CN103697482B - 一种有机废气锅炉热力焚烧处理系统及处理工艺 - Google Patents

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顾震宇
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滕富华
朱虹
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Abstract

本发明公开了一种有机废气锅炉热力焚烧处理系统及处理工艺,处理装置包括顺次连接的吸收装置、锅炉风机、锅炉、脱硫脱硝除尘装置和烟囱,所述吸收装置和锅炉风机之间设有顺次连接的除雾器、废气引风机、应急排放控制器和风量平衡补偿器,所述除雾器与吸收装置连接,所述风量平衡控制器与锅炉风机连接。本发明工艺在保证净化效率的前提下通过增设除雾处理、应急排放处理和风量平衡处理,增强整个处理工艺的稳定性和安全性。

Description

一种有机废气锅炉热力焚烧处理系统及处理工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及废气处理技术领域,具体涉及一种有机废气锅炉热力焚烧处理系统及 处理工艺。
背景技术
[0002] 有机废气会对环境和人类产生严重危害,已成为我国环境保护工作的重点之一。 高效简便的有机废气处理方式越来越受到人们的重视。目前,国内外治理有机废气比较普 遍的方法有吸附法、吸收法、氧化法、生物处理法等,近年来又出现了一些新技术,如膜分离 法、光分解法和吸附催化氧化技术等综合处理技术。焚烧法对有机废气的去除效率总体高 于吸收和吸附法,正逐步成为有机废气处理的主要手段。目前燃烧法主要有普通热力燃烧、 催化燃烧、蓄热燃烧、蓄热催化燃烧、锅炉热力焚烧等。
[0003] 普通热力燃烧是将有机类气体的废气送入有火焰的燃烧炉中,使可燃成分燃烧, 转化成二氧化碳和水,该法处理效率高,但能耗高,运行费用过高。
[0004] 催化氧化的优点是催化燃烧为无焰燃烧,安全性好,起燃温度低,节约能源,适用 于高温、中高浓度的有机废气治理。但该法若使用贵金属催化剂,费用昂贵;当含有铅、锡、 锌、硅、硫、磷、砷及卤素等物质时,催化剂容易中毒;特别地,当含有氯元素,在催化氧化的 温度段内,会有二噁英产生。
[0005] 蓄热燃烧(RT0)法在操作过程中,气体在交替地通过陶瓷蓄热床进入RT0时被加 热,使有机废气燃烧产生的热量能最大限度地被利用。RT0结构简单、紧凑、体积小,处理对 象少选择性,控制简单,热回收率高,使得运行费用会较少,性价比合理,去除效率高。但设 备投资较高,当污染物浓度较低时运行费用过高。
[0006] 蓄热催化氧化(RC0)是在RT0的基础上,在燃烧阶段采用催化氧化的方式,也具有 部分RT0的优点,但缺点与催化氧化类似。
[0007] 锅炉热力燃烧技术指利用现有供电锅炉、供热锅炉或其他非废气处理专用的焚烧 炉,将产生的废气直接引入到燃烧室,在尽量少增加设备的情况下达到去除污染物的目的。 该法具有简单实用,投资省,运行费用低,去除效率高,还能带来一定的经济效益,适用于有 机废气处理,目前使用较为普遍。但有机废气成分复杂,都易燃易爆,对锅炉存在腐蚀、爆炸 等安全风险,高含水率的废气会影响锅炉效率,风量不稳定会影响锅炉正常运行。因此,对 于有机废气的处理,除净化效率外还需要着重考虑处理系统的安全性及稳定性。
发明内容
[0008] 本发明提供了一种有机废气锅炉热力焚烧处理系统及处理工艺,保证净化效率的 如提下提尚安全性能和稳定性能。
[0009] 本发明提供了一种有机废气锅炉热力焚烧处理工艺,包括如下步骤:
[0010] (1)有机废气经收集进入吸收装置,对有机废气中的颗粒物、杂质和酸性物质进行 洗涤吸收处理,拦截大部分颗粒物和酸性腐蚀气体;
[0011] (2)经步骤(1)洗涤吸收过的有机废气进入除雾器,去除废气中大部分水分;
[0012] (3)经步骤(2)除雾后的有机废气增压后进入应急排放控制器,废气浓度低于爆炸 极限的1/4时至下一步处理,废气浓度等于或高于爆炸极限的1/4时应急排放;
[0013] (4)通过步骤(3)安全监测的有机废气进入风量平衡补偿器,控制风量平衡补偿器 内调节阀的开度大小,补入空气,保持风压等于锅炉风机额定工作压力;
[0014] (5)经步骤(4)处理的有机废气和补风空气加压后进入锅炉炉膛充分燃烧,焚烧温 度为800-1200°C,将有机碳氢化合物彻底热分解为二氧化碳和水;
[0015] (6)经步骤(5)处理后的废气进入脱硝脱硫除尘装置进行脱硝、脱硫和除尘处理; 最后进行排放。
[0016] 本发明在保证净化效率的前提下通过步骤2的除雾处理、步骤(3)的应急排放处理 和步骤(4)的风量平衡处理,增强整个处理工艺的稳定性和安全性。
[0017] 本发明还提供一种有机废气锅炉热力焚烧处理系统,包括顺次连接的吸收装置、 锅炉风机、锅炉、脱硫脱硝除尘装置和烟肉,其特征在于,所述吸收装置和锅炉风机之间设 有顺次连接的除雾器、废气引风机、应急排放控制器和风量平衡补偿器,所述除雾器与吸收 装置连接,所述风量平衡补偿器器与锅炉风机连接。
[0018] 本发明的工艺通过本发明的装置完成,本发明装置中,在吸收装置与锅炉风机之 前增设除雾器、应急排放控制器和风量平衡补偿器器,增强处理系统的安全性和稳定性,应 急排放装置中,废气浓度低于爆炸极限的1/4时直接进入下一处理设备;废气浓度大于或等 于爆炸极限的1/4时进行应急排放;风量平衡补偿器器通过风量的补充和调节增强整套处 理系统的稳定性。
[0019] 作为优选,所述应急排放控制器包括:
[0020] 第二三通接头,该第二三通接头包括连接废气引风机的进口端、连接风量平衡补 偿器器的出口端以及用于应急排放的应急端;
[0021 ]与进口端连通的可燃气体报警器;
[0022]设置在出口端上的第一切断阀;
[0023] 以及设置在应急端上的第二切断阀;
[0024] 所述可燃气体报警器与第一切断阀及第二切断阀之间通信连接。
[0025] 可燃气体报警器输出信号给第一切断阀和第二切断阀,废气浓度低于爆炸极限的 1/4时打开第一切断阀A,关闭第二切断阀,废气直接进入下一处理设备;废气浓度大于或等 于爆炸极限的1/4时关闭第一切断阀,打开第二切断阀B,进行应急排放,保证系统的安全 性。
[0026] 作为优选,所述风量平衡补偿器器包括:
[0027]第一三通接头,该第一三通接头包括连接应急排放控制器的进口端、连接锅炉风 机的出口端以及用于补风的补风端;
[0028]与出口端连接的压力变送器;
[0029] 以及设置在补风端上且与压力变送器通信连接的调节阀。
[0030] 压力变送器输出信号给调节阀,控制调节阀开度大小,保持风压等于锅炉风机额 定工作压力,保证系统的稳定性。
[0031] 作为优选,所述的除雾器为丝网除雾器、纤维除雾器或静电除雾器。
[0032]作为优选,所述的吸收装置为水洗吸收装置或碱洗吸收装置。
[0033]作为优选,所述的锅炉风机为一次风机或二次风机。
[0034] 作为优选,所述锅炉为供电锅炉、供热锅炉或非废气处理专用的焚烧炉。
[0035] 所述脱硫脱硝除尘装置为常规脱硫脱硝除尘装置。
[0036] 本发明工艺陪和本发明的装置,使有机废气的净化效率提高,处理系统的安全性 和稳定性均得到很好的保证。
[0037] 与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
[0038] 有机废气经吸收装置,去除了大部分颗粒物和酸性气体,有效防止管道堵塞、风机 磨损和锅炉及其配件的腐蚀。
[0039] 废气经高效除雾器除雾,去除大部分水分,降低了废气焚烧对锅炉效率的影响。
[0040] 本发明设置应急排放控制器,其难点在于:有机废气成分复杂,设置可燃气体报警 器前需了解有机废气的主要成分,按照主要成分选取单一型检测器或复合型检测器,选择 两种以上单一型检测器或复合型检测器需编辑多元混合气体爆炸极限核算程式,根据各有 机气体的瞬时体积分数计算爆炸极限并判断有机混合气体浓度是否超标。本发明通过发明 人大量的实践探索和理论研究确定了上述优选的应急排放控制器设置方式。其优点在于: 废气通过应急排放控制器,自动判断废气的安全性,将不符合安全焚烧要求的废气应急排 放,降低了废气焚烧爆炸风险。
[0041] 本发明设置风量平衡补偿器器,其优点在于:有机废气风量不稳定,但锅炉系统需 要稳定的气源,目前常规解决方法是将有机废气管路与锅炉引风机进口管断开一小段距 离,通过锅炉引风机的超大风压,将废气吸进风机,风量不足部分通过断口处空气补风完 成,该方法的缺点是有机废气易通过断口泄露,造成该区域环境污染。本发明设置的风量平 衡补偿器器,为全密闭式管路系统,既能维持稳定的焚烧风量,又不存在废气泄露问题。 [0042]有机废气经锅炉风机加压后进入锅炉炉膛充分燃烧,焚烧温度高,处理效果好,有 机碳氢化合物彻底热分解为二氧化碳和水,无二次污染。
[0043]焚烧后的废气进入原有锅炉配套的脱硝脱硫除尘装置,处理达标后高空排放。 [0044]总的来说,本发明利用现有锅炉系统作为焚烧装置,新增设备少,投资省,运行费 用低,充分考虑了安全性及稳定性,简单实用,无二次污染。
附图说明
[0045] 图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
[0046] 如图1所示,一种有机废气锅炉热力焚烧处理系统,包括顺次连接的吸收装置1、除 雾器2、废气引风机3、应急排放控制器4、风量平衡补偿器器5、锅炉风机6、锅炉7、脱硫脱硝 除尘装置8和烟囱9。
[0047] 吸收装置1采用水洗吸收装置或碱洗吸收酸性物质装置;除雾器采用丝网除雾器、 纤维除雾器或静电除雾器。
[0048] 应急排放控制器4包括第二三通接头,该第二三通接头包括进口端、出口端和应急 端,该第二三通接头的进口端连接废气引风机3,该第二三通接头的进口端上连接一个可燃 气体报警器10;该第二三通接头的出口端连接风量平衡补偿器器5,并在该出口端上设置一 个第一切断阀11;该第二三通接头的应急端上设置一个第二切断阀12。
[0049] 可燃气体报警器10与第一切断阀11及第二切断阀12之间通信连接,可燃气体报警 器10采集进口端内可燃气体含量信息,传输信号给两个切断阀并控制两个切断阀的开闭。 废气浓度低于爆炸极限的1/4时打开第一切断阀11,关闭第二切断阀12,废气直接进入下一 处理设备;废气浓度大于或等于爆炸极限的1/4时关闭第一切断阀11,打开第二切断阀12, 进行废气的应急排放。
[0050] 风量平衡补偿器器5包括第一三通接头,该第一三通接头包括进口端、出口端和补 风端,该第一三通接头的进口端连接第二三通接头的出口端;该第一三通接头的出口端连 接锅炉风机6,并在该出口端上连接一个压力变送器13;在第一三通接头的补风端上设置调 节阀14,调节阀14与压力变送器13之前通信连接。
[0051] 压力变送器13采集第一三通接头出口端内气体的气压信息,输出信号给调节阀 14,控制调节阀14开度大小,保持风压等于锅炉风机6额定工作压力。
[0052] 锅炉风机6可以采用一次风机或者二次风机。
[0053]锅炉7可以采用供电锅炉、供热锅炉或其他非废气处理专用的焚烧炉。脱硫脱硝除 尘装置8根据所处理废气的性质选择现有技术中公知的脱硫除尘设备。
[0054]利用上述装置进行有机废气锅炉热力焚烧的处理工艺,其步骤如下:
[0055] (1)有机废气经收集进入吸收装置1,对有机废气中的颗粒物、杂质和酸性物质进 行洗涤吸收处理,拦截大部分颗粒物和酸性腐蚀气体。
[0056] (2)洗涤吸收过的有机废气进入除雾器2,去除废气中大部分水分;
[0057] (3)除雾后的有机废气经废气引风机3增压后进入应急排放控制器4,废气浓度低 于爆炸极限的1/4时继续处理,废气浓度等于或高于爆炸极限的1/4时应急排放。
[0058] (4)通过安全监测的有机废气进入风量平衡补偿器5,控制调节阀14开度大小,补 入空气,保持风压等于锅炉风机6额定工作压力。
[0059] (5)有机废气和补风空气经锅炉风机6加压后进入锅炉7炉膛充分燃烧,焚烧温度 为800-1200°C,将有机碳氢化合物彻底热分解为二氧化碳和水。
[0060] (6)出来后的废气进入脱硝脱硫除尘装置8进行脱硝、脱硫和除尘处理。
[0061] (7)处理后的气体通过经烟囱9达标排放。
[0062] 实施例1
[0063]某医化企业有机废气60000m3/h先进入碱洗吸收装置进行预处理,然后通过除雾 器、废气引风机、应急排放控制器、风量平衡补偿器后经锅炉风机进入锅炉进行焚烧处理, 出来后的废气进入脱硫除尘装置进行脱硫和除尘处理。该项目废气成分复杂,经锅炉热力 焚烧后,非甲烷总烃净化效率>96 %,进出口具体数据见表1。
[0064] 表1非甲烷总烃监测值
[0065]
Figure CN103697482BD00071
[0066] 本项目有机废气成分复杂,废气中含有二氯甲烷等卤代烃,如燃烧条件控制不好 易产生二次污染,采用本发明处理该有机废气,可有效控制二次污染问题。经锅炉热力焚烧 后,尾气中二噁英监测数据见表2。
[0067] 表2二噁英监测值 [0068]
Figure CN103697482BD00072
[0069] 实施例2
[0070]某化工企业有机废气设计风量24500m3/h,先进入吸附或吸收装置进行预处理,然 后通过锅炉二次风机进入3台130t/h的流化床燃煤锅炉进行焚烧处理,出来后的废气进入 脱硫除尘装置进行脱硫和除尘处理,烟气总风量约为3000000m3/h。已运行五年,废气焚烧 前后热效率损失约为1%,第4年更换锅炉预热器一次,该类锅炉预热器常规寿命为7年左 右。
[0071] 另一某医化企业有机废气设计风量50000m3/h,采用本发明的装置,先进入碱洗吸 收装置进行预处理,然后通过除雾器、废气引风机、应急排放控制器、风量平衡补偿器后经 锅炉风机进入2台75t/h的锅炉进行焚烧处理,出来后的废气进入脱硫除尘装置进行脱硫和 除尘处理,烟气总风量约为1500000m3/h。已运行三年,废气焚烧前后热效率损失约为 0.8%,锅炉预热器未见明显腐蚀。
[0072] 经比较,通过新增除雾器、应急排放控制器、风量平衡补偿器后,锅炉焚烧系统单 位废气风量/锅炉烟气量比例的热效率损失值明显下降,易腐蚀设备腐蚀程度明显优于常 规锅炉废气焚烧处理工艺。

Claims (7)

1. 一种有机废气锅炉热力焚烧处理工艺,其特征在于,包括如下步骤: (1) 有机废气经收集进入吸收装置,对有机废气中的颗粒物、杂质和酸性物质进行洗涤 吸收处理,拦截大部分颗粒物和酸性腐蚀气体; (2) 经步骤(1)洗涤吸收过的有机废气进入除雾器,去除废气中大部分水分; (3) 经步骤(2)除雾后的有机废气增压后进入应急排放控制器,废气浓度低于爆炸极限 的1/4时至下一步处理,废气浓度等于或高于爆炸极限的1/4时应急排放; (4) 通过步骤(3)安全监测的有机废气进入风量平衡补偿器,控制风量平衡补偿器内调 节阀的开度大小,补入空气,保持风压等于锅炉风机额定工作压力; (5) 经步骤(4)处理的有机废气和补风空气加压后进入锅炉炉膛充分燃烧,焚烧温度为 800-1200°C,将有机碳氢化合物彻底热分解为二氧化碳和水; (6) 经步骤(5)处理后的废气进入脱硝脱硫除尘装置进行脱硝、脱硫和除尘处理;最后 进行排放。
2. -种有机废气锅炉热力焚烧处理系统,包括顺次连接的吸收装置、锅炉风机、锅炉、 脱硫脱硝除尘装置和烟肉,其特征在于,所述吸收装置和锅炉风机之间设有顺次连接的除 雾器、废气引风机、应急排放控制器和风量平衡补偿器,所述除雾器与吸收装置连接,所述 风量平衡补偿器与锅炉风机连接; 所述风量平衡补偿器包括: 第一三通接头,该第一三通接头包括连接应急排放控制器的进口端、连接锅炉风机的 出口端以及用于补风的补风端; 与出口端连接的压力变送器; 以及设置在补风端上且与压力变送器通信连接的调节阀。
3. 根据权利要求2所述有机废气锅炉热力焚烧处理系统,其特征在于,所述应急排放控 制器包括: 第二三通接头,该第二三通接头包括连接废气引风机的进口端、连接风量平衡补偿器 的出口端以及用于应急排放的应急端; 与进口端连通的可燃气体报警器; 设置在出口端上的第一切断阀; 以及设置在应急端上的第二切断阀; 所述可燃气体报警器与第一切断阀及第二切断阀之间通信连接。
4. 根据权利要求2所述有机废气锅炉热力焚烧处理系统,其特征在于,所述的除雾器为 丝网除雾器、纤维除雾器或静电除雾器。
5. 根据权利要求2所述有机废气锅炉热力焚烧处理系统,其特征在于,所述的吸收装置 为水洗吸收装置或碱洗吸收装置。
6. 根据权利要求2所述有机废气锅炉热力焚烧处理系统,其特征在于,所述的锅炉风机 为一次风机或二次风机。
7. 根据权利要求2所述有机废气锅炉热力焚烧处理系统,其特征在于,所述锅炉为供电 锅炉、供热锅炉或非废气处理专用的焚烧炉。
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