一种废气除尘方法和除尘剂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废气除尘技术领域，具体涉及一种烟道气或各种燃烧尾(废)气除尘的方法、设备和除尘剂。
【背景技术】
[0002]化石燃料燃烧产生大量的烟道气排放到大气中，烟道气中除含有二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化物、少量有害有机物和重金属化合物外，还含有大量灰尘，这些灰尘中包括微小的亲水性和亲脂性粒子，其中，所述微小的亲水性和亲脂性粒子主要包括钙盐粒子、铝盐粒子、镁盐粒子、钛盐粒子、铁盐粒子、铅盐粒子、锌盐粒子、钴盐粒子、稀土元素粒子、放射性元素粒子和其它有害元素粒子，以及二氧化硅粒子、莫来石粒子、硅酸盐粒子、磷酸盐粒子等矿物粒子。这些粒子随烟道气一起被排放至大气中，且这些粒子表面很容易吸附重金属化合物、二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化物、二噁英、多环芳烃等其它有害有机物和细菌等，引起大气悬浮粒子(即PM100、PM10、PM2.5等)含量的显著增加，而引起雾霾和大气光化学反应现象，造成严重的环境污染。
[0003]目前，废气脱硫方法绝大多数是采用石灰石或石灰湿法脱硫。
[0004]石灰石湿法脱硫方法是矿山来的碳酸钙石块经破碎机破碎，再经球磨机磨成目数大于325目的细小粉末，然后将其配制成含碳酸钙粉末10%?15%的浆液；该碳酸钙浆液在脱硫塔中与烟道气接触，气体中_■氧化硫和衆液中的碳Ifef丐反应生成亚硫Ifef丐，亚硫Ife钙浆液在脱硫塔的空气强制氧化层被氧化成硫酸钙，分离硫酸钙，其中还含有部分亚硫酸钙，亚硫酸钙会分解释放出二氧化硫，产生二次污染现象。尤其，经磨碎的碳酸钙浆液中含有微小的亲水性和亲脂性粒子被烟道气带出，排放至大气中，且这些粒子表面很容易吸附重金属化合物、二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化物、二噁英、多环芳烃等其它有害有机物和细菌等，引起大气悬浮粒子(即PM100、PM10、PM2.5等)含量的显著增加，而引起雾霾和大气光化学反应现象，造成严重的环境污染。其中，所述微小的亲水性和亲脂性粒子主要包括钙盐粒子、铝盐粒子、镁盐粒子、钛盐粒子、铁盐粒子、铅盐粒子、锌盐粒子、钴盐粒子、稀土元素粒子、放射性元素粒子和其它有害元素粒子，以及二氧化硅粒子、莫来石粒子、硅酸盐粒子、磷酸盐粒子等矿物粒子等。
[0005]石灰湿法脱硫工艺是利用锻烧好的氧化钙与水反应生成氢氧化钙水乳浆液，将其配制成含氢氧化钙10%?15%的浆液；氢氧化钙浆液在脱硫塔中与烟道气接触，气体中二氧化硫和浆液中的氢氧化钙反应生成亚硫酸钙，氢氧化钙浆液转变成亚硫酸钙浆液；亚硫酸钙浆液在脱硫塔的空气强制氧化层被氧化成硫酸钙，亚硫酸钙浆液转变成硫酸钙浆液；硫酸钙浆液流出脱硫塔，进入分离器分离出浆液中的硫酸钙；分离出的硫酸钙中还含有部分亚硫酸钙、碳酸钙和未反应的氢氧化钙等固体废物，亚硫酸钙会分解释放出二氧化硫，产生污染转移和二次污染现象；而且，在生产氧化钙的煅烧过程中，要消耗大量的煤，还会产生严重的污染。同时，由于氢氧化钙浆液中含有微小的亲水性和亲脂性粒子被烟道气带出，排放至大气中，且这些粒子表面很容易吸附重金属化合物、二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化物、二噁英、多环芳烃等其它有害有机物和细菌等，引起大气悬浮粒子(即PM100、PM10、PM2.5等)含量的显著增加，而引起雾霾和大气光化学反应现象，造成严重的环境污染。其中，所述微小的亲水性和亲脂性粒子主要包括钙盐粒子、铝盐粒子、镁盐粒子、钛盐粒子、铁盐粒子、铅盐粒子、锌盐粒子、钴盐粒子、稀土元素粒子、放射性元素粒子和其它有害元素粒子，以及二氧化硅粒子、莫来石粒子、硅酸盐粒子、磷酸盐粒子等矿物粒子等。
[0006]经石灰石或石灰湿法脱硫后的废气中含有大量的用传统的除尘方法(如布袋除尘法等)无法除去的微小粒子，若不经过进一步的除尘而直接排放至大气，会显著增强雾霾和大气光化学反应现象。尤其，排放废气中无法除去对人类和生物危害极大的有机物，这些有机物排放至大气中会严重影响和危害人类的健康。
[0007]传统的废气除尘方法有静电除尘法、旋风除尘法、布袋除尘法和水湿式除尘法等。
[0008]静电除尘法的基本原理是含尘气体经过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集。通过技术创新，也有采用负极板集尘的方式。静电除尘法的最大缺陷是由于电极板间隙小，沉积在极板上的灰尘很容易堵塞间隙，尤其当粒子粘度大时更容易堵塞极板间的空隙，且不易除去，使静电除尘器失去除尘作用，阻力显著增大。但是，当电极板间隙增大后，要求电压较高才会有除尘效果，否则无除尘能力；极板电压较高容易造成严重的安全事故，且对设备制造要求高，结构复杂，造价显著升高。并且，静电除尘法仅适用于带电粒子除尘，对所净化的气体的含尘浓度有一定的适应范围。
[0009]旋风除尘法是使含尘气体在旋风除尘器中做旋转运动产生离心力，使灰尘与气体分开，来达到分离作用。旋风除尘法的特点是设备简单，造价低；缺点是分离效果差，只能分离大颗粒灰尘，对微小粒子无法除去。
[0010]布袋除尘法是将布袋固定以后，使含尘气体从布袋外流向布袋内，含尘气体经过布袋外表面时，布袋纤维将灰尘拦阻在外，气体进入布袋内，以此除去气体中灰尘的作用。布袋除尘法特点是设备简单、造价低、操作简单。其缺点也非常显著，当灰尘黏附性强时，布袋非常容易结饼堵塞，失去过滤效果，阻力激增，生产无法进行。由于布袋除尘法是依靠纤维布袋过滤气体来进行除尘的，因此其过滤效果由布袋的纤维孔径决定，但是孔径越小阻力越大，大于布袋纤维孔径的灰尘颗粒可以去除掉，小于布袋纤维孔径的灰尘颗粒会和气体一起穿过布袋，无法除去。
[0011]水湿式除尘法是直接将水喷入含尘的气流中，水将气体中水能够润湿的粒子团聚成大颗粒，沉淀除去灰尘。水湿式除尘法能够将气体中亲水性的各种粒子除去，但是对亲脂性的粒子无法除去。其除尘效果比布袋除尘效果好，但是，由于水的沸点只有100°c，容易汽化，汽化的水会随气体带走，当气体温度高时，水损失严重，尤其缺水地区不适宜是用水湿式除尘法除尘。由于湿法除尘需要耗费大量的水，因此在实际使用时通常以各种工业碱性废水作为除尘剂，但对含尘废水的回收、处理也提出了较高的要求。
[0012]同时，传统的烟道气除尘方法都不具有去除气体中的二噁英、多环芳烃、其它有机物和重金属化合物的能力。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于提供一种能高效去除废气中颗粒物和有机污染物的工艺。为解决上述问题，提供如下技术方案:
[0014]一种废气除尘工艺，包含如下步骤:含尘废气与有机除尘剂分别进入除尘塔，并在塔内接触，含尘废气中至少部分的水蒸汽冷凝，有机除尘剂和冷凝水吸附含尘废气中的固体颗粒、酸性污染物、有机污染物和/或重金属化合物；所得净化气放空或进入后续工艺。
[0015]作为优选方案，吸附了固体颗粒、酸性污染物、有机污染物和/或重金属化合物的有机除尘剂和冷凝水混合溶液进入过滤机进行固液分离，从过滤机中排出的灰渣经进一步处理或回收使用，所得滤液进入贮槽进行油水分离，下层水相层放出经进一步处理或回收使用，上层有机除尘剂层仍然送回至除尘塔中使用。
[0016]作为优选方案，采用逆流废气除尘工艺，S卩，含尘废气从下部进入逆流除尘塔，有机除尘剂从上部进入逆流除尘塔，与含尘废气在塔内逆流接触，所得净化气从逆流除尘塔顶部放空或经进入后续工艺；吸附了固体颗粒、酸性污染物、有机污染物和/或重金属化合物的有机除尘剂和冷凝水混合溶液从逆流除尘塔底部排出。
[0017]作为优选方案，采用顺流废气除尘工艺，S卩，含尘废气和有机除尘剂均从上部进入顺流除尘塔，在塔内顺流接触，有机除尘剂和冷凝水吸附含尘废气中的固体颗粒、酸性污染物、有机污染物和/或重金属化合物，所得气液混合物一同进入气液分离器，气液分离后所得净化气从气液分离器顶部放空或进入后续工艺；吸附了固体颗粒、酸性污染物、有机污染物和/或重金属化合物的有机除尘剂和冷凝水混合溶液从气液