一种捕集脱除烟气中苯并芘的方法转让专利
申请号 : CN202110590674.1
文献号 : CN113209724B
文献日 : 2022-04-26
发明人 : 孙中强 , 厉瑞燕
申请人 : 沈阳东大山汇环境科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种捕集脱除烟气中苯并芘的方法,其特征在于,采用捕集脱除烟气中苯并芘的装置,所述的装置包括壳体,烟气进口,均压板,捕集室,上盖板,烟气出口,主导槽,移出段导槽,移入段导槽,移出段等静压室,移入段等静压室,移出段等静压室阀板,移入段等静压室阀板,集液槽,排液口和捕集束,其中:所述壳体前端设置有烟气进口,烟气进口与捕集室连接,并在烟气进口和捕集室之间设均压板布气均压,所述壳体尾端设置有烟气出口,所述壳体底部设置集液槽和排液口,所述壳体上部设置有上盖,所述壳体内部设置有捕集室;
所述捕集室由垂直分布设置的捕集束、四角设置的主导槽,移出段导槽、移入段导槽构成,所述捕集束框上设有限位凸起条,或另加间隔卡环,通过调整凸起条高度或间隔卡环厚度调整捕集束之间的间距;所述主导槽、移出段导槽、移入段导槽上设捕集束的推、拉装置,使捕集束在导槽内定向滑动;
所述的方法具体包括以下步骤:
(1)烟气通过烟气进口经过均压板布气后进入捕集室,通过捕集束阻隔吸附或粘结捕集烟气中的苯并芘及伴生其它液态固态有机物;烟气在被每一层捕集束拦截后都会产生紊流,雾滴态苯并芘或其它有机物就会相互撞击合并长大,进入下一级捕集束时被捕捉,烟气由于产生的紊流,也增加了被捕捉物质与后部捕集束发生碰撞的几率,这些有机物更容易被捕捉;这些液滴及少量固态颗粒在捕集束上粘附,当积累到一定量时,受重力作用顺着捕集束丝线流下;
(2)被捕捉的液态有机物顺着捕集束丝线向下流动进入集液槽,并通过排液口定期排出;当出现液态有机物粘度大而粘结在捕集束上无法流下,装置中不设集液槽和排液口,通过增加更新捕集束频次完成捕捉;
(3)当捕集束粘附物较多时,将捕集束通过移出段导槽进行导出,并对取出的捕集束做离线维护清理,同时将新的捕集束或清理后的捕集束通过移入段导槽导入,补充捕集室内不足的捕集束。
2.根据权利要求1所述的捕集脱除烟气中苯并芘的方法,其特征在于,所述的捕集束由四框和纵向固定丝线组成。
3.根据权利要求2所述的捕集脱除烟气中苯并芘的方法,其特征在于,所述的丝线材质为金属丝、棉麻丝或化纤丝,所述的丝线间距离大于最大拦截雾滴和固态颗粒直径的3倍。
4.根据权利要求1所述的捕集脱除烟气中苯并芘的方法,其特征在于,所述的主导槽的前端设有移出段导槽,移出段导槽向一侧移动,将捕集束移出壳体,用于做离线维护清理;
所述主导槽的末端设有移入段导槽,用于补充新的捕集束,所述移出段导槽的移出侧处设置有移出等静压室,移入段导槽的移入侧处设置有移入等静压室,在移出或补充捕集束时避免烟气泄露或进风;前后等静压室与烟气流通捕集室间用封闭闸板、封堵隔离,避免更换捕集束时出现系统烟气泄漏或进风。
5.根据权利要求1所述的捕集脱除烟气中苯并芘的方法,其特征在于,所述的捕集束纵向设置于捕集室内,设置个数为若干个,间距离大于最大液滴及颗粒物直径的3倍,并与水平面具有一定夹角,所述的夹角角度为30 150°。
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6.根据权利要求5所述的捕集脱除烟气中苯并芘的方法,其特征在于,所述的捕集束与水平面夹角为90°。
说明书 :
一种捕集脱除烟气中苯并芘的方法
技术领域
背景技术
℃时蒸汽压0.665×10 ,是非直接的高致癌物质。产生于煤炭等有机物高温乏氧裂解,焦
化、碳素、冶金烧结、耐火材料生产的炉窑都会产生大量的苯并芘,我们日常的烧烤、高温烹
煮也会产生少量的苯并芘,目前没有太好的治理方法。专利号201320638838.4(22)曾提出
一个治理方案,由于运行复杂、成本高,阻力太大,很难用于大型工业烟气治理。亟需开发新
的治理方法以解决这一高危害气体的治理难题。
发明内容
捉。但是在有其它伴生低熔点有机物时,在捕捉其它液态有机物时,可以同时吸附粘结捕捉
固态苯并芘;温度高于312℃时为气态,脱除成本很高。所以本案选择在苯并芘液态状态下
捕集脱除苯并芘,或者有其它熔点更低的有机物时,通过捕捉其它液态有机物同时捕捉固
态苯并芘。
多层格栅,烟气在通过格栅时,液态的苯并芘会有机会与格栅相撞,与其润湿好的格栅材料
会将其吸附捕捉。烟气在与格栅撞击后会形成紊流,紊流烟气中的苯并芘相互碰撞聚合,形
成较大雾滴,同时紊流烟气又进入到下一组格栅,烟气再次与格栅相撞击,烟气中的苯并芘
再次被吸附捕捉,经过多道拦截捕捉,可以高效脱除苯并芘。格栅是垂直地面布置的,被吸
附的苯并芘在聚集到一定量时,受重力作用会自动顺着格栅流下,在格栅底部设有集液槽,
并在集液槽上设有排放阀门,可定期排放收集捕集到的苯并芘。如果烟气温度低于190℃,
可以采取升温措施,将烟气温度升至190℃以上。温度低苯并芘流动性不好,也避免在捕集
系统降温到苯并芘熔点以下生产固态无法捕捉。
8,移入段导槽9,移出段等静压室10,移入段等静压室11,移出段等静压室阀板12,移入段等
静压室阀板13,集液槽14,排液口15和捕集束16。
所述壳体1上部设置有上盖5,所述壳体1内部设置有捕集室4;
间隔卡环厚度调整捕集束16之间的间距;所述主导槽7、移出段导槽8、移入段导槽9上设捕
集束16的推、拉装置,使捕集束16在导槽内定向滑动。
会产生紊流,雾滴态苯并芘或其它有机物就会相互撞击合并长大,进入下一级捕集束时被
捕捉,烟气由于产生的紊流,也增加了被捕捉物质与后部捕集束发生碰撞的几率,这些有机
物更容易被捕捉;这些液滴及少量固态颗粒在捕集束上粘附,当积累到一定量时,受重力作
用顺着捕集束丝线流下;
排液口,通过增加更新捕集束频次完成捕捉;
室内不足的捕集束。
的3倍。
新的捕集束16,所述移出段导槽7的移出侧处设置有移出等静压室10,移入段导槽9的移出
侧处设置有移入等静压室11,在移出或补充捕集束16时避免烟气泄露或进野风;前后等静
压室与烟气流通捕集室间用封闭闸板12、13封堵隔离,避免更换捕集束时出现系统烟气泄
漏或进野风。
150°,便于吸附捕捉物质顺着捕集束16丝线下流,优选为捕集束16垂直水平面设置。
捉,吸附的液滴在集聚到一定量时会受重力作用下流入到设备底部的集液槽,进行排出回
收集中处理。烟气中夹带的液滴在通过每一层捕集束时都会产生撞击紊流,液滴之间、液滴
与固体颗粒物也会有相互撞击合并长大。液滴的密度远大于气体,气流在与捕集束相撞击
时,液滴的动能大,惯性大,在气流与捕集束撞击时液滴会冲破气膜与拦截捕集束撞击接
触,由于材料是特选的,吸附材料表面与被吸附物质具有小的表面张力,被吸附物质与捕集
束撞击接触时,会被捕集束表面吸附捕捉。
多次捕捉。粒径越大的液滴动能越大,在气流受阻改变流向时,液滴由于惯性会突破气膜与
拦截捕集束发生撞击而被拦截捕捉。直径越大的液滴突破气膜的能力越强,越容易被吸附。
反之液滴越小,动能越小,突破气膜的能力越差,就越不容易被吸附捕捉;捕集束对被吸附
物质有吸附力,被吸附物质由于惯性还有个脱附逃逸力,烟气流速越大,被吸附物质的惯性
越大,脱附逃逸力就越大。捕集束对被吸附物质的吸附力还和吸附材料的吸附面积、被吸附
物质的粒径相关。吸附材料直径越大,吸附面积越大,吸附能力越强。但是吸附材料直径越
大,在一定空间内的吸附比表面积越小,设备的尺寸就得越大。被吸附物质的粒径越大,脱
附逃逸力越大,要想有效捕捉它,既要考虑增大吸附材料直径,又要考虑降低烟气流速。否
则会形成新的液滴逃逸,降低捕捉效率。由于苯并芘液滴的粒径都比较小,吸附材料在强度
允许的情况下可以细一些,布置的可以紧密一些,设备体积可以小一些。
效率与拦截比表面积正相关,并与拦截次数正相关。在本发明装置几何尺寸一定且装置阻
力一定的情况下,捕集束越细,在一定空间内布置的捕集束数越多,捕集束表面积的和越
大,被捕捉物质与捕集束撞击的机会就越多,被捕捉的几率就越大。
试,或查相关材料的表面张力计算求得,确定合适烟气流速。
多时系统阻力会有增加,需要增加捕集束更换频次。
有机物粘结捕捉。这样就可以实现对固态苯并芘的捕集脱除。可以避免烟气升温而达到节
能效果。
附图说明
板,13‑移入段等静压室阀板,14‑集液槽,15‑排液口,16‑捕集束。
具体实施方式
超过2.5μg/m,属于严重超标。因为目前没有成熟技术治理,因此采用本实施例的技术进行
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试验。排烟温度205℃,经旋风除尘后粉尘30mg/m,焦油50mg/m。
室,5‑上盖板,6‑烟气出口,7‑主导槽,8‑移出段导槽,9‑移入段导槽,10‑移出段等静压室,
11‑移入段等静压室,12‑移出段等静压室阀板,13‑移入段等静压室阀板,14‑集液槽,15‑排
液口,16‑捕集束。
所述壳体1上部设置有上盖5,所述壳体1内部设置有捕集室4;
20mm,所述主导槽7、移出段导槽8、移入段导槽9上设捕集束16的推动装置,使捕集束16在导
槽内定向前滑动;
16,所述移出段导槽7的移出侧处设置有移出等静压室10,移入段导槽9的移出侧处设置有
移入等静压室11,在移出或补充捕集束16时避免烟气泄露或进野风;前后等静压室与烟气
流通捕集室间用封闭闸板12、13封堵隔离,避免更换捕集束时出现系统烟气泄漏或进野风。
滴态苯并芘及焦油就会相互撞击合并长大,进入下一级捕集束时被捕捉,烟气由于产生的
紊流,也增加了苯并芘和焦油与后部捕集束发生碰撞的几率,苯丙和焦油更容易被捕捉;这
些液滴及少量固态颗粒在捕集束上粘附,当积累到一定量时,受重力作用顺着捕集束丝线
流下;
室内不足的捕集束。
丝之间距离1.5毫米,捕集束之间距离20毫米。该温度下苯并芘为液态,液态苯并芘和钢丝
润湿很好,钢丝表面没有做任何处理。
设集液槽和排液口。
并芘小于2.1μg/m ,焦油小于5mg/m ,尘小于5mg/m 。都满足当地的排放标准。通过实验可以
看出,本专利技术设备协同治理焦油、尘的效果非常好。
尘35mg/m,焦油100mg/m,苯并芘17μg/m。都超出当地环保要求。因此采用本案治理。
室,5‑上盖板,6‑烟气出口,7‑主导槽,8‑移出段导槽,9‑移入段导槽,10‑移出段等静压室,
11‑移入段等静压室,12‑移出段等静压室阀板,13‑移入段等静压室阀板,14‑集液槽,15‑排
液口,16‑捕集束。
所述壳体1上部设置有上盖5,所述壳体1内部设置有捕集室4;
20mm,所述主导槽7、移出段导槽8、移入段导槽9上设捕集束16的推动装置,使捕集束16在导
槽内定向前滑动;
16,所述移出段导槽7的移出侧处设置有移出等静压室10,移入段导槽9的移出侧处设置有
移入等静压室11,在移出或补充捕集束16时避免烟气泄露或进野风;前后等静压室与烟气
流通捕集室间用封闭闸板12、13封堵隔离,避免更换捕集束时出现系统烟气泄漏或进野风。
捕集束16拦截后都会产生紊流,雾滴就会相互撞击合并长大,进入下一级捕集束16时被捕
捉,烟气由于产生的紊流,也增加了与后部捕集束16发生碰撞的几率,更容易被捕捉;
集束16或清理后的捕集束16通过补充段导槽9导入,补充捕集室4内不足的捕集束16。
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芘小于2.0μg/m,焦油小于5mg/m,尘小于4mg/m。都满足当地的排放标准。
芘达到15μg/m ,同时含有液态油滴40mg/m ,炭黑类尘20mg/m ,都超出本地排放标准。采用
本专利设备治理。
4、均压板6、上盖板7、集液槽8、排液口9及排烟烟囱10;捕集室内装满捕集束11;捕集束材料
选择直径1.0毫米的普碳钢丝。钢丝间距离1.5毫米,捕集束之间距离为15毫米。捕集束紊流
装置有效长度为10米。烟气流速设为1.5m/s。
液态油的流动性很好,聚集到一定量时,可以靠重力流下。