[发明专利]烟气净化处理系统

说明书

烟气净化处理系统，由热交换器、中空纤维膜及其组件制成的粉尘过滤阵列、洗涤塔、低空排放口组成；其工艺过程是：用热交换器将烟气温度调整至40‑‑80℃，之后，用中空纤维膜及其组件组成的过滤阵列将烟气中的粉尘拦截过滤，将其浓度降低至1‑‑‑30ug/m³之下，之后，再将脱尘后的烟气送入洗涤塔吸收处理，特别是用紫外线+氧化剂+中空纤维膜曝气的方法，在填料洗涤塔中氧化、洗涤，除去、回收烟气中的气相物质，经低空尾气排放口排入大气环境。本发明能够将烟气中的粉尘污染物和气体污染物处理到优于大气本底环境的水平，特别有利于发电、冶炼、烧结、焦化、内燃机、水泥、垃圾处理等行业的节能降耗、减排。

所属领域

本发明涉及一种烟气净化处理系统。

背景技术

所述烟气是指内燃机和外燃机、锅炉燃烧、冶炼、烧结、焚烧等反应所产生的含有粉尘、硫化物、碳化物、二氧化碳、重金属以及其他成分的混合气体。

燃烧和冶炼是目前获得动力与资源和处理污染物质的最广泛方式，如发电、炼焦、金属冶炼、水泥制造、内燃机、垃圾焚烧等等，但是燃烧反应过程产生大量不能被及时收集和利用的排放物，构成了对环境不利的影响，也被称之为“污染”，而污染已经到了严重破坏地球生态环境，威胁人类生存的程度。这已经是不争的事实，无需过多讨论。问题在于用什么样的技术方案对烟气实现理想有效的净化与资源化回收。

烟气的成分主要有颗粒物和气体两大类。

处理粉尘颗粒的方法，目前最常用的是布袋式除尘器、静电式除尘器、湿法除尘以及这些方法的组合。虽然经过了一百多年的努力，处理的效果始终停留在8---30mg/m³的水平上，即这个指标很有难度且不理想。例如对于铅这样的污染物，这个指标特别不能令人满意。处理二氧化硫、氮氧化物、汞等气相污染物的方法很多，目前主流的方式是用高温、催化剂+氨水（SNCR 、SCR）脱硝以及用石灰水喷淋脱硫，所能达到的排放指标是50---200mg/m³，最好指标报道，声称可以达到5---20mg/m³，尽管这很难实现，但依然还是一个不能令人满意的数据。更重要的是，几乎所有电厂、冶炼厂、水泥厂、内燃机、外燃机……对二氧化碳基本没有源头捕集。

理想的指标是，把烟气中的各种气体排放标准降低到2mg/m³；把粉尘排放标准控制在10ug/m³以下；将处理烟气生成的副产品由石膏变成硫酸铵和硝酸铵等化学肥料，实现高价值资源回收；捕集烟气中绝大部分的二氧化碳。为了实现这个梦想，人们付出了不懈的努力，但距离理想的目标还很遥远。

本发明人认为，烟气处理之所以非常困难，关键的技术难点在于：实际工程场合排放的烟气都是高浓度粉尘和气体的混合物。

从化工工程技术的角度看，分解回收纯混合气体的技术相对成熟、可靠、廉价，前提是这些气体不能含有大量粉尘，否则粉尘会沉积在传质交换介质的表面，严重影响液气反应、交换的效率，甚至会阻塞管路，使气液交换、吸收过程无法持续进行，粉尘是妨碍气体处理的重要因素。反过来说，一旦实现粉尘和气体的有效分离，纯气体的处理就会变的很简单、可靠和廉价。这就意味着，如果能够先将烟气中的粉尘浓度降低到微克/立方米以下，就可以用成熟、可靠的工艺很方便有效地将气体中所含的氮氧化物、硫、二氧化碳、汞等成分分门别类地分解、回收。

为了进一步提高烟气中粉尘处理的效率和水平，本发明人进行了长期、深入的研究和努力，研发成功了空气净化专用中空纤维膜和用于高粉尘净化处理膜组件，如（201810655024.9）。实验表明，可以将烟气中所含高浓度粉尘处理到1—10ug/m³以下，比现有除尘技术的效率提高了1000----10000倍以上，在不增加风阻的条件下，可使将发电厂锅炉排出的含高浓度粉尘的烟气过滤到纯净气体的水平，这就为采用成熟、传统化工工艺技术对后续脱尘气体进一步分解、回收、处理创造了条件，也因此为形成一种全新的烟气净化处理系统方案提供了实验基础和可行性。