專(zhuān)利名稱(chēng)：凈化處理含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔獾姆椒把b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣凈化處理技術(shù)，特別是凈化處理含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔獾姆椒把b置，屬環(huán)保領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
持久性有機(jī)污染物(Persistent Organic Pollutants，簡(jiǎn)稱(chēng)POPs)指人類(lèi)合成的能持久存在于環(huán)境中、通過(guò)生物食物鏈(網(wǎng))累積、并對(duì)人類(lèi)健康造成有害影響的化學(xué)物質(zhì)，主要的POPs有二惡英、多氯聯(lián)苯、有機(jī)氯農(nóng)藥、六氯苯等。POPs具有高毒性、持久性，易于在生物體內(nèi)聚集和進(jìn)行長(zhǎng)距離的遷移和沉積。隨著公眾對(duì)其對(duì)環(huán)境和健康危害的逐步認(rèn)識(shí)，更加迫切的需要經(jīng)濟(jì)而有效方法處理這些毒性物質(zhì)。
我國(guó)有大量土壤遭受了持久性有機(jī)污染物污染，如電力行業(yè)使用的多氯聯(lián)苯、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的殺蟲(chóng)劑等。污染土壤在熱脫附過(guò)程產(chǎn)生的含持久性有機(jī)污染物高溫尾氣，對(duì)其的控制和處理措施，決定著持久性有機(jī)污染物的最終去除效率。對(duì)于含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔獾闹卫?，?guó)內(nèi)外常用的方法有溶液淋洗法、活性炭吸附法、熔融鹽氧化法、氣相化學(xué)還原法、堿催化還原法等。傳統(tǒng)的氣體凈化方法存在的主要缺陷有兩點(diǎn)一是凈化設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建設(shè)成本高，能耗高且運(yùn)行成本高，在當(dāng)前能源價(jià)格較高情況下不具備良好的經(jīng)濟(jì)性，也不利于節(jié)能減排；二是部分工藝存在凈化效率不高，易產(chǎn)生二次污染的問(wèn)題，限制了這些工藝的使用范圍和大規(guī)模推廣。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種凈化處理含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔獾姆椒把b置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的方案是
提供一種凈化處理含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔獾姆椒?，其處理過(guò)程為將含持久性有機(jī)物高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)串聯(lián)的一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔噴淋降溫冷卻，被冷凝下來(lái)的持久性有機(jī)物隨噴淋溶液進(jìn)入沉淀池；經(jīng)噴淋后的濕氣體進(jìn)入除濕器，除濕后的氣體進(jìn)入串聯(lián)的多級(jí)等離子反應(yīng)器，使氣體中殘留的持久性有機(jī)物被降解。
進(jìn)一步地，本發(fā)明提供了一種用于實(shí)現(xiàn)前述方法的凈化處理含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔獾难b置，包括噴淋組件，所述噴淋組件包括串聯(lián)的一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔，一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔的底部均通過(guò)管道接至沉淀池；沉淀池通過(guò)管道依次連接循環(huán)水泵、 熱交換器和各塔中的噴頭；所述裝置還包括凈化組件，凈化組件包括除濕器、串聯(lián)的多級(jí)等離子反應(yīng)器和用于供電的高壓電源；所述二級(jí)噴淋塔的氣體出口經(jīng)管路依次連接除濕器和串聯(lián)的多級(jí)等離子反應(yīng)器，最末一級(jí)等離子反應(yīng)器的出口經(jīng)引風(fēng)機(jī)連接至排氣筒。
作為一種改進(jìn)，所述等離子反應(yīng)器是多級(jí)刀型電極滑動(dòng)弧放電發(fā)生器。
作為一種改進(jìn)，所述刀型電極滑動(dòng)弧放電發(fā)生器的級(jí)數(shù)為2 8級(jí)。
作為一種改進(jìn)，在連接一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔管道上設(shè)置文丘里管。
作為一種改進(jìn)，所述二級(jí)噴淋塔是調(diào)節(jié)式噴淋塔。調(diào)節(jié)式噴淋塔可根據(jù)前端煙氣流量及溫度，自動(dòng)調(diào)整噴淋液流量。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與一般噴淋塔相近，主要通過(guò)反饋控制實(shí)現(xiàn)前端負(fù)荷的精確匹配，在保證噴淋冷凝效率前提下，盡可能減少?lài)娏芤菏褂昧俊?br> 作為一種改進(jìn)，所述除濕器為加熱除濕器。
作為一種改進(jìn)，兩級(jí)噴淋塔底部的管道接至沉淀池上方，且與沉淀池出水口之間依次設(shè)有擋板和溢流堰；擋板固定于沉淀池上部，其下沿低于溢流堰的上沿。
作為一種改進(jìn)，所述一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔為填料塔。
作為一種改進(jìn)，所述一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔底部的管道上分別設(shè)置閥門(mén)。
本發(fā)明的有益效果在于
本發(fā)明中，含持久性有機(jī)物高溫?zé)煔饨?jīng)一級(jí)噴淋塔和二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔噴淋降溫冷卻，煙氣中的95%以上的持久性有機(jī)物被冷凝下來(lái)，隨噴淋溶液進(jìn)入沉淀池。噴淋后的濕氣體進(jìn)入除濕器，通過(guò)加熱蒸發(fā)除去大部分水汽，除濕后的氣體進(jìn)入多級(jí)滑動(dòng)弧放電發(fā)生器，煙氣中痕量的持久性有機(jī)物被高能電子和活性基團(tuán)反應(yīng)破壞。經(jīng)以上處理后，持久性有機(jī)物得到了徹底降解，處理后的煙氣經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后可直接排放。噴淋溶液經(jīng)過(guò)濾后可循環(huán)使用。所述含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔鈨艋幚硌b置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、持久性有機(jī)污染物去除徹底、不產(chǎn)生二次污染物等特點(diǎn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，運(yùn)行成本降低50%以上。
本發(fā)明的含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔鈨艋幚矸椒把b置，集噴淋、等離子反應(yīng)技術(shù)為一體，可對(duì)含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔膺M(jìn)行有效處理；特別適用于大風(fēng)量、高含塵量含持久性有機(jī)污染物尾氣處理，尤其適用于持久性有機(jī)污染物污染固體廢物熱脫附過(guò)程產(chǎn)生尾氣的處理。噴淋系統(tǒng)需要的水大部分回用，降低了系統(tǒng)水耗。采用了多級(jí)等離子體反應(yīng)器，可充分降解噴淋后尾氣中的持久性有機(jī)污染物。對(duì)于含持久性有機(jī)物高溫?zé)煔猓?本裝置可實(shí)現(xiàn)99. 5%以上的持久性有機(jī)物去除效率。處理后煙氣中持久性有機(jī)物含量遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放。本發(fā)明的含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔鈨艋幚硌b置，能耗低、 水耗小、不產(chǎn)生二次污染物，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝檢修方便。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
圖2是本發(fā)明除濕器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1. 一級(jí)噴淋塔入口，2.填料層，3. —級(jí)噴淋塔，4.文丘里管，5. 二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔，6.除濕器，7.加熱器，8.閥門(mén)，9.閥門(mén)，10.沉淀池，11.擋板，12.溢流堰，13.循環(huán)水泵，14.閥門(mén)，15.閥門(mén)，16.等離子反應(yīng)器，17.引風(fēng)機(jī)，18.排氣筒，19.噴頭，20.噴頭，21.高壓電源，22.熱交換器，23.濕氣體進(jìn)口，24.干氣體出口，25.冷凝器，26.冷凝水出□。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及實(shí)施例作一詳細(xì)說(shuō)明。
參照上述附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1給出了一套含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔鈨艋幚硌b置，由噴淋組件和凈化組件組成。噴淋組件包括一級(jí)噴淋塔3、文丘里管4、二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔5、閥門(mén)8、閥門(mén)9、沉淀池10、循環(huán)水泵13、閥門(mén)14、 閥門(mén)15、噴頭19、噴頭20，凈化組件包括除濕器6、等離子反應(yīng)器16、高壓電源21 ；所述一級(jí)噴淋塔3連接文丘里管4，一級(jí)噴淋塔3下部連接沉淀池10，閥門(mén)8用于控制一級(jí)噴淋塔3 和沉淀池10之間管道的開(kāi)關(guān)；所述文丘里管4連接二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔5所述二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔5下部連接沉淀池10，閥門(mén)9用于控制二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔5和沉淀池10之間管道的開(kāi)關(guān)；所述沉淀池10連接循環(huán)水泵13，所述循環(huán)水泵13連接噴頭19和噴頭20，閥門(mén)14用于控制循環(huán)水泵13和噴頭19之間管道的開(kāi)關(guān)，閥門(mén)15用于控制循環(huán)水泵13和噴頭20之間的開(kāi)關(guān)；所述二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔5連接除濕器6，所述除濕器6連接等離子反應(yīng)器16，所述等離子反應(yīng)器16連接引風(fēng)機(jī)17，所述引風(fēng)機(jī)17連接排氣筒18。等離子反應(yīng)器16由多級(jí)刀型電極滑動(dòng)弧放電發(fā)生器串聯(lián)構(gòu)成，其每一級(jí)是一個(gè)刀型電極滑動(dòng)弧放電發(fā)生器。根據(jù)實(shí)際需要刀型電極滑動(dòng)弧放電發(fā)生器級(jí)數(shù)可為2 8級(jí)。
如圖1所示，含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔饨?jīng)入口 1進(jìn)入一級(jí)噴淋塔2，在填料層 2處與噴淋溶液接觸混合，煙氣溫度降低，部分持久性有機(jī)污染物冷凝并被噴淋液體攜帶進(jìn)入沉淀池10，氣體經(jīng)第一級(jí)噴淋塔3后，經(jīng)文丘里管4進(jìn)入二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔5，煙氣溫度進(jìn)一步降低，大部分的持久性有機(jī)污染物被冷凝被噴淋液體攜帶進(jìn)入沉淀池10。經(jīng)兩級(jí)噴淋后，煙氣經(jīng)除濕器6加熱除去水汽，干煙氣進(jìn)入等離子反應(yīng)器16。等離子反應(yīng)器16為多級(jí)刀型電極滑動(dòng)弧放電發(fā)生器串聯(lián)而成，其每一級(jí)是一個(gè)刀型電極滑動(dòng)弧放電發(fā)生器。煙氣在等離子反應(yīng)器16內(nèi)與高能電子和活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)持久性有機(jī)污染物的降解， 處理后的煙氣由引風(fēng)機(jī)17抽送至排氣筒18排放。沉淀池10中的噴淋溶液經(jīng)沉淀后，上層清液經(jīng)由溢流堰12進(jìn)入循環(huán)水泵13，循環(huán)液在熱交換器22處冷卻降溫，冷卻后的噴淋液重新進(jìn)入一級(jí)噴淋塔3和二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔5。
如圖2所示，除濕器6包括加熱器7、冷凝器25、濕氣體進(jìn)口 23、干氣體出口 24、冷凝水出口沈。濕氣體經(jīng)濕氣體進(jìn)口 23進(jìn)入加熱器25，氣體被加熱至100-120°C以蒸發(fā)水分，加熱干燥后的煙氣經(jīng)干氣體出口 M離開(kāi)除濕器7，蒸發(fā)的水汽通過(guò)冷凝器25冷凝成水滴，冷凝水經(jīng)冷凝水出口 26排放。
實(shí)施例凈化高溫?zé)煔庵械亩嗦嚷?lián)苯(PCBs)
通過(guò)加熱多氯聯(lián)苯(PCBs)污染土壤產(chǎn)生含PCBs高溫?zé)煔狻煔饬髁繛?m3/h，煙氣溫度為500°C，煙氣中PCBs初始含量為44. 5mg/m3。
氣體凈化過(guò)程如下打開(kāi)閥門(mén)8、閥門(mén)9、閥門(mén)14、閥門(mén)15，開(kāi)啟引風(fēng)機(jī)17，開(kāi)啟高壓電源21，打開(kāi)循環(huán)水泵13。含多氯聯(lián)苯的高溫?zé)煔饨?jīng)入口 1進(jìn)入一級(jí)噴淋塔3，煙氣流量為6m3/h，在填料層2處與噴淋水直接混合，一級(jí)噴淋塔3內(nèi)徑為108mm，一級(jí)噴淋塔液體流量為40L/h，廢氣中的持久性有機(jī)污染物被冷凝下來(lái)，氣體經(jīng)第一級(jí)噴淋塔3后，經(jīng)文丘里管4進(jìn)入二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔5，二級(jí)噴淋塔5內(nèi)徑為88mm，二級(jí)噴淋塔液體流量為20L/h， 在二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔5內(nèi)噴淋冷卻，二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔5后連接除濕器6的進(jìn)口 23，加熱器7加熱氣體至120°C，氣體在加熱器7處加熱蒸發(fā)除去大部分水蒸氣，蒸發(fā)的水汽經(jīng)冷凝器25冷凝，從冷凝水出口沈排出，除濕后的氣體經(jīng)除濕器6的干氣體出口 M進(jìn)入等離子反應(yīng)器16，等離子反應(yīng)器16為4級(jí)刀型電極滑動(dòng)弧放電發(fā)生器，每級(jí)滑動(dòng)弧放電發(fā)生器長(zhǎng)度為300mm，不銹鋼電極長(zhǎng)度為80mm，厚2mm，正負(fù)電極間距最短處為3mm，在等離子反應(yīng)器 16內(nèi)與高能電子和活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)持久性有機(jī)污染物的降解，高壓電源21為交流電源，輸出電壓為3kv，電流小于1安培，凈化后的氣體由引風(fēng)機(jī)17抽送至排氣筒18排放。
經(jīng)檢測(cè)，經(jīng)第一級(jí)噴淋塔3處理后，煙氣中PCBs含量為14. 6mg/m3 ；經(jīng)二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔5處理后，煙氣中PCBs含量為3. 06mg/m3 ；經(jīng)等離子反應(yīng)器16處理后，煙氣中PCBs 含量為0. ang/m3。從這些數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)以上處理后，煙氣中PCBs去除效率達(dá)99. 56%, 因而實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法達(dá)到的技術(shù)效果。
水循環(huán)過(guò)程如下來(lái)自于循環(huán)水泵13的冷水經(jīng)打開(kāi)的閥門(mén)14進(jìn)入噴頭19，噴頭 19位于第一級(jí)噴淋塔3的上部，噴淋水在填料層2與熱煙氣混合，持久性有機(jī)污染物被冷凝下來(lái)，噴淋后廢水經(jīng)打開(kāi)的閥門(mén)8進(jìn)入沉淀池10 ；來(lái)自于循環(huán)水泵13的冷水經(jīng)打開(kāi)的閥門(mén) 15進(jìn)入噴頭20，噴頭20位于二級(jí)調(diào)節(jié)式噴淋塔5的上部，氣體中的持久性有機(jī)污染物被進(jìn)一步冷凝，冷凝后的廢水經(jīng)打開(kāi)的閥門(mén)9進(jìn)入沉淀池10。經(jīng)沉淀后，上層清水經(jīng)由溢流堰12 進(jìn)入循環(huán)水泵13，循環(huán)水在熱交換器22處冷卻降溫，冷卻后的水進(jìn)入閥門(mén)14和閥門(mén)15。
最后，還需注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本明不限于以上實(shí)施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想出的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種凈化處理含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔獾姆椒?，其特征在于，其處理過(guò)程為 將含持久性有機(jī)物高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)串聯(lián)的一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔噴淋降溫冷卻，被冷凝下來(lái)的持久性有機(jī)物隨噴淋溶液進(jìn)入沉淀池；經(jīng)噴淋后的濕氣體進(jìn)入除濕器，除濕后的氣體進(jìn)入串聯(lián)的多級(jí)等離子反應(yīng)器，使氣體中殘留的持久性有機(jī)物被降解。
2.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的凈化處理含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔獾难b置，包括噴淋組件，其特征在于，所述噴淋組件包括串聯(lián)的一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔，一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔的底部均通過(guò)管道接至沉淀池；沉淀池通過(guò)管道依次連接循環(huán)水泵、 熱交換器和各塔中的噴頭；所述裝置還包括凈化組件，凈化組件包括除濕器、串聯(lián)的多級(jí)等離子反應(yīng)器和用于供電的高壓電源；所述二級(jí)噴淋塔的氣體出口經(jīng)管路依次連接除濕器和串聯(lián)的多級(jí)等離子反應(yīng)器，最末一級(jí)等離子反應(yīng)器的出口經(jīng)引風(fēng)機(jī)連接至排氣筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述等離子反應(yīng)器是多級(jí)刀型電極滑動(dòng)弧放電發(fā)生器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述刀型電極滑動(dòng)弧放電發(fā)生器的級(jí)數(shù)為2 8級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項(xiàng)中所述的裝置，其特征在于，在連接一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔管道上設(shè)置文丘里管。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項(xiàng)中所述的裝置，其特征在于，所述二級(jí)噴淋塔是調(diào)節(jié)式噴淋塔。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項(xiàng)中所述的裝置，其特征在于，所述除濕器為加熱除濕器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項(xiàng)中所述的裝置，其特征在于，兩級(jí)噴淋塔底部的管道接至沉淀池上方，且與沉淀池出水口之間依次設(shè)有擋板和溢流堰；擋板固定于沉淀池上部，其下沿低于溢流堰的上沿。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項(xiàng)中所述的裝置，其特征在于，所述一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔為填料塔。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項(xiàng)中所述的裝置，其特征在于，所述一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔底部的管道上分別設(shè)置閥門(mén)。
全文摘要
本發(fā)明涉及煙氣凈化處理技術(shù)，旨在提供一種凈化處理含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔獾姆椒把b置。該方法是將含持久性有機(jī)物高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)串聯(lián)的一級(jí)噴淋塔和二級(jí)噴淋塔噴淋降溫冷卻，被冷凝下來(lái)的持久性有機(jī)物隨噴淋溶液進(jìn)入沉淀池；經(jīng)噴淋后的濕氣體進(jìn)入除濕器，除濕后的氣體進(jìn)入串聯(lián)的多級(jí)等離子反應(yīng)器，使氣體中殘留的持久性有機(jī)物被降解。本發(fā)明可對(duì)含持久性有機(jī)污染物高溫?zé)煔膺M(jìn)行有效處理；特別適用于大風(fēng)量、高含塵量含持久性有機(jī)污染物尾氣處理，尤其適用于持久性有機(jī)污染物污染固體廢物熱脫附過(guò)程產(chǎn)生尾氣的處理，可實(shí)現(xiàn)99.5％以上的持久性有機(jī)物去除效率。有關(guān)裝置能耗低、水耗小、不產(chǎn)生二次污染物，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝檢修方便。
文檔編號(hào)B01D5/00GK102500126SQ20111040914
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月11日
發(fā)明者嚴(yán)建華, 倪明江, 岑可法, 李曉東, 池涌, 祁志福, 陸勝勇, 陳彤 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)