工业尾气除尘系统的制作方法

本实用新型涉及环保领域，具体涉及一种工业尾气除尘系统。

背景技术：

目前，国内外催化剂制备工业尾气的处理通常使用的除尘设备包括布袋除尘器和静电除尘器等，然而它们对于细颗粒物的脱除效率均比较低。随着我国颗粒物排放标准的日趋严格，为提高PM2.5的捕集效率，复合式高效除尘技术也应运而生。

催化剂制备行业常用的除尘设备主要有旋风除尘器、湿式除尘器、静电除尘器和袋式除尘器等，它们对不同粒径的粉尘颗粒脱除效率有很大差别。

旋风除尘器依靠离心作用将固体颗粒从气流中分离出来。由于其结构简单、维护方便、耐高温高压、成本低廉，广泛应用于环保、化工、石油、材料、冶金等领域。然而其保持较高除尘效率的同时往往伴随着较高的能耗，并且仅对粒径大于10μm的粗颗粒具有较高的分离效率，对粒径较细的细颗粒物分离效果较差，通常作为预处理装置。

湿式除尘器通过含尘气体与液体充分接触，利用尘粒和液滴之间的惯性碰撞、扩散及其它作用，将粉尘颗粒从气流中分离捕集。杨有亮研究表明，去除1μm以上的粉尘颗粒时，惯性碰撞或截留作用占主导优势，而去除1μm以下的超细粉尘颗粒时，扩散作用更显著。杨有亮设计的DW型高效湿式除尘器除尘效率高达96.5％，并且能去除99％以上的PM10；袁源平等研发的双W型湿式除尘器能够去除99.5％的颗粒物。但湿式除尘器通常对粒径较大的粗颗粒去除效率较高，却难以去除细颗粒。

静电除尘器利用电场力实现颗粒与气流分离，其对于10μm以上的粉尘去除效率很高，然而对粒径小于2.5μm的粉尘，除尘效率会显著下降，极端情况下效率甚至会低于50％。其原因主要是处在场荷电和扩散荷电混合区的细颗粒物荷电能力很差，因此难以去除。而且对于高比电阻粉尘除尘效率会急剧下降。

袋式除尘器借助纤维织物(滤料)将粉尘颗粒从气流中分离捕集的除尘装置。与静电除尘器相比，袋式除尘器可以捕集粒径更细的颗粒物，除尘效率较高，并且一次投资和占地面积较小，但其压降较大(一般为1200～1500Pa)，而且不宜处理粘结性强和吸湿性强的粉尘，特别是烟气温度不能低于露点温度，否则会发生结露，使滤袋堵塞，同时其运行维护费用和能耗较高。布袋除尘器能够去除99.99％燃煤电厂粉尘，但对PM2.5的捕集效率仍然偏低。

在催化剂制备工业中，无论是催化剂原料粉体或催化剂产品的生产均需要经过干燥或焙烧工序，在干燥及焙烧工序尾气中产生大量的高温尾气，高温尾气中一般携带大量的粉体颗粒、酸、碱等有害物质，尤其是高温尾气中夹带的颗粒物含量较高。目前催化剂制备行业中对工业尾气的处理主要采用布袋除尘、旋风分离、湿法接触除尘等手段，这些技术均存在对细微颗粒除尘效率低等问题。随着我国颗粒物排放标准的日趋严格，现有尾气处理技术难以满足国家最新的粉尘排放标准要求。

湿式静电除尘技术因具有对超细颗粒物处理效率高、占地面积小、能耗低等优点，目前广泛应用于对燃煤电厂尾气的处理，其在催化剂制备行业的应用还未见有公开的报道和工业应用的范例。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的催化剂制备工业尾气排放难以满足国家即将实施的粉尘排放新标准问题，提供一种工业尾气除尘系统，该系统将喷淋除尘和湿法电除尘结合，除尘效果好，实施成本低，并可以实现水的循环利用。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种工业尾气除尘系统，该工业尾气除尘系统包括互相连接的除尘系统和收集系统，其中，所述除尘系统包括降温增湿部和电除尘部，所述收集系统包括沉降罐和循环水罐，所述降温增湿部和所述电除尘部相连，使得工业尾气依次通过所述降温增湿部和所述电除尘部进行处理，所述沉降罐与所述电除尘部相连，所述循环水罐的进口与所述沉降罐的循环水出口相连，所述循环水罐的出口与所述降温增湿部相连。

优选地，所述降温增湿部为喷淋塔，在所述喷淋塔的塔体内的下部设置有填料段，所述填料段的上方为喷淋区域，工业尾气从填料段的下方进入塔体内，所述循环水罐的出口通过管线连接至所述喷淋塔的喷淋区域。

优选地，所述喷淋区域中设置有一个或多个聚风板以及相应设置于各个聚风板上方的喷淋装置。

优选地，所述聚风板设有多个上下开口的通风孔，所述通风孔上端的开口面积小于下方的开口面积。

优选地，所述电除尘部为湿式电除尘塔，所述湿式电除尘塔的塔体内设置有多个阴极单元和阳极单元，所述阳极单元具有沿着塔体的轴向贯通的多个中空结构，并且每个阴极单元各自设置在一个中空结构中。

优选地，所述中空结构为多边形柱体或圆柱体。

优选地，所述降温增湿部设有工业尾气入口、第一出气口和第一出水口；

所述电除尘部设有第二进气口、第二出气口、第二进水口和第二出水口；

所述第一出气口与所述第二进气口相连接；

所述第一出水口以及所述第二出水口分别与所述沉降罐相连接。

优选地，所述第二进气口和所述第二出水口设置在所述电除尘部的下部，所述第二出气口和所述第二进水口设置在所述电除尘部的上部；

由所述第二进气口进入的气体经电除尘后，从所述第二出气口排出。

优选地，所述沉降罐的下部设有污水出口。

优选地，所述循环水罐的出口还与所述电除尘部相连。

通过上述技术方案，本实用新型的工业尾气除尘系统可以通过降温增湿部使得工业尾气在喷淋除尘的过程中降温并润湿，继而进入电除尘部进行进一步的除尘，而过程中使用的水被收集在沉降罐中，经沉降后，可将清水循环至系统中进行再利用，而污水中的粉尘颗粒也可回用至工业生产中。一体式的设计，使得本实用新型的除尘系统能够高效、低成本地运行，并且占地面积相对较小，可适用于多种工况。

附图说明

图1是本实用新型的工业尾气除尘系统的总体结构示意图；

图2是本实用新型的电极单元的横截面示意图。

附图标记说明

1-降温增湿部； 2-电除尘部； 3-沉降罐；

4-循环水罐； 5-循环水泵； 11-工业尾气入口；

12-第一出气口； 13-第一出水口； 14-填料段；

15-聚风板； 16-喷淋装置； 21-第二进气口；

22-第二出气口； 23-第二进水口； 24-第二出水口；

26-阳极单元； 27-阴极单元；

31-循环水出口； 32-污水出口。

具体实施方式

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指相对于水平面位置的“上”和“下”；“内、外”是指装置的内部或外部。

本实用新型提供了一种工业尾气除尘系统，如图1所示，该工业尾气除尘系统包括互相连接的除尘系统和收集系统，其中，所述除尘系统包括降温增湿部1和电除尘部2，所述收集系统包括沉降罐3和循环水罐4，所述降温增湿部1和所述电除尘部2相连，使得工业尾气依次通过所述降温增湿部1和所述电除尘部2进行处理，所述沉降罐3与所述电除尘部2相连，所述循环水罐4的进口与所述沉降罐3的循环水出口31相连，所述循环水罐4的出口与所述降温增湿部1相连。

实际应用中，工业尾气从降温增湿部1进入除尘系统，在降温增湿部1中经历喷淋后，被降温并增湿的液体进入电除尘部2，在电除尘部2中的高压电场的作用下，气体被电离，释放带电粒子，气体夹带的粉尘颗粒或雾滴吸附带电粒子后形成荷电粉尘或雾滴，在电场力的作用下运动到阳极上，除尘后的气体被排出系统，附着在阳极上的粉尘或雾滴通过水冲或其他方式清洗下来，并进入沉降罐3。含有污染物的水，在沉降3中沉降后，上清液由循环水出口31排入循环水罐4，并由循环水罐4再次引入除尘系统进行喷淋。

在本实用新型所述的工业尾气除尘系统中，降温增湿部1和电除尘部2可以是独立的两个装置，也可以是降温增湿部1在下、电除尘部2在上的一体结构。

按照本实用新型所述的工业尾气除尘系统，工业尾气经过喷淋和电离两次除尘处理，除尘效果好，排放出的尾气能够满足国家最新的粉尘排放标准要求，除尘过程中，用于喷淋的水起到了喷淋除尘和加湿降温的多重效果后，还进入了沉降罐并可回用，起到了降低成本，减少能耗的作用。

在本实用新型所述的工业尾气除尘系统中，优选情况下，所述降温增湿部1为喷淋塔，在所述喷淋塔的塔体内，下部设置有填料段14，所述填料段14的上方为喷淋区域，工业尾气从填料段14的下方进入所述喷淋塔的塔体内，所述循环水罐4的出口通过管线连接至所述喷淋塔的喷淋区域。

在本实用新型中，所述填料段14可以由本领域常规的具有吸附性质的材料进行填充。优选情况下，填料段14可以为不同粒径鲍尔环(可以商购得到)等材料进行填充。进入塔体内的工业尾气经过填料段14的吸附后，进入到喷淋区域，并进行后续的喷淋处理。

在本实用新型所述的工业尾气除尘系统中，优选地，所述喷淋区域中设置有一个或多个聚风板15以及相应设置于各个聚风板15上方的喷淋装置16。优选情况下，聚风板被可拆卸地设置在塔体内部，所述聚风板15与塔体内壁卡接，气体从聚风板下部通往上部，并被汇聚至聚风板上方设置的喷淋装置16。优选情况下，聚风板的数量为2-5个，多个聚风板之间沿气体流经的路径排布，以达到多级喷淋的效果，进一步提高喷淋除尘和降温的效果。

在本实用新型所述的工业尾气除尘系统中，优选地，所述聚风板15设有多个上下开口的通风孔，所述通风孔上端的开口面积小于下方的开口面积。采用该设计可以使尾气通过聚风板后能够使尾气通过聚风板15汇集，使喷淋系统更加高效地对尾气进行喷淋和降温增湿。

在本实用新型所述的工业尾气除尘系统中，优选情况下，所述电除尘部2为湿式电除尘塔，所述湿式电除尘塔的塔体内设置有多个阴极单元27和阳极单元26，所述阳极单元26具有沿着塔体的轴向贯通的多个中空结构，并且每个阴极单元27各自设置在一个中空结构中。阴极单元27和阳极单元26构成电极单元，该电极单元与高压电源相连接，由电源供电并促使进入电极单元的气体电离。

在本实用新型所述的工业尾气除尘系统中，所述中空结构可以为多边形柱体或圆柱体。本实用新型的阳极结构，可以由多个具有中空结构的多边形柱体或圆柱体构成。优选情况下，为了提高阳极单元的中空结构的排布密度，在柱体内多排布若干组阳极单元中空结构，可使用相邻排布且具有共有边的正多边形柱体组合结构，如图2所示。其中，每个中空结构内，设有一个阴极单元，气流流入电除尘部2的电离部分时，会从阳极单元的中空结构的下部流入，在中空结构内部发生电离，释放带电粒子，该气体中夹带的粉尘颗粒或雾滴吸附带电粒子后形成荷电粉尘或雾滴，在电场力的作用下运动到阳极单元的内壁上，除尘后的气体从电除尘部2上部设置的排气口排出。

在本实用新型所述的工业尾气除尘系统中，所述降温增湿部1设有工业尾气入口11、第一出气口12和第一出水口13；

所述电除尘部2设有第二进气口21、第二出气口22、第二进水口23和第二出水口24；

所述第一出气口12与所述第二进气口21相连接；

所述第一出水口13以及所述第二出水口24分别与所述沉降罐3相连接。

当降温增湿部1和电除尘部2为分别独立的装置时，按照上述连接方式将二者与沉降罐3和循环水罐4相连，可以将整个除尘系统一体式地结合在一起。

在本实用新型所述的工业尾气除尘系统中，所述第二进气口21和所述第二出水口24设置在所述电除尘部2的下部，所述第二出气口22和所述第二进水口23设置在所述电除尘部2的上部；

由所述第二进气口21进入的气体经电除尘后，从所述第二出气口22排出。

按照上述方式设置电除尘部的进水口、出水口、进气口和出气口，能够保证从降温增湿部排出的气体可以在进入电除尘部后与其电极部分充分接触，从而提高电离效果。电离部分的上方设有第二进水口23，通过该进水口引入水以冲洗附着在阳极上的粉尘颗粒或雾滴。实际应用中，电除尘部2每运转一段时间后进行一次冲洗；优选情况下，每运行8-24小时，对其进行一次冲洗。

在本实用新型中，通过第二进水口23引入电除尘部2中的水可以是新鲜的自来水，也可以是来自所述循环水罐4的循环水。在优选情况下，所述循环水罐4的出口还与所述电除尘部2相连，从而利用循环水罐4中的循环水进行冲洗，从而实现更充分地循环利用水，有利于进一步降低成本，节约用水。

在本实用新型所述的工业尾气除尘系统中，所述沉降罐主要起到静置沉降的作用。本实用新型的沉降罐3下部可选地设有污水出口32，该污水出口优选设置在沉降罐的底部，沉降罐中沉积下来的固体可由该污水口排出，经处理后，固体污染物可以根据需求被回用。

根据本实用新型的一种具体实施方式，如图1所示，所述工业尾气除尘系统包括作为降温增湿部1的喷淋塔、作为电除尘部2的湿式电除尘塔、沉降罐3、循环水罐4和喷淋泵5。喷淋塔的塔体内设置有填料段14，在填料段14的下部设置有工业尾气入口11，工业尾气由此进入塔体内，并经过填料段14，填料段14内的填料初步吸收尾气中的部分污染物后，尾气进入喷淋塔的喷淋区域。喷淋区域设有多个聚风板，每个聚风板独立地卡接在喷淋塔的内壁上，形成密闭结构，每个聚风板15上设有上端面积小、下端面积大的聚风口以实现汇聚尾气，对应于每个聚风板的上方设有一个独立的喷淋装置16。喷淋装置17各自通过管线与循环水泵5连接，由循环水泵5将循环水罐4中的水引入喷淋塔。喷淋塔顶部设有第一出气口12，该出气口与湿式电除尘塔2的第二进气口21连接，将经过喷淋后的工业尾气引入湿式电除尘塔内进行电除尘处理。喷淋塔的底部设有第一出水口13，该出水口与沉降罐3的入水口相连，并将喷淋尾气后的水引入沉降罐3中。

湿式电除尘塔的第二进气口21设置在塔的下部，经喷淋塔处理后的尾气由该进气口进入湿式电除尘塔的塔体内，然后上升并进入塔体内的电离区域。电离区域设有多个阳极单元26和阴极单元27。其中，阳极单元26具有沿着塔体轴向贯通的多个中空结构。如图2所示，阳极单元26的横截面为多个并列排布呈蜂窝式结构的六边形。在每个阳极单元26中空结构的内部，设有一个阴极单元27。气体从阳极单元26形成的中空结构中向上流动，在此过程中被电离，其中的粉尘颗粒或雾滴等会吸附在阳极单元26的内壁上。除尘后的气体从湿式电除尘塔2顶部设置的第二出气口22排出。湿式电除尘塔每工作一段时间，进行一次清洗。设置在电离区域上方的第二进水口23将用于清洗的水引入湿式电除尘塔，通过清洗，将阳极单元26内壁上的附着物洗脱并由塔底的第二出水口24排入沉降罐3。

沉降罐3设有循环水出口31和污水出口32，通过循环水出口31将上层清水引入循环水罐4，污水出口32设置在沉降罐3的底部，用于排出沉降罐底部的沉积物。

按照本实用新型所述的工业尾气除尘系统，工业尾气经过喷淋和电除尘两次除尘处理，除尘效果好，使得排放的尾气能够满足国家最新的粉尘排放标准要求；而且，除尘过程中，实现了水的回用，降低了成本，减少了能耗。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。