CN102564149A - 工业窑炉废气净化回收工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业废气的净化处理领域，具体涉及一种工业窑炉废气净化回收工艺及设备。本净化回收工艺所需要的设备，结构合理，包括热交换室和净化室，热交换室的进风口连接窑炉的排废气管，排废气管上安装排废风机，热交换室中设有热交换装置，热交换室与净化室之间通过通风口相连通，净化室的出风口连接排气风机，排气风机的出口连接排风管，排风管上安装阀门和废气检测仪，废气检测仪位于排气风机和阀门之间。本工艺既能够能够充分利用工业窑炉废气中的热量，又能将废气净化，净化后达到排废指标的气体排入大气层。

Description

工业窑炉废气净化回收工艺及设备

技术领域

本发明涉及一种工业窑炉废气净化回收工艺及设备，属于工业废气的净化处理领域。

背景技术

工业用窑炉包含辊道窑、喷雾干燥塔、隧道窑、梭式窑、推板窑、导焰窑等。排放的大气污染物主要有常规控制因子：颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、烟气黑度；另外还有特征污染因子：氯化氢、氟化氢、铅、镉、钴、镍的氧化物。据调查统计，燃煤、重油、柴油等陶瓷工业窑炉SO2排放浓度约为800-5000mg/m3，NOX排放浓度为200-800mg/m3，目前大部分窑炉未进行脱硫除尘。由于工业窑炉内排出的废气一般有300℃左右的高温，因而现在也有较多窑炉会将部分排出的气体经简单的除尘后或直接输送到干燥器加以利用，这种做法的弊端在于：①由于气体中含有上述的大气污染物的存在，特别是粉尘颗粒对干燥器内的瓷砖表面质量影响较大；②在这些含有污染物的废气的再利用过程中，在车间内部形成了局部的污染小循环状态，会导致车间内的空气质量越来越差，对工作人员的身体伤害很大。而目前，对于工业窑炉废气的处理还处于初级阶段，并未形成有效的体系。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种能够充分利用工业窑炉废气中的热量并能将废气净化的工业窑炉废气净化回收工艺，并提供一种与本工艺相配合的废气净化回收设备，达到节能减排的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工业窑炉废气净化回收工艺，其特征在于：包括如下步骤：

①废气中的热量回收：将工业窑炉内排出的废气排入热交换装置中，通过热交换装置将废气中的热量带走并回收，使废气温度由300℃降至50～100℃；

②废气净化：将降温后的废气通入净化室中进行净化，净化后达到排废指标的气体排入大气层。

所述的步骤①中废气中的热量通过热交换装置中的干净气体传递给干燥器进行回收利用。

所述的步骤②中的废气净化采用多级循环净化，经一次净化后的废气达不到排废指标时，将该废气通过回流管再次通入净化室中进行净化，直至废气达到排废指标，再将气体排入大气层。

所述的步骤②中采用混合配液对废气进行雾化喷淋净化，废气中的SO₂、氮氧化物等有害气体与混合配液反应，反应后的气体及粉尘均处于混合配液中，净化后的气体排入大气层，所述的混合配液根据窑炉所排废气的成分及含量来配置。

将步骤②中废气净化后产生的废水进行固液分离，并对分离后的泥料和液体分别进行回收。泥料和液体分离后可分别循环再利用，其中，液体可用于制作混合配液，也可返回车间再利用，而泥料则可再作为砖坯原料的配料来使用。

一种所述净化回收工艺所需要的设备，其特征在于：包括热交换室和净化室，热交换室的进风口连接窑炉的排废气管，排废气管上安装排废风机，热交换室中设有热交换装置，热交换室与净化室之间通过通风口相连通，净化室的出风口连接排气风机，排气风机的出口连接排风管，排风管上安装阀门和废气检测仪，废气检测仪位于排气风机和阀门之间。

所述的热交换装置由数组集热管组成，集热管的进口通过冷风管连接冷风风机，出口连接干燥器。利用冷风风机引入的干净冷风将废气中的热量置换出来，作为干燥器的热源利用，并且不与废气有任何的直接性接触，保证其清洁环保性，且节约了干燥器的能源利用，更加节能环保。

所述的净化室中设置一挡板，挡板的下部浸入净化室的混合配液中，净化室由挡板半隔成雾化室和出风室，雾化室与热交换室相通，雾化室的顶部安装雾化器，雾化器通过管路连接配液器，管路上安装循环泵，出风室的底部连接废水管，废水管上安装阀门，净化室的出风口位于出风室顶部。其中，配液器中的混合配液用于去除废气中的有害气体，雾化器所喷洒的雾滴直径为1～20μm，通过雾滴对废气进行喷淋净化，使废气与混合配液充分接触，不仅净化效果显著且效率高。

所述的雾化室顶部设有进气口，进气口连接回流管的一端，回流管的另一端与排风管连通，回流管上安装阀门。当净化后的废气未达到排废指标时，通过回流管将废气输送回净化室中进行二次甚至多次净化，使废气最终达到排废指标。

所述的废水管连接固液分离器，固液分离器的底部通过管道连接集料器，上部通过出水管连接配液器。经固液分离器分离出的液体排入配液器中制作混合配液，泥料排入集料器中用于集料器的原料配置。

为了将废气中的热量进行充分吸收利用，在热交换室中设置一网孔式挡风板，网孔式挡风板位于热交换装置与通风口之间。通风口的进口前端设置聚风结构，可以将热交换室的右侧面设置为斜面并在上侧收口，从而将热交换室中的废气集中排入雾化室中。

除上述外，还可增设一废气检测仪，将测得的废气排放的质量信号与数据直接传送当地环保部门的监控系统，便于环保机构对当地工业窑炉废气质量进行实时监控。

工作原理及过程：

由工业窑炉排出的废气，在排废风机的作用下，由排废气管排入热交换室，经集热管内冷风对废气进行热交换作用后，使废气温度由300℃降至70℃左右，集热管内置换后的干净热风输送至干燥器加以利用，被降温后的废气进入雾化室，将配液器中针对废气中的SO2、氮氧化物等有害气体净化处理配置成的混合配液，经雾化器雾化成纳米级的雾滴，对废气进行喷淋净化，净化后达到排废指标的气体由排气风机将其排入大气层，未达指标则将返回净化室进行二次甚至多次净化，反应后的气体及粉尘均处于混合配液中，经废水管输送至固液分离器，进行固液分离，其中，分离出的水可返回配液器重复使用，泥料可用于集料器的原料配置。

本发明所具有的有益效果是：

本工业窑炉废气净化回收工艺，能够利用干净的冷风将废气中的热量置换出来作为干燥器的热源利用，冷风不与废气有任何的直接性接触，保证其清洁环保性，更加节能环保；

本废气净化回收工艺中应用的设备，结构合理，无需改变工业窑炉的任何结构基础，对企业现有的工业窑炉生产线的排废改造简单、方便且快捷；

通过雾化器将雾化成1～20μm的混合配液雾滴对废气进行喷淋净化，不仅净化效果显著且效率高；

净化室的废气检测仪可以对净化后的废气进行实时观察及控制，若废气质量不合格，则经回流管返回净化室进行二次甚至多次净化，直至废气达到排废指标排入大气层；

排气管末端的废气检测仪能够将测得的废气排放的质量信号与数据直接传送当地环保部门的监控系统，便于环保机构对当地工业窑炉废气质量进行实时监控；

废气净化后产生的废水经过固液分离器的作用，将固态的泥料与水分离并进行循环再利用，其中的水可再制作配液使用，也可返回车间釉线等再利用，而泥料则可再作为原料的配料来使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、排废气管；2、排废风机；3、进风口；4、热交换室；5、集热管；6、冷风管；7、冷风风机；8、雾化室；9、挡板；10、出风室；11、集料器；12、管道；13、固液分离器；14、阀门；15、废水管；16、出水管；17、配液器；18、管路；19、循环泵；20、出风口；21、排气风机；22、废气检测仪；23、排风管；24、阀门；25、监控系统；26、废气检测仪；27、阀门；28、回流管；29、雾化器；30、进气口；31、通风口；32、挡风板；33、干燥器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述：

工业窑炉废气净化回收工艺，包括如下步骤：

①废气中的热量回收：将工业窑炉内排出的废气排入热交换装置中，通过热交换装置将废气中的热量带走并回收，使废气温度由300℃降至70℃左右；

②废气净化：将降温后的废气通入净化室中进行净化，净化后达到排废指标的气体排入大气层。

其中：

步骤①中废气中的热量通过热交换装置中的干净气体传递给干燥器进行回收利用。

步骤②中的废气净化采用多级循环净化，经一次净化后的废气达不到排废指标时，将该废气通过回流管28再次通入净化室中进行净化，直至废气达到排废指标，再将气体排入大气层。

步骤②中采用混合配液对废气进行雾化喷淋净化，废气中的SO₂、氮氧化物等有害气体与混合配液反应，反应后的气体及粉尘均处于混合配液中，净化后的气体排入大气层，所述的混合配液根据窑炉所排废气的成分及含量来配置。

将步骤②中废气净化后产生的废水进行固液分离，并对分离后的泥料和液体分别进行回收。泥料和液体分离后可分别循环再利用，其中，液体可用于制作混合配液，也可返回车间再利用，而泥料则可再作为砖坯原料的配料来使用。

如针对废气中SO₂、NO、NO₂、CO₂、HCl、粉尘等物质含量较高的窑炉，可制作氢氧化钙与氢氧化钠的碱性混合配液，当雾化器将液体雾化成细小的雾滴喷淋到废气中时，形成人工降雨的形式，废气中的SO₂等将发生化学反应，生成Na₂SO₃、CaSO₃、NaNO₂、NaNO₃、NaCO₃、CaCO₃等物质，粉尘将被雾滴带入水中，与CaCO₃等固体物质沉淀即所得的泥料，废水中的亚硫酸钙CaSO₃等也是陶瓷生产中的主要原料之一，均可再利用。

本净化回收工艺所需要的设备，如图1所示，包括热交换室4和净化室，热交换室4的进风口3连接窑炉的排废气管1，排废气管1上安装排废风机2，热交换室4中设有热交换装置，热交换室4与净化室之间通过通风口31相连通，净化室的出风口20连接排气风机21，排气风机21的出口连接排风管23，排风管23上安装阀门24和废气检测仪22，废气检测仪22位于排气风机21和阀门24之间。

其中：

热交换装置由数组集热管5组成，集热管5的进口通过冷风管6连接冷风风机7，出口连接干燥器33；

净化室中设置一挡板9，挡板9的下部浸入净化室的混合配液中，净化室由挡板9半隔成雾化室8和出风室10，雾化室8与热交换室4相通，雾化室8的顶部安装雾化器29，雾化器29通过管路18连接配液器17，管路18上安装循环泵19，出风室10的底部连接废水管15，废水管15上安装阀门14，净化室的出风口20位于出风室10顶部；

雾化室8顶部设有进气口30，进气口30连接回流管28的一端，回流管28的另一端与排风管23连通，回流管28上安装阀门27；

所述的废水管15连接固液分离器13，固液分离器13的底部通过管道12连接集料器11，上部通过出水管16连接配液器17。

为了将废气中的热量进行充分吸收利用，在热交换室4中设置一网孔式挡风板32，网孔式挡风板32位于热交换装置与通风口31之间。通风口31的进口前端设置聚风结构，可以将热交换室4的右侧面设置为斜面并在上侧收口，从而将热交换室4中的废气集中排入雾化室8中。

除上述外，还可增设一废气检测仪26，将测得的废气排放的质量信号与数据直接传送当地环保部门的监控系统25，便于环保机构对当地工业窑炉废气质量进行实时监控。

工作原理及过程：

由工业窑炉排出的废气，在排废风机2的作用下，由排废气管1排入热交换室4，经集热管5内冷风对废气进行热交换作用后，使废气温度由300℃降至70℃左右，集热管5内置换后的干净热风输送至干燥器33加以利用，被降温后的废气进入雾化室8，将配液器17中针对废气中的SO₂、氮氧化物等有害气体净化处理配置成的混合配液，经雾化器29雾化成纳米级的雾滴，对废气进行喷淋净化，净化后达到排废指标的气体由排气风机21将其排入大气层，未达指标则将返回净化室进行二次甚至多次净化，反应后的气体及粉尘均处于混合配液中，经废水管15输送至固液分离器13，进行固液分离，其中，分离出的水可返回配液器17重复使用，泥料可用于集料器11的原料配置。

Claims (10)

1.一种工业窑炉废气净化回收工艺，其特征在于：包括如下步骤：

①废气中的热量回收：将工业窑炉内排出的废气排入热交换装置中，通过热交换装置将废气中的热量带走并回收，使废气温度由300℃降至50～100℃；

②废气净化：将降温后的废气通入净化室中进行净化，净化后达到排废指标的气体排入大气层。

2.根据权利要求1所述的工业窑炉废气净化回收工艺，其特征在于：所述的步骤①中废气中的热量通过热交换装置中的干净气体传递给干燥器进行回收利用。

3.根据权利要求1所述的工业窑炉废气净化回收工艺，其特征在于：所述的步骤②中的废气净化采用多级循环净化，经一次净化后的废气达不到排废指标时，将该废气通过回流管再次通入净化室中进行净化，直至废气达到排废指标，再将气体排入大气层。

4.根据权利要求1或3所述的工业窑炉废气净化回收工艺，其特征在于：所述的步骤②中采用混合配液对废气进行雾化喷淋净化，废气中的SO₂、氮氧化物等有害气体与混合配液反应，反应后的气体及粉尘均处于混合配液中，净化后的气体排入大气层，所述的混合配液根据窑炉所排废气的成分及含量来配置。

5.根据权利要求4所述的工业窑炉废气净化回收工艺，其特征在于：将步骤②中废气净化后产生的废水进行固液分离，并对分离后的泥料和液体分别进行回收。

6.一种权利要求1所述净化回收工艺所需要的设备，其特征在于：包括热交换室和净化室，热交换室的进风口连接窑炉的排废气管，排废气管上安装排废风机，热交换室中设有热交换装置，热交换室与净化室之间通过通风口相连通，净化室的出风口连接排气风机，排气风机的出口连接排风管，排风管上安装阀门和废气检测仪，废气检测仪位于排气风机和阀门之间。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述的热交换装置由数组集热管组成，集热管的进口通过冷风管连接冷风风机，出口连接干燥器。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述的净化室中设置一挡板，挡板的下部浸入净化室的混合配液中，净化室由挡板半隔成雾化室和出风室，雾化室与热交换室相通，雾化室的顶部安装雾化器，雾化器通过管路连接配液器，管路上安装循环泵，出风室的底部连接废水管，废水管上安装阀门，净化室的出风口位于出风室顶部。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述的雾化室顶部设有进气口，进气口连接回流管的一端，回流管的另一端与排风管连通，回流管上安装阀门。

10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述的废水管连接固液分离器，固液分离器的底部通过管道连接集料器，上部通过出水管连接配液器。

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