一种用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置的制作方法

本发明涉及环保装备技术领域，具体是涉及一种用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置。

背景技术：

当前，我国仍是以化石能源煤为主要能源的发展中国家，煤中重金属汞的含量一般从0.01～28mg/kg不等，我国煤中汞的含量一般为0.01～0.5mg/kg，平均值约0.195mg/kg，这些汞85%以上随烟气排放于大气，全世界每年燃煤排放至大气中的汞逾3000t，燃煤释放的汞已成为我国汞污染的主要来源。据不完全统计，仅贵州一个省每年由燃煤所排放的汞就超过600t。工业生产过程中，煤的燃烧烟气中会产生大量重金属及氟、氯、硫、硝类污染危害物，为了减少大气污染，就需要对这些气体进行处理。

传统的烟气脱硝、脱硝装备系统投资大、运行成本高，操作流程长、环节多、且在脱硫的过程中会产生一定量的生产废水，易造成二次污染。

传统的脱硝设备采用选择性催化还原脱硝或选择性非催化还原脱硝，选择性催化还原脱硝率70%～90%。但设备投资大，需预热处理烟气，催化剂昂贵且使用寿命短，存在氨泄漏、设备易腐蚀等问题。选择性非催化还原脱硝率小于50%，存在氨逸和设备易腐蚀等问题。

在传统的独立的脱硫设备和脱硝设备基础上发展起来的联合脱硫脱硝一体化设备包括湿法联合脱硫脱硝设备和干法联合脱硫脱硝设备，湿法联合脱硫脱硝设备主要是采用湿式烟气脱硫与选择性催化还原或选择性非催化还原技术脱硝组合，工程庞大，初投资和运行费用高，且容易形成二次污染。干法联合联合脱硫脱硝设备主要采用固相吸收/再生法、气/固催化同时脱硫脱硝技术、吸收剂喷射法以及高能电子活化氧化法。大多尚处于实验中，且不能普适性的解决好烟气中重金属、氟、氯、硫、硝及碳氢化合物污染物对环境的污染问题。

为此，大量的科技工作者试验研究了新的湿式同时脱硫脱硝，包括湿式络合和酸化氧化（氯酸氧化法、二氧化氯氧化法、黄磷氧化法、酸化双氧水法，酸化臭氧法），但大多处于研究阶段，且酸化氧化法对工业窑炉装备系统腐蚀大，也易发生氯、二氧化氯之类有毒有害气体外逸。基于此，采用绿色环保型氧化剂氧化脱污成了全新的选项，但至今，在采用环保绿色的无毒无害氧化剂同步实施脱除工业窑炉烟气中重金属氟氯硫硝及碳氢化合物方面，尚没有可用的装置及系统。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种能高效脱除烟气中的各种粉尘、重金属、氟、氯、硫、硝污染物，且高效氧化清除烟气中未燃尽的碳氢化合物，并能控制二次污染物产生，适用范围广，结构简单且便于调整，操控方便，投资较少，处理成本相对较低的用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置，包括旋流氧化脱污装置和氧化脱污器，所述旋流氧化脱污装置和氧化脱污器相连；所述旋流氧化脱污装置包括旋流氧化脱污装置筒体，所述旋流氧化脱污装置筒体内设有旋流器，所述旋流氧化脱污装置筒体外壁或内部安装有脱污氧化剂喷雾器I，所述旋流氧化脱污装置筒体的一端为烟气进口，另一端与氧化脱污器的烟气进口相连通；所述氧化脱污器包括氧化脱污器筒体，所述氧化脱污器筒体内上部设有雾沫阻挡环，所述氧化脱污器筒体外壁或内部安装有脱污氧化剂喷雾器II，所述氧化脱污器筒体下部设有废弃物收集与排出装置，所述氧化脱污器筒体的顶部为烟气出口。

进一步，所述氧化脱污器筒体的截面积与旋流氧化脱污装置筒体的截面积之比≥1.5。

进一步，所述旋流氧化脱污装置筒体上部设有除雾器。

进一步，所述旋流氧化脱污装置的数量为两个，分别为一级旋流氧化脱污装置和二级旋流氧化脱污装置；所述氧化脱污器的数量为两个，分别为一级氧化脱污器和二级氧化脱污器；所述一级旋流氧化脱污装置与一级氧化脱污器相连，一级氧化脱污器与二级旋流氧化脱污装置相连，二级旋流氧化脱污装置与二级氧化脱污器相连。

进一步，所述旋流氧化脱污装置的数量为三个，分别为一级旋流氧化脱污装置、二级旋流氧化脱污装置和三级旋流氧化脱污装置；所述氧化脱污器的数量为三个，分别为一级氧化脱污器、二级氧化脱污器和三级氧化脱污器；所述一级旋流氧化脱污装置与一级氧化脱污器相连，一级氧化脱污器与二级旋流氧化脱污装置相连，二级旋流氧化脱污装置与二级氧化脱污器相连，二级氧化脱污器与三级旋流氧化脱污装置相连，三级旋流氧化脱污装置与三级氧化脱污器相连。

进一步，所述脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置为卧式串联布置。

进一步，所述脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置为塔式串联布置。

与现有技术相比，本发明的优点如下：以较简单的旋流氧化脱污装置和氧化脱污器相连，构成脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置的基本单元，能高效脱除烟气中的各种粉尘、重金属、氟、氯、硫、硝污染物，且高效氧化清除烟气中未燃尽的碳氢化合物，并能控制二次污染物的产生，且便于将脱除污染物后的废弃物分类资源化利用，利于生产安全和环保；便于因地制宜采用塔式或卧式布置，适用于大、中、小各类工业窑炉烟气的高效净化，适用范围广，装置简单且便于调整，操控方便，投资较少，处理成本相对较低，经济性较好，利于推广。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图3是本发明实施例3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

参照图1，本实施例为一种单级的用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置，包括一级旋流氧化脱污装置1和一级氧化脱污器2；一级旋流氧化脱污装置1和一级氧化脱污器2相连构成脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置的基本单元即一级单元。

一级旋流氧化脱污装置1包括一级旋流氧化脱污装置筒体101，一级旋流氧化脱污装置筒体101内设有一级旋流器102，一级旋流氧化脱污装置筒体101外壁上环向安装有一组一级脱污氧化剂喷雾器I103，一级脱污氧化剂喷雾器I103的喷嘴与一级旋流氧化脱污装置筒体101内部连通；一级旋流氧化脱污装置筒体101的一端为一级烟气进口104，另一端与一级氧化脱污器2的烟气进口相连通。

一级氧化脱污器2包括一级氧化脱污器筒体201，一级氧化脱污器筒体201内上部设有一级雾沫阻挡环204，一级氧化脱污器筒体201外壁上环向安装有两组一级脱污氧化剂喷雾器II202，一级脱污氧化剂喷雾器II202的喷嘴与一级氧化脱污器筒体201内部连通；一级氧化脱污器筒体201下部设有一级废弃物收集与排出装置203，一级氧化脱污器筒体201的顶部为一级烟气出口206。

一级氧化脱污器筒体201的截面积与一级旋流氧化脱污装置筒体101的截面积之比为5。

一级旋流氧化脱污装置筒体101上部设有除雾器。

本实施例的工作原理如下：

一级脱污氧化剂喷雾器I103将脱污氧化剂（脱污氧化剂选用过碳酸钠和高铁酸盐复合氧化剂）雾化，喷入一级氧化脱污装置筒体101内，雾化的脱污氧化剂与经一级烟气进口104进入的烟气混合，烟气混合物经一级旋流器102的强化混合反应和导流离心作用送入大空间的一级氧化脱污器2内，一级氧化脱污器筒体201外壁上的两组一级脱污氧化剂喷雾器II202（一级脱污氧化剂喷雾器II202还可设于一级氧化脱污器筒体201内部）雾化喷入脱污氧化剂，进一步氧化并脱除一级氧化脱污器2内烟气中的污染物，氧化脱污产生的废弃物经一级氧化脱污器筒体201下部的一级废弃物收集与排出装置203收集排出，供资源化利用；脱除主要污染物的一级烟气经雾沫阻挡环204去掉雾珠和泡沫，得到净化的烟气，净化的烟气经一级烟气出口206排出。

实施例2

参照图2，本实施例为一种三级塔式串联布置的用于脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置，包括一级旋流氧化脱污装置1'、一级氧化脱污器2'、二级旋流氧化脱污装置1'、二级氧化脱污器2'、三级旋流氧化脱污装置1"和三级氧化脱污器2"；一级旋流氧化脱污装置1和一级氧化脱污器2相连构成脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置的基本单元即一级单元；二级旋流氧化脱污装置1'和二级氧化脱污器2'相连构成脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置的二级单元；三级旋流氧化脱污装置1"和三级氧化脱污器2"相连构成脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置的三级单元。

一级单元包括一级旋流氧化脱污装置筒体101，一级旋流氧化脱污装置筒体101内设有一级旋流器102，一级旋流氧化脱污装置筒体101外壁上环向安装有一组一级脱污氧化剂喷雾器I103，一级脱污氧化剂喷雾器I103的喷嘴与一级旋流氧化脱污装置筒体101内部连通；一级旋流氧化脱污装置筒体101的一端为一级烟气进口104，另一端与一级氧化脱污器2的烟气进口相连通。

一级氧化脱污器2包括一级氧化脱污器筒体201，一级氧化脱污器筒体201内上部设有一级雾沫阻挡环204，一级氧化脱污器筒体201外壁上环向安装有一组一级脱污氧化剂喷雾器II202，一级脱污氧化剂喷雾器II202的喷嘴与一级氧化脱污器筒体201内部连通；一级氧化脱污器筒体201下部设有一级废弃物收集与排出装置203，一级氧化脱污器筒体201的顶部为一级烟气出口206。

一级氧化脱污器筒体201的截面积与一级旋流氧化脱污装置筒体101的截面积之比为2.67。

二级单元包括二级旋流氧化脱污装置筒体101'，二级旋流氧化脱污装置筒体101'内设置二级旋流器102'，二级旋流氧化脱污装置筒体101'外壁上环向安装有一组二级脱污氧化剂喷雾器I103'，二级脱污氧化剂喷雾器I103'的喷嘴与二级旋流氧化脱污装置筒体101'内部连通；二级旋流氧化脱污装置筒体101'的一端为二级烟气进口104'，另一端与二级氧化脱污器2'的烟气进口相连通。

二级氧化脱污器2'包括二级氧化脱污器筒体201'，二级氧化脱污器筒体201'内上部设有二级雾沫阻挡环204'，二级氧化脱污器筒体201'外壁上环向安装有一组二级脱污氧化剂喷雾器II202'，二级脱污氧化剂喷雾器II202'的喷嘴与二级氧化脱污器筒体201'内部连通；二级氧化脱污器筒体201'下部设有二级废弃物收集与排出装置203'，二级氧化脱污器筒体201'的顶部为二级烟气出口206'。

二级氧化脱污器筒体201'的截面积与二级旋流氧化脱污装置筒体101'的截面积之比为2.67。

三级单元包括三级旋流氧化脱污装置筒体101"，三级旋流氧化脱污装置筒体101"内设有三级旋流器102"，三级旋流氧化脱污装置筒体101"外壁上环向安装有一组三级脱污氧化剂喷雾器I103"，三级脱污氧化剂喷雾器I103"的喷嘴与三级旋流氧化脱污装置筒体101"内部连通；三级旋流氧化脱污装置筒体101"的一端为三级烟气进口104"，另一端与三级氧化脱污器2"的烟气进口相连通。

三级氧化脱污器2"包括三级氧化脱污器筒体201"，三级氧化脱污器筒体201"内上部设有三级雾沫阻挡环204"，三级氧化脱污器筒体201"外壁上环向安装有一组三级脱污氧化剂喷雾器II202"，三级脱污氧化剂喷雾器II202"的喷嘴与三级氧化脱污器筒体201"内部连通；三级氧化脱污器筒体201"下部设有三级废弃物收集与排出装置203"，三级氧化脱污器筒体201"的顶部为三级烟气出口206"。

三级氧化脱污器筒体201"的截面积与三级旋流氧化脱污装置筒体101"的截面积之比为2.67。

一级单元的一级烟气出口206与二级单元的二级烟气进口104'相连；二级单元的二级烟气出口206'与三级单元的三级烟气进口104"相连。

一级旋流氧化脱污装置筒体101、二级旋流氧化脱污装置筒体101'、三级旋流氧化脱污装置筒体101"上部均设有除雾器。

本实施例的工作原理如下：

一级脱污氧化剂喷雾器I103将脱污氧化剂（脱污氧化剂选用过碳酸钠和高铁酸盐复合氧化剂）雾化，喷入一级氧化脱污装置筒体101内，雾化的脱污氧化剂与经一级烟气进口104进入的烟气混合，烟气混合物经一级旋流器102的强化混合反应和导流离心作用送入大空间的一级氧化脱污器2内，一级氧化脱污器筒体201内壁上的一级脱污氧化剂喷雾器II202雾化喷入脱污氧化剂（脱污氧化剂选用过碳酸钠和高铁酸盐复合氧化剂），进一步氧化并脱除一级氧化脱污器2内烟气中的污染物，氧化脱污产生的废弃物经一级氧化脱污器筒体201下部的一级废弃物收集与排出装置203收集排出，供资源化利用；脱除主要污染物的一级烟气经雾沫阻挡环204去掉雾珠和泡沫，得到一级净化的烟气，一级净化的烟气经一级烟气出口206排入二级单元中，经二级单元进行二级净化，净化过程同一级净化过程；二级净化的烟气经二级烟气出口206'排入三级单元中，经三级单元进行三级净化，净化过程同一级净化过程，净化的烟气经三级烟气出口206"排出。

实施例3

参照图3，本实施例与实施例2的区别仅在于：脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置为三级卧式串联布置。一级单元的一级氧化脱污器筒体201的截面积与一级旋流氧化脱污装置筒体101的截面积之比为3；二级单元的二级氧化脱污器筒体201'的截面积与二级旋流氧化脱污装置筒体101'的截面积之比为3；三级单元的三级氧化脱污器筒体201"的截面积与三级旋流氧化脱污装置筒体101"的截面积之比为3；三级氧化脱污器筒体201"上部设有丝网除雾器205"。其余同实施例1。

本发明以较简单的旋流氧化脱污装置和氧化脱污器相连，构成脱除烟气中重金属和氟氯硫硝的氧化脱污装置的基本单元，能高效脱除烟气中的各种粉尘、重金属、氟、氯、硫、硝污染物，且高效氧化清除烟气中未燃尽的碳氢化合物，并能控制二次污染物的产生，且便于将脱除污染物后的废弃物分类资源化利用，利于生产安全和环保。

本发明便于因地制宜采用的塔式或卧式布置，适用于大、中、小各类工业窑炉烟气的高效净化，适用范围广，装置简单且便于调整，操控方便，投资较少，处理成本相对较低，经济性较好，利于推广。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。