一種多級濕法脫除工業(yè)尾氣中pm2.5的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體PM2.5治理，具體指一種多級濕法脫除工業(yè)尾氣中PM2.5的方法，屬于氣體凈化技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]動力學直徑小于2.5 μπι的可吸入顆粒物(PM2.5)已成為當前城市大氣環(huán)境的主要污染物，同時也是霧霾產(chǎn)生的主要因素之一。因此2012年新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》發(fā)布時，ΡΜ2.5首次被納入，新增了 ΡΜ2.5指標。由于ΡΜ2.5顆粒粒徑小，不能采用傳統(tǒng)的氣固分離技術(shù)脫除。
[0004]而現(xiàn)有脫除ΡΜ2.5的技術(shù)主要有干法脫除ΡΜ2.5技術(shù)和濕法脫除ΡΜ2.5技術(shù)。干法技術(shù)中纖維過程雖有較高的脫除率，存在過濾阻力損失大、纖維再生性差的不足，而靜電過濾技術(shù)也存在高電能消耗的弊端。濕法技術(shù)主要有鼓泡塔洗滌、噴淋塔洗滌以及氣液交叉流洗滌。鼓泡塔洗滌主要存在流動阻力損失大，霧沫夾帶大的缺點，噴淋塔洗滌雖然有較大的氣液接觸面積，但是由于吸收液被分散為若干液滴后亦存在霧沫夾帶大的缺點，氣液交叉流洗滌雖然有較大的氣液接觸面積，同時可以減小霧沫夾帶，但是由于高溫氣體與冷吸收液接觸后氣體溫度和濕度皆降低，使得在后段位置氣液相間溫度差和濕度差推動力不足，導致ΡΜ2.5脫除率降低。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提出一種多級濕法脫除工業(yè)尾氣中ΡΜ2.5的方法，本方法可以大大提高ΡΜ2.5脫除率。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
一種多級濕法脫除工業(yè)尾氣中ΡΜ2.5的方法，將工業(yè)尾氣依次通過多級洗氣單元，每級洗氣單元由加熱增濕室和冷凝室構(gòu)成；在每級洗氣單元中，工業(yè)尾氣先通過加熱增濕室，再進入冷凝室；其中每級加熱增濕室用于將進入前溫度低于100°C的工業(yè)尾氣加熱至100C以上，并通過加濕使工業(yè)尾氣中水蒸汽的質(zhì)量分率達20-50%，使其濕度高于該級冷凝室中冷吸收液所對應(yīng)飽和濕度；每級洗氣單元冷凝室中通入有降膜流動的冷吸收液，以與工業(yè)尾氣形成橫掠流動，使得在冷吸收液液面附近形成驅(qū)動需要的溫度、濕度梯度，工業(yè)尾氣中ΡΜ2.5在該溫度、濕度梯度驅(qū)動下，定向向冷吸收液表面迀移，并被冷吸收液捕獲，從而實現(xiàn)對ΡΜ2.5的脫除。
[0008]工業(yè)尾氣在每級冷凝室出口溫度比進入該級冷凝室的冷吸收液的溫度高5°C以上。
[0009]工業(yè)尾氣在每一級加熱增濕室出口溫度為100~180°C。
[0010]工業(yè)尾氣在進入每級加熱增濕室的流量為200~220Nm3/h，冷吸收液用量為0.01-0.3m3/Nm3，工業(yè)尾氣在每一級冷凝室內(nèi)流速為0.l~3m/s。
[0011 ] 每級加濕使工業(yè)尾氣中水蒸汽的質(zhì)量分率優(yōu)選控制在20%~30%。
[0012]冷吸收液從后一級洗氣單元中冷凝室出來后依次進入前一級洗氣單元中冷凝室，以與工業(yè)尾氣形成逆流，或者冷吸收液以并聯(lián)的方式同時進入每級洗氣單元中冷凝室以形成錯流。
[0013]洗氣單元為3-7級。
[0014]冷吸收液經(jīng)冷凝室上方布液器分散，在引流桿引流下形成降膜流動，進入冷凝室。
[0015]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明由多個單元構(gòu)成多級脫除PM2.5系統(tǒng)，每一級加熱增濕室和冷凝室為一個洗氣單元。含PM2.5的工業(yè)尾氣先通過每一單元的加熱增濕室以升溫增濕，再通過冷凝室，在降膜流動冷吸收液的作用下，使得在冷吸收液液面附近形成極高的溫度、濕度梯度，PM2.5在該溫度、濕度梯度驅(qū)動下，定向向冷吸收液表面迀移，并被吸收液捕獲。同時受冷吸收液的影響，在冷吸收液液面附近亦形成濕蒸汽過飽和區(qū)，并發(fā)生霧狀冷凝，有利于細小顆粒的團聚，從而提高細小顆粒的脫除率。
[0016]本方法通過采用多級加熱、增濕、冷凝手段，能彌補單級洗氣過程在后段位置因工業(yè)尾氣與冷吸收液間溫度差和濕度差推動力不足，導致PM2.5脫除率不高的弊端。
[0017]
【附圖說明】
[0018]圖1-本發(fā)明實施例一處理示意圖。
[0019]圖2-本發(fā)明實施例二處理示意圖。
[0020]
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明多級濕法脫除工業(yè)尾氣中PM2.5的方法，是將工業(yè)尾氣依次通過多級洗氣單元，每級洗氣單元由加熱增濕室和冷凝室構(gòu)成；在每級洗氣單元中，工業(yè)尾氣先通過加熱增濕室，再進入冷凝室。加熱增濕室的目的是對氣體加熱到需要的溫度和濕度，使之在進入冷凝室時，在冷吸收液液面附近形成需要的溫度、濕度梯度，PM2.5在該溫度、濕度梯度驅(qū)動下，定向向冷吸收液表面迀移，并被吸收液捕獲。同時受冷吸收液的影響，在冷吸收液液面附近亦形成濕蒸汽過飽和區(qū)，并發(fā)生霧狀冷凝，有利于細小顆粒的團聚，提高細小顆粒的脫除率。其具體步驟和要求為:
O溫度低于100°C的含PM2.5的工業(yè)尾氣進入每級加熱增濕室加熱使氣體溫度升至100°C以上，同時通入一定量的蒸汽或霧化水滴加濕，使工業(yè)尾氣中水蒸汽的質(zhì)量分率達20-50% ;其濕度高于冷凝室中冷吸收液所對應(yīng)飽和濕度；若工業(yè)尾氣的溫度高于100°C，可省去加熱過程，僅在加熱增濕室中通入蒸汽使工業(yè)尾氣中水蒸汽的質(zhì)量分率達到要求即可。
[0022]2)被加熱增濕后的工業(yè)尾氣進入該級冷凝室，冷凝室通入有冷吸收液，冷吸收液通常為常溫，可用如脫鹽水站的脫鹽濃水等工業(yè)廢水，冷吸收液經(jīng)冷凝室上方布液器分散(布液器排布結(jié)構(gòu)可參見尾花英朗熱交換器設(shè)計手冊(下冊))后，在引流桿引流下形成降膜流動，進入冷凝室，其流動方式類似于液體在垂直圓形細管外的附壁流動，工業(yè)尾氣與冷吸收液間形成橫掠流動結(jié)構(gòu)，氣體在冷凝室內(nèi)流速控制在0.l~3m/S范圍。
[0023]3)為使工業(yè)尾氣與吸收液間維持較高的溫差推動力，工業(yè)尾氣在每級冷凝室出口溫度比進入該級冷凝室的冷吸收液的溫度高5°C以上。雖然該溫差越小，表明氣體和冷吸收液的熱交換越充分，即氣體熱利用率越高，但考慮到較低溫差對PM2.5脫除率的影響，以及后續(xù)加熱升溫的能耗，同時設(shè)備尺寸等多方面因素，所以實際優(yōu)選工業(yè)尾氣在每級冷凝室出口溫度比進入該級冷凝室的冷吸收液的溫度高5~30°C。
[0024]4)視處理工藝情況，該方法總洗氣單元數(shù)，即總級數(shù)可以設(shè)置為3?7級。
[0025]5)冷吸收液與氣體總體流動可呈如附圖1給出的逆流或附圖2給出的錯流方式。如果是逆流，在多級逆流后，冷吸收液從最開始進入到最后從系統(tǒng)出來的溫升控制在5~2(TC0
[0026]6)工業(yè)尾氣在每一級加熱增濕室出口溫度控制為100~180°C。
[0027]7)工業(yè)尾氣在進入每級加熱增濕室的流量為200~220Nm3/h，冷吸收液用量為0.01-0.3m3/Nm3，工業(yè)尾氣在每一級冷凝室內(nèi)流速為0.l~3m/s。
[0028]本發(fā)明的特點:利用多級的升溫、增濕、冷凝過程，可多次提高冷凝室內(nèi)，PM2.5向冷吸收液面迀移的溫度差及濕度差推動力，同時利用冷吸收液面附近蒸汽的熱力學過飽和狀態(tài)，使蒸汽發(fā)生霧狀冷凝，有助于部分PM2.5的團聚，從而提高PM2.5的脫除率。
[0029]實施例1:煙道氣處理PM2.5中試項目，采用三級PM2.5脫除系統(tǒng)，煙道氣流量為200~220Nm3/h，進口溫度為120~180°C，冷吸收液用量為:0.01-0.3m3/Nm3，冷吸收液與煙道氣流向采用如圖1所示的逆流方式，控制氣體在每一級加熱室出口溫度為120~180°C，氣體在每一級冷凝室內(nèi)流速為0.5~3m/s，該實施例中氣體在每級冷凝室出口溫度比進入該級冷凝室的冷吸收液的溫度高5~30°C。水蒸汽的質(zhì)量分率在20%~30%范圍。第三級冷凝室出口氣體中PM2.5總質(zhì)量脫除率達90%以上。
[0030]實施例2:吸收液與煙道氣流向采用如圖2所示的錯流方式，其余同實施例1，第三級冷凝室出口氣體中PM2.5總質(zhì)量脫除率達92%以上。
[0031]本發(fā)明的上述實施例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。
【主權(quán)項】
1.一種多級濕法脫除工業(yè)尾氣中PM2.5的方法，其特征在于:將工業(yè)尾氣依次通過多級洗氣單元，每級洗氣單元由加熱增濕室和冷凝室構(gòu)成；在每級洗氣單元中，工業(yè)尾氣先通過加熱增濕室，再進入冷凝室；其中每級加熱增濕室用于將進入前溫度低于100°C的工業(yè)尾氣加熱至100°C以上，并通過加濕使工業(yè)尾氣中水蒸汽的質(zhì)量分率達20-50%，使其濕度高于該級冷凝室中冷吸收液所對應(yīng)飽和濕度；每級洗氣單元冷凝室中通入有降膜流動的冷吸收液，以與工業(yè)尾氣形成橫掠流動，使得在冷吸收液液面附近形成驅(qū)動需要的溫度、濕度梯度，工業(yè)尾氣中PM2.5在該溫度、濕度梯度驅(qū)動下，定向向冷吸收液表面迀移，并被冷吸收液捕獲，從而實現(xiàn)對PM2.5的脫除。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級濕法脫除工業(yè)尾氣中PM2.5的方法，其特征在于:工業(yè)尾氣在每級冷凝室出口溫度比進入該級冷凝室的冷吸收液的溫度高5°C以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級濕法脫除工業(yè)尾氣中PM2.5的方法，其特征在于:工業(yè)尾氣在每一級加熱增濕室出口溫度為100~180°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級濕法脫除工業(yè)尾氣中PM2.5的方法，其特征在于:工業(yè)尾氣在進入每級加熱增濕室的流量為200~220Nm3/h，冷吸收液用量為0.01-0.3m3/Nm3，工業(yè)尾氣在每一級冷凝室內(nèi)流速為0.l~3m/sο5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級濕法脫除工業(yè)尾氣中PM2.5的方法，其特征在于:每級加濕使工業(yè)尾氣中水蒸汽的質(zhì)量分率優(yōu)選控制在20%~30%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級濕法脫除工業(yè)尾氣中PM2.5的方法，其特征在于:冷吸收液從后一級洗氣單元中冷凝室出來后依次進入前一級洗氣單元中冷凝室，以與工業(yè)尾氣形成逆流，或者冷吸收液以并聯(lián)的方式同時進入每級洗氣單元中冷凝室以形成錯流。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級濕法脫除工業(yè)尾氣中PM2.5的方法，其特征在于:洗氣單元為3-7級。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級濕法脫除工業(yè)尾氣中PM2.5的方法，其特征在于:冷吸收液經(jīng)冷凝室上方布液器分散，在引流桿引流下形成降膜流動，進入冷凝室。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多級濕法脫除工業(yè)尾氣中PM2.5的方法，將工業(yè)尾氣依次通過多級洗氣單元，在每級洗氣單元中，工業(yè)尾氣先通過加熱增濕室，再進入冷凝室；其中每級加熱增濕室用于將進入前溫度低于100℃的工業(yè)尾氣加熱至100℃以上，并通過加濕使工業(yè)尾氣中水蒸汽的質(zhì)量分率達20-50%；每級洗氣單元冷凝室中通入有降膜流動的冷吸收液，以與工業(yè)尾氣形成橫掠流動，工業(yè)尾氣中PM2.5在形成的溫度、濕度梯度驅(qū)動下，定向向冷吸收液表面遷移，并被冷吸收液捕獲，從而實現(xiàn)對PM2.5的脫除。本方法采用多級加熱、增濕、冷凝手段，能彌補單級洗氣過程在后段位置因工業(yè)尾氣與冷吸收液間溫度差和濕度差推動力不足，從而提高PM2.5脫除率。
【IPC分類】B01D47/12
【公開號】CN105013270
【申請?zhí)枴緾N201510352336
【發(fā)明人】張峰榛, 劉興勇, 楊虎, 袁基剛, 王成端, 王海
【申請人】四川理工學院
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月24日