一种燃煤废气与机动车废气净化装置及污染物资源化方法

技术领域

本申请涉及废气净化技术领域，更具体地说，尤其涉及一种燃煤废气与机动车废气净化装置及污染物资源化方法。

背景技术

“散煤”的主要用户是取暖做饭的老百姓，用户数量十分庞大。由于受场地和成本限制，不可能像火电厂一样安装复杂的管道和众多的设备对废气进行除尘、脱硫、脱硝。导致到目前为止，“散煤”的燃烧废气都是直接排到大气中。而随着社会经济发展，机动车数量的不断增加，机动车废气也逐渐成为造成大气污染的重要因素之一。因此，对燃煤废气以及机动车废气的净化治理刻不容缓。

申请号为201610905643.X的专利“散煤燃烧废气与机动车废气净化装置及污染物资源化方法”，公开了一种废气净化装置以及资源回收方法，包括：将散煤燃烧废气、机动车废气的除尘与酸性气体吸收在净化器内进行净化；净化装置由容器、净化器、吸水口带有过滤层的潜水泵、喷淋器组成；净化器、潜水泵及淋洗剂液置于容器中；通过PVC管连接喷淋器与潜水泵；以疏松多孔的工业滤布或尼龙纱窗材料作填料，以钾碱溶液为净化剂；净化器外壁有废气进气口和排气口，净化器底部壁上有小孔，保持净化器内外液面高度相同；被潜水泵送到喷淋器的淋洗剂对逆流而上的废气进行淋洗，沉降固体、中和酸性气体；淋洗剂被循环利用。但是，由于其技术方案是用淋洗对对高热烟气、废气进行净化，导致净化剂以及液态水会汽化随着净化后的废气从排气口处排出，造成二次污染，增大大气污染程度。

因此，如何提供一种燃煤废气与机动车废气净化装置及污染物资源化方法，其能够冷凝净化后的废气，减少废气中的液态水排入大气，降低污染程度，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种燃煤废气与机动车废气净化装置及污染物资源化方法，其能够冷凝净化后的废气，减少废气中的液态水排入大气，降低污染程度。

本申请提供的第一种技术方案如下：

本申请提供一种燃煤废气与机动车废气净化装置，包括：用以盛放碱液淋洗剂的开口容器；设置于所述开口容器中的净化器；所述净化器侧壁上设有进气口以及排气口；所述排气口设置于所述进气口上方；与所述排气口连接，用以对净化后的废气进行冷凝的凝水机构；设置于所述净化器内，位于所述进气口以及所述排气口之间的填料层；设置于所述净化器内的喷淋器；与所述喷淋器通过管道连接，用以将碱液淋洗剂输送至所述喷淋器的动力水泵。

进一步地，在发明一种优选方式中，所述凝水机构包括：设置于所述排气口处的冷凝器或者冷凝管道。

进一步地，在发明一种优选方式中，所述冷凝管道包括波纹管；所述波纹管绕成螺旋状，与所述排气口直接连接。

进一步地，在发明一种优选方式中，所述净化器底部侧壁上设置有通孔，所述通孔处设有滤网；所述动力水泵通过所述通孔连接并输送所述碱液淋洗剂。

进一步地，在发明一种优选方式中，所述填料层包括：工业滤布以及尼龙纱窗。

进一步地，在发明一种优选方式中，所述碱液淋洗剂的溶质包括氢氧化钾、碳酸钾以及碳酸氢钾；所述碱液淋洗剂的溶剂包括水以及乙二醇。

本申请提供的第二种技术方案如下：

本申请提供一种燃煤废气与机动车废气污染物资源化方法，包括以下步骤：S1：将燃煤废气以及机动车废气输入净化器中；S2：用碱液淋洗剂对燃煤废气以及机动车废气进行循环喷淋处理，使之充分与碱液淋洗剂反应，得到混合溶液；S3：向所述混合溶液中加入适量碳酸钾，充分混合反应直至溶液不再有气泡冒出后，静置沉淀；S4：对所述混合溶液进行固液分离，得到的溶液可作为液态农业化肥，得到的固体为硫酸钾以及硝酸钾复合化肥。

进一步地，在发明一种优选方式中，所述碱液淋洗剂与废气反应包括第一阶段、第二阶段以及第三阶段；反应得到所述混合溶液包括硝酸钾、硫酸钾、亚硫酸钾以及亚硫酸氢钾。

进一步地，在发明一种优选方式中，所述第一阶段S201：所述碱液淋洗剂与二氧化碳以及二氧化硫反应，生成亚硫酸钾、硝酸钾以及碳酸氢钾；其反应式为：

SO

3NO

2NO+O

2KOH+CO

K

所述第二阶段S202：碳酸氢钾与酸性气体二氧化硫、二氧化氮的反应，生成亚硫酸钾、硝酸钾；其反应式为：

2KHCO

KHCO

所述第三阶段S203：亚硫酸钾与二氧化硫、氧气发生反应，生成亚硫酸氢钾、硫酸氢钾以及硫酸钾；其反应式为：

K

K

2K

2KHSO

进一步地，在发明一种优选方式中，在S3中，加入适量碳酸钾与亚硫酸氢钾和硫酸氢钾发生反应，生成硫酸钾，其反应式为：

2KHSO

2KHSO

2K

本发明提供的一种燃煤废气与机动车废气净化装置，与现有技术相比，包括：用以盛放碱液淋洗剂的开口容器；设置于所述开口容器中的净化器；所述净化器侧壁上设有进气口以及排气口；所述排气口设置于所述进气口上方；与所述排气口连接，用以对净化后的废气进行冷凝的凝水机构；设置于所述净化器内，位于所述进气口以及所述排气口之间的填料层；设置于所述净化器内的喷淋器；与所述喷淋器通过管道连接，用以将碱液淋洗剂输送至所述喷淋器的动力水泵。其中，废气从所述净化器的进气口进入，由于所述净化器底部被碱液淋洗剂封住，废气只能向上运动；利用所述填料层时，使之运动速度受阻，与碱液淋洗剂进行充分有效的接触，使酸性气体被高效吸收，固体颗粒下沉；利用所述动力水泵输送碱液淋洗剂至所述喷淋器，通过喷淋器向下喷淋，实现循环净化处理；其次，净化后的废气从排气口排出，利用所述凝水机构，对净化后的废气进行冷凝，减少液态水排入大气。本发明涉及的技术方案，相较于现有技术而言，能够冷凝净化后的废气，减少废气中的液态水排入大气，降低污染程度。

本发明提供的一种燃煤废气与机动车废气污染物资源化方法，与现有技术相比，包括：S1：将燃煤废气以及机动车废气输入净化器中；S2：用碱液淋洗剂对燃煤废气以及机动车废气进行循环喷淋处理，使之充分与碱液淋洗剂反应，得到混合溶液；S3：向所述混合溶液中加入适量碳酸钾，充分混合反应直至溶液不再有气泡冒出后，静置沉淀；S4：对所述混合溶液进行固液分离，得到的溶液可作为液态农业化肥，得到的固体可作为硫酸钾、硝酸钾复合化肥。其中，将碱液淋洗剂以及废气作为反应物，输入净化器中，充分反应，是废气中的酸性气体资源化转化，生成可作为农业化肥的硫酸钾以及硝酸钾，既减少了大气污染，又实现了污染物的资源化回收利用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的燃煤废气与机动车废气净化装置第一形态的结构示意图；

图2为本发明实施例涉及的燃煤废气与机动车废气净化装置第二形态的结构示意图；

图3为本发明实施例涉及的燃煤废气与机动车废气净化装置第三形态的结构示意图；

图4为本发明实施例涉及的燃煤废气与机动车废气污染物资源化方法流程图。

附图标记说明：

开口容器1；净化器2；进气口3；排气口4；凝水机构5；冷凝器501；冷凝管道502；填料层6；喷淋器7；喷淋头701；喷淋调节阀702；动力水泵 8；通孔9；滤网10；回水机构11；回水管道1101；储水箱1102；出水口1103；循环管道1104；流量控制阀12。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

请如图1至图3所示，本申请实施例提供的燃煤废气与机动车废气净化装置，包括：用以盛放碱液淋洗剂的开口容器1；设置于所述开口容器1中的净化器2；所述净化器2侧壁上设有进气口3以及排气口4；所述排气口4设置于所述进气口3上方；与所述排气口4连接，用以对净化后的废气进行冷凝的凝水机构5；设置于所述净化器2内，位于所述进气口3以及所述排气口 4之间的填料层6；设置于所述净化器2内的喷淋器7；与所述喷淋器7通过管道连接，用以将碱液淋洗剂输送至所述喷淋器7的动力水泵8。其中，废气从所述净化器2的进气口3进入，由于所述净化器2底部被碱液淋洗剂封住，废气只能向上运动；利用所述填料层6时，使之运动速度受阻，与碱液淋洗剂进行充分有效的接触，使酸性气体被高效吸收，固体颗粒下沉；利用所述动力水泵8输送碱液淋洗剂至所述喷淋器7，通过喷淋器7向下喷淋，实现循环净化处理；其次，净化后的废气从排气口4排出，利用所述凝水机构5，对净化后的废气进行冷凝，减少液态水排入大气。本发明涉及的技术方案，相较于现有技术而言，能够冷凝净化后的废气，减少废气中的液态水排入大气，降低污染程度。

具体地，在本发明的实施例中，所述动力水泵8包括潜水泵；所述潜水泵设置于碱液淋洗剂中。

其中，根据所述动力水泵8的设置位置不同，可将净化装置分为三种不同的结构形态；所述动力水泵8位于所述开口容器1内，与所述净化器2并排设置时为第一形态；所述动力水泵8设置于所述开口容器1上表面，通过管道输送碱液淋洗剂时为第二形态；所述动力水泵8设置于所述净化器2内的为第三形态。

具体地，在本发明的实施例中，所述凝水机构5包括：设置于所述排气口4处的冷凝器501或者冷凝管道502。

具体地，在本发明的实施例中，所述冷凝管道502包括波纹管；所述波纹管绕成螺旋状，与所述排气口4直接连接。

其中，利用所述冷凝器501或者所述冷凝管道502，对净化后的废气进行冷凝，减少液态水随着废气排入大气，降低污染程度。

具体地，在本发明的实施例中，所述填料层6设置有2～6层。

具体地，在本发明的实施例中，所述喷淋器7设置有3～8个；所述喷淋器7设置于所述净化器2内顶面，或者设置于所述填料层6之间；所述喷淋器7包括：喷淋头701；用以调节喷淋水流量的喷淋调节阀702。更为具体地，填料层6设置有5层，喷淋器7具体为8个。

其中，设置多层所述填料层6以及多个所述喷淋器7，增大废气与碱液淋洗剂接触面积，使之能够充分反应，提高废气净化效率。

具体地，在本发明的实施例中，所述喷淋头701包括下垂型洒水喷头以及水喷管。

其中，利用所述喷淋头701喷洒碱液淋洗液，对输入所述净化器2中的废气进行充分混合反应，对废气进行净化处理。

具体地，在本发明的实施例中，所述燃煤废气与机动车废气净化装置还包括：与所述凝水机构5连接的回水机构11。

具体地，在本发明的实施例中，所述回水机构11包括：与所述凝水机构 5连接的回水管道1101；与所述回水管道1101连接的储水箱1102；设置于所述储水箱1102上的出水口1103；一端连通所述净化器2，另一端连通所述储水箱1102的循环管道1104。

具体地，在本发明的实施例中，所述循环管道1104上设有流量控制阀12。

其中，利用所述回水机构11，对冷凝后的水进行回收处理。

具体地，在本发明的实施例中，所述净化器2底部侧壁上设置有通孔9，所述通孔9处设有滤网；所述动力水泵8通过所述通孔9连接并输送所述碱液淋洗剂。

其中，通过所述通孔9，使碱液淋洗剂在所述净化器2内外液面相同，利于所述动力水泵8输送所述碱液淋洗剂；利用所述滤网，阻止吸入固体颗粒物，防止所述喷淋器7堵塞。

具体地，在本发明的实施例中，所述填料层6包括：工业滤布以及尼龙纱窗。

具体地，在本发明的实施例中，所述碱液淋洗剂的溶质包括氢氧化钾、碳酸钾以及碳酸氢钾；所述碱液淋洗剂的溶剂包括水以及乙二醇。

其中，在碱液淋洗剂中加入所述乙二醇，对于在气温很低的地域的废气净化，可以防止碱液净化剂的凝固；利用氢氧化钾、碳酸钾以及碳酸氢钾作为淋洗剂，实现对酸性气体的快速吸收；实现将酸性气体二氧化硫、二氧化氮转化为作为农用化肥的硫酸钾和硝酸钾。

具体地，在本发明的实施例中，所述净化器2，内径16厘米，使用PVC 管组装或有机玻璃制备，高38厘米；所述进气口3的最低位置距所述净化器 2底部的距离10厘米，进气口3和排气口4的直径均为7.5厘米；在所述净化器2内壁、距离进气口3顶端5厘米，通过强力胶将4个弧形的、弧长1.5 厘米、宽和厚均为0.5厘米的PVC或有机玻璃片等距离固定；将直径15.8厘米的、上面有16个窗格的有机玻璃圆圈置于PVC或有机玻璃片上；使用工业过滤布或尼龙纱窗10克作为填料，折叠成3层，置于有机玻璃圆圈上；用另一个有机玻璃圆圈置于填料顶部，将填料压缩至厚度为3cm；净化器2底部侧壁上有两个长与宽各1厘米的孔，以保持塔内外净化剂液面高度相同；动力水泵8的吸水口上固定双层工业过滤布；净化器2顶部的圆形淋浴喷头，直径15厘米。

请如图4所示，本发明提供一种燃煤废气与机动车废气污染物资源化方法，具体包括以下步骤：S1：将燃煤废气以及机动车废气输入净化器2中； S2：用碱液淋洗剂对燃煤废气以及机动车废气进行循环喷淋处理，使之充分与碱液淋洗剂反应，得到混合溶液；S3：向所述混合溶液中加入适量碳酸钾，充分混合反应直至溶液不再有气泡冒出后，静置沉淀；S4：对所述混合溶液进行固液分离，得到的溶液可作为液态农业化肥，得到的固体可作为硫酸钾、硝酸钾复合化肥。其中，将碱液淋洗剂以及废气作为反应物，输入净化器2 中，充分反应，是废气中的酸性气体资源化转化，生成可作为农业化肥的硫酸钾以及硝酸钾，既减少了大气污染，又实现了污染物的资源化回收利用。

具体地，在本发明的实施例中，基于净化后测得碱液淋洗剂中硫酸根的量，可以判断出机动车废气被净化的效果。

具体地，在本发明的实施例中，燃煤废气中二氧化硫的浓度远大于机动车，未净化的燃煤废气能很快使湿的pH试纸变红，而经过有效净化的废气，湿的pH试纸长时间放置在废气气氛中，颜色保持不变；基于湿的pH试纸是否变色，可以判断燃煤废气被净化的效果大小。

具体地，在本发明的实施例中，以氢氧化钾水溶液为碱液淋洗剂为例，进行废气净化。

废气中氮氧化物主要为一氧化氮，一氧化氮与碱不反应，不能被淋洗剂吸收，但是煤在煤炉内燃烧与柴油在发动机内燃烧，空气是过量的，所以，废气在进入净化器2前，其中的一氧化氮被氧化为能与碱反应的二氧化氮，其反应式为：

2NO+O

具体地，在本发明的实施例中，所述碱液淋洗剂与废气反应包括第一阶段、第二阶段以及第三阶段；反应得到所述混合溶液包括硝酸钾、硫酸钾、亚硫酸钾以及亚硫酸氢钾。

具体地，在本发明的实施例中，所述第一阶段S201：所述碱液淋洗剂与二氧化碳以及二氧化硫反应，生成亚硫酸钾、硝酸钾以及碳酸氢钾；其反应式为：

SO

3NO

2NO+O

2KOH+CO

K

具体地，在本发明的实施例中，所述第二阶段S202：碳酸氢钾与酸性气体二氧化硫、二氧化氮的反应，生成亚硫酸钾、硝酸钾；其反应式为：

2KHCO

KHCO

其中，碱液淋洗液与二氧化碳的反应是主要反应，因为二氧化碳的浓度相对于酸性气体大得多。

具体地，在本发明的实施例中，用酚酞做指示剂，通过颜色的变化可以判断第一阶段的进展情况。

其中，浓的氢氧化钾溶液是无色，随着反应的进行，溶液呈鲜红色，然后慢慢变成红色、淡红色，最后变成无色，此时溶液的pH值为8，表明KOH 全部转化为KHCO

具体地，在本发明的实施例中，所述第三阶段S203：亚硫酸钾与二氧化硫、氧气发生反应，生成亚硫酸氢钾、硫酸氢钾以及硫酸钾；其反应式为：

K

K

2K

2KHSO

其中，所述当净化进行到第三阶段，淋洗剂的pH＜7，因为产生均为强酸性物质亚硫酸氢钾KHSO

具体地，在本发明的实施例中，在S3中，加入适量碳酸钾与亚硫酸氢钾和硫酸氢钾发生反应，生成硫酸钾，其反应式为：

2KHSO

2KHSO

2K

其中，向碱液淋洗剂中加入碳酸钾K2CO

由上所述，本发明实施例涉及的燃煤废气与机动车废气净化装置，废气从所述净化器2的进气口3进入，由于所述净化器2底部被碱液淋洗剂封住，废气只能向上运动；利用所述填料层6时，使之运动速度受阻，与碱液淋洗剂进行充分有效的接触，使酸性气体被高效吸收，固体颗粒下沉；利用所述动力水泵8输送碱液淋洗剂至所述喷淋器7，通过喷淋器7向下喷淋，实现循环净化处理；其次，净化后的废气从排气口4排出，利用所述凝水机构5，对净化后的废气进行冷凝，减少液态水排入大气。本发明涉及的技术方案，相较于现有技术而言，能够冷凝净化后的废气，减少废气中的液态水排入大气，降低污染程度。本发明实施例涉及的燃煤废气与机动车废气污染物资源化方法，将碱液淋洗剂以及废气作为反应物，输入净化器2中，充分反应，是废气中的酸性气体资源化转化，生成可作为农业化肥的硫酸钾以及硝酸钾，既减少了大气污染，又实现了污染物的资源化回收利用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。