CN107583428B - 一种重金属工业废气的回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业废气处理技术领域，具体涉及一种重金属工业废气的回收利用装置，其特征在于，包括壳体，所述壳体内自上而下依次设置的过滤室、冷凝室、丝网填料室和分离室，所述过滤室中间设置有隔板，将过滤室分为除渣区和除重金属区。本发明重金属工业废气的回收利用装置，结构简单，使用便捷，以固体吸附法为基础，采用充氯活性炭吸附法，预先用氯气处理活性炭表面，重金属与氯气反应生成的反应产物附着停留在活性炭表面，从而达到吸附除去废气中的重金属；同时对废气中的热能进行收集利用，并对除重金属后的废气进行气液分离处理，使处理后的废气环保无污染，对推动环境保护、减小空气污染具有重要意义。

Description

一种重金属工业废气的回收利用装置

技术领域

本发明涉及工业废气处理技术领域，具体涉及一种重金属工业废气的回收利用装置。

背景技术

随着工业化的快速发展以及城市化进程的高速推进，环境污染为题日益严重，特别是近年来大气污染尤为严重。其中挥发性有机物和重金属是大气污染的两种重要污染源。按照世界卫生组织的定义沸点在50-250℃，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物属于挥发性有机物，主要成分包括：烃类、卤代烃、苯系物、氟利昂系列、多环芳烃等。挥发性有机物对人类健康有重大影响，会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等，并会引起过敏、损伤内脏，长期接触可能致癌。并且挥发性有机物还是雾霾形成的重要污染源。热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂排放的烟气粉尘中含有大量重金属物质。重金属的毒性大、分布广、含量低、不易降解，长期在环境中分散存在，最终通过生物富集作用被动植物吸收，通过食物链进入人体，对人类的生存和健康产生严重的影响。因此，复杂样品中重金属离子的深度处理就显得十分有意义。

现有处理重金属废气的技术中，如中国专利公开号CN205700020U公开的一种含汞废气冷却装置，包括箱体，箱体的一侧设置有进气口，与之相对的箱体的另一侧设置有出气口，进气口与出气口之间的箱体内还设置有多个用于增加气体由进气口到出气口流通距离的挡板，且挡板朝向进气口的一侧上设置有冷却水管道，箱体的底部还设有冷却水/液态汞回收装置。以解决所设计的对土壤破坏较小的低温热解土壤脱汞***中，由于土壤热解后使汞转化为气态的同时也会产生大量的水蒸气，会对后续含汞气体净化造成极大影响的问题。但是该装置仅适用于土壤汞污染治理领域。

又如中国专利公开号CN205730782U公开的一种裂化炉废气重金属吸附装置，包括通过气流管道依次连接的烟气采集装置、第一高温炉、第二高温炉、除湿机、活性炭吸附装置和微处理器；所述烟气采集装置、所述第一高温炉、所述第二高温炉和除湿机之间的气流管道上分别设置有电磁阀和抽气泵；所述第一高温炉内设置有与所述微处理器连接的第一温控装置；所述第二高温炉内设置有与所述微处理器连接的第二温控装置，所述第二高温炉内部铺设有多个用于吸附废气中重金属的吸附网，所述第二高温炉的出口末端设置有与其出口末端形状相匹配的过滤膜。该装置吸附重金属效率高，但是该处理方法工艺复杂，不利于推广应用。

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种结构简单，使用便捷的用于处理含重金属工业废气的回收利用装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种重金属工业废气的回收利用装置，结构简单，使用便捷，以固体吸附法为基础，采用充氯活性炭吸附法，预先用氯气处理活性炭表面，重金属与氯气反应生成的反应产物附着停留在活性炭表面，从而达到吸附除去废气中的重金属；同时对废气中的热能进行收集利用，并对除重金属后的废气进行气液分离处理，使处理后的废气环保无污染，对推动环境保护、减小空气污染具有重要意义。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种重金属工业废气的回收利用装置，包括壳体，所述壳体内自上而下依次设置的过滤室、冷凝室、丝网填料室和分离室，所述过滤室中间设置有隔板，将过滤室分为除渣区和除重金属区，所述除渣区内填充有吸附填料，除渣区底部侧壁上设置有进气管，所述除重金属区内设有吸附箱体，吸附箱体内填充有活性炭，所述吸附箱体的顶部通过管道与除渣区顶部连通，所述冷凝室内设置有冷凝盘管，所述冷凝盘管与吸附箱体连通，冷凝室的顶部均匀设置有多个冷凝喷嘴，冷凝室的侧壁上分别设置有抽风机构、冷凝水管和回流管，所述冷凝水管与冷凝喷嘴连通，所述回流管设置在冷凝室的底部，所述冷凝盘管的底部均匀设有多根连接管，冷凝盘管通过连接管与丝网填料室连通，所述分离室内设置有导流筒，所述导流筒设置在丝网填料室底部，导流筒的底部设有冷凝网，所述分离室的侧壁上设有排气管，所述壳体的底部还设有集液箱，所述集液箱通过集液管与分离室连通，所述集液管设置在分离室底部，所述冷凝水管、回流管分别与集液箱连通。

进一步地，所述进气管内设有的热能交换管，进气管的侧壁上分别设置有交换进口管和交换出口管，所述热能交换管的两端分别与交换进口管、交换出口管连通。在废气通过进气管的过程中，废气中的热量传递给热能交换管，对废气中的热能进行回收利用，提高资源利用率。

进一步地，所热能交换管为热能交换盘管。

进一步地，所述除渣区自上而下依次填充有hepa滤网层、活性炭层和无纺布滤层。在处理进气管进入的废气时，废气依次通过自下而上设置在除渣区内的无纺布层、活性炭层、hepa滤网层，在通过无纺布层出去废气中粒径大于50微米的杂质，在通过活性炭层去除废气中粒径大于2.5微米的杂质，在通过hepa滤网层去除废气中粒径大于0.3微米的杂质，实现废气中杂质的去除。

进一步地，所述冷凝网为不锈钢材质的冷凝网。

进一步地，所述吸附箱体的顶部还设有氯气管，所述氯气管用于向吸附箱体内填充的活性炭充入氯气。通过向吸附箱体内填充的活性炭充入氯气，用氯气处理活性炭表面，重金属与氯气反应生成的反应产物附着停留在活性炭表面，从而达到吸附除去废气中的重金属。

进一步地，所述冷凝水管上还设有泵。通过采用冷凝水管、冷凝喷嘴、回流管、集液管和集液箱，使得冷凝喷嘴喷出的冷凝水，一部分蒸发随空气流动带走，另一部分通过回流管回流到集液箱进行收集，同时集液箱还对集液管中排出的析出液态水进行收集，对于集液箱收集到的液态水，经过冷凝水管抽出，用于冷凝喷嘴喷淋冷凝水，从而实现冷凝水的循环***，提高冷凝水的利用效率。

进一步地，所述集液箱内还设有紫外消毒装置。通过紫外消毒装置的作用，对回流管收集的冷凝水、以及集液管收集的析出水进行紫外消毒杀菌处理，保证循环用冷凝水的水体质量。

进一步地，所述冷凝网的截面为弧形，弧形开口朝向导流筒。通过将冷凝网设置为截面为弧形的冷凝网，使小颗粒液态水能在冷凝网上积聚，并向冷凝网的中心靠近，最终形成大水滴，滴入集液管，完成气液分离和水的收集。

进一步地，所述冷凝室的侧壁上还设有通气口，所述通气口设置在回流管的上方。在使用过程中，废气通过冷凝盘管，同时启动抽风机构和冷凝喷嘴，冷凝喷嘴向冷凝盘管上喷洒冷凝水，而在抽风机构的作用下，空气通过通风口从室外进入冷凝室，然后又从冷凝室通过抽风机构排除室外，形成空气循环，在空气循环过程中，空气流动加快冷凝盘管上冷凝水蒸发，使得冷凝盘管内废气能够快速冷却，析出部分液态水；在废气经冷凝室处理后，通过连接管进入丝网填料室，经丝网填料积聚、吸附，大部分小颗粒液态水形成大颗粒液态水，最后形成水滴，在重力作用下滴入导流筒。

进一步地，所述抽风机构包括抽风管、以及设置在抽风管上的风机。通过风机提供动力，将冷凝室的空气从冷凝室抽出，然后经过抽风管排除室外，而冷凝室内的空气由于被抽离，气压减小，使得室外的气压大于冷凝室内的气压，从而在压力的作用下，室外的空气从通风口进入冷凝室，进而通风口、冷凝室和抽风机构构成了空气循环***，而在空气循环过程中，由于空气流动会加快冷凝盘管上冷凝水蒸发，冷凝水蒸发带走冷凝盘管内大量的热量，使得冷凝盘管内废气能够快速冷却，析出液态水，从而达到气液分离的技术效果。

进一步地，所述排气管设置在冷凝网的上方。优选地，所述导流筒、冷凝网、集液管同轴设置。通过将排气管设置在冷凝网的上方，使装置析出的水直接从导流筒进入集液管中，而处理后的空气经导流筒流出，然后经过排气管排出，实现气液分离。

本发明的有益效果是：本发明重金属工业废气的回收利用装置，结构简单，使用便捷，以固体吸附法为基础，采用充氯活性炭吸附法，预先用氯气处理活性炭表面，重金属与氯气反应生成的反应产物附着停留在活性炭表面，从而达到吸附除去废气中的重金属；同时对废气中的热能进行收集利用，并对除重金属后的废气进行气液分离处理，使处理后的废气环保无污染，对推动环境保护、减小空气污染具有重要意义。

附图说明

图1为本发明重金属工业废气的回收利用装置的结构示意图；

图2为本发明进气管的结构示意图；

图中，1-壳体，2-冷凝室，3-丝网填料室，4-分离室，5-除渣区，6-除重金属区，7-进气管，8-吸附箱体，9-冷凝盘管，10-隔板，11-冷凝水管，12-回流管，13-冷凝喷嘴，14-导流筒，15-排气管，16-冷凝网，17-集液管，18-集液室，19-无纺布层，20-活性炭层，21-hepa滤网层，22-抽风管，23-风机，24-通风口，25-泵，26-氯气管，27-连接管，28-交换进口管，29-交换出口管，30-热能交换管。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1和图2所示，一种重金属工业废气的回收利用装置，包括壳体1，所述壳体1内自上而下依次设置的过滤室、冷凝室2、丝网填料室3和分离室4，所述过滤室中间设置有隔板10，所述隔板10将过滤室分为除渣区5和除重金属区6，所述除渣区5内填充有吸附填料，除渣区5底部侧壁上设置有进气管7，所述除重金属区6内设有吸附箱体8，吸附箱体8内填充有活性炭，所述吸附箱体8的顶部通过管道与除渣区5顶部连通，所述冷凝室2内设置有冷凝盘管9，所述冷凝盘管9与吸附箱体8连通，冷凝室2的顶部均匀设置有多个冷凝喷嘴13，冷凝室2的侧壁上分别设置有抽风机构、冷凝水管11和回流管12，所述冷凝水管11与冷凝喷嘴13连通，所述回流管12设置在冷凝室2的底部，所述冷凝盘管9的底部均匀设有多根连接管27，冷凝盘管9通过连接管27与丝网填料室3连通，所述分离室4内设置有导流筒14，所述导流筒14设置在丝网填料室3底部，导流筒14的底部设有冷凝网16，所述分离室4的侧壁上设有排气管15，所述壳体1的底部还设有集液箱18，所述集液箱18通过集液管17与分离室4连通，所述集液管17设置在分离室4底部，所述冷凝水管11、回流管12分别与集液箱18连通。

进一步地，所述进气管7内设有的热能交换管30，进气管7的侧壁上分别设置有交换进口管28和交换出口管29，所述热能交换管30的两端分别与交换进口管28、交换出口管29连通。在废气通过进气管7的过程中，废气中的热量传递给热能交换管30，对废气中的热能进行回收利用，提高资源利用率。

进一步地，所热能交换管30为热能交换盘管。

进一步地，所述导流筒14为倒锥形导流筒。

进一步地，所述除渣区5自上而下依次填充有hepa滤网层21、活性炭层20和无纺布滤层19。在处理进气管7进入的废气时，废气依次通过自下而上设置在除渣区内的无纺布层19、活性炭层20、hepa滤网层21，在通过无纺布层19出去废气中粒径大于50微米的杂质，在通过活性炭层20去除废气中粒径大于2.5微米的杂质，在通过hepa滤网层21去除废气中粒径大于0.3微米的杂质，实现废气中杂质的去除。

进一步地，所述冷凝网16为不锈钢材质的冷凝网。

进一步地，所述吸附箱体8的顶部还设有氯气管26，所述氯气管26用于向吸附箱体8内填充的活性炭充入氯气。通过向吸附箱体8内填充的活性炭充入氯气，用氯气处理活性炭表面，重金属与氯气反应生成的反应产物附着停留在活性炭表面，从而达到吸附除去废气中的重金属。

进一步地，所述冷凝水管11上还设有泵25。通过采用冷凝水管11、冷凝喷嘴13、回流管12、集液管17和集液箱18，使得冷凝喷嘴13喷出的冷凝水，一部分蒸发随空气流动带走，另一部分通过回流管12回流到集液箱18进行收集，同时集液箱18还对集液管17中排出的析出液态水进行收集，对于集液箱18收集到的液态水，经过冷凝水管11抽出，用于冷凝喷嘴喷13淋冷凝水，从而实现冷凝水的循环***，提高冷凝水的利用效率。

进一步地，所述集液箱18内还设有紫外消毒装置。通过紫外消毒装置的作用，对回流管12收集的冷凝水、以及集液管17收集的析出水进行紫外消毒杀菌处理，保证循环用冷凝水的水体质量。

进一步地，所述冷凝网16的截面为弧形，弧形开口朝向导流筒14。通过将冷凝网16设置为截面为弧形的冷凝网16，使小颗粒液态水能在冷凝网16上积聚，并向冷凝网16的中心靠近，最终形成大水滴，滴入集液管17，完成气液分离和水的收集。

进一步地，所述冷凝室2的侧壁上还设有通气口24，所述通气口24设置在回流管12的上方。在使用过程中，废气通过冷凝盘管9，同时启动抽风机构和冷凝喷嘴13，冷凝喷嘴13向冷凝盘管9上喷洒冷凝水，而在抽风机构的作用下，空气通过通风口24从室外进入冷凝室2，然后又从冷凝室2通过抽风机构排除室外，形成空气循环，在空气循环过程中，空气流动加快冷凝盘管9上冷凝水蒸发，使得冷凝盘管9内废气能够快速冷却，析出液态水；在废气经冷凝室2处理后，通过连接管27进入丝网填料室3，经丝网填料积聚、吸附，大部分小颗粒液态水形成大颗粒液态水，最后形成水滴，在重力作用下滴入导流筒14。

进一步地，所述抽风机构包括抽风管22、以及设置在抽风管22上的风机23。通过风机23提供动力，将冷凝室2的空气从冷凝室2抽出，然后经过抽风管22排除室外，而冷凝室2内的空气由于被抽离，气压减小，使得室外的气压大于冷凝室2内的气压，从而在压力的作用下，室外的空气从通风口24进入冷凝室2，进而通风口24、冷凝室2和风机23构构成了空气循环***，而在空气循环过程中，由于空气流动会加快冷凝盘管9上冷凝水蒸发，冷凝水蒸发带走冷凝盘管9内大量的热量，使得冷凝盘管9内废气能够快速冷却，析出液态水，从而达到气液分离的技术效果。

进一步地，所述排气管15设置在冷凝网16的上方。优选地，所述导流筒14、冷凝网16、集液管17同轴设置。通过将排气管15设置在冷凝网16的上方，使装置析出的水直接从导流筒14进入集液管17中，而处理后的空气经导流筒14流出，然后经过排气管15排出，实现气液分离。

使用时，控制含重金属的废气进入进气管4，在废气通过进气管7的过程中，废气中的热量传递给热能交换管30，对废气中的热能进行回收利用，然后废气进入过滤室，经过自下而上设置在除渣区内的无纺布层19、活性炭层20、hepa滤网层21，在通过无纺布层19出去废气中粒径大于50微米的杂质，在通过活性炭层20去除废气中粒径大于2.5微米的杂质，在通过hepa滤网层21去除废气中粒径大于0.3微米的杂质，实现废气中杂质的去除；随后废气通过管道进入吸附箱体8，重金属与氯气反应生成的反应产物(例如汞与氯气反应生成HgCl₂)附着停留在活性炭表面，从而达到吸附除去废气中的重金属；然后废气进入冷凝盘管9，启动抽风机构和冷凝喷嘴13，冷凝喷嘴13向冷凝盘管9上喷洒冷凝水，而在抽风机构的作用下，空气通过通风口24从室外进入冷凝室2，然后又从冷凝室2通过抽风机构排除室外，形成空气循环，在空气循环过程中，空气流动加快冷凝盘管9上冷凝水蒸发，使得冷凝盘管9内废气能够快速冷却，析出液态水；在废气经冷凝室2处理后，通过连接管27进入丝网填料室3，经丝网填料积聚、吸附，大部分小颗粒液态水形成大颗粒液态水，最后形成水滴，在重力作用下滴入导流筒14，然后水滴顺着集液管17进入集液箱18中收集，而处理后的空气经导流筒14流出，然后经过排气管15排出，实现气液分离，使处理后的废气环保无污染，对推动环境保护、减小空气污染具有重要意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种重金属工业废气的回收利用装置，其特征在于，包括壳体，所述壳体内自上而下依次设置的过滤室、冷凝室、丝网填料室和分离室，所述过滤室中间设置有隔板，将过滤室分为除渣区和除重金属区，所述除渣区内填充有吸附填料，所述除渣区自上而下依次填充有hepa滤网层、活性炭层和无纺布滤层，除渣区底部侧壁上设置有进气管，所述进气管内设有的热能交换管，进气管的侧壁上分别设置有交换进口管和交换出口管，所述热能交换管的两端分别与交换进口管、交换出口管连通，所述除重金属区内设有吸附箱体，吸附箱体内填充有活性炭，顶部还设有氯气管，所述氯气管用于向吸附箱体内填充的活性炭充入氯气，所述吸附箱体的顶部通过管道与除渣区顶部连通，所述冷凝室内设置有冷凝盘管，所述冷凝盘管与吸附箱体连通，冷凝室的顶部均匀设置有多个冷凝喷嘴，所述冷凝室的侧壁上还设有通气口，所述通气口设置在回流管的上方，冷凝室的侧壁上分别设置有抽风机构、冷凝水管和回流管，所述冷凝水管与冷凝喷嘴连通，所述回流管设置在冷凝室的底部，所述冷凝盘管的底部均匀设有多根连接管，冷凝盘管通过连接管与丝网填料室连通，所述分离室内设置有导流筒，所述导流筒设置在丝网填料室底部，导流筒为倒锥形导流筒，导流筒的底部设有冷凝网，所述冷凝网的截面为弧形，弧形开口朝向导流筒，所述分离室的侧壁上设有排气管，所述壳体的底部还设有集液箱，所述集液箱内还设有紫外消毒装置，所述集液箱通过集液管与分离室连通，所述集液管设置在分离室底部，所述冷凝水管、回流管分别与集液箱连通。

2.根据权利要求1所述的一种重金属工业废气的回收利用装置，其特征在于，所热能交换管为热能交换盘管。

3.根据权利要求1所述的一种重金属工业废气的回收利用装置，其特征在于，所述冷凝网为不锈钢材质的冷凝网。

4.根据权利要求1所述的一种重金属工业废气的回收利用装置，其特征在于，所述冷凝水管上还设有泵。

5.根据权利要求1所述的一种重金属工业废气的回收利用装置，其特征在于，所述抽风机构包括抽风管、以及设置在抽风管上的风机。

6.根据权利要求1所述的一种重金属工业废气的回收利用装置，其特征在于，所述排气管设置在冷凝网的上方。

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