烟气净化处理系统技术方案

烟气净化处理系统，由热交换器、中空纤维膜及其组件制成的粉尘过滤阵列、洗涤塔、低空排放口组成；其工艺过程是：用热交换器将烟气温度调整至40‑‑80℃，之后，用中空纤维膜及其组件组成的过滤阵列将烟气中的粉尘拦截过滤，将其浓度降低至1‑‑‑30ug/m³之下，之后，再将脱尘后的烟气送入洗涤塔吸收处理，特别是用紫外线+氧化剂+中空纤维膜曝气的方法，在填料洗涤塔中氧化、洗涤，除去、回收烟气中的气相物质，经低空尾气排放口排入大气环境。本发明专利技术能够将烟气中的粉尘污染物和气体污染物处理到优于大气本底环境的水平，特别有利于发电、冶炼、烧结、焦化、内燃机、水泥、垃圾处理等行业的节能降耗、减排。

【技术实现步骤摘要】
烟气净化处理系统所属领域本专利技术涉及一种烟气净化处理系统。
技术介绍
所述烟气是指内燃机和外燃机、锅炉燃烧、冶炼、烧结、焚烧等反应所产生的含有粉尘、硫化物、碳化物、二氧化碳、重金属以及其他成分的混合气体。燃烧和冶炼是目前获得动力与资源和处理污染物质的最广泛方式，如发电、炼焦、金属冶炼、水泥制造、内燃机、垃圾焚烧等等，但是燃烧反应过程产生大量不能被及时收集和利用的排放物，构成了对环境不利的影响，也被称之为“污染”，而污染已经到了严重破坏地球生态环境，威胁人类生存的程度。这已经是不争的事实，无需过多讨论。问题在于用什么样的技术方案对烟气实现理想有效的净化与资源化回收。烟气的成分主要有颗粒物和气体两大类。处理粉尘颗粒的方法，目前最常用的是布袋式除尘器、静电式除尘器、湿法除尘以及这些方法的组合。虽然经过了一百多年的努力，处理的效果始终停留在8---30mg/m³的水平上，即这个指标很有难度且不理想。例如对于铅这样的污染物，这个指标特别不能令人满意。处理二氧化硫、氮氧化物、汞等气相污染物的方法很多，目前主流的方式是用高温、催化剂+氨水（SNCR、SCR）脱硝以及用石灰水喷淋脱硫，所能达到的排放指标是50---200mg/m³，最好指标报道，声称可以达到5---20mg/m³，尽管这很难实现，但依然还是一个不能令人满意的数据。更重要的是，几乎所有电厂、冶炼厂、水泥厂、内燃机、外燃机……对二氧化碳基本没有源头捕集。理想的指标是，把烟气中的各种气体排放标准降低到2mg/m³；把粉尘排放标准控制在10ug/m³以下；将处理烟气生成的副产品由石膏变成硫酸铵和硝酸铵等化学肥料，实现高价值资源回收；捕集烟气中绝大部分的二氧化碳。为了实现这个梦想，人们付出了不懈的努力，但距离理想的目标还很遥远。本专利技术人认为，烟气处理之所以非常困难，关键的技术难点在于：实际工程场合排放的烟气都是高浓度粉尘和气体的混合物。从化工工程技术的角度看，分解回收纯混合气体的技术相对成熟、可靠、廉价，前提是这些气体不能含有大量粉尘，否则粉尘会沉积在传质交换介质的表面，严重影响液气反应、交换的效率，甚至会阻塞管路，使气液交换、吸收过程无法持续进行，粉尘是妨碍气体处理的重要因素。反过来说，一旦实现粉尘和气体的有效分离，纯气体的处理就会变的很简单、可靠和廉价。这就意味着，如果能够先将烟气中的粉尘浓度降低到微克/立方米以下，就可以用成熟、可靠的工艺很方便有效地将气体中所含的氮氧化物、硫、二氧化碳、汞等成分分门别类地分解、回收。为了进一步提高烟气中粉尘处理的效率和水平，本专利技术人进行了长期、深入的研究和努力，研发成功了空气净化专用中空纤维膜和用于高粉尘净化处理膜组件，如（201810655024.9）。实验表明，可以将烟气中所含高浓度粉尘处理到1—10ug/m³以下，比现有除尘技术的效率提高了1000----10000倍以上，在不增加风阻的条件下，可使将发电厂锅炉排出的含高浓度粉尘的烟气过滤到纯净气体的水平，这就为采用成熟、传统化工工艺技术对后续脱尘气体进一步分解、回收、处理创造了条件，也因此为形成一种全新的烟气净化处理系统方案提供了实验基础和可行性。现有成熟的气相污染物的处理技术有很多种，近来引起重视的是紫外线+氧化剂处理烟气的研究和小规模试验，如刘杨先的（201610239826.2）专利申请所提出的方案。但是这些方案的前提是烟气中的粉尘含量必须足够低，否则粉尘就会沉积在光源之上，是处理过程不能持续。
技术实现思路
基于上述问题和本专利技术人取得的进展，本专利技术提出一个全新的烟气净化处理系统方案及其工艺过程，其特征在于：由热交换器、中空纤维膜及其组件制成的粉尘过滤阵列、洗涤塔、低空尾气出风口组成；其工艺过程是：用热交换器将上游燃烧环节送来的烟气温度降低；调整至40--80℃；之后，用中空纤维膜及其组件组成的过滤阵列将烟气中的粉尘拦截过滤，将其浓度降低至1---30ug/m³之下；之后，再将脱尘后的烟气送入洗涤塔吸收处理，用洗涤塔的洗涤液除去、回收烟气中的气相物质；之后，经低空尾气出风口将尾气排入大气环境。进一步的，所述用中空纤维膜及其组件制成的粉尘过滤阵列，其所用的膜丝用塑料材料制成；或用陶瓷材料制成；或用金属材料制成；所述用塑料材料制成的膜丝，其截面直径为Φ3---Φ30mm，其长度为500---2000mm；所述组件由20-200根所述膜丝集束而成；所述组件其单支组件的膜丝总表面积与所通过的烟气流量的比值为1m²/30—100m³；所述组件中的膜丝，其膜丝出气端口正对高压喷气管端口，有高压脉冲空气间歇吹入，将高压气流吹入膜丝内部，产生压力，将积存在膜丝外表面的积尘吹落；用100---30000支所述组件组成所述粉尘过滤阵列。进一步的，所述用中空纤维膜及其组件制成的粉尘过滤阵列，其特征在于，所述中空纤维膜所采用的膜用塑料材料或陶瓷材料或金属材料制成；其中，所述用塑料材料制成的中空纤维膜，其截面直径为Φ3---Φ30mm，其长度为500---2000mm，所述组件由20-200根所述膜丝集束而成；所述组件其单支组件的膜丝总表面积与所通过的烟气流量的比值为1m²/30—100m³；所述组件中的所述膜丝，其膜丝出气端口正对高压喷气管端口，有高压脉冲空气间歇吹入，将高压气流吹入膜丝内部，产生压力，将积存在膜丝外表面的积尘吹落；用10---30000支所述组件组成所述粉尘过滤阵列。进一步的，所述用中空纤维膜及其组件制成的粉尘过滤阵列，其特征在于：所述中空纤维膜所采用的膜丝用聚四氟乙烯塑料材料制成。进一步的，所述洗涤塔是填料塔。进一步的，所述填料塔的直径为0.5—25m，其数量为1—50个，各填料塔串联或并联连接，各填料塔内使用不同或相同的洗涤液，各填料塔单级或多级工作顺序，各填料塔分别使用或联合使用不同成分和性质的洗涤液。进一步的，所述填料塔的下方是一个液柜，液柜中装有曝气阵列；所述曝气阵列的一种方案是采用聚四氟乙烯中空纤维膜作为曝气阵列的曝气端；所述填料塔的上方装有一系列喷头；所述喷头下面有一个紫外线灯管阵列，所述紫外线灯管阵列的第一层紫外线列管水平排列，每根管之间留有和10----100mm的距离，下一层列管水平、间隔放置，其方向与上层列管有一个10—90度的角度，或与上层列管平行排列，水平方向上错开一个10----100mm的距离，使下层灯管处在上层灯管的空档中；每层灯管间有10----100mm的距离，列管的层数为3---50层；所述紫外线灯管组成的阵列下方是一个填料层，填料层采用喷淋塔常规填料；所述填料塔的工作顺序是：从所述中空纤维膜及其组件制成的粉尘过滤阵列送来的脱尘气体，通过曝气阵列喷出，与液柜中的吸收液充分混合，并发生反应；溢出的气体在风机作用下沿所述填料层、紫外线灯管阵列、喷头、尾气出风口方向向上运动；液柜中的被曝气后的吸收液被液体泵提升至填料塔顶端，从喷头喷出，沿喷头、紫外线灯管阵列、填料层向下运动，回到液柜；洗涤液途中经过紫外线灯管阵列，液体直接流经紫外线灯管的表面，被紫外线直接照射，产生光裂解，生成大量自由基，自由基与上升的烟气密切接触，发生反应，洗涤液继续下行，流入填料层，与上升的烟气充分接触、反应，之后回到液柜中。进一步的，所述洗涤液的成分和性质是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.烟气净化处理系统，其特征是：由热交换器、中空纤维膜及其组件制成的粉尘过滤阵列、洗涤塔、低空尾气出风口组成；其工艺过程是：用热交换器将上游燃烧环节送来的烟气温度降低；调整至40‑‑80℃；之后，用中空纤维膜及其组件组成的过滤阵列将烟气中的粉尘拦截过滤，将其浓度降低至1‑‑‑30ug/m³之下；之后，再将脱尘后的烟气送入洗涤塔吸收处理，用洗涤塔的洗涤液除去、回收烟气中的气相物质；之后，经低空尾气出风口将尾气排入大气环境。

【技术特征摘要】
1.烟气净化处理系统，其特征是：由热交换器、中空纤维膜及其组件制成的粉尘过滤阵列、洗涤塔、低空尾气出风口组成；其工艺过程是：用热交换器将上游燃烧环节送来的烟气温度降低；调整至40--80℃；之后，用中空纤维膜及其组件组成的过滤阵列将烟气中的粉尘拦截过滤，将其浓度降低至1---30ug/m³之下；之后，再将脱尘后的烟气送入洗涤塔吸收处理，用洗涤塔的洗涤液除去、回收烟气中的气相物质；之后，经低空尾气出风口将尾气排入大气环境。2.根据权利要求1所述的烟气净化处理系统，其特征在于：所述用中空纤维膜及其组件制成的粉尘过滤阵列，其所用的膜丝用塑料材料制成；或用陶瓷材料制成；或用金属材料制成；所述用塑料材料制成的膜丝，其截面直径为Φ3---Φ30mm，其长度为500---2000mm；所述组件由20-200根所述膜丝集束而成；所述组件其单支组件的膜丝总表面积与所通过的烟气流量的比值为1m²/30—100m³；所述组件中的膜丝，其膜丝出气端口正对高压喷气管端口，有高压脉冲空气间歇吹入，将高压气流吹入膜丝内部，产生压力，将积存在膜丝外表面的积尘吹落；用100---30000支所述组件组成所述粉尘过滤阵列。3.根据权利要求1、2、3所述的烟气净化处理系统，所述用中空纤维膜及其组件制成的粉尘过滤阵列，其特征在于：所采用的膜丝用聚四氟乙烯塑料材料制成。4.根据权利要求1所述的烟气净化处理系统，其特征在于：所述洗涤塔是填料塔。5.根据权利要求1、4所述的烟气净化处理系统，其特征在于：所述填料塔的直径为1—25m，其数量为1—50个，各填料塔串联或并联连接，各填料塔内使用不同或相同的洗涤液，各填料塔单级或多级工作顺序，各填料塔分别使用或联合使用不...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭绍华，
申请(专利权)人：郭绍华，
类型：发明
国别省市：广东,44