[發明專利]一種煙氣除塵協同多種污染物聯合脫除裝置及方法

有效

• 申請號: 201410053363.1
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103801168A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 張君;段鈺鋒;朱純;周強;佘敏;趙蔚欣
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01D50/00
• 分類號: B01D50/00;B01D53/76
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

?

技術領域

本發明屬于化石燃料燃燒、垃圾焚燒以及各種工業廢氣中多種污染物聯合脫除凈化領域，涉及一種除塵協同多種污染物聯合脫除的裝置及方法。

?

背景技術

化石燃料燃燒排放的粉塵、硫氧化物、氮氧化物、有機化合物、汞和重金屬等使大氣質量嚴重惡化，導致空氣中總懸浮顆粒物濃度嚴重超標，對人類及其生存環境已造成嚴重危害與影響。

煤燃燒、垃圾焚燒電廠排放煙氣，工業鍋爐、冶金窯爐排放廢氣，化工領域各種廢氣排放源是大氣污染物的主要人為排放源。我國是世界上最大的煤炭消費國，燃煤排放到大氣中PM2.5、氮氧化物、硫氧化物、汞和和重金屬等污染物引起的霧霾現象日趨嚴重，燃煤煙氣多種污染物的聯合脫除是治理大氣污染、減少大氣霧霾的有效控制手段。旋風分離器是目前最為成熟的煙氣除塵技術之一，但其對粒徑小于5μm的細顆粒脫除效率低，難以到達日趨嚴格的大氣排放標準，且對煙氣中其他污染物不具備脫除能力。目前燃煤電廠廣泛使用的常規靜電除塵器、布袋除塵、濕法脫硫和脫硝裝置對PM2.5的脫除效果仍然不夠理想，且現有的煙氣凈化裝置較多、流程復雜，凈化成本高。因此，開發具有商業應用前景的含塵煙氣高效除塵協同多種污染物聯合脫除裝置和技術具有重要環保、經濟和社會效益。

?

發明內容

技術問題：本發明提供了一種提高旋風分離器對細顆粒物除塵效率，能對除顆粒物以外的氣態有機污染物有效脫除轉化的煙氣除塵協同多種污染物聯合脫除裝置，同時提供了一種基于上述裝置的煙氣除塵協同多種污染物聯合脫除方法。

技術方案：本發明的煙氣除塵協同多種污染物聯合脫除裝置，包括螺旋分離器、設置在螺旋分離器出風口內側的絕緣層、設置在出風口外側的高壓放電極，螺旋分離器的圓筒中段一側設有噴氨口。

本發明裝置中，高壓放電極與高壓電源連接，圓筒與接地極連接，高壓放電極與圓筒之間形成高壓電場。

本發明裝置中，螺旋分離器包括從上至下依次連接的出風口、圓筒、圓錐體和灰斗，圓筒上部一側設置有進風口，出風口設置在圓筒上端中心。

本發明的煙氣除塵協同多種污染物聯合脫除方法，基于上述裝置，包括以下步驟：

1）含有灰塵和多種污染物的煙氣經進風口沿圓筒切線方向進入螺旋分離器中，沿圓筒的內壁面呈螺旋流動；?

2）高壓放電極與圓筒之間形成高壓電場，進入圓筒內的含塵煙氣在高壓放電極周圍被部分電離，產生活性自由基和高能電子；在煙氣螺旋流動過程中，部分灰塵顆粒帶上電荷，灰塵相互碰撞和團聚，在電場力和離心力雙重作用下加速向圓筒的內壁面移動；

3）在高壓放電極與圓筒之間形成的高壓電場中，煙氣電離產生的活性自由基和高能電子將有機污染物分解為CO₂和H₂O，同時將重金屬、NO和SO₂氧化；

4）煙氣螺旋流動出高壓電場后，在高度湍流混合作用下，NO₂和SO₃?分別與噴射進來的氨氣快速反應，形成硝酸鹽和硫酸鹽，硝酸鹽和硫酸鹽與飛灰、重金屬氧化物多次碰撞、聚并、吸附，使煙氣中的重金屬、NO和SO₂污染物由氣相轉入固相，使灰塵粒徑增大、數量增多；

同時，煙氣中富集硝酸鹽、硫酸鹽以及重金屬氧化物的灰塵在離心力作用下向圓筒壁面運動，逐步從氣相中分離并沿圓錐體的內壁面落入灰斗；

5）凈化煙氣螺旋流動至圓錐體底部后，改變方向形成向上流動內螺旋氣流，最后經過出口管排出。

本發明將等離子與離心分離技術有效結合，增強了旋風分離器對細顆粒物脫除效率，同時實現煙氣多組分污染物聯合脫除目的，簡化煙氣凈化流程和降低污染物脫除成本。該發明裝置和方法適用于燃煤電站、垃圾焚燒電站、工業鍋爐以及各種工業窯爐等工業廢氣污染物的聯合脫除。

有益效果：本發明與現有技術相比，具有如下優點：?

本發明借助等離子與離心分離技術，利用等離子技術產生的高能電子使灰塵核電并相互碰撞團聚，在電場力和離心力雙重作用下加速從氣體中分離，提高細微顆粒物脫除效率。等離子放電產生的活性自由基將煙氣中VOC、PAH和二噁英等有毒有機物分解為CO₂和H₂O，重金屬氧化后被飛灰吸附，NO₂和SO₃與噴入氨氣快速反應形成的硫酸鹽和硝酸鹽富集在飛灰表面使其粒子增大，在離心力作用下將其分離脫除，實現煙氣除塵協同多種污染物聯合脫除目的。