一种多态有机污染物烟气的治理设备及方法

摘要

本发明的一种多态有机污染物烟气的治理设备及方法，属于环保技术领域，装置在除雾器前段布直径粗捕集束，在后段布置直径小的捕集束，并设置捕集束格栅的模块间距离为大于液滴及颗粒物直径的3倍的情况下尽量减小，以减小设备体积，节省成本。本发明为模块式结构，每一个模块为一个捕集束格栅，利用格栅捕集束阻隔吸附捕捉液固有机物，结合活性炭吸附气态有机物的方式进行烟气治理，分段捕捉，治理效果好。能够实现无动力除雾除尘，利用气流的惯性和重力性能，不会产生更多的能耗，也不会产生二次污染物。

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种多态有机污染物烟气的治理设备及方法。

背景技术

有机污染物烟气往往是固态、液态和气态三种形态共存的混合型烟气，为烟气治理带来了难度。目前的治理方式有静电吸附法、喷淋捕捉法、离心捕捉法等很多种。静电吸附法由于有机物雾滴或颗粒很小，往往很难捕捉到，而且气态VOC静电法是无法捕捉的，如果后部用活性炭吸附，由于前部逃逸过来的小雾滴太多，活性炭气孔很快被糊堵，活性炭更换太频繁，成本太高。喷淋捕捉法一般都是用水喷淋，水与很多有机物不润湿，捕捉效率太低，捕捉效率根本无法满足环保要求，用水喷淋无法捕捉气态有机物，而且喷淋过的烟气往往会携带大量雾滴，无法用活性炭吸附，因此对于多态有机物无法使用。离心捕捉对于液态、固态有一定的捕捉效果，但是小雾滴逃逸量还是比较大的，后部如果用活性碳吸附气态有机物，活性炭的气孔会很快被糊堵，更换频率太高，运行成本太高，维护量也太大，基本不适用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种多态有机污染物烟气的治理设备及方法，利用格栅捕集束阻隔吸附捕捉液固有机物，结合活性炭吸附气态有机物的方式进行烟气治理。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多态有机污染物烟气的治理设备，包括烟气管道1、均布室2、均压孔板3、捕集室4、捕集束格栅5、集液槽6、排液管7、连接室8、吸附室9和排烟口10；

所述烟气管道1连接均布室2的前端口，所述均布室2后端连接捕集室4的前端，所述均布室2与捕集室4之间设置有均压孔板3，所述捕集室4的后端连接有连接室8，所述连接室8后端口连接吸附室9，所述吸附室9的后端设置有排烟口10；

所述捕集室4由内部均匀分布的捕集束格栅5、下部设置的集液槽6和排液管7组成。

所述捕集束格栅5由丝线纵向缠绕获得，所述丝线材质为与被捕捉有机物表面张力小的可润湿材料，包括金属丝、棉线、化纤丝线或矿棉丝线等；所述丝线直径大于最大拦截雾滴和固态颗粒直径；所述丝线间距离大于最大拦截雾滴和固态颗粒直径的3倍，丝线间距越小，拦截捕捉效率越高，设备的体积越小，但是阻力也越大；

所述捕集束格栅5为模块结构，捕集束格栅5的模块数量为若干个，间距离大于最大液滴及颗粒物直径的3倍，所述捕集束格栅5倾斜设置，并与水平面具有一定夹角，所述的夹角角度为30～150°，捕集束格栅5的模块间距离大于最大液滴及颗粒物直径的3倍，距离越小，设备的体积越小，但是阻力越大；捕集束层数越多，拦截捕集效率越高，但是设备体积也会越大，阻力也会增加。

所述的捕集束格栅与水平面夹角角度为90°。

所述吸附室9内填充有活性吸附材料，包括活性炭或浮石等吸附材料。

一种多态有机污染物烟气的治理方法，采用上述一种多态有机污染物烟气的治理设备，方法包含如下步骤：

步骤1：通过烟气管道1将烟气引入均布室2，烟气在均布室2内进行均匀扩散，然后通过均压孔板3均压后进入捕集室4；

步骤2：烟气在捕集室4内通过捕集束格栅5进行液固捕捉，经捕集束格栅5捕捉后的液固物质向下流动，进入集液槽6，并通过排液管7排出；

步骤3：捕集室4内未被捕捉的气态有机物烟气，通过连接室8进入吸附室9，吸附室9内的活性吸附材料对烟气中的气态有机物进行吸附，最后经吸附后的洁净空气通过排烟口10排出；

步骤4：当捕集束格栅5因粘结结垢发生堵塞时，通入高温气体或蒸汽，使粘结结垢受热流动，流淌到集液槽6，由排液管7排出；或打开捕集室4的盖板，将捕集束格栅5取出，做离线清理。

本发明方法的治理原理：

本发明方法是选择与被处理烟气中有机物润湿性好材料制造成捕集束格栅，布置在特制的捕集室内，让烟气在捕集束格栅通过时产生紊流撞击，有机物液滴在与其润湿性好的材料丝撞击时被吸附捕捉，颗粒态的有机物会被丝线上的液态有机物吸附捕捉。在集聚到一定量时会受重力作用下流进入到设备底部的集液槽，集聚到一定量时，通过设置的排液管排出。烟气中夹带的液滴在通过每一层捕集束格栅时都会产生冲击紊流，雾滴之间也会有相互撞击合并长大，有些颗粒态物质会与液滴粘合在一起。夜滴和颗粒物的密度远大于气体，气流在与捕集束相撞击时，液滴的动能大，惯性大，在气流与拦截捕集束撞击时液滴和颗粒物会冲破气膜与拦截捕集束撞击接触，由于选择的捕集束材料是与液滴润湿性好的材料，液滴会被捕集束表面吸附，由于捕集束材料表面会聚集一定量液滴，这些液滴会把颗粒态有机物吸附。气流每次与捕集束接触时都是很薄的一层，每次只能部分捕捉，粒径大的容易被拦截，粒径小的容易逃逸，因此需要多次捕捉。液滴和颗粒物越大动能越大，在气流受阻改变流向时，液滴和颗粒物由于惯性大会突破气膜与拦截捕集束发生撞击而被拦截吸附捕捉。直径越大的雾滴突破气膜的能力越强，越容易被吸附。反之雾滴越小，动能越小，突破气膜的能力越差，就越不容易被吸附捕捉；烟气流速越快，雾滴动能越大，雾滴越容易被捕捉。但是气流速度太快，容易把丝线上聚集的液滴或颗粒物携带走，形成液滴逃逸。烟气流速快，系统阻力大，耗能大。烟气在通过捕集束格栅后气流会形成紊流并与后面的捕集束格栅无序撞击，并被再次拦截，拦截的次数越多，除雾效率越高。格栅捕集束的密度越大，液滴被拦截的几率就越大。液滴拦截效率与捕集束的表面积之和除以捕集束间气流流通截面积的商正相关，并与拦截次数正相关。在设备几何尺寸一定且设备阻力一定的情况下，格栅的拦截捕集束越细，在一定空间内布置的丝线根数越多，丝线表面积的和越大，雾滴与丝线撞击的机会就越多，被捕捉的几率就越大。雾滴随着烟气流动时有一定的惯性，在与捕集束撞击时，液滴除了有被吸附力外，还会有个逃脱力，只有吸附力大于逃脱力时才能被吸附住。吸附力与捕集束材料和被捕捉雾滴的润湿性有关，还和捕集束的吸附面积有关。捕集束的直径越粗吸附力越大。反之越小。因此捕集束的直径不能太细。否则会由于吸附力不够而捕捉不住液滴，造成液滴逃逸。因此要求拦截丝线的直径要大于最大拦截雾滴直径。为解决这个问题，在除雾器前段布直径粗捕集束，在后段布置直径小的捕集束。本发明为模块式结构，每一个模块为一个捕集束格栅，能够实现无动力除雾除尘，利用气流的惯性和重力性能，不会产生更多的能耗，也不会产生二次污染物。

本发明的一种多态有机污染物烟气的治理方法及其设备，与现有技术相比，有益效果为：

一、由于前端的捕集束格栅已经把液固有机物捕捉掉了，避免了活性吸附材料孔洞糊堵引发中毒问题，使吸附材料的使用寿命可以大大延长。

二、捕集束之间的距离越小，有效捕集面积越大，捕集效率越高，但是设备阻力越大，容易形成系统糊堵。距离太大会降低捕集束捕捉的比表面积，降低单位设备体积的捕集功能，需要增加捕集束格栅的道次，增加设备长度，增加投资。因此设置捕集束格栅5的模块间距离为大于液滴及颗粒物直径的3倍的情况下尽量减小，减小设备体积，节省成本。

三、本发明利用格栅捕集束阻隔吸附捕捉液固有机物，结合活性炭吸附气态有机物的方式进行烟气治理，分段捕捉，治理效果好。

四、捕集束格栅对液固有机物的捕捉是粘结吸附捕捉，而且吸附捕捉的液固物质会靠重力自清除，不会增加系统阻力，系统阻力远小于过滤拦截，而且重力自清洁可以保证系统连续稳定运行。

五、本发明设备运行稳定，维护简单、投资少、运行成本低，能够满足环保要求。

附图说明

图1为本发明实施例的多态有机污染物烟气的治理设备的正视图；

图2为本发明实施例的多态有机污染物烟气的治理设备的俯视图；

图3为本发明实施例的多态有机污染物烟气的治理设备的左视图；

图4为本发明实施例的多态有机污染物烟气的治理设备的捕集束结构示意图；其中：

1-烟气管道，2-均布室，3-均压孔板，4-捕集室，5-捕集束格栅，6-集液槽，7-排液管，8-连接室，9-吸附室，10-排烟口。

具体实施方式

下面结合具体实施案例及附图1对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

某单位食堂炊烟，原来前端用静电除油雾，后部用活性炭吸附。在烟气湿度大时经常出现爆鸣，造成设备损坏。再有由于除油效果不稳定，后部活性炭寿命太短，不到两天活性炭就失效了。活性炭表面粘附大量油污。为解决上述问题，采用本发明设备。

烟气最大流量8000立方米/小时，设备4米长，烟气流速3米/秒，设备截面积1平方米。

一种多态有机污染物烟气的治理设备，正视图如图1所示，俯视图如图2所示，左视图如图3所示，捕集束结构示意图如图4所示，包括烟气管道1、均布室2、均压孔板3、捕集室4、捕集束格栅5、集液槽6、排液管7、连接室8、吸附室9和排烟口10；

所述烟气管道1连接均布室2的前端口，所述均布室2后端连接捕集室4的前端，所述均布室2与捕集室4之间设置有均压孔板3，所述捕集室4的后端连接有连接室8，所述连接室8后端口连接吸附室9，所述吸附室9的后端设置有排烟口10；

所述捕集室4由内部均匀分布的捕集束格栅5、下部设置的集液槽6和排液管7组成。

所述捕集束格栅5垂直设置；

所述捕集束格栅5为模块结构，捕集束格栅5的模块数量为若干个，捕集束格栅5的模块间距离为20mm；

所述捕集束格栅5的丝线材质为普通碳钢钢丝，直径为1.2毫米；

所述吸附室9内填充有活性炭。

一种多态有机污染物烟气的治理方法，采用上述一种多态有机污染物烟气的治理设备，方法包含如下步骤：

步骤1：通过烟气管道1将炉罩油烟引入均布室2，烟气在均布室2内进行均匀扩散，然后通过均压孔板3均压后进入捕集室4；

步骤2：烟气在捕集室4内通过捕集束格栅5进行液固捕捉，经捕集束格栅5捕捉后的液固物质向下流动，进入集液槽6，并通过排液管7排出；

步骤3：捕集室4内未被捕捉气态有机物随烟气通过连接室8进入吸附室9，吸附室9内的活性炭对烟气中的气态有机物吸附捕捉，最后经吸附后的洁净空气通过排烟口10排出；

步骤4：当捕集束格栅5因粘结结垢发生堵塞时，通入高温气体或蒸汽，使粘结结垢受热流动，流淌到集液槽6，由排液管7排出；或打开捕集室4的盖板，将捕集束格栅5取出，做离线清理。

本实施例，由于前端的捕集束格栅已经把油烟雾滴及颗粒物捕捉掉了，避免了活性炭的孔洞糊堵引发中毒问题，活性炭使用寿命大大延长。

本实施例运行时间长时，会有捕集束粘结物结垢，尤其是冬季气温低时。由于改系统是间歇式工作，在发现阻力大时，打开捕集室的盖板，将捕集束格栅取出离线清理，清理后再安装回系统内，封闭盖板后继续工作；排液管定期打开放掉积存的废液。设备运行8个月，一切正常。每个月只需更换一次活性炭。

本实施例，经3次检测运行一个月在没有更换活性炭时，非甲烷类VOC排放小于1.0mg/m

实施例2

某烧烤店烧烤油烟，原来前端用静电除油雾，后部用活性炭吸附。由于除油效果不稳定，后部活性炭寿命太短，不到两天活性炭就失效了。活性炭表面粘附大量油污。为解决上述问题，采用本发明设备。

烟气量2000立方米/小时，设备4米长，烟气流速1.3米/秒，设备截面积0.4平方米。

一种多态有机污染物烟气的治理设备，正视图如图1所示，俯视图如图2所示，左视图如图3所示，捕集束结构示意图如图4所示，包括烟气管道1、均布室2、均压孔板3、捕集室4、捕集束格栅5、集液槽6、排液管7、连接室8、吸附室9和排烟口10；

所述烟气管道1连接均布室2的前端口，所述均布室2后端连接捕集室4的前端，所述均布室2与捕集室4之间设置有均压孔板3，所述捕集室4的后端连接有连接室8，所述连接室8后端口连接吸附室9，所述吸附室9的后端设置有排烟口10；

所述捕集室4由内部均匀分布的捕集束格栅5、下部设置的集液槽6和排液管7组成。

所述捕集束格栅5垂直设置；

所述捕集束格栅5为模块结构，捕集束格栅5的模块数量为若干个，捕集束格栅5的模块间距离为15mm；

所述捕集束格栅5的丝线材质为普通碳钢钢丝，直径为1毫米；

所述吸附室9内填充有活性炭。

一种多态有机污染物烟气的治理方法，采用上述一种多态有机污染物烟气的治理设备，方法包含如下步骤：

步骤1：通过烟气管道1将炉罩油烟引入均布室2，烟气在均布室2内进行均匀扩散，然后通过均压孔板3均压后进入捕集室4；

步骤2：烟气在捕集室4内通过捕集束格栅5进行液固捕捉，经捕集束格栅5捕捉后的液固物质向下流动，进入集液槽6，并通过排液管7排出；

步骤3：捕集室4内未被捕捉气态有机物随烟气通过连接室8进入吸附室9，吸附室9内的活性炭对烟气中的气态有机物吸附捕捉，最后经吸附后的洁净空气通过排烟口10排出；

步骤4：当捕集束格栅5因粘结结垢发生堵塞时，通入高温气体或蒸汽，使粘结结垢受热流动，流淌到集液槽6，由排液管7排出；或打开捕集室4的盖板，将捕集束格栅5取出，做离线清理。

本实施例，由于前端的捕集束格栅已经把油烟雾滴及颗粒物捕捉掉了，避免了活性炭的孔洞糊堵引发中毒问题，活性炭使用寿命大大延长。

本实施例运行时间长时，会有捕集束粘结物结垢，尤其是冬季气温低时。由于改系统是间歇式工作，在发现阻力大时，打开捕集室的盖板，将捕集束格栅取出离线清理，清理后再安装回系统内，封闭盖板后继续工作；排液管定期打开放掉积存的废液。设备运行10个月，一切正常。每个月只需更换一次活性炭。

本实施例，经2次检测运行一个月在没有更换活性炭时，非甲烷类VOC排放小于1.0mg/m