專(zhuān)利名稱(chēng)：一種從氣流中去除有害氣體的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是用于除去氣流中含有的有害氣體的凈化方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
化學(xué)、制藥和涂裝等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生各種有害氣體，如含氟、氯、硫或氮的氣態(tài) 有害物(包括有機(jī)物和無(wú)機(jī)物)以及烴、醇和醛等有機(jī)物。這些污染物不僅對(duì)人體有害，有 些還是致癌物質(zhì)，而且大量排放還對(duì)局部區(qū)域環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，還是大氣光化學(xué)霧 形成的原因之一。但是這些物質(zhì)或者水溶性不好，揮發(fā)性強(qiáng)或者化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易降解的 特點(diǎn)，給凈化帶來(lái)很大的困難。處理上述污染物的其他方法有燃燒法(包括催化燃燒法)和吸附法等。但上述方 法都有各自應(yīng)用的局限性，燃燒法(包括催化燃燒法)對(duì)運(yùn)行條件要求較高，一般要求在 200°C以上運(yùn)行、投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)高，而且需要解決催化劑易中毒和安全防爆問(wèn)題。吸附法對(duì) 低濃度的污染物脫除效率較高，但無(wú)法達(dá)到分解有害氣體的目的，吸附劑再生和后續(xù)處理 系統(tǒng)復(fù)雜。由脈沖放電或無(wú)聲放電等產(chǎn)生的非平衡等離子體技術(shù)應(yīng)用于廢氣治理，其基本原 理是利用電暈放電產(chǎn)生大量高能電子和活性自由基。這些高能電子和活性自由基與有害分 子反應(yīng)并使其離解氧化，最終轉(zhuǎn)化為無(wú)害物。本發(fā)明者曾報(bào)導(dǎo)了采用放電反應(yīng)器對(duì)有害廢 氣去除實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究結(jié)果參看黃立維等《環(huán)境科學(xué)》(2006，Voll 19-23)和黃立維等《高 ?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào)》、(2007，Vol21 689-694)報(bào)道。本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)和提供了一種電暈放電結(jié)合氣_固化學(xué)吸收的裝置，使氣流 中的有害氣體被氧化，然后在氣_固吸收反應(yīng)區(qū)內(nèi)，產(chǎn)物中的酸性氣體與固體吸收劑反應(yīng)， 被吸收劑吸收，從而達(dá)到氣體凈化的目的，吸收劑循環(huán)吸收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容為一種從氣流中去除有害氣體的裝置，其特征在于所述的裝 置的上部為電暈放電反應(yīng)區(qū)和氣_固吸收反應(yīng)區(qū)組成的氣流通道，所述的電暈放電區(qū)是由 電暈放電極和電極板之間的氣流通道組成的空間，電暈放電極與高壓電源連接，對(duì)應(yīng)電極 板接地或接電源負(fù)極，所述的氣_固吸收反應(yīng)區(qū)是由附著有固體吸收劑漿液的傳送帶正面 與氣流通道組成的空間，所述的裝置氣體流道空間兩端設(shè)置有氣體進(jìn)口和凈化后氣體出 口，所述的裝置的下部設(shè)置有吸收劑漿液池，吸收劑漿液池兩端設(shè)置有新鮮漿液的進(jìn)口和 吸收后漿液出口，吸收劑通過(guò)傳送帶由吸收劑漿液池輸送到吸收反應(yīng)區(qū)。本發(fā)明所采用的電暈放電反應(yīng)吸收器的結(jié)構(gòu)形式可以是園筒型和長(zhǎng)方型，電暈放 電極一般為線型或針型，其處理效果大體相當(dāng)。接地極或負(fù)極為一般圓筒型或平板型，一般 脈沖供電接地，交流供電接電源負(fù)極。電極材料為一般為不銹鋼、鈦和鎢等導(dǎo)電材料。兩 電極的距離一般為l_300mm。傳送帶吸附劑表面與電暈放電極的距離一般要大于電暈放電 極和接地極之間的距離，以有利電暈放電。本發(fā)明所采用電暈放電的供電方式包括脈沖和交流，其中脈沖供電的電壓為士2K-士200KV，脈沖重復(fù)頻率為10-2kHz，交流供電的電壓為 2K-200KV，頻率為 10-10kHz。本發(fā)明所述的有害氣體為含氟、氯、硫或氮的氣態(tài)有害物(不包括氯化氫、氟化氫 和氮氧化物)，或烴(不包括甲烷)、醇和醛等有機(jī)物。這些物質(zhì)有害氣體能夠在電暈放電 等離子體的作用下被氧化，氣態(tài)有害物中含有的氟、氯、硫或氮元素轉(zhuǎn)化氟化氫、氯化氫、硫 氧化物和二氧化氮，烴(不包括甲烷)、醇和醛等有機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，這些產(chǎn)物在氣-固吸 收反應(yīng)區(qū)內(nèi)，與堿性固體吸收劑發(fā)生氣-固吸收反應(yīng)，既促進(jìn)了有害物的分解反應(yīng)，又使氣 體得到了凈化。本發(fā)明所采用的電暈放電反應(yīng)吸收器內(nèi)作為固體吸收劑的物質(zhì)可以是碳酸鈣、氧 化鈣、氫氧化鈣、氧化鋅、氧化錳和氧化鎂或其混合物。固體吸收劑以氧化鈣、氫氧化鈣和氧 化鋅為佳，其吸收效果大體相當(dāng)，氧化鈣溶于水后為氫氧化鈣。本發(fā)明所述的裝置的下部設(shè)置有吸收劑漿液池，吸收劑通過(guò)傳送帶由吸收劑漿液 池輸送到吸收反應(yīng)區(qū)，傳送帶材料為尼龍、塑膠、布或化學(xué)纖維，傳送帶正面復(fù)合有能吸附 吸收劑的材料，一般為海綿或毛氈作為吸收劑的吸附材料，復(fù)合可采用粘合或縫合等方法 與傳送帶組成一體，海綿或毛氈厚度一般為5-50mm，以利于吸收劑上載和輸送。傳送帶寬度 一般大于10mm，具體根據(jù)反應(yīng)器大小和氣-固接觸時(shí)間匹配，一般氣體在吸收反應(yīng)區(qū)的停 留時(shí)間一般為2-120秒，停留時(shí)間長(zhǎng)，去除效率高。吸收反應(yīng)后的附著在傳送帶上的產(chǎn)物經(jīng) 洗凈后上載新鮮吸收劑后循環(huán)使用。吸收劑漿液池漿液濃度一般為20%-80% (體積百分 比)。本發(fā)明所述的裝置從廢氣中去除所述的有害氣體的工藝的處理過(guò)程如下把待 處理的含有害氣體的氣體通過(guò)氣體入口導(dǎo)入反應(yīng)器，氣流先經(jīng)過(guò)電暈放電區(qū)，在反應(yīng)區(qū)內(nèi) 在電暈放電的作用下，氣流中的有害氣體被氧化，得到酸性產(chǎn)物，然后在氣-固吸收反應(yīng)區(qū) 內(nèi)，這些酸性產(chǎn)物與吸收劑反應(yīng)，被吸收劑吸收，凈化后的氣流通過(guò)氣體出口排出，吸收后 的吸收劑通過(guò)傳送帶送到吸收劑漿液池經(jīng)洗凈，傳送帶上的海綿或毛氈層重新上載新鮮吸 收劑后送到氣-固吸收區(qū)循環(huán)吸收，從而達(dá)到氣體凈化的目的。電暈反應(yīng)區(qū)和氣固吸收區(qū) 可在反應(yīng)器內(nèi)前后交替布置(如線-板式反應(yīng)器)，也可共用一個(gè)空間(如線-筒式反應(yīng) 器)O本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明采用電暈放電和氣_固吸收耦合方式，有害氣體在電暈 放電作用下氧化、分解的同時(shí)，使產(chǎn)物中的酸性產(chǎn)物被反應(yīng)器中的固體吸收劑吸收，從而大 大提高了凈化效率，吸收劑由傳送帶系統(tǒng)循環(huán)再生，解決了固體吸收劑的反應(yīng)飽和后的再 生難題，進(jìn)而提高了能源利用效率。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖一。圖1A是圖1的A-A截面圖。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖二。圖2A是圖2的A-A截面圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限 于此。實(shí)施例一參照?qǐng)D1 一種有害廢氣的凈化裝置，包括氣體入口 1、氣體流通空間2、傳送帶驅(qū) 動(dòng)電機(jī)3、上傳送帶輪4、電極板(接地)5、電暈高壓接線6、電暈線7、表面為上載有吸收劑 的傳送帶8、氣體出口 9、下傳送帶輪10、裝置下部設(shè)有吸收劑漿液池11、吸收劑漿液進(jìn)口 12、吸收劑漿液出口 13，上部氣體流通空間與吸收劑漿液層有隔板14分開(kāi)。處理工藝流程是把待處理的含有害氣體的氣體通過(guò)氣體入口 1導(dǎo)入反應(yīng)器，氣流 先經(jīng)過(guò)電暈放電區(qū)，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)在電暈放電的作用下，氣流中的有害氣體被氧化、分解，然 后在氣_固吸收反應(yīng)區(qū)內(nèi)，產(chǎn)物中的酸性產(chǎn)物與吸收劑反應(yīng)，被吸收劑吸收，凈化后的氣流 通過(guò)氣體出口 9排出，吸收后的吸收劑通過(guò)傳送帶8送到吸收劑漿液池11洗凈，傳送帶上 重新上載新鮮吸收劑后送到氣_固吸收區(qū)循環(huán)吸收，從而達(dá)到氣體凈化的目的。實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)裝置長(zhǎng)900mm，寬350mm，高1100mm， 整體密封，漏風(fēng)量小于1 %。反應(yīng)器內(nèi)部共有4組8條傳送帶，帶寬30mm，傳送帶上復(fù)合15mm 厚海綿作為吸收劑載體，上下傳動(dòng)軸距離為600mm面對(duì)面一組傳送帶表面距離為60mm，兩 組之間的距離為100mm。電暈放電極為直徑0. 8mm的不銹鋼絲，電暈放電有效長(zhǎng)度為400mm， 電極板長(zhǎng)度為40mm，電板板接地，兩電極之間距離為30mm，對(duì)稱(chēng)布置，兩相鄰電極板中線與 傳送帶中線的距離為100mm。傳送帶下面滾輪下端浸在漿液池液面下，使傳送帶上附著的海 綿充分與漿液接觸，進(jìn)行洗滌和上載吸收劑漿液，調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)上、下兩個(gè)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速 為1-2轉(zhuǎn)/分，運(yùn)行1小時(shí)后新鮮漿液通過(guò)漿液進(jìn)出口更新。實(shí)驗(yàn)條件為氣體流量5m3/h ；氣體溫度25°C吸收劑漿液氫氧化鈣濃度60% (體積百分比)或氧化鋅60% (體積百分比)。電源參數(shù)脈沖電壓30kV、脈沖頻率100Hz。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。表1有害物去除效果 實(shí)施例二參照?qǐng)D2 —種有害廢氣的凈化裝置，包括氣體入口 1、下?lián)醢?、圓筒形電極板3、 氣體流通空間4、傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)5、上傳送帶輪6、電暈高壓接線7、電暈線8、氣體出口 9、 上擋板10、表面為上載有吸收劑的傳送帶11、下傳送帶輪12、裝置下部設(shè)有吸收劑漿液池 13、吸收劑漿液進(jìn)口 14、吸收劑漿液出口 15。處理工藝流程是把待處理的含有害氣體的氣體通過(guò)氣體入口 1導(dǎo)入反應(yīng)器，氣流 在圓筒內(nèi)由下往上流動(dòng)，在流道內(nèi)，在電暈放電的作用下，氣流中的有害氣體被氧化、分解， 然后在氣_固吸收反應(yīng)區(qū)內(nèi)，產(chǎn)物中的酸性產(chǎn)物與吸收劑反應(yīng)，被吸收劑吸收，凈化后的氣 流通過(guò)氣體出口 9排出，吸收后的吸收劑通過(guò)傳送帶11送到吸收劑再生池13洗凈后，重新 上載新鮮吸收劑通過(guò)傳送帶由送到氣_固吸收區(qū)循環(huán)吸收，從而達(dá)到氣體凈化的目的。實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。反應(yīng)器為蜂窩狀結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)參數(shù)裝置長(zhǎng)400mm， 寬800mm，高1100mm，整體密封，漏風(fēng)量小于1%。反應(yīng)器內(nèi)部共有4組8條傳送帶，帶寬 30mm，傳送帶上復(fù)合15mm厚毛氈作為吸收劑載體，上下傳動(dòng)軸距離為600mm，電暈放電極為 直徑0. 8mm的不銹鋼絲，電暈放電有效長(zhǎng)度為400mm，電極板為不等邊八邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)圓 筒，高度為400mm，截面長(zhǎng)邊80mm，短邊40mm (與進(jìn)氣口垂直面)，共為12個(gè)，其中兩邊開(kāi)口 (裝置邊緣兩組為一邊開(kāi)口)，開(kāi)口為40_，以便設(shè)置傳送帶。圓筒形電極板接電源負(fù)極， 電暈線與電極板垂直距離為30mm，對(duì)稱(chēng)布置，電暈線與傳送帶吸附劑表面的距離為50mm左 右，兩相鄰傳送帶中線的距離為80mm。傳送帶下面滾輪下端浸在漿液池液面下，使傳送帶上 附著的毛氈充分與漿液接觸，進(jìn)行洗滌和上載吸收劑漿液，調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)上、下兩個(gè)滾輪轉(zhuǎn) 動(dòng)，轉(zhuǎn)速為1-2轉(zhuǎn)/分，運(yùn)行1小時(shí)后新鮮漿液通過(guò)漿液進(jìn)出口更新。實(shí)驗(yàn)條件為氣體流量3m3/h ；氣體溫度25°C吸收劑漿液氫氧化鈣濃度60% (體積百分比)或氧化鋅60% (體積百分比)。電源參數(shù)交流電壓30kV、交流頻率1000Hz。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。表2有害物去除效果
權(quán)利要求
一種從氣流中去除有害氣體的裝置，其特征在于所述的裝置的上部為電暈放電反應(yīng)區(qū)和氣-固吸收反應(yīng)區(qū)組成的氣流通道，所述的電暈放電區(qū)是由電暈放電極和電極板之間的氣流通道組成的空間，電暈放電極與高壓電源連接，對(duì)應(yīng)電極板接地或接電源負(fù)極，所述的氣-固吸收反應(yīng)區(qū)是由附著有固體吸收劑漿液的傳送帶正面與氣流通道組成的空間，所述的裝置的氣體流道空間兩端設(shè)置有氣體進(jìn)口和凈化后氣體出口，所述的裝置的下部設(shè)置有吸收劑漿液池，吸收劑漿液循環(huán)池兩端設(shè)置有新鮮漿液的進(jìn)口和吸收后漿液出口，吸收劑漿液通過(guò)傳送帶由吸收劑漿液池輸送到吸收反應(yīng)區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的有害氣體為含氟、氯、硫或氮的氣態(tài) 有害物(不包括氯化氫、氟化氫和氮氧化物)或有機(jī)物烴(不包括甲烷)、醇和醛。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的電暈的供電方式包括交流和脈 沖，其中脈沖供電的電壓為士 2K-士 200KV，脈沖重復(fù)頻率為10-2KHZ，交流供電的電壓為 士 2K-士 200KV，頻率為 10-10kHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的傳送帶材料為尼龍、塑膠、布或化學(xué) 纖維，傳送帶正面復(fù)合有海綿或毛氈作為吸收劑的吸附材料，海綿或毛氈的厚度為5-50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于固體吸收劑為碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、 氧化鋅、氧化錳和氧化鎂或其混合物。
6.一種利用如權(quán)利要求1所述裝置從廢氣中去除有害氣體的方法，其特征在于所述工 藝的處理過(guò)程如下把待處理的含有害氣體的氣體通過(guò)氣體入口導(dǎo)入反應(yīng)器，氣流經(jīng)過(guò)電 暈放電區(qū)，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)在電暈放電的作用下，氣流中的有害氣體被氧化，然后在氣_固吸收 反應(yīng)區(qū)內(nèi)，產(chǎn)物中的酸性氣體與固體吸收劑反應(yīng)，被吸收劑吸收，凈化后的氣流通過(guò)氣體出 口排出，吸收反應(yīng)后的吸收劑隨傳送帶送到吸收劑漿液池，傳送帶上的海綿或毛氈層經(jīng)洗 凈和重新上載新鮮吸收劑后，由傳送帶送回到氣_固吸收區(qū)。
全文摘要
一種由電暈放電和化學(xué)吸收聯(lián)合組成的裝置，用于從氣流中除去含氟、氯、硫或氮的氣態(tài)有害物以及烴、醇和醛等有機(jī)物等氣體，該方法的處理過(guò)程是先把被處理氣體導(dǎo)入由電暈放電反應(yīng)區(qū)和氣固吸收反應(yīng)區(qū)組成的反應(yīng)器，在電暈放電非平衡等離子體的作用下，使氣流中的有害氣體在氧化、分解的同時(shí)，產(chǎn)物中的酸性產(chǎn)物被反應(yīng)器中的固體吸收劑吸收，從而達(dá)到氣體凈化的目的，吸收飽和后的吸收劑隨傳送帶輸送到設(shè)置在裝置下部的吸收劑漿液池，傳送帶吸附層經(jīng)洗凈和重新上載新鮮吸收劑后送回反應(yīng)區(qū)。
文檔編號(hào)B01D53/75GK101856585SQ20101021548
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者黃立維 申請(qǐng)人:黃立維