烟筒，整个系统中呈现负压，根据伯努力定律知在该系统的任一断面上，气流总是向负压方向流动。当高温热气流进入热能交换器(见图1)中，并先后经过立式及水平叠放的散热蛇形铜管4、5组合间隙，与铜管壁接触，则将其携带的热量传给铜管，导入铜管中循环流动的水中，这样，经过两组热能交换装置后，完成热量交换，热气流温度下降至40-50度左右(循环水温上升后可利用热水)；同时气流中所夹带的烟尘颗粒，部分由于穿过蛇形铜管间隙时存在运动阻力，降低了流动速度，有些烟尘颗粒会沉落至集渣口36、37排除。

其二，当气流进入多孔陶瓷净化器(见图7)时，呈紊流状态的气流，通过编织网14时，被分割为成千上万个细小气流，使其由发达的紊流趋近于层流，此时，随气流流动的包括一些小尺寸的烟尘颗粒，均会沉落至锅筒底部(由集渣口38排除)，气流继续流动，在通过一、二级多孔陶瓷片(15、16)时，又被强迫通过无规则，又是无序的孔隙中流动，即加大流动阻力，使那些细小微尘颗粒被阻截难以通过，不是沉落在集渣口处，就是沉积在多孔陶瓷片的微孔中，粉尘99.9％以上会被去除。

其三，净化过的烟气(含CO₂或SO₂)进入双层栅格雾化沉积净化室(见图10)中，可与反应介质液雾化雾滴相遇并处于搅拌中，那么CO₂气体分子就可与反应介质雾滴充份接触，参加反应生成新的产物，而被去除一部分，而在随后的於双层栅格上的沉积吸附扩散过程，会继续进行这种反应，残余少量的CO₂气体会经引风机35排入大气，同时若在双层栅格沉积网24、27、28上喷涂(附着)特殊的反应介质液，当含SO₂气流通过栅格孔时与特殊反应介质相接触发生反应，而且是连续过程，直至反应完了再重新更换、插入经喷涂的双层栅格，实现SO₂减排。

其四，条带状的多孔碳石棉毡，还有很强的吸附性，流经这里进行最后一次吸附，烟尘微粒会实现100％去除。

Claims (6)

1.多孔陶瓷栅格雾化沉积CO₂ SO₂气净化装置，它由热能交换散热器(1)、多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)栅格雾化沉积净化器(3)、多孔碳石棉毡吸附器(4)及引风机(5)组成，其特征在于热能交换散热器(1)是设置相同的二组热能交换散热器，第一组热能交换散热器顶端通风管法兰7与第二组热能交换散热器顶端通风管法兰8连接，热能交换散热器(1)坐落在地面上紧固，热能交换散热器(1)左侧气流入口法兰1与进气管道连接气流入口，热能交换散热器(1)出气口法兰11与热能交换散热器(1)右侧的多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)法兰13连接，多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)平卧于地面上有四个脚腿支承锅筒，多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)右端气流出口法兰19与多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)右侧的双层栅格雾化沉积净化器(3)下部入口法兰20连接，双层栅格雾化沉积净化器(3)立座在地面上由三个脚腿21支承，双层栅格雾化沉积净化器(3)的顶部通风管法兰29与双层栅格雾化沉积净化器(3)右侧的多孔碳石棉毡吸附器(4)上部的进气管法兰30连接，多孔碳石棉毡吸附器(4)立放在地平面上由三个脚腿31支承，多孔碳石棉毡吸附器(4)下部出气口法兰33与多孔碳石棉毡吸附器(4)右侧引风机(5)排风入口34相连接，引风机(5)经排风口40排入大气。

2.根据权利要求1所述的多孔陶瓷栅格雾化沉积CO₂ SO₂气净化装置，其特征在于热能交换散热器(1)由一组热能交换散热器、二组热能交换散热器、方壳罩底座2、脚腿3、气流进口法兰1、一级散热蛇形管4、二级散热蛇形管5、法兰6、顶端通风管法兰7、顶端入口法兰8、冷却水入水口9、冷却水出水口10、出气口法兰11组成，气流进口法兰1与方壳罩底座2相连，底座由脚腿3支承紧固在地面上，每组热能交换散热器方壳内组装有二级散热蛇形管，一级散热蛇形管4是立式组装、二级散热蛇形管5是水平叠层组装，热能交换散热器(1)第一组热能交换散热器顶端通风管法兰7与第二组热能交换散热器顶端通风管法兰8连接，在每组热能交换散热器方壳罩上设置冷却水入水口9、冷却水出水口10、热能交换散热器方壳罩上设置的冷却水入水口9接通水泵，热能交换散热器方壳罩上循环冷却水入口9与热能交换散热器方壳罩内一级散热蛇形管4连接，再与热能交换散热器方壳罩内二级散热蛇形管5连接，热能交换散热器方壳罩内二级散热蛇形管5与冷却水出口10连接，冷却水出口10与出水管连接，热能交换散热器方壳罩中间靠法兰6紧固连接，热能交换散热器方壳罩底座2上的气流进口法兰1与烟尘气流连接，热能交换散热器(1)出气口法兰11与热能交换散热器(1)右侧的多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)入口法兰13连接。

3.根据权利要求1所述的多孔陶瓷栅格雾化沉积CO₂ SO₂气净化装置，其特征在于多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)由气流入口法兰13、锅筒筒耳17、气流出口法兰19、高硅氧编织网14、异形多孔陶瓷片15、异形多孔陶瓷片16、密封套盖18组成，多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)平卧于地面上，外形为锅筒形有四个脚腿支承，多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)左端设置气流入口法兰13，与热能交换散热器

(1)气流出口法兰11连接，多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)锅筒分段，每段间设置相同结构的锅筒筒耳17连接和螺栓紧固加套盖18密封，在多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)锅筒第一段中插入高硅氧编织网14加套盖18密封，在多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)锅筒第二段插入异形多孔陶瓷片15加套盖密封，在多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)锅筒第三段插入异形多孔陶瓷片16加套盖密封，多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)锅筒右端气流出口法兰19与多孔陶瓷烟尘颗粒粉尘净化器(2)右侧的双层栅格雾化沉积净化器(3)入口法兰20连接。

4.根据权利要求1所述的多孔陶瓷栅格雾化沉积CO₂ SO₂气净化装置，其特征在于栅格雾化沉积净化器(3)由脚腿21、入口法兰20、搅拌叶片25、小电机26、高频振动雾化器23、雾化喷头22、双层栅格网24、双层栅格网27、双层栅格网28、气流出口法兰29组成，栅格雾化沉积净化器(3)为锅筒形，立座在地面上由三个脚腿21支承，栅格雾化沉积净化器(3)锅筒内一室设有雾化喷头22与栅格雾化沉积净化器(3)外高频振动雾化器23连接，锅筒内设置搅拌叶片25，由小电机26驱动，栅格雾化沉积净化器(3)锅筒一室、二室分段处设置锅筒筒耳连接螺栓紧固，插入双层栅格雾化沉积网24用封盖盖住插口，在栅格雾化沉积净化器(3)锅筒二、三室之间设置锅筒筒耳连接螺栓紧固，插入双层栅格网27用封盖盖住插口，在栅格雾化沉积净化器(3)锅筒第三室与栅格雾化沉积净化器(3)锅筒顶端通风管之间分段处设置锅筒筒耳连接螺栓紧固，插入双层栅格雾化沉积网28用封盖盖住插口，栅格雾化沉积净化器(3)锅筒顶端设置气流出口法兰29与多孔碳石棉毡吸附器(4)气流入口法兰30连接。

5.根据权利要求1所述的多孔陶瓷栅格雾化沉积CO₂ SO₂气净化装置，其特征在于多孔碳石棉毡吸附器(4)由脚腿31、气流入口法兰30、出口法兰33、多孔碳石棉毡长条带32组成，多孔碳石棉毡吸附器(4)由三个脚腿31支承坐立在地面上，多孔碳石棉毡吸附器(4)内设置多孔碳石棉毡长带长条上下平行放置，多孔碳石棉毡吸附器(4)出气口法兰33与引风机(5)排风入口34连接。

6.根据权利要求1所述的多孔陶瓷栅格雾化沉积CO₂ SO₂气净化装置，其特征在于引风机(5)由引风机入口法兰34、排风口40、引风机35组成，引风机35上设置入口法兰34及排风口40，引风机经排风口40排入大气。

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