一种烟气处理系统的制作方法

本实用新型涉及环保领域，特别是涉及一种烟气处理系统。

背景技术：

工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中，人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会对人类和环境带来巨大灾难，空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。而燃煤、燃油设备所产生的工业废气是空气污染的重要来源。

截至2006年底，单我国燃煤电站安装脱硫设备的机组容量达1.5亿千瓦，如全部投入运行，每年将产生的脱硫废弃物的数量将超过2000万吨；目前，当3.6亿千瓦的燃煤电站全部安装脱硫设备并投入运行时，每年的脱硫废弃物的数量将达6000万吨以上；全部安装脱硝设备并投入运行时，每年的脱硝剂浪费的数量也将达3000万吨以上；全部安装脱尘设备并投入运行时，每年的脱尘废弃物的数量将达40000万吨以上。

由此可见，对于燃煤、燃油等设备所产生的工业废气的净化是治理空气污染的重中之重。

目前，世界各国对燃煤、燃油设备排放烟气的净化都非常重视，已开发了数十种行之有效的烟气净化技术，其中广泛采用的烟气净化技术有:分别处理法、半综合处理法。

分别处理法：是指通过不同的设备和方法对废气中不同成分的有害气体、灰尘等分别处理，具体如下：

1、除尘：除尘按效率高低分有：陶瓷滤芯除尘、高压静电布袋除尘、水膜除尘，但是均回收利用效率低，除尘设备成本高，且实际除尘效率不超过90％。

2、脱硫：有干法脱硫(回收单质硫)、湿法脱硫(碱水法脱硫，回收硫酸盐)，但均回收率低，脱硫设备、添加剂成本高,且实际脱硫效率不超过80％。

3、脱硝：SNCR法、SCR法，均是采用氨+催化剂，在高中温条件下，催化还原法脱硝成氮气和水汽排放到大气，只有投入而没有回收，形成无底洞式投入，且实际脱硝效率不超过70％。

4、CO₂脱除：现有尾气净化设备均不含CO₂脱除装置。

半综合处理法：是指把脱硫除尘合为一体(水膜除尘脱硫法)或把脱硝脱尘合为一体。脱硝不能与脱硫合为一体，是因为脱硝中的催化剂易被硫中毒而失效。这种半综合处理法可以减少一小部分投资，但烟气净化提高的并不明显，且半综合法回收不方便且不划算。而如果经过半综合法处理后的废气直接外排，其排泄物污染速度较快，造成的二次污染依旧很严重。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种烟气处理系统，其采用选择性催化中和法，烟气除尘、脱硫、脱硝、除雾在同一容器内交叉进行，也可称为低温处理法，整体设备的制造成本低，烟气净化效果更彻底，且可对脱出物进行回收利用，创造经济效益。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种烟气处理系统，其包括用于烟气冷却的冷热交换单元、烟气净化单元、用于对所述烟气净化单元脱出物进行处理的脱出物处理单元以及用于向所述烟气净化单元加药的化学加药单元；

所述烟气净化单元呈塔形，其包括反应器壳体，在该反应器壳体内部自下而上依次设有混合液室、气室、过滤处理单元、除雾器，在该反应器壳体顶部设有出气口，在该反应器壳体侧壁上设有与所述气室联通的废气入口、与所述混合液室联通的混合液出口、与过滤处理单元联通的喷淋液入口以及用于测量及控制混合液温度的温控器和用于测量及控制混合液液位的液位控制器，所述废气入口通过管路连接风机，所述风机通过管路与所述冷热交换单元联通；

所述混合液出口通过管路与所述脱出物处理单元联通，所述喷淋液入口通过管路连接所述化学加药单元。

所述冷热交换单元包括冷热交换单元壳体以及位于所述冷热交换单元壳体内部的重力除尘箱和冷热交换器，且所述冷热交换器位于所述重力除尘箱之上，所述冷热交换单元壳体的上部设有进气口，所述冷热交换单元壳体的侧面设有温度计、液位计以及出气口，所述冷热交换器上设有进水口和出水口，进水口与外接冷水源管道联通，出水口与外接排水管道联通，所述风机通过管路与所述出气口联通。

所述脱出物处理单元包括分离器、浓缩液管泵、加热器、补水器、螺旋输送器以及通过管路依次连接的除尘容器、过滤容器、饱和容器、浓缩容器、固液分离器，所述除尘容器上设有混合液进口，所述混合液进口与所述混合液出口通过管路联通；所述补水器与所述除尘容器和所述过滤容器联通，用于向所述除尘容器和所述过滤容器补水；在所述除尘容器、所述过滤容器、所述饱和容器、所述浓缩容器、所述固液分离器上均设有观察孔、采样口、测温孔和截止阀，每个截止阀的进口与对应的各容器的底部通过管路联通，所述除尘容器、所述过滤容器、所述饱和容器底部的截止阀出口均联通于所述螺旋输送器，所述浓缩容器底部的截止阀出口与所述浓缩液管泵的进口通过管路联通，所述浓缩液管泵的出口与所述加热器的一端联通，所述加热器的另一端与所述分离器的一端联通，所述分离器的另一端同时联通所述过滤容器、所述饱和容器、所述浓缩容器以及所述固液分离器；所述饱和容器通过管路与所述喷淋液入口联通。

所述过滤处理单元包括多个集成在一起的过滤模块，每一所述过滤模块包括支架、均匀布水器、除尘滤芯、液体导流器、催化滤芯以及密封件，所述除尘滤芯、所述液体导流器、所述催化滤芯、所述均匀布水器依次自下而上安装于所述支架内侧，所述密封件为橡胶，安装于所述催化滤芯四周与所述支架内壁之间，用于密封烟气，所述催化剂滤芯是具有多孔结构的陶瓷。

所述化学加药单元包括包括助剂加药单元、反应剂加药单元、化工添加剂加药单元以及成型添加剂加药单元；各加药单元均包括依次连接的盛药容器、计量器、输送设备和截止阀；每个加药单元的截止阀进口与所对应的输送设备联通，每个加药单元的截止阀出口均与所述喷淋液入口联通。

在所述出气口上设有用于监测排出气体是否合格的在线监测单元。

所述分离器包括外管、设于外管内部的内管以及套于内管与外管之间的保温管，所述保温管和所述外管同轴线，所述内管与所述保温管内相切，所述内管和所述保温管与相切部位相对的一侧上均设有多个长方形开口；所述外管的一端联通所述加热器，另一端联通所述过滤容器和所述饱和容器，所述内管一端也联通加热器，另一端分为两路，一路联通所述固液分离器，另一路联通所述浓缩容器，且在所述浓缩容器与所述内管之间设有截止阀。

所述烟气处理系统还包括与所述脱出物处理单元联通的产品成型单元，所述产品成型单元包括建筑材料成型单元和化工产品成型单元；

所述建筑材料成型单元包括依次相连的压滤机、搅拌器、成型器，干燥机；所述压滤机与所述螺旋输送器联通；

所述化工成型单元包括依次相连的冷却脱水器、搅拌器、成型器，干燥机所述冷却脱水器与所述固液分离器底部截止阀的出口联通。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是:

第一、节能。烟气除尘、脱硫、脱硝在同一个装置内完成，设备体积小，节省占地空间，投资费用低；其设计采用了模块化，节省安装时间。运行过程中，由于二氧化硫与氮氧化物有互为催化作用，灰尘中的一些氧化物与硫酸、硝酸、碳酸在水的作用下可以中和生成盐，节省了大量脱硝脱硫添加剂；水以及混合液的循环利用节省了用水；滤芯可以多次利用，减少滤芯投资费用；易损件较少，减少了维修费用，并延长整个系统的使用寿命。该烟气处理工艺自控程度高、系统阻力小，电能损耗少。

第二、环保。其处理后工业烟气排放达到超低排放标准

氮氧化物≤30mg/m3

二氧化硫≤20mg/m3

三氧化硫≤2.5mg/m3

粉尘≤5mg/m3

汞及化合物≤0.003mg/m3

在烟气处理各个单元的协同作用下，整个烟气处理过程在低温、常压无死角完全密闭的环境下运行，回收单元将回收物加工成产品，产出入库，脱出的水经集水管道成功实现完全回用，无二次污染。成功破解了困扰工业烟气治理既消除大气环境污染又烟气回收再利用产生利润的技术性难题，此点是其设备在环保性能上的显著特点。

第三、安全性能高。本工艺安全性主要表现在：其整个工艺设计为低温低压封闭安全防爆运行单元，装备中没有死角，无泄漏，无漏腐蚀点，没有有害物的泄漏，不会造成有害气体中毒、烧伤、烫伤、炸伤、电伤、粉尘污染事故。

第四、脱出物回收利用，降低了生产成本。其具体如下：

脱出物进行固液分离产生如下产品：

(1)脱出重金属氧化物及重金属盐类可制成道路砖、建材砖等建筑材料。

(2)脱出钾盐、磷盐、镁盐、钙盐、硒盐等无害物可合成生态砖、生态复合土壤改良剂等；合成的生态砖可以用来治理沙漠地、盐碱地，改良污染的土壤，也可用于建设立体生态农牧业。

(3)分离出的不饱合液体循环使用。

这样通过对脱出物的合理利用，不但降低了企业经营成本，而且还可产生经济效益，实现直接经济效益型工业烟气环保治理。

综上所述，该烟气处理系统投资少，结构简单，成本低，且烟气净化过程中的脱出物可以回收再利用，不但不会造成二次污染和浪费，而且还可以增加经济收入，回收投入的资本。

附图说明

图1是本实用新型实施例一示意图；

图2是本实用新型烟气处理系统实施例二示意图；

图3是本实用新型烟气处理系统实施例三示意图；

图4是本实用新型烟气处理系统实施例四示意图；

图5是本实用新型中过滤模块的结构图；

图6是本实用新型中分离器的结构图；

图7是本实用新型图6中分离器沿中心线的剖视图；

图8是本实用新型图6中分离器的右视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体的细节便于充分的理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似的改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

实施例一

参见图1、图5至图8，本实施例的烟气处理系统包括用于烟气冷却的冷热交换单元1、烟气净化单元2、用于对所述烟气净化单元脱出物进行处理的脱出物处理单元3以及用于向所述烟气净化单元2加药的化学加药单元4。

冷热交换单元1包括冷热交换单元壳体10以及位于该冷热交换单元壳体10内部的重力除尘箱14和冷热交换器16，且该冷热交换器16位于该重力除尘箱14之上，所述冷热交换单元壳体10的上部设有进气口11，该冷热交换单元壳体10侧面设有温度计12、液位计13以及出气口15。冷热交换器16上设有进水口161和出水口160，进水口161与外接冷水源管道联通，出水口160与外接排水管道联通。

烟气净化单元2呈塔形，其包括反应器壳体21，在该反应器壳体21内部自下而上依次设有混合液室25、气室24、过滤单元23、除雾器22，在该反应器壳体21顶部设有出气口20，在该反应器壳体21的侧壁上设有与所述气室24联通的废气入口212、与所述混合液室25联通的混合液出口213、与过滤处理单元23联通的喷淋液入口214，在出气口20上设有在线监测单元200，废气入口212通过风机26与出气口15联通。

同时，该烟气净化单元2上还设有用于测量及控制混合液温度的温控器211和用于测量及控制混合液液位的液位控制器210。

所述混合液出口213通过管路与所述脱出物处理单元3联通，所述喷淋液入口214通过管路连接所述化学加药单元4。

过滤处理单元23包括多个集成在一起的过滤模块，每一所述过滤模块包括支架230、均匀布水器231、催化滤芯232、液体导流器233、除尘滤芯234、密封件(图中未示出)，所述除尘滤芯234、所述液体导流器233、所述催化滤芯232、所述均匀布水器231依次自下而上安装于所述支架230内侧，所述密封件为橡胶，安装于所述催化滤芯232四周与所述支架230内壁之间，用于密封烟气，所述催化剂滤芯232是一种以氧化铝、氧化钛、氧化锆等活性金属氧化物经高温烧结而成的具有多孔结构的精密陶瓷。

脱出物处理单元3包括分离器30、浓缩液管泵38、加热器39、补水器36、螺旋输送器37以及通过管路依次连接的除尘容器31、过滤容器32、饱和容器33、浓缩容器34、固液分离器35。除尘容器31上设有混合液进口310，该混合液进口310与混合液出口27通过管路联通。所述补水器36与所述除尘容器31和所述过滤容器32联通，用于向所述除尘容器31和所述过滤容器32补水，同时也间接通过浓缩容器34向烟气净化单元2补水；在除尘容器31、过滤容器32、饱和容器33、浓缩容器34、固液分离器35上均设有观察孔、采样口、测温孔和截止阀，每个截止阀的进口与上述对应的各容器的底部通过管路联通。除尘容器31、过滤容器32、饱和容器33通过底部的截止阀出口均联通与螺旋输送器37，浓缩容器34底部的截止阀出口与浓缩液管泵38的进口通过管路联通，浓缩液管泵38的出口与加热器39的一端联通，加热器39的另一端与分离器30的一端联通，分离器30的另一端同时联通过滤容器32、饱和容器33、浓缩容器34以及固液分离器35；饱和容器33通过管路与所述喷淋液入口214联通。

所述分离器30包括外管302、设于外管内部的内管300以及套于内管300与外管302之间的保温管301，所述保温管301和所述外管302同轴线，所述内管300与所述保温管301内相切，所述内管300和所述保温管301与相切部位相对的一侧上均设有多个长方形开口303。所述外管302的一端联通加热器39，另一端联通所述过滤容器32和所述饱和容器33，所述内管300一端也联通加热器39，另一端分为两路，一路联通所述固液分离器35，另一路联通所述浓缩容器34，且在所述浓缩容器34与所述内管300之间设有截止阀。

化学加药单元4包括助剂加药单元40和反应剂加药单元41，该助剂加药单元41包括依次连接的助剂罐400、计量器401、管道泵402、混合罐403和截止阀404，该反应剂加药单元41包括依次连接的反应剂罐410、计量器411、管道泵412、混合罐413、截止阀414。截止阀404、截止阀414的出口均与喷淋液入口29通过管路联通。

当烟气处理系统开始工作时，助剂加药单元40、反应剂加药单元41同时开始工作，并通过喷淋液入口29向烟气净化单元2添加反应所需要的助剂和反应剂；同时补水器36间接通过浓缩容器34向烟气净化单元2补充烟气净化所需要的水。

在烟气的处理过程中，烟气通过进气口11进入冷热交换器单元1，烟气经过循环冷却后温度降至80℃以下，而在烟气的循环冷却过程中，烟气中的大颗粒灰尘被热交换单元中1的冷水拦截下来，落入重力除尘箱14。冷却后的烟气通过风机26引导至烟气净化单元2的废弃入口212，烟气进入烟气净化单元2开始净化。这时的烟气由下向上穿过过滤单元23，烟气中的灰尘、重金属氧化物、氧硫化物、氮氧化物、碳氧化物被依次去除掉，随水溶液形成混合液，该混合液通过液体导流器233进入混合液室25内；由于烟温较高会有一些水汽化成水汽，被脱出有害物质的洁净气体携带水汽继续向上穿过除水雾器22，这时水汽被除水雾器22除掉并向下流入混合液室25内，而经过除水雾器22脱水干燥过的洁净气体再向上继续经过在线监测单元200后，从出气口20进入大气。如果气体含有有害物超标，在线监测单元200就会显示并控制化学加药单元4加大助剂和反应剂的供给量，直到气体排放达标正常。

混合液从混合液出口213排出至脱出物处理单元3，通过除尘容器31上的混合液进口310进入除尘容器31。该混合液先通过除尘容器31初步过滤，然后进入过滤容器32二次过滤，过滤后的混合液继续进入饱和容器33三次过滤，如果混合液不饱和则通过管路排至烟气净化单元2的喷淋液入口214，继续循环；如果混合液达到饱和状态则进入浓缩容器34进行浓缩。浓缩液管泵38将饱和溶液从浓缩容器34抽入加热器39进行加热，加热后的溶液进入分离器30进行气液分离，分离后产生的水蒸气通过外管301进入过滤容器32和饱和容器33，分离后如果余液达到高温饱和则通过内管300进入固液分离器35进行固液分离，如果余液未达到高温饱，则继续进入浓缩容器34循环浓缩。高温饱和溶液通过固液分离器35分离后，产生的水进入浓缩容器34，产生的结晶物从固液分离器35的底部截止阀排出。排出物大多是硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐和其结晶水的复合盐，可用作复合肥原料。

在混合液的过滤循环过程中，过滤出来的灰渣通过除尘容器31、过滤容器32、饱和容器33底部的截止阀流出，通过螺旋输送器37将所有灰渣输送至灰渣收集装置，这些灰渣可用做建筑材料。

另外，在脱出物处理单元3中的补水器36向除尘容器31、过滤容器32实时进行补水，确保各容器内水量恒定。

饱和容器33中常温不饱和溶液通过喷淋液入口214进入烟气净化单元2的均匀布水器213循环使用，当均匀布水器213水量超量时，液位控制器210就会控制补水设备工作调整进水量。温控器211通过控制外接冷源调节反应器壳体内温度不超温，保持正常工作。

实施例二

参见图2，在实施例一的基础上，除去脱出物处理单元3中的加热器39，浓缩液管泵38的出口与冷热交换器16的进水口161联通，脱出物处理单元3中的分离器30的入口与冷热交换器16的出水口161联通。这样浓缩液管泵38抽出的常温饱和溶液作为冷热交换器16的冷水源，而冷热交换单元1中的高温烟气作为脱出物处理单元3的加热源替代了实施例一中的加热器39。

此实施例与实施例一相比，省去了冷水源和加热器，利用了烟气的余热，即节能环保，同时也减少了该烟气处理系统的制造维护成本。

实施例三

参见图3，在实施例一或者实施例二的基础上，在冷热交换单元壳体10的侧壁增加与重力除尘箱14相通的混合液除尘入口17和混合液除尘出口18。具体实施为：烟气净化单元2中的混合液出口27与除尘容器31上的混合液进口310联通的同时也联通混合液除尘入口17，混合液除尘出口18联通除尘容器31上的混合液进口310。这样，在烟气净化过程中，混合液从混合液出口27流出后分为两路，一路通过混合液除尘入口17进入重力除尘箱14，将沉淀的大颗粒灰尘从混合液除尘出口18冲出，通过混合液进口310进入除尘容器31；而另一路则直接通过混合液进口310进入除尘容器31。

此实施例与实施例一或实施例二相比，增加了一条混合液冲刷重力除尘箱14的通道，可实现重力除尘箱14的在线洗刷清理，省去了人为清理的工作量，同时提高了整个烟气处理系统的工作效率。

实施例四

参见图4，在实施例一、实施例二或者实施例三的基础上，增加产品成型单元5，并在化学加药单元4中增加化工添加剂加药单元42和成型添加剂加药单元43，该产品成型单元5与脱出物处理单元3联通。

具体如下：

化工添加剂加药单元42包括依次连接的助剂罐420、计量器421、螺旋给料机422、混合罐423和截止阀424，

成型剂加药单元43包括依次连接的助剂罐430、计量器431、螺旋给料机432、混合罐433和截止阀434，

产品成型单元5包括建筑材料成型单元50和化工产品成型单元51。建筑材料成型单元50包括压滤机500、搅拌器501、成型器502，压滤机500接收螺旋输送器37输送来的灰渣，进行带压过滤，过滤后的灰渣进入搅拌器501，同时化工添加剂加药单元42向搅拌器511里添加添加剂，在灰渣与添加剂搅拌均匀后进入成型器502加工成各种建筑用材料。该成型器502可以是市售的各种标准规格的成型机。该建筑用材料可包括各种道路砖或者建材砖等。

化工产品成型单元5包括冷却脱水器510、搅拌器511、成型器512，冷却脱水器510接收从固液分离器35的底部截止阀排出的结晶物，进行冷却脱水，冷却脱水后的结晶物进入搅拌器511，同时化工添加剂加药单元42向搅拌器511里添加添加剂，在结晶物与添加剂搅拌均匀后进入成型器512加工成各种生态砖，该成型器可以是市售的各种标准规格的成型机。该生态砖可以用来治理沙漠地、盐碱地，改良污染的土壤，也可用于建设立体生态农牧业。

实用新型

以上所述，仅为本实用新型佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。