CN104033912A

CN104033912A - 用于废气处理及回收循环利用的装置

Info

Publication number: CN104033912A
Application number: CN201410270048.4A
Authority: CN
Inventors: 倪修文
Original assignee: Nanjing Lan Di Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2014-09-10

Abstract

本发明公开了一种用于废气处理及回收循环利用的装置，包括热氧化炉，热氧化炉分别通过第一管道、第二管道接入废气入口与废气出口，热氧化炉与废气入口相连通的第一管道上还设有废气预热器，废气预热器与热氧化炉相连通；装置中还包括活性炭吸附装置，活性炭吸附装置与热氧化炉相互并列，且活性炭吸附装置分别通过第三管道、第四管道接入废气入口与废气出口。通过回收管道使经热氧化炉燃烧氧化后的废气直接进入废气预热器中辅助预热等待处理的废气，且在热氧化炉发生故障时，通过活性炭吸附装置直接过滤废气中的有害物质，进而不影响装置的正常运行，通过废气出口前端设置的余热回收装置，可将燃烧氧化后废气的热量回收以做他用。

Description

用于废气处理及回收循环利用的装置

技术领域

本发明涉及一种废气，尤其是挥发性有机化合物处理装置，更具体的说，本发明主要涉及一种用于废气处理及回收循环利用的装置。

背景技术

目前，对于VOCs（挥发性有机化合物volatileorganiccompounds的英文缩写）的处理主要采用热氧化炉，通过燃烧的方式清废气中的有害物质，进而减少环境污染，但一旦热氧化炉出现故障时，就无法继续处理有机废气，而除此之外，在使用中还发现存在如下问题：一是余热不回收，在废气处理过程中造成热量浪费，二是蓄热式氧化炉的蓄热体过于庞大、维护不便、切换阀门多开关频繁易故障。因而有必要针对VOCs废气的处理装置做进一步的研究和改进。。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述不足，提供一种用于废气处理及回收循环利用的装置，以期望解决现有技术中有机废气处理不进行余热回收，造成大量热量浪费，且当热氧化炉发生故障时装置无法继续使用等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种用于废气处理及回收循环利用的装置，包括热氧化炉，所述热氧化炉分别通过第一管道、第二管道接入废气入口与废气出口，所述热氧化炉与废气入口相连通的第一管道上还设有废气预热器，所述废气预热器与热氧化炉相连通，用于由废气通过第一管道首先进入废气预热器中预热，再进入热氧化炉中燃烧氧化，最后通过第二管道由废气出口排出；所述装置中还包括活性炭吸附装置，所述活性炭吸附装置与热氧化炉相互并列，且活性炭吸附装置分别通过第三管道、第四管道接入废气入口与废气出口，用于由废气通过第三管道进入活性炭吸附装置进行过滤后，再通过第四管道由废气出口排出；所述第一管道、第二管道、第三管道与第四管道上均安装有关断阀。

作为优选，进一步的技术方案是：所述的第二管道上还设有余热回收装置，用于使经由热氧化炉燃烧氧化后的废气通过余热回收装置换热后由废气出口排出。

更进一步的技术方案是：所述的余热回收装置是余热锅炉或空气预热器。

更进一步的技术方案是：所述第二管道还通过第五管道接入废气预热器，所述废气预热器还通过第六管道直接接入废气出口，所述第五管道与第六管道上均设有关断阀，用于将经由热氧化炉燃烧氧化后的废气传输至废气预热器使其升温预热，然后经过第六管道由废气出口排出。

更进一步的技术方案是：所述第五管道还同时接入活性炭吸附装置，用于通过燃烧氧化后的废气使活性炭吸附装置进行脱附。

更进一步的技术方案是：所述的废气出口是烟囱，所述废气入口的管道上安装有废气风机。

更进一步的技术方案是：所述热氧化炉的内部设有燃烧室，所述燃烧室的内壁上安装有燃烧机，所述燃烧机还分别接入燃烧风机与燃料源，用于由燃料源输送燃料至燃烧机，由燃烧机使燃料在燃烧室内部燃烧，同时由燃烧风机输送空气至燃烧室内支持燃烧。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过回收管道使经热氧化炉燃烧氧化后的废气直接进入废气预热器中辅助预热等待处理的废气，有效简化了废气预热器的结构以及预热所需的热源，且在热氧化炉发生故障时，通过活性炭吸附装置直接过滤废气中的有害物质，进而不影响装置的正常运行，通过废气出口前端设置的余热回收装置，可将燃烧氧化后废气的热量回收以做他用，同时本发明所提供的一种废气处理及回收循环利用的装置结构简单，预热式热氧化炉在故障情况下可继续使用，产生的余热可节省能源，使整套装置生产效率大大提高、更加实用，且应用范围广阔。

附图说明

图1为用于说明本发明一个实施例的装置结构示意图；

图中，1为热氧化炉、2为第一管道、3为第二管道、4为废气入口、5为废气出口、6为废气预热器、7为活性炭吸附装置、8为第三管道、9为第四管道、10为关断阀、11为余热回收装置、12为第五管道、13为第六管道、14为废气风机、15为燃烧机、16为燃烧风机、17为燃料源。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

参考图1所示，本发明的一个实施例是一种用于废气处理及回收循环利用的装置，包括热氧化炉1，该热氧化炉1分别通过第一管道2、第二管道3接入废气入口4与废气出口5，所述热氧化炉1与废气入口4相连通的第一管道2上还设有废气预热器6，所述废气预热器6与热氧化炉1相连通；述装置中还包括活性炭吸附装置7，所述活性炭吸附装置7与热氧化炉1相互并列，且活性炭吸附装置7分别通过第三管道8、第四管道9接入废气入口4与废气出口5；同时上述的第一管道2、第二管道3、第三管道8与第四管道9上均安装有关断阀10。该关断阀10可以采用手动阀、气动阀或是电磁阀，其作用是调整废气在装置中多路管道内部的具体流向，从而使装置实现不同的功能。

本实施例中，装置大致的工作过程为由废气通过第一管道2首先进入废气预热器6中预热，再进入热氧化炉1中燃烧氧化，最后通过第二管道3由废气出口5排出；同时，当装置中的热氧化炉1出现故障时，由可由与其并列的活性炭吸附装置7参与废气处理，具体为由废气通过第三管道8进入活性炭吸附装置7进行过滤后，再通过第四管道9由废气出口5排出。

另一方面，活性炭吸附装置7还可通过管道与热氧化炉1，当热氧化炉1喂发生故障时，过滤后的废气可再次进入热氧化炉1中燃烧氧化处理，并且该管道上仍需设置关断阀10。

再参考图1所示，在本发明的另一实施例中，为避免热氧化炉1燃烧氧化处理后的废气热量浪费，最好在第二管道3上增设余热回收装置11，用于使经由热氧化炉1燃烧氧化后的废气通过余热回收装置11换热后由废气出口5排出。余热回收装置11可采用余热锅炉或空气预热器，产生水蒸汽或高温空气以作他用。

仍然参考图1所示，在本发明用于解决技术问题更加优选的一个实施例中：发明人还对上述废气预热器6的预热远离进行了改进，直接利用热氧化炉1燃烧氧化后的废气作为热源，有效降低了装置对燃料的消耗，提高废气热量的利用率。具体为将第二管道3再通过第五管道12接入废气预热器6，而废气预热器6则通过第六管道13直接接入废气出口5，并且，在第五管道12与第六管道13上均设有关断阀10，用于将经由热氧化炉1燃烧氧化后的废气传输至废气预热器6使其升温预热，然后经过第六管道13由废气出口5排出。

更进一步的，正如图1所示出的，上述的第五管道12的另一分支还同时接入活性炭吸附装置7，用于通过燃烧氧化后的废气使活性炭吸附装置7进行脱附，使得活性炭吸附装置7中的滤芯可反复使用。

考虑到本发明装置的应用场所，可直接以应用场所的烟囱作为上述的废气出口5，同时为增加废气在装置管道中的流速，还可在上述的废气入口4的管道上安装废气风机14。对于上述热氧化炉1的内部结构，与现有技术相类似，其内部应当设有燃烧室，并在燃烧室的内壁上安装燃烧机15，该燃烧机15还分别接入燃烧风机16与燃料源17，用于由燃料源17输送燃料至燃烧机15，由燃烧机15使燃料在燃烧室内部燃烧，同时由燃烧风机16输送空气至燃烧室内支持燃烧。

参考图1所示，在本发明上述优选的一个实施例中，用于废气处理及回收循环利用的装置的各类工作过程如下：

方案一、废气在废气入口4管道上的风机作用下进入废气预热器6，由废气预热器6将废气由～20℃加热至350～550℃，然后进入热氧化炉1中进行吸热氧化-放热-分解，然后进入余热回收装置11进行换热，最后经烟囱排出。

方案二、废气在废气入口4管道上的风机作用下进入废气预热器6，由废气预热器6将废气由～20℃加热至350～550℃，然后进入热氧化炉1中进行吸热氧化-放热-分解，然后由第五管道进入废气预热器6，再进入热氧化炉1的燃烧室，氧化处理，反复循环，最后进入余热回收装置11进行换热，最后经烟囱排出。

方案三、在连续作业时，废气在废气入口4管道上的风机作用下进入废气预热器6，由废气预热器6将废气由～20℃加热至350～550℃，然后进入热氧化炉1中进行吸热氧化-放热-分解，然后由第五管道进入废气预热器6，利用废气的余温使废气预热器6升温，用以预热后续进入热氧化炉1氧化的废气。

方案四、当热氧化炉1发生故障，调整对应的关断阀，使废气直接进入活性炭吸附装置7过滤，过滤后的废气由烟囱排出。

方案五、废气在废气入口4管道上的风机作用下进入废气预热器6，由废气预热器6将废气由～20℃加热至350～550℃，然后进入热氧化炉1中进行吸热氧化-放热-分解，然后由第五管道进入活性炭吸附装置7中，利用气体的高温使活性炭吸附装置7的滤芯脱附。

为帮助本领域的技术人员理解本发明的技术方案，下面再结合上述的多种方案，对本发明做更为详细的说明：

对于有毒、有害、不须回收的VOC（指易挥发的有机物质），热氧化法是一种较彻底的处理方法。它的基本原理是VOC与O₂发生氧化反应，生成CO₂和H₂0，化学方程式如下：

aCxHyOz+bO₂→cCO₂+dH₂O

这种氧化反应很像化学上的燃烧过程，只不过由于VOC的浓度太低，所以反应中不会产生可见的火焰。直燃式焚烧炉（Thermal Oxidizer，），是在热氧化装置中加入热交换器，预热VOC废气，再进行氧化反应。

由于热氧化炉（预热+直燃式）装置包括一组热回收换热器，所以在处理过程中只消耗很少的燃料（在废气浓度大于450ppm时，除启动外，不需使用辅助燃料），如果废气浓度较高还可以直接燃烧处理。

热氧化炉（预热+直燃式）主体设备主要由燃烧室（反应室）、集气室、换热器、活性炭吸附装置及切换阀门构成。热氧化炉（预热+直燃式）设备在正常工作前先要对燃烧室预热，为了保证尾气中VOC的转化效率，通常预热温度最低不能低于可燃物的自燃点，但为了提高转化效率，充分保证可燃物充分氧化，同时避免由于投线时气流波动造成的燃烧室温度过低，烧嘴二次点火现象。因此一般燃烧室要求预热到800℃以上。

A：废气管路与热氧化炉（预热+直燃式）本体之间加入一组活性炭吸附装置并与烟囱之间设置直排管路，一旦设备出现故障、检修维护，废气经过活性炭吸附装置吸附后直接排入烟囱，不影响业主的正常生产。热氧化炉（预热+直燃式）氧化床加热到正常生产运行温度时，废气不再经过活性炭吸附装置（由旁通气动阀门控制）改为另一路废气管路排入热氧化炉（预热+直燃式）本体进行氧化分解。待到活性炭吸附饱和时（由VOC气体检测仪实时在线检测）由预热过的高温空气150-500°加热进行挥发，挥发后的有机废气排入热氧化炉（预热+直燃式）进行氧化处理（活性炭经过加热后挥发出有机气体，活性炭即可重复使用）；

B：装置前端的废气管道上安装VOC检测仪实时在线监测，如VOC浓度超过设定值，将开启自动配风阀（进入新鲜空气降低废气浓度）；燃烧室安装防爆装置；

C：燃烧室产生的高温气经由排烟管线引出氧化炉。高温烟气（600-800℃）通过高温空气预热器或余热锅炉，高温烟气经换热降温后进入烟囱排放。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims

1.一种用于废气处理及回收循环利用的装置，包括热氧化炉（1），所述热氧化炉（1）分别通过第一管道（2）、第二管道（3）接入废气入口（4）与废气出口（5），其特征在于：所述热氧化炉（1）与废气入口（4）相连通的第一管道（2）上还设有废气预热器（6），所述废气预热器（6）与热氧化炉（1）相连通，用于由废气通过第一管道（2）首先进入废气预热器（6）中预热，再进入热氧化炉（1）中燃烧，最后通过第二管道（3）由废气出口（5）排出；所述装置中还包括活性炭吸附装置（7），所述活性炭吸附装置（7）与热氧化炉（1）相互并列，且活性炭吸附装置（7）分别通过第三管道（8）、第四管道（9）接入废气入口（4）与废气出口（5），用于由废气通过第三管道（8）进入活性炭吸附装置（7）进行过滤后，再通过第四管道（9）由废气出口（5）排出；所述第一管道（2）、第二管道（3）、第三管道（8）与第四管道（9）上均安装有关断阀（10）。

2.根据权利要求1所述的废气处理及回收循环利用的装置，其特征在于：所述的第二管道（3）上还设有余热回收装置（11），用于使经由热氧化炉（1）燃烧后的废气通过余热回收装置（11）换热后由废气出口（5）排出。

3.根据权利要求2所述的废气处理及回收循环利用的装置，其特征在于：所述的余热回收装置（11）是余热锅炉或空气预热器。

4.根据权利要求1或2所述的废气处理及回收循环利用的装置，其特征在于：所述第二管道（3）还通过第五管道（12）接入废气预热器（6），所述废气预热器（6）还通过第六管道（13）直接接入废气出口（5），所述第五管道（12）与第六管道（13）上均设有关断阀（10），用于将经由热氧化炉（1）燃烧后的废气传输至废气预热器（6）使其升温预热，然后经过第六管道（13）由废气出口（5）排出。

5.根据权利要求4所述的废气处理及回收循环利用的装置，其特征在于：所述第五管道（12）还同时接入活性炭吸附装置（7），用于通过燃烧后的废气使活性炭吸附装置（7）进行脱附。

6.根据权利要求1所述的废气处理及回收循环利用的装置，其特征在于：所述的废气出口（5）是烟囱，所述废气入口（4）的管道上安装有废气风机（14）。

7.根据权利要求1所述的废气处理及回收循环利用的装置，其特征在于：所述热氧化炉（1）的内部设有燃烧室，所述燃烧室的内壁上安装有燃烧机（15），所述燃烧机（15）还分别接入燃烧风机（16）与燃料源（17），用于由燃料源（17）输送燃料至燃烧机（15），由燃烧机（15）使燃料在燃烧室内部燃烧，同时由燃烧风机（16）输送空气至燃烧室内支持燃烧。