一种电解铝尾气污染物协同净化系统及方法技术方案

本申请公开一种电解铝尾气污染物协同净化系统及方法，包括洗涤净化塔、洗涤泵、冷凝水箱、冷凝水泵、空冷器、至少两级稳压水箱；洗涤净化塔内由下至上依次设置浆液循环池、文丘里整流层、洗涤喷淋层、脱浆除雾层、至少两级协同净化层；洗涤泵连通浆液循环池和洗涤喷淋层；冷凝水泵连通冷凝水箱和对应的稳压水箱；对应稳压水箱的出液口连通对应协同净化层的进液口，对应协同净化层的出液口连通空冷器，空冷器的出液口连通冷凝水箱。通过在洗涤喷淋层下方设置文丘里整流层，提高气液吸收过程流场的均匀性；对饱和烟气进行至少两级冷凝凝并实现超细颗粒物的协同净化，在大幅提高电解铝尾气污染物协同净化效率的同时，降低系统运行能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种电解铝尾气污染物协同净化系统及方法
本申请涉及资源与环境领域，具体涉及一种电解铝尾气污染物净化系统及方法。
技术介绍
随着电解铝烟气污染物(二氧化硫、颗粒物和氟化物)的排放要求不断大幅度的提升，特别是在铝行业集中区域，由于排放烟气量基数较大，对污染物的排放浓度提出更高的要求。电解铝废气的处理技术大力发展，例如公开号为CN110820015A的中国专利技术专利申请公开了一种电解铝废气处理装置，包括布袋除尘器、氟化物吸收机构、尾气处理机构、合成槽和沉降槽，氟化物吸收机构包括反应釜和辅助吸收组件，尾气处理机构包括喷淋箱、喷淋组件、摆动组件和一氧化碳吸收组件，喷淋箱和一氧化碳吸收组件之间设有第一连接管，一氧化碳吸收组件和布袋除尘器之间设有第二连接管，氟化物吸收机构和尾气处理机构均与合成槽通过管道连通，沉降槽设置在合成槽的旁侧且两者之间通过管道连通。现有成型技术存在改造难、成本高或难以满足新修订的铝工业烟气治理的要求等问题，且针对电解铝尾气中的低浓度酸性、超细颗粒物等污染物捕集效率不高。开发经济性好、能实现低浓度气态污染物及超细颗粒物协同净化的烟气污染物控制技术成为行业的共性要求。因此，开发出电解铝烟气污染物协同净化技术，降低工程改造难度和投资费用，对于电解铝烟气污染物的控制意义重大。具有满足我国今后该领域的技术需求的现实意义。
技术实现思路
本申请提供一种电解铝尾气污染物协同净化系统及方法，通过在洗涤喷淋层下方设置文丘里整流层，提高气液吸收过程流场的均匀性及污染物协同净化效率；对脱浆除雾后的饱和烟气进行至少两级冷凝、凝并实现超细颗粒物的协同净化，在大幅提高电解铝尾气污染物协同净化效率的同时，降低系统运行能耗。一种电解铝尾气污染物协同净化系统，包括洗涤净化塔、洗涤泵、冷凝水箱、冷凝水泵、空冷器和至少两级稳压水箱；所述洗涤净化塔的塔壁上设置烟气入口、塔顶部设置烟气出口，塔体内由下至上依次设置浆液循环池、文丘里整流层、洗涤喷淋层、脱浆除雾层和至少两级协同净化层，所述烟气入口位于浆液循环池和文丘里整流层之间；所述洗涤泵的入液口通过管路连通浆液循环池、出液口通过管路连通洗涤喷淋层；所述冷凝水泵的入液口通过管路连通冷凝水箱、出液口通过管路分别连通对应的稳压水箱；对应稳压水箱的出液口通过管路连通对应协同净化层的入液口，协同净化层的出液口通过管路连通空冷器；所述空冷器的出液口通过管路连通冷凝水箱的入液口。优选设置两级稳压水箱和两级协同净化层，在稳压水箱和协同净化层均设置两级的情况下：一种电解铝尾气污染物协同净化系统，包括洗涤净化塔、洗涤泵、冷凝水箱、冷凝水泵、空冷器、一级稳压水箱和二级稳压水箱；所述洗涤净化塔的塔壁上设置烟气入口、塔顶部设置烟气出口，塔体内由下至上依次设置浆液循环池、文丘里整流层、洗涤喷淋层、脱浆除雾层、第一协同净化层和第二协同净化层，所述烟气入口位于浆液循环池和文丘里整流层之间；所述洗涤泵的入液口通过管路连通浆液循环池、出液口通过管路连通洗涤喷淋层；所述冷凝水泵的入液口通过管路连通冷凝水箱、出液口通过管路分别连通一级稳压水箱和二级稳压水箱；所述一级稳压水箱的出液口通过管路连通第一协同净化层的入液口，所述第一协同净化层的出液口通过管路连通空冷器的入液口；所述二级稳压水箱的出液口通过管路连通第二协同净化层的入液口，所述第二协同净化层的出液口通过管路连通空冷器的入液口；所述空冷器的出液口通过管路连通冷凝水箱的入液口。以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。可选的，所有协同净化层的结构相同，包括冷凝液进液管廊、冷凝液出液管廊和若干个协同净化单元；所述冷凝液进液管廊位于对应协同净化层的底部，所述冷凝液进液管廊上设有与协同净化层的入液口连通的总入液口和若干个与协同净化单元连通的出液口；所述冷凝液出液管廊位于对应协同净化层的顶部，所述冷凝液出液管廊上设有与协同净化层的出液口连通的总出液口和若干个与协同净化单元连通的入液口；所述若干个协同净化单元位于对应冷凝液进液管廊和冷凝液出液管廊之间，每个协同净化单元包括若干根并行设置的金属翅片管，每个协同净化单元以其金属翅片管的轴线倾斜安装，所述金属翅片管的底部进液口对应连通所述冷凝液进液管廊的出液口、顶部出液口对应连通所述冷凝液出液管廊的入液口。可选的，所述若干个协同净化单元中每两个协同净化单元为一组并在顶端汇合形成倒V字形，相邻组之间共用冷凝液进液管廊和冷凝液出液管廊。可选的，所述金属翅片管的轴线与水平面之间的夹角为30～60°。可选的，所述金属翅片管包括中心金属管和位于中心金属管外表面的翅片，相邻翅片之间形成贯通的气流通道；所述翅片包括竖直段和折弯段，所述竖直段垂直于中心金属管的轴线与中心金属管连接，所述折弯段位于气流通道的出口侧。可选的，所述翅片的竖直段表面经过疏水改性；所述翅片的折弯段表面经过亲水改性。可选的，所述竖直段中位于中心金属管的轴线下方部分的高度为5mm～20mm、位于中心金属管的轴线上方部分的高度为10mm～20mm；所述折弯段的长度为10～25mm；相邻翅片间的间距为2mm～10mm；所述折弯段与中心金属管的轴线之间的夹角为33°～55°。可选的，对应稳压水箱的出液口高于对应协同净化层的出液口1.5m～3.0m；稳压水箱液位控制范围为1.0m-5.0m。在优选设置两级稳压水箱和两级协同净化层的情况下，所述一级稳压水箱的出液口高于第一协同净化层的出液口1.5m～3.0m；所述二级稳压水箱的出液口高于第二协同净化层的出液口1.5m～3.0m；一级稳压水箱和二级稳压水箱内的液位控制范围均为1.0m-5.0m。可选的，所述文丘里整流层包括两层水平布置的管栅，每层管栅包括若干根等间距分布的金属管，上下两层管栅的金属管的轴线相互平行且交错布置；所述金属管的轴线与烟气入口的轴线在水平投影面上相互垂直；所述金属管的管径为80mm～120mm；流经相邻两根金属管间的烟气的流速为5m/s～12m/s。可选的，所述洗涤喷淋层在洗涤净化塔内水平设置2-3层，每层洗涤喷淋层包括若干布液管廊和与布液管廊连通的雾化喷嘴；每层洗涤喷淋层喷嘴雾化压力为0.08MPa-0.13MPa，喷淋层覆盖率为200％-500％，喷淋层液气比为2.5L/Nm3-5.0L/Nm3；可选的，所述脱浆除雾层水平设置于洗涤净化塔内，包括若干等间距分布的金属折弯片或塑料折弯片，每两个相邻的折弯片之间形成上下贯通的折弯通道，相邻两个折弯片之间的间距为5mm-25mm；脱浆除雾层的高度为200mm-300mm。本申请还提供一种电解铝尾气污染物协同净化方法，优选采用本申请净化系统完成，包括：(1)含有酸性气体和颗粒物的电解铝烟气由烟气入口进入洗涤净化塔，经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解铝尾气污染物协同净化系统，其特征在于，包括洗涤净化塔、洗涤泵、冷凝水箱、冷凝水泵、空冷器和至少两级稳压水箱；/n所述洗涤净化塔的塔壁上设置烟气入口、塔顶部设置烟气出口，塔体内由下至上依次设置浆液循环池、文丘里整流层、洗涤喷淋层、脱浆除雾层和至少两级协同净化层，所述烟气入口位于浆液循环池和文丘里整流层之间；/n所述洗涤泵的入液口通过管路连通浆液循环池、出液口通过管路连通洗涤喷淋层；/n所述冷凝水泵的入液口通过管路连通冷凝水箱、出液口通过管路分别连通对应的稳压水箱；/n对应稳压水箱的出液口通过管路连通对应协同净化层的入液口，每级协同净化层的出液口通过管路连通空冷器；/n所述空冷器的出液口通过管路连通冷凝水箱的入液口。/n

【技术特征摘要】
1.一种电解铝尾气污染物协同净化系统，其特征在于，包括洗涤净化塔、洗涤泵、冷凝水箱、冷凝水泵、空冷器和至少两级稳压水箱；
所述洗涤净化塔的塔壁上设置烟气入口、塔顶部设置烟气出口，塔体内由下至上依次设置浆液循环池、文丘里整流层、洗涤喷淋层、脱浆除雾层和至少两级协同净化层，所述烟气入口位于浆液循环池和文丘里整流层之间；
所述洗涤泵的入液口通过管路连通浆液循环池、出液口通过管路连通洗涤喷淋层；
所述冷凝水泵的入液口通过管路连通冷凝水箱、出液口通过管路分别连通对应的稳压水箱；
对应稳压水箱的出液口通过管路连通对应协同净化层的入液口，每级协同净化层的出液口通过管路连通空冷器；
所述空冷器的出液口通过管路连通冷凝水箱的入液口。


2.根据权利要求1所述的电解铝尾气污染物协同净化系统，其特征在于，所有协同净化层的结构相同，包括冷凝液进液管廊、冷凝液出液管廊和若干个协同净化单元；
所述冷凝液进液管廊位于对应协同净化层的底部，所述冷凝液进液管廊上设有与协同净化层的入液口连通的总入液口和若干个与协同净化单元连通的出液口；
所述冷凝液出液管廊位于对应协同净化层的顶部，所述冷凝液出液管廊上设有与协同净化层的出液口连通的总出液口和若干个与协同净化单元连通的入液口；
所述若干个协同净化单元位于对应冷凝液进液管廊和冷凝液出液管廊之间，每个协同净化单元包括若干根并行设置的金属翅片管，每个协同净化单元以其金属翅片管的轴线倾斜安装，所述金属翅片管的底部进液口对应连通所述冷凝液进液管廊的出液口、顶部出液口对应连通所述冷凝液出液管廊的入液口。


3.根据权利要求2所述的电解铝尾气污染物协同净化系统，其特征在于，所述金属翅片管的轴线与水平面之间的夹角为30～60°；所述若干个协同净化单元中每两个协同净化单元为一组并在顶端汇合形成倒V字形，相邻组之间共用冷凝液进液管廊和冷凝液出液管廊。


4.根据权利要求2所述的电解铝尾气污染物协同净化系统，其特征在于，所述金属翅片管包括中心金属管和位于中心金属管外表面的翅片，相邻翅片之间形成贯通的气流通道；所述翅片包括竖直段和折弯段，所述竖直段垂直于中心金属管的轴线与中心金属管连接，所述折弯段位于气流通道的出口侧。


5.根据权利要求4所述的电解铝尾气污染物协同净化系统，其特征在于，所述翅片的竖直段表面经过疏水改性；所述翅片的折弯段表面经过亲水改性。


6.根据权利要求4所述的电解铝尾气污染物协同净化系统，其特征在于，所述竖直段中位于中心金属管的轴线下方部分的高度为5mm～20mm、位于中心金属管的轴线上方部分的高度为10mm～20mm；所述折弯段的长度为10～25mm；相邻翅片间的间距为2mm～10mm；所述折弯段与中心金属管的轴线之间的夹角为33°～55°。


7.根据权利要求1所述的电解铝尾气污染物协同净化系统，其特征在于，对应稳压水箱的出液口高于对应协同净化层的出液口1.5m～3.0m；稳压水箱液位控制范围为1.0m-5.0m。


8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：金玉珍，赵伟达，周煌，李泽清，
申请(专利权)人：浙江理工大学，杭州蕴泽环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33