[发明专利]一种超细颗粒和重金属汞高效吸附及团聚脱除的装置和方法

说明书

本发明涉及一种超细颗粒和重金属汞高效吸附及团聚脱除的装置和方法。本发明采用物化和催化吸附、湍流强化团聚等机理，高效吸附及团聚脱除工业烟气排放的包括PM2.5和气溶胶在内的超细颗粒和重金属等污染物。本发明采用沿气流方向依次设置改性粉煤灰喷射装置、气流分布装置、湍流强化团聚装置和除尘装置的结构形式，提供了一种脱除效率高、运行成本低、检修和运行维护方便，适用于燃煤、燃油和垃圾焚烧等工业烟气中的污染物高效吸附及团聚脱除的装置和方法。

技术领域

本发明涉及一种超细颗粒和重金属汞高效吸附及团聚脱除的装置和方法，尤其涉及一种由改性粉煤灰喷射装置、气流分布装置、湍流强化团聚装置和除尘装置等组成的高效吸附及团聚脱除的装置和方法。

背景技术

随着我国生态文明新理念和建设水平的日益提升，我国的污染防治攻坚战已进入关键阶段，其中以包括PM2.5和气溶胶在内的超细颗粒和重金属等工业烟气污染物排放治理工作正成为大气污染防控工作的重点和难点。

目前，我国对于包括PM2.5和气溶胶在内的超细颗粒和重金属等工业烟气污染物的控制工艺和技术尚处于初期研发阶段，正在试验应用的工艺和装置也未能起到高效的防控和脱除效果，且工艺复杂、运行稳定性较差、设备投资大且运行和维护成本较高。

本发明采用物化和催化吸附、湍流强化团聚等机理，高效吸附及团聚脱除工业烟气排放的包括PM2.5和气溶胶在内的超细颗粒和重金属等污染物。

发明内容

本发明的目的是提供一种超细颗粒和重金属汞高效吸附及团聚脱除的装置和方法，采用沿气流方向依次设置改性粉煤灰喷射装置、气流分布装置、湍流强化团聚装置和除尘装置的高效吸附及团聚脱除的装置和方法。本发明对包括PM2.5和气溶胶在内的超细颗粒和重金属的脱除效率高、运行成本低、检修和运行维护方便，适用于燃煤、燃油和垃圾焚烧等工业烟气中的污染物净化。

为达到上述目的，本发明的改性粉煤灰喷射装置设置在入口烟道前段，所喷入的改性粉煤灰为具有一定含碳量的粉煤灰经活化改性后形成的多孔状、比表面积丰富的颗粒物，同时具有极强的物化吸附功能。改性粉煤灰喷入入口烟道后，其所富含的超细微孔隙、碳吸附位、金属氧化物催化位等对烟气中的包括PM2.5和气溶胶在内的超细颗粒和重金属等污染物起到强烈的物化吸附作用，且改性粉煤灰经喷射入烟道后，均匀地弥散在烟道烟气中，对烟气中的包括PM2.5和气溶胶在内的超细颗粒和重金属污染物的物化吸附和脱除效率高、效果好。

工业排放烟气通过入口烟道后，烟气中的包括PM2.5和气溶胶在内的超细颗粒和重金属污染物被改性粉煤灰经物化吸附作用而捕获，改性粉煤灰随烟气经气流分布装置进入到湍流强化团聚装置中。

本发明的气流分布装置设置在入口烟道与湍流强化团聚装置的连接段内，气流分布装置将入口烟气均分为两部分，在湍流强化团聚装置的不同高度处沿切线方向同时进入湍流强化团聚装置。根据不同的烟气工况，两部分烟气进口的高度差设计为5-8米之间。

经气流分布装置均分的两部分烟气沿切线方向进入本发明的湍流强化团聚装置后，发生强烈的湍流混合作用，烟气中的粉煤灰、改性粉煤灰、部分未物化吸附完全的包括PM2.5和气溶胶在内的超细颗粒和重金属污染物在湍流强化作用下，包括PM2.5和气溶胶在内的超细颗粒和重金属污染物继续与改性粉煤灰发生物化吸附作用被物化吸附脱除，95%比例以上且粒径小于2.5μm的包括PM2.5和气溶胶在内的超细颗粒和重金属污染物同时被强化团聚为粒径大于10μm左右的较大颗粒物，随烟气经出口烟道进入除尘装置，被最终脱除，从而获得高效净化效果。部分经湍流强化团聚装置形成的粒径处于10μm-100μm之间或粒径更大的强化团聚颗粒物在重力作用下，经湍流强化团聚装置底部排出。

本发明的改性粉煤灰喷射装置运行时，根据工业烟气中包括PM2.5和气溶胶在内的超细颗粒和重金属污染物种类和含量的不同，吸附剂的喷入量在60-120mg/Nm³范围内选取。