CN105473206B - 用于清洁来自木材加工中的废气的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于清洁来自木质材料的加工中的废气的设备包括具有清洗器(2)、脱水分离器(4)和再处理容器(7)的第一循环(A)。为了从清洗液中去除有机材料，设有第二循环(B)，借助所述第二循环能够从第一循环(A)中提取出清洗液的子流并且输送给解吸器(12)。将这样清洁过的清洗液向回引导到第一循环(A)中。

Description

用于清洁来自木材加工中的废气的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于清洁例如在加工木质材料时产生的废气的方法和设备。该方法和设备特别适合于清洁在连续的压机中制造刨花板、OSB板、MDF板、HDF板、HPL板和CPL板时产生的废气或干燥器的废气。尤其是，该方法和设备适合于从废气中、例如实际的压机的废气或干燥器的废气中去除灰尘、甲醛、甲酸和醋酸。
背景技术
DE 42 12 164 C2中描述了用于清洁压机废气的装置和方法。该装置具有结构单元，所述结构单元抽走气体和蒸汽。随后，气体和蒸汽借助于清洗液来清洁并且输送给脱水分离器。在脱水分离器中，这样清洁过的抽吸空气流从受污染的清洗液中分离并且通过抽吸鼓风机流动到排气烟囱中。混杂有杂质的清洗液经由回流管道到达再处理池中。在那里，重的材料借助沉淀去除器排出(沉淀)，而轻的材料经由浮渣分层排出(浮选)。随后，在闭合的循环中，来自再处理池中的清洗液重新喷入到废气中。
然而，在DE 42 12 164 C2中公开的方法具有的缺点是：清洗液通过该循环不断地富集可溶的有机材料，例如富集甲醛并且在一定的运行时间之后清洗液必须被完全更换并且随后必须被清除。另一严重的缺点从下述得出：清洗液富集可溶杂质时间越长，则借助清洗液清洗废气变得越来越低效。
DE 101 00 895 C2、DE 101 00 896 C1和EP 2 522 415 A1描述了具有基本上闭合的清洗液循环的设备。
来自这种设备的清洗液能够以化学的方式再处理，以便通过有机材料的分解或去除来保持清洗能力。这可以通过将添加剂添加以结合有机物质或还有通过用于实现化学反应的化学品、例如用于以化学方式分解甲醛的坎尼扎罗反应来进行。另一方式还有用于降低有机有害材料含量并进而为了保持清洗能力的循环水的生物处理。借助于化学反应寻求所需要的废水清洁的设备的主要缺点是：大量使用化学品以及反应所需的反应时间。
化学再处理方法的替选方案是生物再处理方法。基于浮选和生物清洁的装置例如在EP 0358006A1中予以描述。WO 92/00792A1公开一种方法，其中从闭合的清洗循环中提取清洗液的一部分并且引导经过生物再处理单元，以便在将清洗液引导回到闭合循环中之前，分解有机有害材料。然而，生物系统就工程设备而言无法接通和断开并进而在木材类型改变或连接在上游的压机和干燥器的负载变化时显示出不足。此外，其在购置和运行方面是高成本的。
DE 36 35 934 C2公开一种清洁方法，其中借助清洗液喷射废气，所述清洗液富集微生物，并且随后引导通过高压电场。
在DE 38 35 161 C2中提出：借助于湿法化学催化循环工艺将出自工艺废气中的可氧化的化合物与空气中的氧气在含水溶液中氧化。然而，对此需要催化剂，所述催化剂对于环境而言会是麻烦的。该文献讨论了其他废气清洁方法，其中有热学再处理(燃烧)。其缺点是：当必须在高温下使大的气体量与小的有害材料含量反应时，运行成本是极其高的，如这在出自木材加工的废气中通常是这种情况。
US 5,378,267公开了用于从水中去除有机杂质的设备，其中空气流动经过水。
发明内容
本发明的目的是：提供在木材业中高能效的、高效的且成本适宜的设备以及用于清洁废气的这种方法。
所述目的通过根据本发明的实施例所述的方法或根据本发明的实施例所述的设备来实现。本发明的有利的改进形式在如下的描述中予以说明。
因此，提出一种用于清洁废气、尤其是来自木材加工中的、例如来自压机或干燥器中的废气的方法。所述方法具有第一循环，所述方法具有如下步骤：
通过清洗液、优选通过基于水的清洗液来清洗废气；
将废气和清洗液分离；
从清洗液中去除固体材料；和
将清洗液向回引导以清洗废气。
为了从清洗液中去除有机物质、尤其挥发性的和水溶性的有机物质、如甲醛、甲酸和/或醋酸，从第一循环中提取清洗液的至少一个子流并且输送给第二循环。在去除有机物质之后，至少部分地将清洗液再次向回引导到第一循环中。
于是，废气首先被检测、收集，并且废气在清洗器中通过清洗液受到除尘和受到对有机物质、如甲醛、甲酸和醋酸的吸收。此后，将清洗液与废气气流分离，例如在涡沉分离器(旋流器)或在湿式静电过滤器中分离。此后，这样清洁过的气流可以直接地输出给环境或者通过其他过滤或隔音措施导出，例如通过烟囱导出。加载的清洗液例如可以在再处理容器中被收集。在那里，其能够被清除固体材料、如悬浮物质和泥浆并且再次输送给清洗器。也可以考虑用于分离固体材料的其他措施。根据本发明，清洗液的至少一个子流从该第一循环中分支并且输送给进一步处理，以便去除挥发性的有机物质(VOC)。清洗液此后至少部分地再次被向回引导到第一循环中。
如果使用湿式静电过滤器，那么清洗器也可以集成到所述湿式静电过滤器中。
借助于解吸器、尤其是所谓的塔式解吸器去除有机物质。在解吸器中，通过以与清洗液顺流或逆流引导的汽提气从清洗液中去除(“汽提”)有机物质。同时，相应地，汽提气加载有机物质。汽提气优选为空气。但是也可以为其他气体，例如混有氮气的空气，以便避免爆炸危险。解吸器例如可以构成为喷射解吸器或构成为具有适当的如在现有技术中已知的包装、例如具有由钢球或陶瓷部件构成的包装的填充体解吸器。但是解吸器也可以构成为板式塔。板式塔、喷射解吸器和填充体解吸器的组合也是可行的。
工艺参数、尤其以顺流或逆流引导的汽提气设定成，使得加载的汽提气在离开解吸器之后具有比废气更高浓度的有机材料，优选至少为五倍浓度的有机材料。超过10倍或甚至20倍的浓度提高是可行的。整体上，因此以该方式浓缩有机物质。因此，仅需要显著更小的气体量作为压机或干燥器的总废气量输送给燃烧。由此以显著较小的能量耗费和以较高的效率热再处理或燃烧有机物质是可行的。
工艺参数可以根据如下考量来设定：根据要降低的有机有害材料适当地设定清洗液在进入到解吸器时的温度。实际上，与废气相比，80℃的清洗液的进入温度常常引起在加载的汽提气中有机物质浓度大致5-10倍地提高。相对于要清洁的废气，清洗液在进入到解吸器中时的进入温度应当高至少大约20-25℃。随着要清洁的废气和解吸器处的清洗液的进入温度之间的温度差提高，在相同量的汽提气的情况下，根据有机物质的相应的蒸汽压强，解吸器废气中的有机有害材料的浓度提高。在刚好低于100℃的情况下，出于经济性原因，进一步提高不再是有意义的，因为在100℃的情况下，水开始蒸发并且对此所需的蒸发热量是极其高的。
在汽提气在解吸器中加载有机物质之前，优选预热汽提气。以该方式可以实现汽提气的显著提高的加载。预热过的、未加载的汽提气的或其他预热过的气体的一部分可以在离开解吸器时或之后混合给加载的汽提气，以便降低加载的汽提气的水蒸气浓度。以该方式避免：不期望的水冷凝物进入到后续的管道中。
清洗液也有利地在进入到解吸器中之前被加热。为了改进能量效率有利的是：清洗液在进入到解吸器中之前在换热器中与离开解吸器的清洗液热接触，以便加热输送给解吸器的清洗液并且冷却离开解吸器的清洗液。通过该热置换系统节约或回收相当份额的能量。在另一热传递器中，能够用附加的能量加热清洗液。
首先，从第一循环中分支的清洗液可选地可以被预处理，以便降低在换热器中和解吸器中的不期望的沉淀。例如，可以通过水力旋流器进一步降低固体材料带来的负荷。
但已表明：尽管仔细地预处理清洗液，但换热器由于细小的碎屑、纤维、石蜡等随时间而被污染并且随后不那么有效地工作。因此提出：第二循环的至少一部分周期地借助冲洗液体来冲洗。冲洗液尤其可以为水或基于水的液体。优选地，对此将冲洗液加热。冲洗液的流动速度优选设定为比正常运行中的冲洗液的流动速度更高。冲洗液优选沿相反于正常运行的方向穿流第二循环的至少一部分。
此外，提出一种用于清洁废气的设备。所述设备具有第一循环，所述第一循环至少包括下述元件：
用于借助清洗液清洗废气的清洗器；
脱水分离器(例如涡沉分离器)，用于在清洗之后将废气和清洗液分离；
再处理容器(例如池)，用于收集被分离的清洗液并且将固体从清洗液中去除；和
输送装置，用于将清洗液从再处理容器向回引导到清洗器。
该设备还具有第二循环，所述第二循环至少包括下述元件：
提取管道，用于从第一循环中提取清洗液的至少一个子流；
解吸器，尤其是塔式解吸器，用于以顺流或逆流利用汽提气从所提取的清洗液中去除有机物质；和
回引管道，用于在去除有机物质之后将清洗液至少部分地向回引导到第一循环中。
对于该设备意义上适用于针对上述方法相同的考虑。
尤其是，第二循环可以具有热传递器，以便在汽提气在解吸器中加载有机物质之前预热汽提气，如这在上面已经描述。
此外，可以设有旁通装置，用于将预热过的、未加载的汽提气的一部分在离开解吸器时或之后混合给加载的汽提气，如这在上面已经描述。
可以设有具有第一侧和第二侧的换热器，所述第二侧与第一侧热接触，其中输送给解吸器的清洗液引导通过第一侧，并且其中离开解吸器的清洗液引导通过第二侧。由此能够加热输送给解吸器的清洗液和冷却离开解吸器的清洗液，如这在上面已经描述。
该设备可以包括冲洗液输送装置和封闭元件，以便用冲洗液冲洗第二循环的至少一部分，如这在上面已经描述。该设备还可以具有热传递器，以便加热冲洗液，如这同样已经在上面讨论。
该设备还可以具有用于将汽提气在离开解吸器之后输送至热学再处理或燃烧的机构。该设备可以连接在燃烧器下游，所述燃烧器接收和燃烧加载的汽提气。
附图说明
本发明的优选的实施方式在下面根据附图予以描述，所述附图仅用于阐述而不能视作为是限制性的。其示出：
图1示出根据本发明的第一实施例的用于清洁木质材料的压机的废气的设备；
图2示出根据本发明的第二实施例的用于清洁木质材料的干燥器的废气的设备。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的第一实施例的用于清洁木质材料的压机的废气的设备。该设备由两个能够在空间上彼此远离的循环A和B组成。
循环A形成废气的清洗循环。该循环包括抽吸装置1，借助所述抽吸装置从压机中抽走和收集废气。废气从那里作为气流到达吸收器或清洗器2中。在此，所述吸收器或清洗器可以为文氏管清洗器，但是其他实施方案也是可行的，例如作为喷嘴清洗器、涡流湿式分离器或降膜过滤器。在冲洗器2中气流与清洗液接触，以便实现灰尘和其他固体和液体成分的分离以及吸收来自气流中的气态成分。清洗液优选为水，所述水可选地可以设有已知的添加物，例如表面活性剂和pH缓冲剂，以便降低表面张力，以用于改进有机化合物(尤其VOC)的可容性，和/或以便将清洗液保持在期望的pH范围中。
在可以构成为涡沉分离器的液体脱水分离器4中，清洗液和清洁过的废气在清洗过程之后再次分离。气流此后可以直接地经由鼓风机5和废气烟囱6导出给环境或者在需要时在导出之前通过附加的机组、例如精细脱水分离器来再处理。
清洗液被收集在再处理池7中并且在那里被清除固体材料并且此后经由循环泵3再次输送给清洗器2。
来自循环A中的子流经由提取管道31从再处理池7中分支并且借助于输送泵8输送给第二循环B以进一步处理。在那里，首先经由涡沉分离器(水力旋流器)9分离可能还存在的剩余固体材料并且向回引导给再处理池7或者分开地进行收集。随后，这样清洁过的清洗液在例如可以构成为自由流板式换热器的换热器10中预热。这借助在下面还详细描述的塔式解吸器12的液体回流来进行。
在又可构成为自由流板式换热器的另一换热器11中，现在用附加能量将液体提升到所需要的温度水平、优选80-95℃的温度水平上，并且导入到塔式解吸器12中。
塔式解吸器(汽提器)12例如可以构成为喷射或填充体解吸器、构成为板式塔，或构成为由喷射和/或填充体解吸器和/或板式塔构成的组合形式。塔式解吸器的类型的选择通常根据污染程度(污染会通过要清洁的液体或汽提空气引入到系统中)或对解吸器尚可接受的清洁区间(通常手动清洁)来进行。喷射解吸器对污染最不敏感，但是可惜所述喷射解吸器在全部用于解吸的结构形式的空间需求(单位材料交换面)相同的情况下具有最小的材料交换面。因此，通常喷射解吸器与填充体塔或板式塔组合，其中喷嘴也负责第一板或填充体的均匀的喷洒。通常也能够确定：板式塔与填充体塔相比对污染更不敏感，当然也具有比其更小的单位材料交换面。塔结构形式或有意义的组合的选择因此基本上与相应的运行参数、尤其运行持续中的污染相关。
经由鼓风机24将气流、在此为空气流23输送给塔式解吸器12，所述空气流在吹入到塔式解吸器12中之前经由另一换热器25预热。经由跨接换热器25的旁通调节盖板28和连接在换热器25下游的另一调节盖板26，能够分开地设定预热过的空气或未被预热的空气的体积流。空气流以相对于清洗液的逆流被吹入到塔式解吸器12中。由此从清洗液中去除(汽提出)有机化合物，尤其VOC并且被空气流吸收。空气流作为废气流29离开塔式解吸器。污染的废气能够在没有附加耗费的情况下输送给热学再处理或燃烧，在其中热学地破坏有机物质。
这样处理过的和清洁过的清洗液借助于回馈泵13输送给换热器10，并且在将其输送给塔式解吸器12之前，在那里将其潜伏热量的绝大部分输出给还要清洁的清洗液。这样经冷却的清洗液经由回引管道32向回引导到再处理池7中。
附加地，在换热器25中加热的空气流23的子流可以经由调节盖板27添加至塔式解吸器12的废气流29，以便设定废气的露点，使得在锁后续的管道中不发生凝结。
为了从循环B中去除例如由极其细小的碎屑、纤维、非挥发性的有机物质如石蜡等引起的杂质，可以周期性地冲洗循环B。对此，设有在此为新鲜水阀14形式的用于冲洗液的输送装置和为盖板15-22形式的封闭元件，以便以提高的流动速度将冲洗液(在此为新鲜水)引导经过换热器10、11和管道。新鲜水在此可以通过换热器11预热。
在当前的实施例中，新鲜水阀14通入到从第二换热器11到塔式解吸器12的管路中。例如为了冲洗换热器10的两侧，新鲜水阀14和塔式解吸器12之间的盖板22被关闭。水力旋流器9的出口处的盖板17被关闭，以便避免冲洗水侵入到水力旋流器中。同样，关闭水流旋流器的入口处的盖板15和回馈泵13的出口处的盖板20。也关闭换热器10的第二侧的出口和再处理池7之间的盖板18，在所述出口处通常将清洁过的清洗液向回引导至再处理池7。打开换热器10的第一侧的入口和换热器10的第二侧的出口之间的旁通盖板19，在所述入口处通常输送要加热的清洗液。以该方式，冲洗水首先相反于正常的流动方向能够流动经过换热器11、随后经过换热器10的第一侧并且随后相反于正常的流动方向流动经过换热器10的第二侧。冲洗水从换热器10的第二侧经由打开的盖板21和16到达再处理池7中。
塔式解吸器12同样可以在需要时被冲洗。对此，关闭盖板15、17、18和19并且打开盖板16、20、21和22。冲洗水现在可以从新鲜水阀14经由打开的盖板22流入到塔式解吸器中并且经由泵13和打开的盖板20、21和16沿朝再处理池7的方向离开所述塔式解吸器。
当然，可以选择其他盖板装置，并且新鲜水阀可以在其他部位处通入到循环B中。也可以将其他冲洗液用作为水。代替来自压机，废气也可以源自木材加工中的其他源，例如来自干燥器。
在图2中示出根据本发明的第二实施例的用于清洁来自木材加工的废气的设备。该设备的基本机构极其类似于图1的设备的结构。所述设备的相同的或起相同作用的元件设有与在图1中相同的附图标记。
例如，出自干燥器或压机中的废气流33如在第一实施例中那样首先到达清洗器2中，所述清洗器如在第一实施例中那样例如可以构成为文氏管换热器。在湿式静电过滤器34中，在清洗过程之后再次分离清洗液和清洁过的废气。清洗器2也可以集成到湿式静电过滤器中；在该情况下，单元35代表具有集成的清洗器的任意构成的湿式静电过滤器。分离的废气此后如在第一实施例中那样可以直接地经由废气烟囱6导出给环境并且在需要时在导出之前通过附加的机组、例如精细脱水分离器再处理。分离的清洗液如在第一实施例中那样到达再处理池7中并且随后如在第一实施例中那样再处理。
湿式静电过滤器(湿式静电分离器)通常用于清洁加载粘性的且柏油状的物质的废气流。气体在清洗器中通过喷入清洗液(循环水)冷却至饱和点并且到达到实际的过滤进入口中。在那里，所述气体在横截面上均匀地分布。此后，气体流入到具有沉降电极和(通常设置在中央的)冲洗电极的高压场中。气体中的颗粒和气溶胶带负电并且在电场中迁移到沉降电极(通常管束或蜂窝束中)。周期性的冲洗确保冲洗电极和沉降电极的保持清洁。湿式静电过滤器通常使用在必须以高的效率沉积气溶胶固体材料混合物的位置处。所述湿式静电过滤器尤其用于沉积气溶胶、细小灰尘、树脂蒸汽、“蓝霾”、油雾和气味。
附图标记列表
1 抽吸装置
2 清洗器
3 循环泵
4 液体脱水分离器
5 鼓风机
6 废气烟囱
7 再处理池
8 输送泵
9 漩涡分离器
10 换热器
11 换热器
12 塔式解吸器
13 回馈泵
14 新鲜水阀
15-22 封闭盖板
23 空气流
24 鼓风机
25 换热器
26-28 调节盖板
29 废气流
31 提取管道
32 回引管道
33 气流
34 组合单元
35 湿式静电过滤器

Claims (15)

1.一种用于清洁废气的方法，其具有第一循环(A)，所述方法具有如下步骤：
通过基于水的清洗液来清洗所述废气；
将所述废气和所述清洗液分离；
从所述清洗液中去除固体材料；和
将所述清洗液向回引导以清洗所述废气，
其中从所述第一循环(A)中提取所述清洗液的至少一个子流并且输送给第二循环(B)，其中在所述第二循环(B)中从所述清洗液中去除有机物质并且在去除所述有机物质之后将所述清洗液至少部分地向回引导到所述第一循环(A)中，
其特征在于，
所述第二循环(B)至少包括下述步骤：
将所述清洗液输送至解吸器(12)，提取的所述清洗液在其进入到所述解吸器(12)中之前被加热；
通过以与所述清洗液顺流或逆流引导的汽提气从所述解吸器(12)中的所述清洗液中去除有机物质，其中所述汽提气(23)加载所述有机物质,
其中将所述顺流或逆流设定成，使得加载的所述汽提气在离开所述解吸器(12)之后相比于废气具有至少五倍高的浓度的有机材料，以及其中加载的所述汽提气在离开所述解吸器(12)之后输送给热处理或燃烧。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在湿式静电过滤器中进行所述废气和所述清洗液的分离。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在所述汽提气在所述解吸器(12)中加载所述有机物质之前，预热所述汽提气。
4.根据权利要求3所述的方法，其中将预热过的、未加载的所述汽提气的一部分在离开所述解吸器(12)时或之后混合给加载的所述汽提气，以便降低加载的所述汽提气的水蒸气浓度。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中将所述清洗液在进入到所述解吸器(12)中之前在换热器(10)中与离开所述解吸器(12)的所述清洗液热接触，以便加热输送给所述解吸器(12)的所述清洗液并且冷却离开所述解吸器(12)的所述清洗液。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第二循环(B)的至少一部分周期地借助基于水的冲洗液来冲洗。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述冲洗液在冲洗之前被加热。
8.一种用于清洁废气的设备，其具有第一循环(A)，所述第一循环至少包括下述元件：
用于借助基于水的清洗液清洗所述废气的清洗器(2)；
脱水分离器(4)，用于将所述废气和所述清洗液在清洗之后分离；
再处理容器(7)，用于收集被分离的所述清洗液并且将固体材料从所述清洗液中去除；和
输送装置(3)，用于将所述清洗液从所述再处理容器(7)向回引导到所述清洗器(2)，
其特征在于，
所述设备具有第二循环(B)，所述第二循环至少包括下述元件：
提取管道(31)，用于从所述第一循环(A)中提取所述清洗液的至少一个子流；
解吸器(12)，用于通过以与所述清洗液顺流或逆流引导的汽提气从所提取的所述清洗液中去除有机物质；
换热器(11)，用于在提取的所述清洗液进入到所述解吸器(12)中之前加热提取的所述清洗液；
回引管道(32)，用于将所述清洗液在去除所述有机物质之后至少部分地向回引导到所述第一循环(A)中；以及
用于将所述汽提气在离开所述解吸器之后输送至热学再处理或燃烧的机构。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述脱水分离器构成为湿式静电过滤器(35)。
10.根据权利要求8或9所述的设备，其具有换热器(25)，用于在汽提气在所述解吸器(12)中加载所述有机物质之前预热所述汽提气。
11.根据权利要求10所述的设备，其具有旁通装置(27)，用于将预热过的、未加载的所述汽提气的一部分在离开所述解吸器(12)时或之后混合给加载的所述汽提气。
12.根据权利要求8或9所述的设备，其中所述第二循环(B)包括具有第一侧和第二侧的换热器(10)，所述第二侧与所述第一侧热接触，其中输送给所述解吸器(12)的所述清洗液引导通过所述第一侧，并且其中离开所述解吸器(12)的所述清洗液引导通过所述第二侧，以便加热输送给所述解吸器(12)的所述清洗液和冷却离开所述解吸器(12)的清洗液。
13.根据权利要求8或9所述的设备，其中所述设备包括用于用冲洗液冲洗所述第二循环(B)的至少一部分的机构。
14.根据权利要求13所述的设备，所述设备具有换热器，以便加热所述冲洗液。
15.根据权利要求13所述的设备，其中所述机构是冲洗液输送装置(14)和封闭元件(15-22)。
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