烟气排放方法和排气囱与流程

1.本发明属于排放气体处理技术领域，涉及气体排放过程中的处理方法。


背景技术：

2.锅炉、吸附床、储槽等工业设备的排放的气体中通常含有污染环境的粉尘、水溶性化合物等。为减轻污染，工业上通常使用洗涤塔、化学反应吸收装置、吸附装置、rto(焚化炉)、光催化等处理排放的气体中，以达标排放。但这些装置有的处理效率低，不能达标；有的运行可靠性差；有的运行成本高且存在隐患。随着环保要求不断提高，对排放的气体中硫酸、voc(挥发性有机化合物)等限值要求不断提高，且给这些污染物的含量限值成倍下降，仅经过现有技术处理的排放的气体中的污染物含量面临超标排放风险。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种烟气排放处理方法，对流动的烟气进行处理，降低烟气中粉尘和水溶性污染物含量。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种烟气排放处理方法，包括：使烟气在被排放到大气前依次穿过筛板和筛板上形成的水封层。
6.可选地，还包括在烟气被排放到大气前，将烟气中的液滴消除的步骤。
7.可选地，还包括对穿过筛板前的烟气进行淋洗和/或对穿过水封层后的烟气进行淋洗的步骤。
8.可选地，烟气穿过筛板前的相对压力不低于50pa，流速不低于1m/s。
9.本发明还提出了一种排气囱，包括排烟管道，所述排烟管道限定烟气的流动路径，所述排烟管道中设置具有多个筛孔的筛板，所述筛板顶面形成有覆盖筛板顶面的水封层。
10.可选地，所述排烟管道中布设有除沫网，所述除沫网设置在水封层的上方。
11.可选地，所述排烟管道中连接有补水管，所述补水管设置在水封层和除沫网之间。
12.可选地，所述排烟管道上形成有溢流孔，所述溢流孔的下沿到筛板顶面的距离与水封层厚度相等。
13.可选地，所述溢流孔连接有溢流管，所述溢流管的底端伸入筛板下方的排烟管道中，并沿水平方向延伸；筛板下方的所述溢流管顶部形成有多个出水孔。
14.可选地，所述筛孔的直径为0.08mm～4mm。
15.可选地，所述水封层的厚度为5mm～30mm。
16.可选地，所述排烟管道由多段组装管道连接形成的。
17.本发明的有益效果包括：
18.1、本发明公开的烟气排放方法通过使排放出的烟气穿过水封层，使水封层中的水对排放的烟气中的粉尘、水溶性化合物洗涤吸收，充分降低了排放的烟气气体中的粉尘和水溶性污染物的含量，使排放的烟气气体中的粉尘含量和水溶性污染物含量达到排放标
准。
19.2、本发明公开的排气囱通过在排气管道内设置筛板和水封层，使排放的烟气在要经过水封层的水封泡洗，从而实现对排放烟气的高效洗涤，使经过洗涤的烟气能达到满足环保排放许可，达标排放要求。本发明公开的排气囱结构简单，可以直接对现有的排气囱作就地改造，而不需要新增治理装置，也就可以相应减少输送设备和处理设备的投入，节约环保治理运行成本，降低能耗。
附图说明
20.图1是本发明公开的排烟囱一个示例性的实施例的内部结构示意图。
21.图2是图1实施例中的筛板的俯视示意图。
22.图3是图1实施例中的除沫网与筒形支架连接结构轴测图。
23.图4是图1实施例中的筒形支架与托板连接结构轴测图。
24.图5是本发明公开的排烟囱另一个示例性的实施例的内部结构示意图。
25.图中：1、排烟管道；2、筛板；3、水封层；4、除沫网；5、补水管；6、溢流管；7、筒形支架；8、筛孔；9、排水管；10、进气管；11、托板；12、连接法兰；13、支撑圈；14、支撑环；15、底座。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
27.如图1-2所示，一种排气囱，包括排烟管道1，排烟管道1中设置有水平放置的筛板2，筛板2上均布有大量筛孔8，在筛板2的顶面形成有完全覆盖筛板2上全部筛孔8的水封层3。进入到排烟管道1中的烟气需要依次穿过筛板2和水封层3后才能被排出排烟管道。
28.排烟管道1中的烟气先是受到筛板2的阻挡，随后穿过筛孔8进入到水封层3中，并在水封层3中形成气泡后向水封层3的水面方向上浮。这些烟气进入到水封层3中与水体接触，并形成向水面方向移动的气泡，这些气泡在向水封层3水面漂浮的过程中破裂，或是上浮到水面后破裂、溃散。在上述烟气与水封层3接触的过程中，烟气中的粉尘、水溶性的污染物质被水封层3的水体吸收，穿过水封层3的烟气得到净化。
29.在排烟管道1的尺寸、筛板2上的筛孔8数量相同的情况下，同时排烟囱中的气压、温度等条件也相同，若筛孔8的直径过小，则会导致排烟管道1的排烟速率下降，无法满足排烟的需要，甚至会出现由于筛孔8过小导致排烟管道1无法排烟的情形，给与排烟囱连接的锅炉等设备的安全带来在使用和安全上的不良影响。另一方面，若筛孔8的直径的过大会造成筛板2顶部难以维持厚度足够的水封层3，烟气与水封层3的水体接触时间过短或者烟气不经过水封层3直接流走，致使无法达成用水封层3净化洗涤烟气的目的。
30.在筛孔8直径满足烟气排放要求和在筛板2上形成稳定水封层3的情况下，筛孔8的直径越小，同样面积的筛板2上可以形成更多数量的筛孔8，使穿过筛板2的烟气能在水封层3中形成更小的气泡，能提高对烟气的洗涤处理效果，但也要求更大的烟气气压和流速，以弥补烟气穿过筛板2和水封层3时的压力、流速损失，避免影响烟气的排放速率。在筛孔8的直径相同的情况下，可以通过增加筛孔8数量或者增加筛板2面积的同时增加筛孔8数量的办法，以提高烟气通过筛板2和水封层3的效率。因此筛板2的选用要按照对烟气排放要求和对烟气中烟尘、水溶性污染物的处理要求。
31.具体地，筛板2上的筛孔8的直径为0.08mm～5mm，筛板2的目数不低于40目，保证筛孔8的数量能满足排气要求，避免排烟排气不满足锅炉等设备的排烟排气要求。
32.过厚的水封层3会影响排气的效率，过薄的水封层3使烟气与水体的接触时间过短，烟气中的水溶性污染物无法被水封层3充分吸收，难以满足对烟气中的灰尘和其中的水溶性污染物的净化处理效果。
33.具体地，为了保证对排烟管道1中的烟气的处理效果，水封层3的厚度为2mm～30mm。
34.如图1所示为本发明一个示例性的实施例，所述排烟管道1的侧壁沿竖直方向延伸，排烟管道1的底部固定连接在底座15上，底座15的设置能使排烟管道1稳定地支承在水平面上。排烟管道1的下部固定连接有进气管10，进气管10与锅炉等产生烟气的设备的烟道连通，也就是锅炉等设备产生的烟气通过进气管10进入到排烟管道1中，并穿过排烟管道1从排气管中排出。
35.在本实施例中，筛板2上筛孔8直径为0.5mm，筛板2的目数为60目，筛板2上的水封层3厚度为5mm。
36.由于筛板2上具有大量的筛孔8，筛板2上的水封层3由于重力作用会沿着筛孔8掉落，同时由于要排放的烟气往往具有较高的温度，水封层3的水会吸热蒸发，导致水封层3的厚度减小，因此为了维持水封层3的厚度，需要及时补充水封层3的水分。还需要看到，在水封层3的水体体积一定的情况下，水封层3所能吸收的烟尘、水溶性污染物的数量也是确定的，当水封层3所吸收的烟尘和水溶性物质接近水封层3所能吸收的最大值后，水封层3对烟气的净化效果将会大大下降，水封层3吸收的大量的烟尘后也可能造成筛孔8的堵塞，影响烟气的流动。因此为了使水封层3能持续吸收烟气中的烟尘和水溶性污染物，保持对烟气的净化效果，维持对烟尘对水溶性污染物的吸收能力，也要求水封层3中的水要及时更新。
37.在本实施例中，为了能及时向水封层3中补水，在排烟管道1中设置有沿水平方向延伸的补水管5，补水管5的一端伸出排烟管道1与设置在排烟管道1外部的供水系统连接，如连接到自来水管网上或者厂区内的纯净水管网上等供水系统。补水管5设置在水封层3的上方，其上形成有多个出水通孔，补水管5中的水从出水通孔中流出并流入到水封层3中，维持水封层3的厚度。为了维持水封层3的厚度，还要求补水管5向水封层3的补水速度不小于水封层3中的水消耗速度。
38.优选地，使补水速度大于水封层3的水消耗速度。
39.当向水封层3补水的速度大于水封层3中存水消耗速度，水封层3的厚度会慢慢增加，过厚的水封层3会影响排烟管道1的排烟效率，导致水封层3下方的排烟管道1中烟气积聚，甚至影响锅炉等设备的工作效率，造成安全隐患，因此还需要控制水封层3的厚度维持在需要的范围内。
40.在本实施例中，为了将水封层3的厚度维持在5mm，在排烟管道1上侧壁上形成有两个相对的溢流孔。溢流孔的下沿与筛板2顶面的距离为5mm，因此当筛板2顶面的水封层3水面与溢流孔的下边沿齐平时，水封层3中多余的水会通过溢流孔流出，使水封层3厚度维持在需要的厚度。换言之，在本实施例中，是通过控制溢流孔下沿到筛板2顶面的距离控制水封层3的厚度，水封层3的最大厚度不超过溢流孔下沿到筛板2顶面的距离。
41.优选地，为了保证对烟气的处理效果，使水封层3始终维持在对烟尘和水溶性污染
物吸收效果最佳的厚度，也可以在设置排烟管道1时，使溢流孔下沿到筛板2顶面的距离等于给定的水封层3的厚度。使用时，应在溢流孔开始溢出水流时，再将烟气通入到排烟囱中。
42.两个溢流孔分别连接有溢流管6，溢流管6的一端与溢流孔连接，用于收集从溢流孔中溢流出的多余水量，将水封层3中多余水量排走，其中溢流管6端部管口下沿与溢流孔下沿齐平。由于溢流孔开设在排烟管道1上，部分穿过水封层3的烟气会通过溢流孔流出排烟管道1，需要将从溢流孔流出的烟气输送到排烟管道1中，因此溢流管6的底端伸入到筛板2下方的排烟管道1中，使进入到溢流管6中的烟气重新进入到排烟管道1中。但是将溢流管6的下端伸入排烟管道1，也为筛板2下方的烟气提供了新的流动路径，且由于筛板2和水封层3的阻挡，筛板2下方的大量烟气会通过溢流管6绕过筛板2和水封层3，直接从溢流孔中流动到水封层3的上方，这部分烟气由于未经水封层3洗涤，其中含有大量的烟尘和水溶性污染物，最终导致排烟囱排出的烟气无法达到排放要求。因此为了避免筛板2下方的烟气通过溢流管6绕过水封层3，溢流管6的底端进入排烟管道1后沿水平方向延伸，在这部分水平延伸的溢流管6的管身顶部开设多个出水孔，且溢流管6底端端部封闭，只有当筛板2下方的水平延伸的那部分溢流管6中充满水后，溢流管6中的水流从出水孔溢出，以此避免排烟管道1中的烟气进入溢流管6中。
43.当水流从溢流管6的出水孔中流出后，会在重力作用下在排烟管道1中下落，溢流管6流出的水流在下落过程中能与上升中的烟气接触，实现对上升烟气的初步淋洗，初步吸收这些尚未穿过水封层3的烟气中的烟尘和水溶性污染物。溢流管6流出的水流最终会掉落到排烟管道1的底部并通过设置在排烟管道1底部的排水管9排出排烟管道1。这些通过排水管9排出的水流中也含有大量的粉尘并溶解有水溶性污染物，因此要收集后集中处理，避免产生污染。
44.需要说明的是，排烟管道1底部的排水管9顶部的高度低于进气管10底部的高度，避免进气管10中流出的烟气进入到排气管被带出，导致这些未受处理净化的烟气污染大气。
45.为了确保水封层3对烟气的滤清、净化效果，保持水封层3水体的稳定，减少由于从补水管5中跌落的水落入到水封层3中时引起水封层3水面的波动对水封层3净化烟气效果的影响。在另一些可选的实施例中，补水管5上连接有多个布水器，使补水管5中的水流能通过布水器分散在更大的面积上，一方面减少集中的水流对水封层3的冲击，另一方面布水器洒出的水能覆盖较大面积，在更大的面积上与刚穿过水封层3的烟气接触，能实现对烟气的二次淋洗，进一步吸收烟气中的粉尘和水溶性污染物。
46.由于烟气的温度导致部分水封层3中的水吸热蒸发，蒸发产生的水蒸气会跟随烟气流动并凝结为雾滴或者液滴，烟气气泡在水封层3水面的溃散以及水封层3上方的补水管5的水流下落都会产生大量雾滴或液滴，这些液滴的直径较小，通常会被穿过水封层3烟气裹挟上升。由于这些液滴也溶解有一定数量的烟尘和水溶性污染物，若不对穿过水封层3的烟气进行处理，则烟气会裹挟液滴从排烟管道1中排出，致使排出排烟管道1的烟气污染物含量超标或者达不到预期的处理效果。因此需要在烟气排出排烟管道1前对烟气作进一步处理以实现气液分离。
47.因此在水封层3上方的排烟管道1中配置有用于消除上升的烟气中的液滴的除沫网4，使穿过除沫网4的烟气实现气液分离。所述除沫网4的位置也高于补水管5的位置，以避
免影响补水管5为水封层3补水。
48.所述除沫网4沿排气管道径向方向延伸，其边缘与排气管道的内壁连接，使排烟管道1中的烟气都要经过除沫网4。但是采用上述方法将除沫网4连接到排烟管道1中，除沫网4能通过烟气的面积受限于排烟管道1的内径大小，在烟气流量很大时，除沫网4势必对排烟的速率产生负面影响，因此需要扩大除沫网4的烟气通过面积。
49.为了扩大除沫网4与烟气的接触面积进而增加同样时间内能通过除沫网4的烟气量，一种可行的办法是使除沫网4形成底部具有开口而顶面和侧面封闭的筒形结构，使除沫网4具有更大的展开面积，也就是使进入到除沫网4形成的筒形结构中，然后从筒形结构的侧面和顶面穿过除沫网4。
50.如图3-4所示，在本实施例中，在排烟管道1中设置有筒形支架7，通过将除沫网4附着在筒形支架7上以使除沫网4能形成筒形结构。筒形支架7具有两个相对设置的外径小于排烟管道1内径的圆环，两个圆环通过竖向支杆相互连接，其中筒形支架7的下部的圆环底部连接有托板11，托板11的边沿与排烟管道1的内壁连接，在托板11中部开设有直径略小于筒形支架7底部圆环外径的通气孔。除沫网4附着在筒形支架7的顶面和侧面，也就是除沫网4和筒形支架7形成除沫筒，除沫筒的底部开口覆盖在托板11的通气孔上，排烟管道1中的烟气穿过托板11上的通气孔进入到除沫筒中，由于除沫筒的直径小于排烟管道1的直径，因此进入到除沫筒中的烟气可以穿过除沫筒的侧面和顶面再次进入到排烟管道1中。穿过水封层3的烟气首先通过托板11上的通气孔进入到除沫筒中，随后穿过筒形支架7侧面或顶面的除沫网4，在穿过除沫网4的过程中，烟气中的液滴会被除沫网4截留，完成气液分离。将除沫网4附着在筒形支架7上，能扩大除沫网4与烟气的接触面积，大大加快除沫网4对烟气的处理速度。
51.在另一个可选的实施例中，在排烟管道1中固定连接有托板11，托板11上也形成有通气孔，在托板11的上方则设置有多根沿排烟管道1径向延伸的横杆，横杆两端固定连接在排烟管道1上，通过将除沫网4的周缘部与通气孔的周缘密封连接，并将除沫网4的中部吊挂在横杆上也可以在排烟管道1中实现筒形结构的除沫网4。
52.为了使进入到排烟管道1中的烟气能顺利穿过水封层3和除沫网4最终被排出排烟管道1，进入排烟囱中的烟气气流的相对压力不低于50pa，气流流速不低于1m/s。
53.以本发明公开的排烟囱处理含丙酮的烟气：用于处理含丙酮的烟气的排烟管道1中设置的筛板2的筛孔8孔径为2mm，筛板2上的水封层3的厚度为12mm。通过进气管10进入排烟管道1中的烟气中的丙酮平均浓度为542ppm，排放气体以2m/s的流速依次通过筛板2和筛板2上的厚度为12mm、水温为25度的水封层3。在排烟管道1排气管管口处检测到的排放气体中的丙酮平均浓度为49ppm，对排水管9处溢出的水流检测，溢出水中的丙酮平均浓度为288mm。
54.在另一个可选的实施例中，为了进一步提高对排烟囱中的烟气气流的净化效果，沿排烟囱的轴线方向布置有多个筛板2，且每个筛板2上都形成有水封层3，这样排烟囱中的气流需要依次穿过多层水封层3。经过多层水封层3的泡洗，排烟囱中的气流中的粉尘和水溶性污染物的含量可以被进一步降低。
55.如图5所示为另一个可选的实施例，所述排烟管道1由多段可拆卸的组装管道组合连接而成。
56.如图5所示的排烟囱的排烟管道1由两段可拆卸的组装管道，其中位于下部的为第一组装管道，上部的为第二组装管道。进气管10和排水管9固定连接在第一组装管道的下部，筛板2和补水管5都设置在第一组装管道中。在第一组装管道内连接有支撑圈13，支撑圈13的外缘与第一组装管道的内壁固定连接，支撑圈13的顶部则与筛板2的底部连接，也就是说筛板2设置在支撑圈13上，以便于对筛板2进行更换和维护检修。除沫筒或者除沫网4则设置在第二组装管道中，在第二组装管道中固定连接有支撑环14，支撑环14的周缘部与第二组装管道的内壁固定连接。除沫筒或者除沫网4固定连接在支撑环14上，将除沫筒或者除沫网4布置在第二组装管道中，同样是便于对除沫筒或除沫网4的更换和维护。第一组装管道的端部和第二组装管道的端部分别形成有连接法兰12，两个组装管道通过连接法兰12实现连接。
57.本发明还公开了一种烟气排放方法，包括使锅炉等设备产生的烟气依次穿过筛板2和在筛板2上形成的厚度一定的水封层3的步骤，以使烟气在穿过水封层3的过程中，使烟气中的烟尘和水溶性污染物能被水封层3的水吸收，从而使穿过水封层3的烟气中的烟尘和水溶性污染物含量降低，以满足对烟气的排放要求。
58.进一步地，为了实现对烟气更佳的洗涤净化效果，本发明公开的烟气排放方法还包括在烟气被排放到大气前，使穿过水封层3的烟气再通过除沫网4以实现气液分离的步骤，即烟气中的液滴消除，通过去除烟气中液滴进一步降低烟气中的烟尘和水溶性污染物的含量。
59.为了提高对烟气的处理效果，还包括在烟气穿过筛板2和水封层3前对烟气进行淋洗的步骤，或者在烟气穿过水封层3后对烟气进行淋洗的步骤。在另一个实施例中，可以在烟气穿过筛板2及水封层3前和穿过筛板2及水封层3后都对烟气进行淋洗，通过对烟气淋洗和使烟气穿过水封层3的方式结合来达到更好的烟气处理效果。
60.需要说明的是，为了保证烟气能顺利穿过筛板2和筛板2上的的水封层3，烟气穿过筛板前的相对压力不低于50pa，流速不低于1m/s。
61.上述相关说明以及对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些内容做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。本发明不限于上述相关说明以及对实施例的描述，本领域的技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。