[发明专利]用于冷凝和净化燃烧气的方法和烟囱

说明书

本发明涉及一种用于冷凝和净化燃烧废气的方法和烟囱，可作为一种防污染手段用于垃圾焚烧炉和化工厂。

已知的一种烟囱是向由焚烧炉放出的燃烧气的上喷淋水或石灰水溶液，通过化学和物理作用净化和冷却所说的气体。但是在此情况下，为了提高除烟能力，必须装备一台鼓风机并将该烟囱中废气重新加热。因此，这样一种现有技术的净化系统就需要巨大的设备投资和运行费用。因此，尽管这类设备的配置是十分需要的，然而，由于上述的原因，在工业上的不发达的国家，很多的燃煤发电厂仍然没有这类净化系统。

已知的另一种方法是干法，在此方法中，用一种放射电子束从一个垂直烟囱的上方射入该烟囱中，借此收集和除去烟尘以及有害的细颗粒。但是这种方法的净化能力有限，而且它的设备投资和运行费用与湿法一样高。

本发明的目的是提供一种能够以廉价设备高效净化燃烧废气并将其冷却并排入大气中的方法，并且还提供一个用于实施该方法所需的烟囱。

本发明提供一种用来解决上述问题的装置，如图1所示，该装置包括：上行管道3，它用于引导来自燃烧装置1的燃烧废气2，使其上行进料;一个向下倾斜的下行管道4，它与上行管道3相连接，用来引导燃烧废气2下行进料;一个喷淋器5，它用于在下行管道4的整个长度上将一种细液滴（例如水或石灰水溶液）喷淋入该管道中;以及一个脱焦油的装置6，它安装在下行管道的底部，用于收集包含在从下行管道排出的烟气中的污染物和二氧化碳。

现在人们强烈地希望除去诸如SO₂和NO₂一类燃烧废气，因为它们是形成酸雨的主要原因。迄今为止已大量的进入大气中的CO₂正引起人们的极大关注，即CO₂极有可能比原估计更快地使地球变暖。根据本发明，可使烟囱的高度（或说是上行管道的高度）小于直立烟囱长度的一半（这就意味着它的除烟能力极强）。该倾斜的下行管道可用一种防锈的薄钢板制造。由于该烟囱具有U形或V形的整体结构，所以其稳定性高并且造价低。

另外，根据本发明，由于在下行管道4的整个长度上简单地将水喷入该管道中，因此可以自动、自然地吸收有害污染物。该喷淋器结构简单，它由一个低功率泵和一个用于喷水的喷嘴组成。它的运行费用是低的。另外，已经吸收了有害污染物的水滴由于重力作用而下降并能粘附于脱焦油装置6上，这样就很容易收集这些水滴。

根据下文的叙述并参考单独的附图，可使本发明的其他特征和目的都变得很清楚，其中：

图1是本发明的冷凝净化烟囱的一个实施方案的立剖视图。

现在参考图1，其中的烟囱包括一个上行管道3，它同于引导由燃烧装置1放出的燃烧废气2上行进料;一个下行管道4，它与上行管道3连成整体，用于引导燃烧废气下行进料;一个喷淋器5，它用于在倾斜的下行管道4的整个长度上将一种液体（水或石灰水溶液）喷淋入该管道中;以及一个脱焦油装置6，它安装在下行管道4的底部，用于收集包含在烟气中的污染物和二氧化碳。该脱焦油装置6含有一组按一定的间隔（例如15～20mm）平行地设置的波纹板（例如长1-2m）。

所说的燃烧废气2按下面的方式净化。当燃料在燃烧装置1中燃烧时，产生了燃烧废气2。如表1中所示，该废气含有大量的水蒸汽，该水蒸汽是由于氢原子与大气中的氧之间的化学结合而生成的。

虽然燃烧废气2含有如此大量的水蒸汽，但由于它保持在高温下，所以它仍然是不饱和的。这种不饱和的燃烧废气2通过上行管道3而上行。当废气2进入下行管道4时，它就经受来自喷淋装置5的微细水滴的喷啉。喷淋下来的水滴7气化，因此从燃烧废气2夺去大量的热。结果使得燃烧废气迅速地冷却下来并因此达到饱和状态。当燃烧废气2达到了饱和状态并且由于与水滴7的接触而被进一步冷却时，它就冷凝成一种细小的水滴。当燃烧废气2的湿度达到了正常的水温时，在燃料燃烧时生成的水蒸汽的大部分就冷凝成大量的微细烟雾。

气象学界认为，当空气中的水蒸汽冷凝成为烟雾或雨时，悬浮于空气中的微细烟尘、海盐颗粒和离子颗粒就为水滴起一种核芯的作用。

根据同样的理由，可以认为，当有大量的水蒸汽在一个密封的管道（指烟囱）中冷凝成微细的烟雾时，诸如NO₂或SO₂等亲水气体的分子就起水滴的核心作用而形成了烟雾。即使这些分子没有起到水滴核心的作用，也很难想象它们能够不被形成烟雾的微细水滴的表面所吸收。