[发明专利]污染控制的方法和装置

说明书

本发明涉及污染控制的装置和利用这种装置从流体中清除有害成分的方法。更具体地说，本发明涉及污染控制的装置和方法，用以更有效地从煅烧炉废气中清除有害物质。

有害废物的处理已成为一个很重要的问题，这在现代社会中已被普遍地认识到了。随着公众普遍的关注，大量的资金已被用于废物处理的装置上以便有效地从周围环境中清除人类日常活动中产生的多样的且有害的产物。当然，最好还是对这些产物一开始就防止其进入周围环境中。

因此，普遍地认为，防止有害物质进入周围环境是十分重要的问题。在这方面，空气污染控制装置在有害气体进入大气之前就必须清除其中的有害物质，因而起到很明显的作用。一般来说，有效的污染控制装置可在空中有害物质的产生地或在产生地的附近就将其清除或至少使其显著地减少。这样，只要上述问题进行就地解决，就可将污染体在其浓度最大时就有效地将其清除。

在历史上，来自烟囱的粒状污染体很早就受到了重视，随之就将烟气涤气器用来减少一些炉子和煅烧炉废气中的颗粒。对废气中较大的粒状污染体采用了湿法涤气器处理废气而清除其中的粒状体。

在一种常用的湿法涤气器中，使水受压喷入处理室，并将废气通过处理室，从而清除废气中颗粒。清除功能在很大程度上是机械性的而不是化学性的。这里可以选用较大孔径的喷嘴以产生较大的水滴，因为这里并不要求水滴有很大的接触表面积来作为化学反应的媒介。一般的废气涤气器实例可见之于美国专利3,894,853和5,147,421。

一般的涤气器可用于多种场合，但往往不宜用以清除来自热气源中的散发气体。在有些场合下，这种热气流是在极高温操作下的煅烧炉产生的，煅烧炉内所处理的都是来自医院的有害废物、城市污泥和其他污源。热的烟气含有各种有害成分，包括重金属、含酸气体、粉尘和确定的或可疑的致癌物质。单纯采用普通的涤气器在清除这些有害物质一般说是无能为力的。

一般，来自煅烧炉的烟气带有直径在3-4μ范围内的较大颗粒和直径约在0.3μ以下的较小颗粒。

在须清除直径小于1μ的颗粒时，文氏管式涤气器尚可使用。这种涤气器往往属于气体雾化装置，借助于剪切力和碰撞力使水分裂成雾滴而变成高密度均匀分布的小水滴。这样，就能使污染颗粒碰撞水滴概率增大，终于可进行颗粒的惯性分离。这种装置有时需大量的水和耗费高能才取得有效的废气处理。这样，文氏管式涤气器本身就不宜用以清除煅烧炉废气中的有害物质。

与文氏管式涤气器同时发展起来的静电过滤器在某些应用中清除空气中的颗粒是有效的。静电过滤器的实例可见之于美国专利1,329,825、1,479,270、2,730,195、3,765,154、3,958,961和4,251,234。

一般来说，在高能文氏管中，基于惯性实际极限的清理技术对于清除亚微粒并不适用，因为这种粒子在活动中质量很小或几乎无质量。在清除这些粒子时，普通的装置有时应用静电引力原理，使一般的涤气器能在进入的气流上加上正电荷而加大其清理效果。因为水往往带有负电荷，细小的颗粒在静电引力作用下受到水的吸引，随之作为排污从装置中清除出去。因此，对于某些应用可以使用涤气器和静电过滤器的结合。这种联合装置可见之于美国专利4,019,444、4,256,468、4,305,909、4,957,512和5,154,734。

在某些场合下可以使用文氏管式涤气器和静电过滤器的联合装置，但在煅烧炉废气处理中的应用就很有限。在上述应用中，该装置一般开支都很大，要求很高能量消耗和耗用大量的水和试剂。此外，该装置还体积庞大，要求大的容纳空间。由于其体积大，故设备安装、管道敷设和维修费用也明显加大。

除了上述普通空气污染控制装置的局限性外，气体在装置内的停留时间短也是一个难题，因为气体过快地流经过滤器会使装置的性能恶化。为在普通的装置内加长停留时间势必对采用静电过滤器的污染控制装置加大其体积。这样，为适应现代煅烧炉高流量烟气的实际，污染控制装置势必做得很庞大。但，尽管加大体积，很多普通的装置仍然无法在性能上和运行费用上既经济又合理地清除煅烧炉烟气中的颗粒。