一种工业废气及浮悬颗粒物净化处理系统的制作方法

本发明属于环境保护应用领域，特别涉及一种工业废气及浮悬颗粒物净化处理系统。

背景技术：

随着社会经济的快速发展，工厂、车间产生的废气排放量日益增加，城市人口的剧增，商业、住宅烟气排放量也随之增大。近年国家环保部和有关部门虽然针对各行各业连续颁发了相关排放标准和规定，许多厂矿也随之进行了进一步的排放治理和设备更新，但由于受制于净化技术的原因，日复一日的生产生活排放仍给大气环境带来的不断地污染，导致有目共睹的雾霾天气日趋严重、受雾霾影响的地域范围越来越广。究其原因是由于现有控制排放技术手段受末端拦截过滤控制技术瓶颈制约，因此不能广泛的、十分有效的满足国家制定的废气及悬浮颗粒物污染排放标准的要求，何况国家环保政策的制定乃是立足于顾及现实生产生活活动和技术基础之上的，而不是凭空要求杜绝排放污染，只是将标准建立在略高于现有技术基础之上的。

目前，国内外工业废气净化处理技术主要有以下几种：

1)机械除尘

机械除尘器只是作为粉尘处理设备，是利用重力、惯性力、离心力等机械力将尘粒从气体中分离出来的装置。机械式除尘器效率低、阻力小、节省能源，通常只有50％～70％，对粒径较小的成分往往难以达到分离效果，在风量不大、除尘要求不高的场合可单独使用；在要求严格的场合，常作为高级除尘器的预除尘之用。无剔除有害气体功能，所以一般只作为净化工艺的预处理。

2)电力除尘分为干式和湿式

干式电力除尘主要处理含水量很低的干气体，其原理是使烟尘通过高压电场，靠高压电晕放电使得粉尘荷电，荷电后的粉尘在电场力的作用下到达集尘板/管，使微粒荷电在电场力的作用下沉积下来，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。投运初期可保持正常运行，对pm10以上的除尘效率可达99％，对pm10以下颗粒处理效率低下。但运行一段时间后，电极会逐渐发生变形，引起电场变化，除尘效率因而降低。但从运行经济方面考虑，电除尘可以控制一个合理的除尘效率，处理烟气量大，并能实现自动化，具有低阻的特点。缺点是：设备庞大，投资大，除尘效率受粉尘比电阻影响大，主要是除去pm10以上的大颗粒物，对pm10以下的颗粒物去除效率低下，更不能脱除有害气体，需在尾端增设现有95％脱硫脱硝处理能力的设备。

湿式电力除尘代表当今最新技术，湿式电除尘器主要处理含水较高乃至饱和的湿气体。是一种在一级除尘器和湿法脱硫后增设的二级除尘设备，是靠高压电晕放电使得粉尘荷电，荷电后的粉尘在电场力的作用下到达集尘板/管，然后定时水冲洗，阳极板上凝结的液滴可靠自重滑落。此技术来源于日本。现经国内试点安装运行后，净化效率高，除尘效率99％，气溶胶和脱硫效率大于70％，雾滴去除效率达85％。但设备投资大，运行费用高。

3)布袋过滤除尘

布袋除尘器是一种干式除尘装置,是利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，特别适宜捕集细微而干燥的粉尘，处理粉尘能力为99％，但不能脱除有害气体，需在尾端增设现有脱硫脱硝设备。

4)湿式洗涤除尘

湿式洗涤除尘是使含尘气体与液体密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集颗粒或使颗粒增大的装置，能耗大、动力消耗较大，其过滤效率可达95％以上。

上述废气排放净化处理技术虽然代表了当今世界工业排放净化技术的主流和先进技术，但由于技术瓶颈制约，现有技术仍不能满足对大气环境保护的治理要求，大气环境仍然日复一日的遭到侵蚀，而且这类处理排放的设备投资及日常运行费用高昂，因此现有工厂经现有技术处理后的部分细微烟尘气体、颗粒仍能逃逸含飞灰、so2、so3、nox、co、co2、少量的氟化物和氯化物等有害气体、物质而进入大气。例如国家环保部2011第57号文对电厂烟气经过处理后允许排放标准为：粉尘30mg/m3，二氧化硫100—200mg/m3，氮氧化物100—200mg/m3；许多厂矿安装净化设备号称可以满足国家排放标准，而实际上真正的净化率往往不能满足国家规定排放指标要求，许多烟囱依然冒着白烟、灰白烟、灰烟和黄烟。另一般工厂车间对生产过程中产生的各类烟雾及含多种有害物质的气体、悬浮颗粒物的处理，现时基本都是采用：1)对空直排方式；2)即便是有些排放量较大的工厂车间采用了现有除尘技术和手段，同样是由于技术和设备局限，结果是投资较大，而实际排放不理想。所有这些均造成日益严重的空气污染，导致酸雨、雾霾日益严重，对工农业生产、国民经济，以及人们的工作、生活、出行以及身体健康均造成严重影响和危害，令国人头痛不已。国家多年耗资巨大的灭雾减霾投入，也是由于受技术、设备能力的局限，收效不大，终不能达到预期效果，难以满足大气环境要求的治理排放技术，致使雾霾、酸雨日益严重，范围日趋扩大，虽然国家不得不忍痛对有关部分污染企业实行关停迁转，但因为没有十分有效的净化技术支撑，所以仍未能从根本上使广泛的污染源得到全面真实有效的控制和治理，从而使生产、生活、经济、国民身体继续受到重大损失和侵害。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种工业废气及浮悬颗粒物净化处理系统，有效的克服了现有技术的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种工业废气及浮悬颗粒物净化处理系统，包括净化筒、雾化喷淋系统、动态物理气雾分离系统、吸风装置和排风装置；

上述净化筒为内部中空的筒形结构，上述筒形结构具有顶壁和底壁，且其上部侧壁上设有出气口，下部侧壁上设有进气口；

上述雾化淋系统包括雾化喷淋机构和喷淋泵，上述雾化喷淋机构设置在上述净化筒内壁上且靠近进气口的位置，上述喷淋泵连通雾化喷淋机构；

上述动态物理气雾分离系统包括动态气雾分离装置和驱动装置，上述动态气雾分离装置设置在上述净化筒内靠近出气口的位置，其内具有水平设置的动态物理拦截分离转子，上述驱动装置安装在上述净化筒的上端，且其驱动端竖直向下设置并穿过净化筒的顶壁，并与上述动态物理拦截分离转子连接固定；

上述吸风装置连通上述进气口；

上述排风装置连通上述出气口。

本发明的有益效果是：结构简单，设备投资少，净化效果好，日常运行费用低，可对任何直径0.01μm及以上烟尘、悬浮颗粒物、含尘水雾、有害气体进行高效持久分离净化，净化率达99.5％以上，能大幅降低排放烟尘有害物质对设备、环境的侵蚀和污染。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，上述动态气雾分离装置还包括壳体；

上述壳体为内部中空且上下端均敞口的圆环状壳体，并固定在上述净化筒内壁上靠近进气口的位置，上述壳体的内径自下向上逐渐减小，其内壁为光滑并外凸的圆弧面，上述壳体下端与上述净化筒的内壁接触，上述动态物理拦截分离转子同轴设置在上述壳体内，上述驱动装置的驱动端与上述动态物理拦截分离转子同轴连接固定。

采用上述进一步方案的有益效果是该设计合理，经雾化喷淋机构处理后的有害气体与液体分子的混合体撞击在高速旋转的动态物理气雾分离转子上，在离心力的作用下被甩至壳体的内壁，最终在重力作用下由壳体内壁沿净化筒内壁汇聚在净化筒底部，壳体的设计避免了有害气体与液体分子的混合体由壳体上端溅射出，并可确保混合体沿壳体内壁正确导流。

进一步，上述动态物理拦截分离转子包括竖直设置的转轴和多根呈圆周水平均布在转轴下端外周上的屏蔽条，上述转轴的上端穿过上述壳体上端敞口处，并与上述驱动装置的驱动端连接固定。

采用上述进一步方案的有益效果是动态物理气雾分离转子结构简单，设计合理，转轴在转动过程中带动多个屏蔽条转动对混合体进行物理拦截，设计新颖合理。

进一步，上述屏蔽条为弧形，且多个上述屏蔽条分布方向在径向上一致。

采用上述进一步方案的有益效果是确保旋转产生的阻力较小，降低能耗，更利于对水雾珠体的拦截和抛弃。

进一步，上述雾化喷淋机构包括多个上下间隔的圆环形的第一管道，每个上述第一管道的内侧均布有多个分别与其连通的第一喷头，每个上述第一喷头的喷射方向均朝向对应第一管道的内部，每个上述第一管道均水平固定在上述净化筒内壁上，上述喷淋泵的输出端分别通过管路连通每个上述第一管道。

采用上述进一步方案的有益效果是雾化喷淋机构的结构简单，操作使用方便。

进一步，还包括清洗系统，上述清洗系统包括水平设置的圆环形的第二管道和水泵，上述第二管道安装在上述净化筒内壁上且靠近动态气雾分离装置的位置，并位于动态气雾分离装置的下方，上述第二管道的内侧均布有多个分别与其连通的第二喷头，每个上述第二喷头的喷射方向均朝向上述动态物理拦截分离转子。

采用上述进一步方案的有益效果是清洗系统结构简单，通过清洗系统可对动态物理气雾分离转子和筒体内壁进行有效清洗，确保其能良好使用。

进一步，上述吸风装置和排风装置均为风机。

采用上述进一步方案的有益效果是操作使用方便。

进一步，还包括烟囱，上述排风装置连通上述烟囱。

采用上述进一步方案的有益效果是通过烟囱可保证净化后的气体向高空排放，降低可能存在的微量有害气体在低空对人群造成伤害。

进一步，上述净化筒的下端边沿处周向均布有至少三个支撑脚。

采用上述进一步方案的有益效果是利于净化筒的安装、放置。

进一步，上述净化筒的底壁设置为向下凸出的漏斗状结构，且底壁中部开有出渣口。

采用上述进一步方案的有益效果是便于收集雾化和拦截掉落的有害气体杂质与液态分子的混合体。

附图说明

图1为本发明的工业废气及浮悬颗粒物净化处理系统的结构示意图；

图2为本发明的工业废气及浮悬颗粒物净化处理系统中动态物理拦截分离转子的俯视结构示意图；

图3为本发明的工业废气及浮悬颗粒物净化处理系统中雾化喷淋机构的俯视结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、净化筒，2、雾化喷淋机构，3、喷淋泵，4、动态气雾分离装置，5、驱动装置，6、吸风装置，7、排风装置，9、烟囱，11、出气口，12、进气口，13、支撑脚，14、出渣口，21、第一管道，22、第一喷头，41、动态物理拦截分离转子，42、壳体，81、第二管道，82、水泵，411、转轴，412、屏蔽条，811、第二喷头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例：如图1、3所示，本实施例的工业废气及浮悬颗粒物净化处理系统包括净化筒1、雾化喷淋系统、动态物理气雾分离系统、吸风装置6和排风装置7；

上述净化筒1为内部中空的筒形结构，上述筒形结构具有顶壁和底壁，且其上部侧壁上设有出气口11，下部侧壁上设有进气口12；

上述雾化淋系统包括雾化喷淋机构2和喷淋泵3，上述雾化喷淋机构2设置在上述净化筒1内壁上且靠近进气口的位置，上述喷淋泵3连通雾化喷淋机构2；

上述动态物理气雾分离系统包括动态气雾分离装置4和驱动装置5，上述动态气雾分离装置4设置在上述净化筒1内靠近出气口的位置，其内具有水平设置的动态物理拦截分离转子41，上述驱动装置5安装在上述净化筒1的上端，且其驱动端竖直向下设置并穿过净化筒1的顶壁，并与上述动态物理拦截分离转子41连接固定；

上述吸风装置6连通上述进气口12；

上述排风装置7连通上述出气口11。

使用过程中，将喷淋泵3外接化学亲和剂源(可以是注有亲和剂的水箱或其它)，亲和剂可以是清水，也可以是与有害气体具有较强亲和力的化学液体，具体为，喷淋泵3的输出端通过管路连通雾化喷淋机构2，其输入端连通亲和剂源，同步开启喷淋泵3、驱动装置5、吸风装置6和排风装置7，之后，按以下步骤开始对有害气体进行清洁：

(1)分析废气浓度和成分，针对性的备置脱除废气中有害气体和物质的亲和化学剂(亲和剂)，确定匹配的喷淋雾化方式、压力、速度、流量及粒径大小(对不含有害气体的烟尘或浮悬颗粒物进行净化处理时则不需使用化学剂，直接清水喷雾即可)；

(2)废气或浮悬颗粒物被吸风装置6由进气口12送入净化筒1内，并向上流动至雾化喷淋机构2处，此时，含化学亲和剂的水液经过喷淋泵3加压后，经雾化喷淋机构2对废气实施全径面旋流喷雾，其具有持续均匀、雾粒径小(1-300μm)特点，雾滴动量大、速度高、密度大，可以快速吸热降温，可以极大的增加与粉尘和有害气体接触的水膜表面积，在气、固、液三相悬浮状态下，一般粒径较大粉尘经水雾碰撞粘附吸收、浸润凝聚而增重下坠落至净化筒1底部，而剩余细微粉尘和有害气体得到水雾亲和粘附和固化，则快速反应成含尘水雾珠体或气溶胶状水雾珠体，在吸/排风装置的作用下，水雾珠体继续向上运动至气雾分离装置4处，由于水雾珠体粘附和浸润的特性，其在试图穿过由驱动装置5带动的高速旋转的动态物理气雾分离转子41时，与高速旋转运动的动态物理气雾分离转子41的迎面产生碰撞，由于高速旋转的动态物理气雾分离转子41在风力的作用下，迎风面(即下端面)具有吸纳和屏蔽拦截水雾的功能，水雾珠体被动态物理气雾分离转子41逐一拦截并吸附在拦截面其上，之后，动态物理气雾分离转子41利用其旋转离心力的作用，使拦截吸附到的零星水雾珠体随着时间和体积的逐渐凝聚增大而向动态物理气雾分离转子41边缘移动团聚，当团聚物对动态物理气雾分离转子41的附着力小于离心力时，在离心力作用下被甩出，并被抛洒至气雾分离装置4内壁，经聚集后沿净化筒1内壁或直接坠入净化筒1底部；经动态物理气雾分离转子41过滤净化后的合格气体则穿过动态物理拦截分离转子41由出气口11经排风装置7排出，从而达到优良的拦截分离净化效果。

本实施例的工业废气及浮悬颗粒物净化处理系统利用动态物理气雾分离技术和液体喷淋(喷雾)技术组合对废气及悬浮颗粒物进行喷雾分离、高效净化处理，其处理效果较好，常运行费用低，可对任何直径0.01μm及以上烟尘、悬浮颗粒物、含尘水雾、有害气体进行高效持久分离净化，净化率达99.5％以上，能大幅降低排放烟尘有害物质对设备、环境的侵蚀和污染。

较佳的，上述动态气雾分离装置4还包括壳体42；

上述壳体42为内部中空且上下端均敞口的圆环状壳体，并固定在上述净化筒1内壁上靠近进气口的位置，上述壳体42的内径自下向上逐渐减小，其内壁为光滑并外凸的圆弧面，上述壳体42下端与上述净化筒1的内壁接触，上述动态物理拦截分离转子41同轴设置在上述壳体42内，上述驱动装置5的驱动端与上述动态物理拦截分离转子41同轴连接固定，使用过程中，水雾珠体被动态物理气雾分离转子41逐一拦截并吸附在拦截面其上，之后，动态物理气雾分离转子41利用其旋转离心力的作用，使拦截吸附到的零星水雾珠体随着时间和体积的逐渐凝聚增大而向动态物理气雾分离转子41边缘移动团聚，当团聚物对动态物理气雾分离转子41的附着力小于离心力时，在离心力作用下被甩出，并被抛洒至壳体42的内壁上，并沿壳体42内壁向下流动，因壳体42下端与净化筒1内壁接触，团聚物最终沿净化筒1内壁向下流动至汇聚在净化筒1底部。

较佳的，如图2所示，上述动态物理拦截分离转子41包括竖直设置的转轴411和多根呈圆周水平均布在转轴411下端外周上的屏蔽条412，上述转轴411的上端穿过上述壳体42上端敞口处，并与上述驱动装置5的驱动端连接固定，使用过程中，驱动装置5带动转轴411高速转动，进而带动多个屏蔽条412高速转动，高速旋转的多个屏蔽条412形成拦截区，由于水雾珠体粘附和浸润的特性，其在试图穿过拦截区时，水雾珠体被拦截区逐一拦截并吸附在多个屏蔽条412上，并在离心力的作用下使拦截吸附到的零星水雾珠体随着时间和体积的逐渐凝聚增大而顺着屏蔽条412逐渐向边缘移动团聚，当团聚物对屏蔽条412的附着力小于离心力时，团聚物便被甩出屏蔽条412外，并附着在壳体42内壁上，最终沿壳体42内壁及净化筒1内壁流动汇聚在净化筒1底部。

多根上述屏蔽条412的末端共同连接有一固定圆环，以确保多根屏蔽条412整体结构比较牢固，不易发生变形扭曲的现象。

上述驱动装置5为电机，使用比较方便。

上述屏蔽条412为弧形，且多个上述屏蔽条412分布方向在径向上一致，且在转动过程中，屏蔽条412的凸面为迎风面，这就使得屏蔽条412转动过程中能降低空气对其的阻力，进一步降低驱动装置5的能耗。

较佳的，上述雾化喷淋机构2包括多个上下间隔的圆环形的第一管道21，每个上述第一管道21的内侧均布有多个分别与其连通的第一喷头22，每个上述第一喷头22的喷射方向均朝向对应第一管道21的内部，每个上述第一管道21均水平固定在上述净化筒1内壁上，上述喷淋泵3的输出端分别通过管路连通每个上述第一管道21，第一管道21的多层设计布局，使得废气或浮悬颗粒物在雾化喷淋机构2能够全方位的径面旋流喷雾，使得有害气体能够全方位、快速的与清洁剂喷雾反应成含尘水雾珠体和气溶胶状水雾珠体，利于后续的拦截分离处理。

在一些实施例中，还包括清洗系统，上述清洗系统包括水平设置的圆环形的第二管道81和水泵82，上述第二管道81安装在上述净化筒1内壁上且靠近动态气雾分离装置4的位置，并位于动态气雾分离装置4的下方，上述第二管道81的内侧均布有多个分别与其连通的第二喷头811，每个上述第二喷头811的喷射方向均朝向上述动态物理拦截分离转子41，在长时间使用过程中，因动态物理气雾分离转子41直接接触含尘水雾珠体和气溶胶状水雾珠体，因此，动态物理气雾分离转子41容易附着污垢或其他杂质，若附着较多则会影响动态物理气雾分离转子41的正常分离拦截，因此，需要对动态物理气雾分离转子41进行定期清洁，清洁过程中，水泵82外接水源，具体为，水泵82的输入端外接水源，输出端通过管路连接第二管道81，水泵82向第二管道81内输入高压清洁水，通过多个第二喷头811喷射出对动态物理气雾分离转子41进行冲洗，操作使用比较简单。

优选的，上述吸风装置6和排风装置7均为风机，使用比较方便。

在一些实施例中，还包括烟囱9，上述排风装置7连通上述烟囱9，当有害气体在净化筒1内净化处理完毕后经排风装置7排出，此时，该净化后的气体可能存在异味或者微量的有害物质，因此，有必要通过烟囱9进行高空排放，降低低空排放对人群造成的损害。

较佳的，上述净化筒1的下端边沿处周向均布有至少三个支撑脚13，便于整个净化筒1的平稳放置。

较佳的，上述净化筒1的底壁设置为向下凸出的漏斗状结构，且底壁中部开有出渣口14，在进入净化筒1的有害气体中粒径较大的粉尘经水雾碰撞粘附吸收、浸润凝聚可直接掉落至净化筒1底部并由出渣口14排出，经动态气雾分离装置4拦截处理后的含尘水雾珠体和气溶胶状水雾珠体经净化筒1内壁流至底部并由出渣口14排出，避免处理后的杂质及时的排出。

优选的，在出渣口14下方的地面上还设有集尘盒，利于对杂质的收集盒处理。

值得说明的是，上述底壁的下端水平高度低于上述支撑脚13的下端水平高度，该设计利于在出渣口14下方布置收集盒。

值得注意的是，上述雾化淋系统和动态物理气雾分离系统可单独开启或同时开启，以便根据实际工厂或企业排出的废气的性质进行清洁、净化，例如，若有害气体内湿度本身比较高，即可省去雾化淋系统的雾化处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。