CN104646400A - 具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统及方法，所述系统包括：包括用于对玻璃钢废料进行预处理的进料准备装置、用于对玻璃钢废料进行高温分解处理的高温分解装置、用于对高温分解处理过程中产生的烟气混合物进行催化重整处理的烟气混合物处理装置、用于对高温分解处理过程中产生的固体废料进行冷却处理的固体冷却装置以及用于将该系统内产生的烟气混合物进行净化处理后排放的气体净化设备。本发明能够实现对玻璃钢高温分解过程中产生的烟气混合物的有效净化处理。

Description

具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统及方法

技术领域

本发明涉及一种具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统及方法，属于玻璃钢分解处理技术领域。

背景技术

高温分解是一种对玻璃钢废弃物的较常用的处理方法，但在处理过程中会产生大量的气体。其中一部分气体的气味较大，但这些气体中的大部分是可燃气体，具有回收利用价值；另一部分气体是不可燃气体，直接排放会造成环境污染。如果在处理过程中产生的气体得不到有效使用和净化处理，会造成燃烧甚至爆炸的安全隐患，并且还会造成二次环境污染以及对人体的健康造成伤害。

现有的玻璃钢废弃物高温分解处理技术通常采用将高温分解过程产生的气体进行燃烧的方式处理，虽然能够对大部分可燃气体进行有效的处理，但对于不可燃气体并没有有效的净化处理手段，处理后排放的废气仍然对环境和人体健康会造成一定的危害。

发明内容

本发明为解决现有的玻璃钢废弃物处理技术在的无法对不可燃气体进行有效的净化处理的问题，进而提出了一种具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统及方法，具体包括如下的技术方案：

一种具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统，包括用于对玻璃钢废料进行预处理的进料准备装置、用于对玻璃钢废料进行高温分解处理的高温分解装置、用于对高温分解处理过程中产生的烟气混合物进行催化重整处理的烟气混合物处理装置以及用于对高温分解处理过程中产生的固体废料进行冷却处理的固体冷却装置，所述系统还包括气体净化设备，该系统内产生的烟气混合物经该气体净化设备进行净化处理后排放。

在本发明所述的具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统中，所述气体净化设备包括气体净化装置，所述气体净化装置包括：

用于对烟气混合物进行预处理的洗涤塔；

用于对经过上述预处理的气体进行光氧催化处理的光氧催化处理器。

在本发明所述的具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统中，所述气体净化设备还包括第四抽送风单元，该第四抽送风单元的入口与所述进料准备装置的进料口和固体冷却装置的出料口分别相连，将烟气混合物输送至气体净化装置。

在本发明所述的具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统中，所述第四抽送风单元包括：

设置在所述进料准备装置的进料口外侧的第一抽风罩；

设置在所述固体冷却装置的出料口外侧的第二抽风罩；

与所述第一抽风罩及所述第二抽风罩连接的风机。

在本发明所述的具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统中，所述光氧催化处理器包括：

用于通过紫外线光源对气体进行净化处理以及通过纳米波段光对气体的分子链进行切割处理的紫外线处理单元；

用于通过纳米波段光对气体进行催化氧化，从而将高分子化合物转变成低分子化合物的臭氧分解单元；

用于通过纳米波段光及惰性催化剂对气体进行光催化反应的光触媒催化单元。

在本发明所述的具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统中，所述惰性催化剂由纳米级金属氧化物、纳米级硫化物或纳米级贵金属氧化物中的至少一种组成。

在本发明所述的具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统中，所述惰性催化剂采用蜂窝状金属网孔作为载体。

在本发明所述的具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统中，所述烟气混合物处理装置包括催化重整单元，烟气混合物经该催化重整单元催化重整后形成化学原料和不可液化气体，所述系统还包括回收预热装置，所述回收预热装置是利用所述不可液化气体中的可燃气体燃烧而对进料准备装置进行预加热。

在本发明所述的具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统中，所述回收预热装置包括：

用于将所述烟气混合物中的不可液化气体输送至燃烧单元的第一抽送风单元；

用于通过所述燃烧单元在燃烧所述不可液化气体中的可燃气体的过程中产生的热量对所述进料准备装置进行预加热的预加热单元；

用于将所述进料准备装置对玻璃钢废料进行预加热过程中产生的烟气混合物输送至气体净化装置的第二抽送风单元；

用于将所述预加热单元中的热废气输送至气体净化装置的第三抽送风单元。

在本发明所述的具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统中，所述预加热单元包括设置在进料准备装置内底部的蛇形盘管，在所述蛇形盘管的外壁上套装有螺旋形散热片。

一种玻璃钢分解回收方法，所述方法包括：

将玻璃钢废料送至高温分解设备在真空条件下进行高温分解处理；

对高温分解处理过程中产生的烟气混合物进行催化重整处理；

对高温分解处理过程中产生的固体废料进行冷却处理；

其特征在于，所述方法还包括对玻璃钢废料高温分解处理过程中产生的烟气混合物进行净化处理后排放。

在本发明所述的玻璃钢分解回收方法中，所述净化处理的步骤包括：

对所述烟气混合物和热废气等进行预处理；

对经过所述预处理的气体进行光氧催化处理。

在本发明所述的玻璃钢分解回收方法中，所述光氧催化处理的步骤包括：

通过紫外线光源对气体进行净化处理以及通过纳米波段光对气体的分子链进行切割处理；

通过纳米波段光对气体进行催化氧化，从而将高分子化合物转变成低分子化合物；

通过纳米波段光及惰性催化剂对气体进行光催化反应。

在本发明所述的玻璃钢分解回收方法中，所述方法还包括：

将进料准备设备的进料口和固体冷却设备的出料口流出的烟气混合物输送至气体净化设备进行净化处理。

在本发明所述的玻璃钢分解回收方法中，所述方法还包括：

将玻璃钢废料进行高温分解处理过程中产生的烟气混合物中的不可液化气体输送至燃烧单元进行燃烧处理；

将燃烧处理过程中产生的热量通过预加热单元对进料准备设备进行预加热，并将所述预加热单元中的热废气输送至气体净化设备进行净化处理。

本发明的有益效果是：通过将玻璃钢高温分解过程中产生的烟气混合物经气体净化设备进行净化处理后排放，从而实现对玻璃钢高温分解过程中产生的烟气混合物进行有效的净化处理。

附图说明

图1是以示例的方式示出了具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统的结构图。

图2是以示例的方式示出了具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统的工艺图。

图3是以示例的方式示出了气体净化设备的结构图。

图4是以示例的方式示出了玻璃钢分解回收方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明提出的具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统进行说明，结合图1至图3所示，本实施例提出了一种玻璃钢分解气体的回收预热及净化系统，包括：进料准备装置11、高温分解装置12、烟气混合物处理装置13、固体冷却装置14、气体净化设备。本实施例可采用公开号为CN102432914A的发明专利的说明书第[0062]-[0079]段及说明书附图的图1记载的实施例中的玻璃钢分解回收的技术方案，该技术方案中的高温分解装置12可用于在真空条件下采用电热方式将玻璃钢废料高温分解为固体和烟气混合物，烟气混合物处理装置13可用于将高温分解过程中产生的烟气混合物处理成能够回收的化学原料油和燃料气。

另外，本实施例中的气体净化装置用于对该系统内产生的烟气混合物进行净化处理后排放。

其中，本实施例中采用的玻璃钢分解回收是利用三个相对独立并能开闭连通的空间，依次通过进料准备装置11进行进料准备、通过高温分解装置12进行高温热解处理以及通过固体冷却装置14进行固体冷却处理。

可选的，气体净化设备包括气体净化装置16，气体净化装置16包括：

用于对烟气混合物和热废气中所含尘杂、无机废气等进行预处理的洗涤塔61；

用于对经过所述预处理的气体进行光氧催化处理的光氧催化处理器62。

可选的，光氧催化处理器62包括：

用于通过紫外线光源对气体进行净化处理以及通过纳米波段光对气体的分子链进行切割处理的紫外线处理单元621；

用于通过纳米波段光对气体进行催化氧化，从而将高分子化合物转变成低分子化合物的臭氧分解单元622；

用于通过纳米波段光及惰性催化剂对气体进行催化反应的光触媒催化单元623。

其中，光氧催化处理器62采用紫外线光源对气体分子链进行净化的过程可通过200-300纳米波段光切割、断链、燃烧、裂解气体分子链，改变分子结构，为第一步处理，其中采用253.7纳米波段光可作为一较佳的实施例；取100-230纳米波段光对气体分子进行催化氧化，使破坏后的分子或中子、原子以O₃进行结合，从而使有机或无机高分子恶臭化合物分子链在催化氧化过程中，转变成低分子化合物CO₂、H₂O等，为第二步处理，其中采用185纳米波段光可作为一较佳的实施例；再根据不同的气体成分配置惰性催化剂，该惰性催化剂可采用蜂窝状金属网孔作为载体，全方位与光源接触，惰性催化剂在250-450纳米光源以下发生光催化反应，放大10-30倍光源效果，使其与气体进行充分反应，缩短气体与光源接触时间，从而提高气体净化效率，并且惰性催化剂类似于植物光合作用，对气体进行净化，为第三步处理，其中采用338纳米波段光可作为一较佳的实施例；通过以上三步处理后的废气，其除臭最高可达99％以上，净化、脱臭效果显著超过国家颁布的恶臭污染物排放标准(GB14554-93)。

可选的，惰性催化剂可由纳米级金属氧化物、纳米级硫化物或纳米级贵金属氧化物中的至少一种组成。其中的纳米级金属氧化物可以包括纳米TiO₂、ZnO、WO₃、Fe₂O₃、SnO₂、SrTiO₃、SiO₂等，纳米级金属硫化物可以包括CdS、ZnS等，纳米级贵金属可以包括铂、铑、钯等。上述的惰性催化剂不直接参与降解反应，通过吸收光能把水或氧气转化成强氧化活性基团，而强氧化活性基团能够使气体中的污染物降解，从而达到对气体进行净化的目的。另外，在浓度因素中，决定光触媒性能的是有效接触浓度，即可以与水或空气接触的光触媒浓度，所以惰性催化剂可选的采用蜂窝状金属网孔作为载体，已达到较好的催化效果。

另外，一般的光催化反应都是多相光催化过程，反应过程都在界面发生。光催化反应效率由惰性催化剂自身的量子效率和反应过程条件两个方面决定。光催化材料表面的微观结构也很重要，它直接影响了光催化反应的效率。若光催化材料微观表面应是粗糙的、凹凸不平的(以原子力显微镜微观结构照片为准就像遍布陨石坑的月球表面)，这样可以增加捕捉有机物气体分子的机率，产生纳米界面材料的二元协同效应进而增强降解净化能力。

可选的，由于高温分解装置12是在无氧及真空条件下采用电加热方式将玻璃钢废料通过高温分解为固体残留物和烟气混合物，并通过固体冷却装置14对高温分解处理后的固体残留物进行回收。其中的烟气混合物是由玻璃钢制作工艺中的树脂高温分解形成，在未催化重整前气味较重，并且会有少量烟气混合物传至进料准备装置11和固体冷却装置14。

结合图2所示，当玻璃钢废料通过高温分解处理后，产生的固体残留物经过传送装置输送至固体冷却装置14，同时烟气混合物也有部分传至固体冷却装置14。该固体残留物经过固体冷却装置14冷却完毕后需移出固体冷却装置14，向外移出时打开固体冷却装置14的升降门71会导致烟气混合物将进入车间，对安全、环境和人的健康产生影响。另外，该固体残留物通过传送装置输送至固体冷却装置14的同时，进料准备装置11内新的玻璃钢废料将进入高温分解装置12进行新一轮高温分解，烟气混合物也随之进入进料准备装置11，打开进料准备装置11的升降门72时也会导致烟气混合物进入车间。因此可选的，气体净化设备还包括抽送风单元56，抽送风单元56的入口与进料准备装置11的进料口和固体冷却装置14的出料口分别相连，将烟气混合物输送至气体净化装置16。其中，抽送风单元56包括：设置在进料准备装置11的进料口外侧的抽风罩561；设置在固体冷却装置14的出料口外侧的抽风罩562；与抽风罩561及抽风罩562连接的风机(图1中未标出)。在进料准备装置11的升降门72和固体冷却装置14的升降门71各自打开时，抽风罩561和抽风罩562伴随着启动，将进料准备装置11和固体冷却装置14内流出的烟气混合物抽至气体净化装置16进行处理。

当玻璃钢废料通过高温分解处理后，产生的烟气混合物经过烟气混合物处理装置13通过催化重整单元进行催化重整后形成化学原料和部分不可液化气体，这部分不可液化气体包括可燃气体和不可燃气体。由于该不可液化气体的气味较浓，需经过气体净化装置16进行处理。其中的可燃气体可通过金属管道输送至燃烧单元51进行燃烧。燃烧单元51可包括燃烧箱和储气罐511，该燃烧箱上设置有可调节进气口和热废气出口，可调节进气口连接储气罐511，热废气出口可通过耐高温金属管路与设置在进料准备装置11内底部的预加热单元53相连通。可选的，预加热单元53可采用耐高温金属材料的蛇形盘管，用于热量传送，耐高温金属管路及燃烧箱外还可增加保温层，燃烧箱可采用耐高温金属材料制作而成。最后，预加热单元53中的热废气可通过抽送风单元55输送至气体净化装置16。

蛇形盘管可通过螺丝固定在进料准备装置11的内底部，该蛇形盘管的两端延伸至进料准备装置11的外部。该蛇形盘管的第一端可安装一台耐高温风机，用于热量牵引；该蛇形盘管的第二端为热气进口。可选的，在该蛇形盘管外套有螺旋形散热片，并通过焊接固定，便于热量在进料准备装置11内高效散出。

燃烧单元51对可燃气体进行燃烧处理后产生的热量可用于通过预加热单元53对进料准备装置11进行预加热，预加热是给进料准备装置11的料框内的待处理的玻璃钢进行干燥和加热，从而减少在高温分解装置12内部的升温时间，缩短了整个高温分解过程的处理时间。

在预加热单元53为进料准备装置11内的玻璃钢废料进行预加热的过程中，玻璃钢废料表面的潮气被气化，温度进一步升高将有较浓气味释放出。因此可选的，在预加热单元53顶部增加抽送风单元54，用于将进料准备装置11对玻璃钢废料进行预加热过程中产生的烟气混合物输送至气体净化装置16。

下面通过具体的实施例对本发明所述的具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统进行详细说明。

在对烟气混合物的净化过程可以包括：

过程A：抽风罩561和抽风罩562可通过一风机和三通连接至抽送风单元56，抽送风单元56再将烟气混合物输送至气体净化装置16进行净化处理。

过程B：抽送风单元54可将在进料准备装置11对玻璃钢废料进行预加热的过程中产生的烟气混合物通过第一风机输送至气体净化装置16进行净化处理。

过程C：预加热单元53对进料准备装置11进行预加热过程中使用的热废气可通过抽送风单元55输送至气体净化装置16进行净化处理。

根据上述过程A、过程B和过程C输送的烟气混合物，气体净化装置16可通过洗涤塔61和光氧催化处理器62进行处理。

其中，过程A、过程B和过程C输送的烟气混合物首先进入洗涤塔61，作为预处理步骤，洗涤塔61用于对烟气混合物和热废气进行预处理，以确保所含尘杂、无机废气等在进入光氧催化处理器62之前得到有效的拦截过滤，然后再将经过预处理的气体送入光氧催化处理器62。

本实施例采用纳米TiO₂作为惰性催化剂的玻璃钢分解气体的回收方法，其实现过程可以包括：

由于玻璃钢高温分解过程中产生的气体主要包括可燃的有机气体和不可燃的无机气体，可燃的有机气体通过燃烧后会生成无害的二氧化碳，而不可燃的无机气体通常带有恶臭味，不仅污染环境而且会对人体造成伤害。因此本实施例通过将可燃的有机气体燃烧产生的热量为进料准备设备中的玻璃钢废料进行预加热，从而实现对可燃的有机气体的回收利用，然后通过设置有TiO₂的光触媒催化单元对不可燃的无机气体进行光催化反应，以实现对不可燃的无机气体的净化处理。

其中，在光触媒催化单元中可通过高能紫外线光束与空气、TiO₂反应产生的臭氧、·OH(羟基自由基)对恶臭气体进行协同分解氧化反应，同时大分子恶臭气体在紫外线作用下使其链结构断裂，使大分子恶臭气体转化为无臭味的小分子化合物或者完全矿化，生成水和CO₂，达标后经排风管排入大气，整个分解氧化过程可在1秒内完成。

采用本具体实施方式提出的技术方案，通过第一抽送风单元、预加热单元、第二抽送风单元和第三抽送风单元组成的回收预热装置能够对玻璃钢的高温分解处理过程中产生的可燃气体进行燃烧处理，并且将燃烧处理过程中产生的热量对进料准备设备进行预加热，从而实现对可燃气体的回收利用；并且，将燃烧处理过程中产生的热废气可通过由洗涤装置和光氧催化处理装置组成的气体净化设备进行净化后排放，从而实现对燃烧处理过程中产生的热废气及不可燃气体进行有效的净化处理。

本实施例还提供了一种玻璃钢分解回收方法，结合图4所示，所述方法包括：

步骤41，将玻璃钢废料送至高温分解设备在真空条件下进行高温分解处理；

步骤42，对高温分解处理过程中产生的烟气混合物进行催化重整处理；

步骤43，对高温分解处理过程中产生的固体废料进行冷却处理；

步骤44，对玻璃钢废料高温分解处理过程中产生的烟气混合物进行净化处理后排放。

可选的，所述净化处理的步骤包括：

对所述烟气混合物和热废气中所含尘杂、无机废气等进行预处理；

对经过所述预处理的气体进行光氧催化处理。

可选的，所述光氧催化处理的步骤包括：

通过紫外线光源对气体进行净化处理以及通过纳米波段光对气体的分子链进行切割处理；

通过纳米波段光对气体进行催化氧化，从而将高分子化合物转变成低分子化合物；

通过纳米波段光及惰性催化剂对气体进行光催化反应。

在一可选实施例中，所述方法还包括：

将进料准备设备的进料口和固体冷却设备的出料口流出的烟气混合物输送至气体净化设备进行净化处理。

在一可选实施例中，所述方法还包括：

将玻璃钢废料进行高温分解处理过程中产生的烟气混合物中的不可液化气体输送至燃烧单元进行燃烧处理；

将燃烧处理过程中产生的热量通过预加热单元对进料准备设备进行预加热，并将所述预加热单元中的热废气输送至气体净化设备进行净化处理。

本具体实施方式是对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，其中的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有经过创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施方式都属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种具有气体净化功能的玻璃钢分解回收系统，包括用于对玻璃钢废料进行预处理的进料准备装置、用于对玻璃钢废料进行高温分解处理的高温分解装置、用于对高温分解处理过程中产生的烟气混合物进行催化重整处理的烟气混合物处理装置以及用于对高温分解处理过程中产生的固体废料进行冷却处理的固体冷却装置，其特征在于，所述系统还包括气体净化设备，该系统内产生的烟气混合物经该气体净化设备进行净化处理后排放。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体净化设备包括气体净化装置，所述气体净化装置包括：

用于对烟气混合物进行预处理的洗涤塔；

用于对经过上述预处理的气体进行光氧催化处理的光氧催化处理器。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述气体净化设备还包括第一抽送风单元，该第一抽送风单元的入口与所述进料准备装置的进料口和固体冷却装置的出料口分别相连，将烟气混合物输送至气体净化装置。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一抽送风单元包括：

设置在所述进料准备装置的进料口外侧的第一抽风罩；

设置在所述固体冷却装置的出料口外侧的第二抽风罩；

与所述第一抽风罩及所述第二抽风罩连接的风机。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光氧催化处理器包括：

用于通过紫外线光源对气体进行净化处理以及通过纳米波段光对气体的分子链进行切割处理的紫外线处理单元；

用于通过纳米波段光对气体进行催化氧化，从而将高分子化合物转变成低分子化合物的臭氧分解单元；

用于通过纳米波段光及惰性催化剂对气体进行光催化反应的光触媒催化单元。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述惰性催化剂由纳米级金属氧化物、纳米级硫化物或纳米级贵金属氧化物中的至少一种组成。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述惰性催化剂采用蜂窝状金属网孔作为载体。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述烟气混合物处理装置包括催化重整单元，烟气混合物经该催化重整单元催化重整后形成化学原料和不可液化气体，所述系统还包括回收预热装置，所述回收预热装置是利用所述不可液化气体中的可燃气体燃烧而对进料准备装置进行预加热。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述回收预热装置包括：

用于将所述烟气混合物中的不可液化气体输送至燃烧单元的第二抽送风单元；

用于通过所述燃烧单元在燃烧所述不可液化气体中的可燃气体的过程中产生的热量对所述进料准备装置进行预加热的预加热单元；

用于将所述进料准备装置对玻璃钢废料进行预加热过程中产生的烟气混合物输送至气体净化装置的第三抽送风单元；

用于将所述预加热单元中的热废气输送至气体净化装置的第四抽送风单元。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述预加热单元包括设置在进料准备装置内底部的蛇形盘管，在所述蛇形盘管的外壁上套装有螺旋形散热片。

11.一种玻璃钢分解回收方法，所述方法包括：

将玻璃钢废料送至高温分解设备在真空条件下进行高温分解处理；

对高温分解处理过程中产生的烟气混合物进行催化重整处理；

对高温分解处理过程中产生的固体废料进行冷却处理；

其特征在于，所述方法还包括对玻璃钢废料高温分解处理过程中产生的烟气混合物进行净化处理后排放。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述净化处理的步骤包括：

对所述烟气混合物和热废气进行预处理；

对经过上述预处理的气体进行光氧催化处理。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述光氧催化处理的步骤包括：

通过紫外线光源对气体进行净化处理以及通过纳米波段光对气体的分子链进行切割处理；

通过纳米波段光对气体进行催化氧化，从而将高分子化合物转变成低分子化合物；

通过纳米波段光及惰性催化剂对气体进行光催化反应。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将进料准备设备的进料口和固体冷却设备的出料口流出的烟气混合物输送至气体净化设备进行净化处理。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将玻璃钢废料进行高温分解处理过程中产生的烟气混合物中的不可液化气体输送至燃烧单元进行燃烧处理；

将燃烧处理过程中产生的热量通过预加热单元对进料准备设备进行预加热，并将所述预加热单元中的热废气输送至气体净化设备进行净化处理。