本发明专利技术将散煤燃烧废气、机动车废气的除尘与酸性气体的吸收在同一净化器内进行；净化装置由容器、净化器、吸水口带有过滤层的潜水泵、喷淋器组成；净化器、潜水泵及淋洗剂液置于容器中；通过PVC管连接喷淋器与潜水泵；以疏松多孔的工业滤布或尼龙纱窗材料作填料，以钾碱溶液为净化剂；净化器外壁有废气进气口和排气口，净化器底部壁上有小孔，保持净化器内外液面高度相同；被潜水泵送到喷淋器的淋洗剂对逆流而上的废气进行淋洗，沉降固体、中和酸性气体；淋洗剂被循环利用。过滤使用后的淋洗剂，分离出固体；含有硝酸钾和硫酸钾的滤液可以直接作为农用化肥，或暴露于空气中使亚硫酸钾缓慢氧化，水缓慢挥发完全后，得到硝酸钾和硫酸钾固体。
【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于废气净化
，具体是一种对散煤燃烧废气、燃油机动车废气进行净化的装置和一种将废气中污染物捕获并将其转化为可利用资源的方法。
技术介绍
：散煤燃烧废气已经成为大气污染和雾霾的主要因素。“散煤”的主要用户是取暖做饭的老百姓，用户数量十分庞大。由于受场地和陈本限制，不可能像火电厂一样安装复杂的管道和众多的设备对废气进行除尘、脱硫、脱硝；到目前为止，“散煤”燃烧废气，不得不直接排到大气中。《中国青年报》2016.01月25日报道：“在环保部看来，散煤产生的污染或许是未来大气治理中最困难的环节之一。散煤与老百姓的取暖做饭等日常生活息息相关，不可能在雾霾天像工业企业那样限产停产，而且小锅炉分散在家家户户，也不可能安装治理设施”。申请号为201521100136.6的专利《一种锅炉废气净化装置》，设计在第一装置内，用活性炭吸附废气中固体颗粒；在第二装置内用碱性填料层中和酸性气体，用水喷淋废气。该技术存在如下问题：使用大量的水，且这些水转化为酸性废水。因为废气进入第二净化装置，还未通过碱性填料层时，废气中部分酸性气体就已经被喷淋下来的水吸；碱性填料层对酸性气体的中和作用是非常有限的，因为酸性气体仅仅在填料层的表面反应，而且酸性气体二氧化硫与填料表面的碱反应，生成难溶于水的亚硫酸盐会将填料表面覆盖，使碱性填料完全失去了作用；废气要通过活性炭层和碱性填料层，阻力很大，要增设增压风机，提高了系统的投资和运行费用。这些严重限制了其应用。对于机动车废气的净化，欧盟、美国和日本在治理柴油车废气方面经历了一段实践，他们的经验证实，采用SCR技术是净化柴油车尾气中氮氧化物和固体颗粒物最有效办法(《石油化工》2012,41,56)。但是SCR技术需复杂装置,它包括尿素供应系统、尿素喷射与控制系统、SCR反应系统；需要消耗大量尿素和定期更换催化剂，使净化成本较高；而且SCR技术对尿素的纯度和浓度有严格要求。散煤用户涉及到千万家庭，机动车户主数量更多，对这两类废气的净化，由于受空间限制，净化装置必须体积小，制作简易；为防止产生第二次污染，要有十分简易的方法将污染物进行回收和资源化利用。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种简易、高效的净化散煤燃烧废气与机动车废气的装置及将废气中污染物转化可利用资源的方法。实现本专利技术的技术方案：基于单个燃煤炉灶或单个机动车在单位时间内排气量，与火电厂相比是非常小的特点，设计将废气的除尘与对酸性气体的吸收在同一净化器内同时进行，这样就简化了所需的净化装置；设计循环利用淋洗剂，这样就大为减少所需溶剂的量，从而相应减小了净化装置所需体积；设计用钾碱溶液为淋洗剂，使废气中的酸性物质最后转化为可以作为农用化肥的硝酸钾和硫酸钾，从而达到了污染物的资源化利用。下面进一步详述本专利技术：单个散煤锅炉或炉灶与单个机动车在单位时间内排气量与火电厂相比有巨大差异。如日发电量1440万度电的火电厂，按每度电耗煤280克计算，每分钟的废气排放量是24880立方；而在燃煤炉灶内，一个小时完全燃烧一个重800克，含碳300克蜂窝煤，每分钟的排出废气只有0.044立方；如汽油车每小时耗油1.8公斤，空燃比为14.7：1，每分钟废气排放量为0.37立方。由于火电厂废气量大，对废气的除尘和脱硫脱硝需要分步进行；对于散煤燃烧与机动车废气的净化，如果按照火电厂废气净化系统模式进行，应用的可行性是非常少；而将废气的除尘与对酸性气体的吸收同步进行，就极大提高了应用的可行性。附图说明：图1、2、3是散煤燃烧废气和机动车尾气净化装置的三种形式，其区别仅仅在于循环泵的位置不同。图1和图3中，潜水泵置于淋洗剂中，图1中潜水泵置于净化器外侧，图3中潜水泵置于净化器内；图2中循环泵置于盛淋洗剂的容器的顶部，且容器的顶部与净化器形成密闭体系。以图1为例说明净化装置。图1中：1容器、2净化器、3潜水泵、4喷淋器、5碱液淋洗剂、6、填料层、7废气进口、8、废气出口、9水管、10小孔。以下以图1所示的净化装置为例，对净化过程进行进一步说明(图2和3装置的净化方式与此类似)：净化器2、潜水泵3和净化剂5放置在容器1中，废气从净化器的进气口7进入，由于净化器底部被淋洗剂5封住，废气只能向上运动，通过填料层6时，运动速度受阻，与淋洗剂进行充分有效的接触，使酸性气体被高效吸收，固体颗粒下沉；通过潜水泵3将淋洗剂5从净化器的底部沿水管9送到顶部，通过喷淋器4向下喷淋，淋洗剂5流到净化器的底部，通过净化器底部的小孔10，使淋洗剂在净化器内外的液面相同，实现淋洗剂的循环使用；净化后的废气从净化器的排气口8排出。潜水泵的吸水口附有过滤层，可以阻止吸入固体颗粒物，防止喷淋器喷水小孔堵塞。对于家用燃煤锅炉或炉灶废气或机动车废气净化，由于受场地大小和空间的限制，净化器的体积和高度是十分有限，而对废气的实际淋洗高度更加有限。如净化器高42厘米，淋洗高度仅为15厘米左右。所以，气液接触时间非常短暂；为了达到高效的气液接触，设计在不影响发动机性能和废气排放通畅的前提下，采用耐酸碱的工业滤布或用于做纱窗的尼龙为填料。它们具有多空的网状疏松的结构，气体通过阻力不大，同时气液又可达到充分接触。为了实现对酸性气体的快速吸收，采用浓的碱溶液作为淋洗剂；为了将酸性气体二氧化硫、二氧化氮转化为作为农用化肥的硫酸钾和硝酸钾，采用钾碱作为淋洗剂。碱液经过第一次淋洗废气后，其中绝大部分碱未发生作用。为了实现碱液的高效利用，设计淋洗剂循环使用。随着净化的进行，碱的浓度逐渐减少，淋洗剂中溶剂水由于挥发而减少；沉降的固体颗粒物逐渐增多，亚硫酸钾、硫酸钾、硝酸钾浓度逐渐增大；淋洗剂的pH<7时，补充钾碱；当淋洗剂中产生的钾盐达到相一定浓度时，更换淋洗剂。使用后的淋洗剂如果pH<7，向其中缓慢加入固体K2CO3，边加边搅拌，直到没有气体产生为止。将淋洗剂静置10小时左右，使固体颗粒完全沉降到容器底部，小心倾倒出上层清液于另一容器中，这种清液可以直接作为液态农用化肥；或者放置与空气中，让水缓慢挥发，同时其中的亚硫酸钾被氧化为硫酸钾，水完全挥发后就得到硫酸钾和硝酸钾固体混合物。通常情况下，以水为溶剂配置淋洗剂。在气温高的夏天，机动车尾气温度很高，淋洗剂中的水易挥发；而在气温低的冬天，容易结冰。但是，试验表明，在38℃的高温天气，废气进入净化器的温度达65℃，水的挥发也非常缓慢。如1.9L的江淮瑞风柴油商务车耗时3.5小时，在市区运行100公里，挥发的水只有2.43升(见实施例1)。这是因为因为油燃烧有水生成，机动车废气已经被水蒸气饱和。在室温32℃，燃烧3个质量为800克的蜂窝煤球(每个含黏土和水大于500克)，以50克氢氧化钾配成6升水溶液为淋洗剂，废气经过铝制导气管冷却，进入净化器口的温度46℃，将三个煤球完全燃烧耗时3.5小时，挥发水只有0.15升。这是因为蜂窝煤中包含大量水的缘故。淋洗剂中的钾碱及淋洗剂吸收酸性气体二氧化硫、二氧化氮后形成的亚硫酸钾、硫酸钾、硝酸钾，它们的存在均会导致淋洗剂的凝固点下降。所以在0℃或更低温度，淋洗剂不会凝固。所以，以水作为溶剂的钾碱液淋洗剂有很大的适用气候范围，可以从炎热的夏天到寒冷的冬天。对于在气温很低的地域的废气净化，在钾碱液净化剂中加入适量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种净化散煤燃烧废气或机动车废气的装置，其特征在于净化器(2)、吸水口带有过滤层的潜水泵(3)及碱液淋洗剂(5)置于容器(1)中，净化器顶部安装喷淋器(4)，通过水管(9)连接潜水泵和喷淋器，净化器中有填料(6)，在净化器上有废气进入口(7)和废气出口(8)，净化器底部的壁上有小孔(10)。
【技术特征摘要】
1.一种净化散煤燃烧废气或机动车废气的装置，其特征在于净化器(2)、吸水口带有过滤层的潜水泵(3)及碱液淋洗剂(5)置于容器(1)中，净化器顶部安装喷淋器(4)，通过水管(9)连接潜水泵和喷淋器，净化器中有填料(6)，在净化器上有废气进入口(7)和废气出口(8)，净化器底部的壁上有小孔(10)。2.一种将散煤燃烧废气...
【专利技术属性】
技术研发人员：许世镗，许新华，陈锦杨，邱仁华，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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