CN108465330B - 一种含尘气体的净化装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含尘气体的净化装置及方法。该装置包括：热管换热器、颗粒物沉降室、循环水单元、高分子填料过滤器、雾化室、变径分离装置和热销毁装置，其中，热管换热器内部充有循环冷凝液，包括降温端和加热端；颗粒物沉降室设在净化装置的底部一侧，低于装置的入口处；循环水单元包括相互连通的循环水箱和循环水控制管路，循环水箱设在净化装置的底部另一侧，与颗粒物沉降室通过滤孔连通；高分子填料过滤器设在净化装置的中部，高于净化装置的入口处，用于吸附气体混合物中的颗粒物，同时能使气体通过；雾化室设在高分子填料过滤器的上部；变径分离装置设在雾化室的上部，包括细颈连接部和气体加速室；热销毁装置设在气体加速室的出口。

Description

一种含尘气体的净化装置及方法

技术领域

本发明涉及除尘环保技术领域，特别是涉及一种含尘气体的净化装置及方法。

背景技术

目前，工业生产中与生产设备配套的废气除尘设备主要采用干式除尘（布袋式除尘、滤筒式除尘），这种除尘方式存在以下的规律性问题：前期效果较好，可过滤大于5μm的颗粒物，过滤精度达到99%；中期因滤材堵塞及清理不彻底等原因，再加上频繁反吹会造成滤筒褶皱处不同程度的损坏，一部分含尘气体通过滤筒损坏处排出，随着使用时间的推移，排放的颗粒物会逐渐增大、并出现一定的粉尘排放；后期滤筒褶皱处破坏程度逐渐增加，排放路径更加顺畅，含尘气体中的颗粒物会形成大量烟尘排放到大气中，造成环境污染；同时受结构限制，多褶皱的滤筒及布袋被药粉堵塞后更难清洗。因此，现有滤筒除尘器的使用情况为：滤芯易堵塞，不能清洗，造成设备负压不稳定，产品质量存在一定的缺陷。

面对复杂的含尘气体排放颗粒物，传统的处理方法很难处理达到环保标准。我国工业排放颗粒物负荷在短期内还将维持高位运行，污染防治和环境保护面临着旧账未清、又欠新帐的局面。而排放标准连续提高，有些主要指标已严于美国标准，与最严厉的欧盟标准相接近。目前国内化工企业上万家、制药企业上千家，若不采取新技术对其进行彻底处理，将严重污染企业周边环境，对生态和人们的生活、生存构成严重威胁。

因此，发明人提供了一种含尘气体的净化装置及方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种含尘气体的净化装置及方法，将含尘气体依次经过降温冷凝，雾化过滤，分离净化和热销毁排放，使含尘气体经多级过滤净化，同时用雾化湿式除尘，实现固气分离，有效解决了含尘气体排放时颗粒物对大气造成的污染问题。

第一方面，本发明的实施例提出了一种含尘气体的净化装置，该装置包括：

热管换热器，内部充有循环冷凝液，所述热管换热器包括降温端和加热端，所述降温端用于将经过净化装置入口处的含尘气体冷凝，使含尘气体中的大颗粒物预冷凝结后获得固气分离的气体混合物，所述加热端用于将出口处的净化气体加热；

颗粒物沉降室，设在所述净化装置的底部一侧，低于所述净化装置的入口处，所述颗粒物沉降室的底部设有用于过滤颗粒物的滤孔；

循环水单元，包括相互连通的循环水箱和循环水控制管路，所述循环水箱设在所述净化装置的底部另一侧，与所述颗粒物沉降室通过所述滤孔连通，用于收集水液；

高分子填料过滤器，设在所述净化装置的中部，高于所述净化装置的入口处，所述高分子填料过滤器采用多孔隙、大比表面积、低阻力的填料，用于吸附气体混合物中的颗粒物，同时能使气体通过；

雾化室，设在所述高分子填料过滤器的上部，所述循环水控制管路通入所述雾化室的出水管上设有雾化喷头，用于形成层层水膜；

变径分离装置，设在所述雾化室的上部，所述变径分离装置包括细颈连接部和气体加速室，所述细颈连接部连通所述雾化室和所述气体加速室，所述热管换热器的加热端伸入所述气体加速室用于加热气体；

热销毁装置，设在所述气体加速室的出口，包括点火单元，用于将所述气体加速室出口的净化气体燃烧后排放。

优选地，在所述气体加速室的出口处还设有气体检测仪，用于检测净化混合气的组成和浓度；或者，在净化装置的入口处和所述气体加速室的出口处均设有气体检测仪。

优选地，所述热管换热器、所述颗粒物沉降室、所述循环水箱、所述循环水控制管路、所述高分子填料过滤器、所述雾化喷头、所述变径分离装置以及所述热销毁装置均为可拆卸安装。

优选地，所述热管换热器上设有第一调节控制阀，用于循环冷凝液的调。

优选地，所述循环水控制管路上设有第二调节控制阀，用于雾化水的流量调控。

优选地，所述气体加速室的出口设有第三调节控制阀，用于气体流量的调节控制。

优选地，所述循环水箱低于所述颗粒物沉降室。

优选地，所述循环水控制管路的出水管在所述雾化室上部呈螺旋盘状，多个所述雾化喷头均布在所述螺旋盘状的出水管上。

第二方面，提供了一种含尘气体的净化方法，该净化方法包括：

降温冷凝，采用热管换热器将经过入口处的含尘气体冷凝，使含尘气体中的大颗粒物遇冷凝结，获得固气分离的气体混合物；

雾化过滤，冷凝后的气体混合物经入口处进入所述净化装置内，含有大颗粒物的液滴直接沉降在所述颗粒物沉降室，开启所述雾化喷头，在所述雾化室形成层层水膜，气体混合物以缓慢速度通过所述高分子填料过滤器时，气体混合物中的颗粒物被吸附到所述高分子填料过滤器中；

分离净化，雾化过滤后的气体混合物继续进入所述变径分离装置中，通过所述细颈连接部和所述气体加速室加速升温，使混合气体快速撞击再次固气分离；

热销毁排放，分离净化后的气体混合物继续进入所述热销毁装置，使气体混合物中超细微颗粒物通过燃烧加热方式销毁后排放。

优选地，含有颗粒物的液滴沉降在所述颗粒物沉降室后，经滤孔过滤，水液通过所述滤孔流入所述循环水箱中，能够流通到所述循环水控制管路中用于雾化。

优选地，在所述热销毁排放步骤之前还包括混合气检测步骤，将所述气体加速室出口处的净化混合气通过气体检测仪检测，当所述净化混合气的组成和浓度符合预设标准时，进行热销毁排放，当所述净化混合气的组成和浓度不符合预设标准时，循环进行降温冷凝步骤，雾化过滤步骤，分离净化步骤和混合气检测检测步骤，直到符合预设标准。

综上，本发明的一种含尘气体的净化装置及方法，将含尘气体依次经过降温冷凝，雾化过滤，分离净化和热销毁排放，能够使含尘气体经过多级过滤净化，采用雾化湿式除尘，相比现有的干式除尘，使含尘气体中的固气更充分分离，过滤净化效果更好，使最终排放的气体不仅符合大气排放标准还远高于标准。因此，本发明的含尘气体净化装置及净化方法具有节能、环保的优点，实现绿色排放，可应用于工业生产中含尘气体的净化排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种含尘气体的净化装置示意图。

图中：

1-热管换热器；2-颗粒物沉降室；3-循环水箱；4-高分子填料过滤器；5-循环水控制管路；6-雾化室；7-细颈连接部；8-气体加速室；9-热销毁装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是本发明实施例的一种含尘气体的净化装置示意图。如图1所示，该净化装置包括了热管换热器1、颗粒物沉降室2、循环水单元（包括循环水箱3和循环水控制管路5）、高分子填料过滤器4、雾化室6、变径分离装置（包括细颈连接部7和气体加速室8）以及热销毁装置9。其中，热管换热器1的内部充有循环冷凝液，该热管换热器9包括降温端和加热端，降温端用于将经过净化装置入口处的含尘气体冷凝，使含尘气体中的大颗粒物预冷凝结后获得固气分离的气体混合物，加热端用于将出口处的净化气体加热。颗粒物沉降室2设在净化装置的底部一侧，低于净化装置的入口处，该颗粒物沉降室2的底部设有用于过滤颗粒物的滤孔，循环水箱3设在净化装置的底部另一侧，与颗粒物沉降室2通过滤孔连通，用于收集水液。高分子填料过滤器4设在净化装置的中部，高于净化装置的入口处，高分子填料过滤器4采用多孔隙、大比表面积、低阻力的填料，用于吸附气体混合物中的颗粒物，同时能使气体通过。雾化室6设在高分子填料过滤器4的上部，循环水控制管路5通入雾化室的出水管上设有雾化喷头，用于形成层层水膜。变径分离装置（包括细颈连接部7和气体加速室8）设在雾化室6的上部，该细颈连接部7连通雾化室6和气体加速室8，热管换热器1的加热端伸入气体加速室8用于加热气体。热销毁装置9设在气体加速室的出口，其包括点火单元，用于将气体加速室出口的净化气体燃烧后排放。

本发明通过热管换热器1将含尘气体在入口处降温冷凝，使含尘气体中大颗粒物遇冷凝结后实现初级固气分离，固体经颗粒物沉降室2沉降，实现了颗粒物和气体的第一级过滤净化。开启雾化喷头，使雾化室6形成层层水膜，剩余混合气体以缓慢速度进入高分子填料过滤器4，本发明实施例采用鲍尔环作为高分子填料过滤器4，由于雾化室6的凝液流到高分子材料表面，凝液作为气液两相间接接触将含尘混合气体中的较小颗粒物吸附在高分子填料过滤器4上，进一步实现了固气分离，达到第二级过滤净化，此时，含尘气体能被净化达到80%左右。凝液携带颗粒物可沉降在颗粒物沉降室2中，固体颗粒物经过滤收集处理，水液流经滤孔流到循环水箱3中，可进行循环使用。通过循环水控制管路5将水液输送至雾化室6，经过雾化喷头雾化形成层层水膜，含尘气体中的细微颗粒在上升中被水膜捕获，形成较重的大颗粒沉降，进一步实现固气分离，达到第三极过滤净化。剩余含尘混合气进入细颈连接部7和气体加速室8后气流速度上升，通过快速撞击进一步固气分离，达到第四级过滤净化，净化约达到了95%，混合气中其余细微颗粒物通过热销毁装置9进行进一步处理，具体地，可通过热销毁装置9中的点火单元进行燃烧，能够将混合气中残余的超细微颗粒销毁，此时含尘气体最终净化达到了30mg/m³以下，优于大气污染物排放标准（DB11/ 501-2007），此时，经净化后的混合气可直接排放到大气中。有效地解决了现有技术中含尘气体排放污染问题。

作为一种可选实施例，在气体加速室8的出口处还可以设置气体检测仪，用于检测净化混合气的组成成分和浓度，以便判断是否需进一步净化处理；或者，在净化装置的入口处和气体加速室8的出口处均设有气体检测仪，通过两处检测结果，能够量化获得含尘气体的净化效率。

具体地，本发明中的热管换热器1、颗粒物沉降室2、循环水箱3、循环水控制管路5、高分子填料过滤器4、雾化喷头、变径分离装置（细颈连接部7和气体加速室8）以及热销毁装置9均为可拆卸安装。便于拆装更换和清洁维护。

可选地，热管换热器1上设有第一调节控制阀，用于循环冷凝液的调控。循环水控制管路5上设有第二调节控制阀，用于雾化水的流量调控。气体加速室8的出口设有第三调节控制阀，用于气体流量的调节控制。

为了使颗粒物沉降室2中和液体能够顺利流入循环水箱3中，在设计时，循环水箱3的位置低于颗粒物沉降室2。

作为另一种可选实施例，循环水控制管路5的出水管在雾化室6上部呈螺旋盘状，多个雾化喷头均布在螺旋盘状的出水管上。以便雾化均匀充分，是固气分离更充分，过滤净化效果更好。

本发明还提供了一种含尘气体的净化方法，该净化方法采用前述的一种含尘气体的净化装置，包括以下步骤S110~步骤S140：

步骤S110为降温冷凝，采用热管换热器1将经过入口处的含尘气体冷凝，使含尘气体中的大颗粒物遇冷凝结，获得固气分离的气体混合物。

步骤S120为雾化过滤，冷凝后的气体混合物经入口处进入上述净化装置内，含有大颗粒物的液滴直接沉降在颗粒物沉降室2，开启雾化喷头，在雾化室6内形成层层水膜，气体混合物以缓慢速度通过高分子填料过滤器4时，气体混合物中的颗粒物被吸附到该高分子填料过滤器4中。

步骤S130为分离净化，雾化过滤后的气体混合物继续进入变径分离装置中，通过细颈连接部7和气体加速室8的加速升温，使混合气体快速撞击再次固气分离。

步骤S140为热销毁排放，分离净化后的气体混合物继续进入热销毁装置9，使气体混合物中超细微颗粒物通过燃烧加热方式销毁后排放。

优选地，含有颗粒物的液滴沉降在颗粒物沉降室2后，经滤孔过滤，水液通过滤孔流入循环水箱3中，并能够流通到循环水控制管路5中用于雾化。

此外，在热销毁排放步骤之前还可以包括混合气检测步骤，即，将气体加速室9出口处的净化混合气通过气体检测仪检测，当净化混合气的组成和浓度符合预设标准时，进行热销毁排放，当所述净化混合气的组成和浓度不符合预设标准时，循环进行降温冷凝步骤，雾化过滤步骤，分离净化步骤和混合气检测检测步骤，直到符合预设标准。

综上，本发明的一种含尘气体的净化装置及方法，将含尘气体依次经过降温冷凝，雾化过滤，分离净化和热销毁排放，能够使含尘气体至少经过四级过滤净化，同时采用雾化湿式除尘，相比现有的干式除尘，使含尘气体中的固气更充分分离，过滤净化效果更好，使最终排放的气体由于排放标准，环保达标，实现绿色排放，本发明的净化装置和方法适用于不同领域的工业生产中含尘气体的净化排放。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于方法的实施例而言，相关之处可参见装置实施例的部分说明。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种含尘气体的净化装置，其特征在于，所述净化装置包括：

热管换热器，内部充有循环冷凝液，所述热管换热器包括降温端和加热端，所述降温端用于将经过净化装置入口处的含尘气体冷凝，使含尘气体中的大颗粒物预冷凝结后获得固气分离的气体混合物，所述加热端用于将出口处的净化气体加热；

颗粒物沉降室，设在所述净化装置的底部一侧，低于所述净化装置的入口处，所述颗粒物沉降室的底部设有用于过滤颗粒物的滤孔；

循环水单元，包括相互连通的循环水箱和循环水控制管路，所述循环水箱设在所述净化装置的底部另一侧，与所述颗粒物沉降室通过所述滤孔连通，用于收集水液；

高分子填料过滤器，设在所述净化装置的中部，高于所述净化装置的入口处，所述高分子填料过滤器采用多孔隙、大比表面积、低阻力的填料，用于吸附气体混合物中的颗粒物，同时能使气体通过；

雾化室，设在所述高分子填料过滤器的上部，所述循环水控制管路通入所述雾化室的出水管上设有雾化喷头，用于形成层层水膜；

变径分离装置，设在所述雾化室的上部，所述变径分离装置包括细颈连接部和气体加速室，所述细颈连接部连通所述雾化室和所述气体加速室，所述热管换热器的加热端伸入所述气体加速室用于加热气体；

热销毁装置，设在所述气体加速室的出口，包括点火单元，用于将所述气体加速室出口的净化气体燃烧后排放；

所述循环水箱低于所述颗粒物沉降室，所述循环水控制管路的出水管在所述雾化室上部呈螺旋盘状，多个所述雾化喷头均布在所述螺旋盘状的出水管上。

2.根据权利要求1所述的含尘气体的净化装置，其特征在于，在所述气体加速室的出口处还设有气体检测仪，用于检测净化混合气的组成和浓度；或者，在净化装置的入口处和所述气体加速室的出口处均设有气体检测仪。

3.根据权利要求1所述的含尘气体的净化装置，其特征在于，所述热管换热器、所述颗粒物沉降室、所述循环水箱、所述循环水控制管路、所述高分子填料过滤器、所述雾化喷头、所述变径分离装置以及所述热销毁装置均为可拆卸安装。

4.根据权利要求1所述的含尘气体的净化装置，其特征在于，所述热管换热器上设有第一调节控制阀，用于循环冷凝液的调控。

5.根据权利要求1所述的含尘气体的净化装置，其特征在于，循环水控制管路上设有第二调节控制阀，用于雾化水的流量调控。

6.根据权利要求1所述的含尘气体的净化装置，其特征在于，所述气体加速室的出口设有第三调节控制阀，用于气体流量的调节控制。

7.一种含尘气体的净化方法，采用如权利要求1-6任一项所述的含尘气体的净化装置，其特征在于，所述净化方法包括：

降温冷凝，采用热管换热器将经过入口处的含尘气体冷凝，使含尘气体中的大颗粒物遇冷凝结，获得固气分离的气体混合物；

雾化过滤，冷凝后的气体混合物经入口处进入所述净化装置内，含有大颗粒物的液滴直接沉降在所述颗粒物沉降室，开启所述雾化喷头，在所述雾化室形成层层水膜，气体混合物以缓慢速度通过所述高分子填料过滤器时，气体混合物中的颗粒物被吸附到所述高分子填料过滤器中；

分离净化，雾化过滤后的气体混合物继续进入所述变径分离装置中，通过所述细颈连接部和所述气体加速室加速升温，使混合气体快速撞击再次固气分离；

热销毁排放，分离净化后的气体混合物继续进入所述热销毁装置，使气体混合物中超细微颗粒物通过燃烧加热方式销毁后排放。

8.根据权利要求7所述的含尘气体的净化方法，其特征在于，含有颗粒物的液滴沉降在所述颗粒物沉降室后，经滤孔过滤，水液通过所述滤孔流入所述循环水箱中，能够流通到所述循环水控制管路中用于雾化。

9.根据权利要求7所述的含尘气体的净化方法，其特征在于，在所述热销毁排放步骤之前还包括混合气检测步骤，将所述气体加速室出口处的净化混合气通过气体检测仪检测，当所述净化混合气的组成和浓度符合预设标准时，进行热销毁排放，当所述净化混合气的组成和浓度不符合预设标准时，循环进行降温冷凝步骤，雾化过滤步骤，分离净化步骤和混合气检测检测步骤，直到符合预设标准。

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