CN106824144B - 一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔 - Google Patents
一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及挥发性有机化合物废气治理技术领域，具体涉及一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔,其特征是：包括活化造粒塔组件、返料器、支撑架。循环流化床余热锅炉排放尾气在活化造粒塔中螺旋上升，过热硫磺蒸汽、循环流化床燃煤锅炉飞灰、二氯化二硫雾滴充分传质传热，从而在塔内完成吸附剂活化造粒整个工艺过程，使批量连续生产成为可能。
Description
技术领域
本发明涉及挥发性有机化合物废气治理技术领域，具体涉及一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔。
背景技术
工业排放的气态污染物是大气环境污染物的主要来源，其中挥发性有机化合物废气(VOCs)是对环境都具有严重危害作用的气态污染物，同时也是影响工作场所中操作人员的健康的职业病危害因素的来源，它广泛来源于油漆、涂料、涂装、润滑油、橡胶等化学工业。由于其对人体和自然环境的巨大破坏作用，国家出台了相关法律法规对其治理和排放进行严格控制。有机废气治理技术目前常用的处理方法有燃烧法、化学氧化法、化学吸收法、吸附法、生物法等。其中吸附法是一种常用的有机废气净化有效方法，是利用各种固体吸附剂（如活性炭、活性炭纤维、分子筛等）对排放废气中的污染物进行吸附净化的方法。吸附法设备简单、适用范围广、净化效率高，是一种传统的废气治理技术，也是目前应用最广的治理技术。吸附净化性能的优劣主要决定于吸附剂的性能，国内目前吸附剂通常为颗粒活性炭和活性炭纤维,由于吸附剂吸附有机废气后成为固体废弃物，如采用洗脱法或加热法再行活化会产生新的污染物，通常处置的方法按照固体废弃物的相关国家规范进行处置，因此吸附剂的使用成本较高。而循环流化床锅炉飞灰是锅炉生产过程中最常见的废弃物，逸散在空气中的粉尘对环境造成污染，如何变废为宝并高值利用比如制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂一直是本技术领域工程技术人员想予以解决的问题，因此循环流化床锅炉飞灰活化造粒就是其关键技术。中国发明专利（专利号为201410075863.5，专利名称为一种有机废气吸附净化剂及其制备方法）公开了一种有机废气吸附净化剂及其制备方法，特征是：包括按照质量份数计的如下原料：沸石85-95份，氧化铜5-10份，氧基氯化铁5-10份。本发明还提供了一种有机废气吸附净化剂的制备方法。本发明提供的有机废气吸附净化剂，载体沸石热稳定性好、吸附能力强，氧化铜和氧基氯化铁分解催化活性高、寿命长，本发明提供的有机废气吸附净化剂的制备方法，工艺简单、成本低。中国发明专利（专利号为201310387366.4，专利名称为一种低浓度有机废气的改性活性炭吸附剂及其制备方法）公开了一种低浓度有机废气的改性活性炭吸附剂及其制备方法，其特征是：由下列重量份的原料制成：活性炭100-120、氧化铈2-3、过硫酸铵1-2、硅藻土70-80、木质素3-4、改性凹凸棒土8-10、水适量。本发明使用了氧化铈、过硫酸铵等氧化剂，能快速氧化分解有机物；还使用了硅藻土，能有效吸附粉尘颗粒；本发明通过喷雾干燥，得到的颗粒细小，蓬松，空隙大，吸附效果好，适合低浓度有机废气的净化，且工艺简单，适合工业化生产。中国发明专利（专利号为200810150162.8，专利名称为氨基酸钙复合肥及其制备方法）公开了氨基酸钙复合肥及其制备方法，其特征是：将原料沸石粉碎后与尿素、磷酸一铵和农用硫酸钾混合，然后送入熔融物贮槽中，熔融后加入自制的复合氨基酸络合物混合物，充分搅拌均匀，用旋转式喷头造粒机造粒，造粒后的球形物料在造粒塔内落下，被塔内空气干燥冷却，经筛分、计量和包装即成成品。
现有技术例一采用沸石与活化剂（催化剂）氧化铜、氧基氯化铁送入马弗炉中煅烧的工艺方法制备有机废气吸附剂，通常马弗炉用于实验分析，方法描述也为实验过程，也就是说该技术离产业化还有一段距离；现有技术例二以活性炭为原料，对其进行改性活化处理，最后步骤为送入煅烧炉中煅烧和研磨，主要活化工艺设备为煅烧炉，工艺步骤较多，无法连续生产，操作人员劳动强度较高，而且工艺生产过程中易产生环境污染物和职业病危害因素；现有技术例三应该是与本发明较为接近的技术方案，工作原理也比较相似，因为所属的技术领域不同，应用的技术方案不同，其制备的工艺装置也不相同。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔，其特征是：包括活化造粒塔组件、返料器、支撑架。
所述活化造粒塔组件包括落料管、布风板、风帽、循环流化床余热锅炉排放尾气进口、进料组件、活化造粒塔体。所述进料组件集成循环流化床燃煤锅炉飞灰进料管、过热硫磺蒸汽进气管、二氯化二硫喷嘴，所述进料组件分别设计有循环流化床燃煤锅炉飞灰进料管、过热硫磺蒸汽进气管、二氯化二硫喷嘴进口，汇合使用同一出口。
所述返料器包括返料管、吹扫器、返料器室、排气筒。
所述活化造粒塔体顶部与返料器室连接，所述返料管一端与活化造粒塔体下部连接，一端与返料器室底部连接。
所述活化造粒塔组件、返料器安装在支撑架上。
所述风帽包括钟罩、风管、套管，所述风管与套管连接，套管通过螺纹锚固在布风板上，并通过旋转来调整风帽的高低，所述风管沿圆周方向开了一排通风孔，所述钟罩架设在风管顶上。
发明人发现，循环流化床余热锅炉排放尾气是循环流化床燃煤锅炉炉膛中的高温烟气经换热系统热交换后、干式除尘器处理完毕进入余热锅炉吸收余热后的排放尾气，氧量一般为5～9%，温度为30～35℃，是制备硫磺胶理想的工艺过程介质，因为硫磺易燃易爆，在低氧的环境下发生燃爆的概率极低。循环流化床余热锅炉排放尾气作为一种工艺过程介质完成制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂所需的冷却、混合、分离、活化、造粒、保存的工艺操作过程，减少污染物排放的同时也高值利用排放尾气。
发明人发现，循环流化床余热锅炉排放尾气从活化造粒塔底部布风板吹扫上来，会形成沿活化造粒塔壁螺旋上升的气流，从气流横截断面来观察，气流有圆周外围流速快、中心流速慢，外围较中心压力大的特征，能够驱使不断长大的吸附剂颗粒抛向塔壁摩擦碰撞失去动能下落，并向中心聚集，吸附剂颗粒直径长大到一定直径后在重力的作用下与循环流化床余热锅炉排放尾气分离，经落料管进入包装工序。所述直径为空气动力学直径。
发明人发现，循环流化床余热锅炉排放尾气能够按设计要求在活化造粒塔内螺旋上升并保证物料的停留时间，需要通过设计风帽的结构、高低、排列去解决问题，本发明优选钟罩式风帽，尾气经风管的通风孔再从钟罩与风管的间隙吹扫至布风板，再经布风板的阻挡向活化造粒塔顶流动，通过靠近落料管周边的数排风帽中风管的通风孔统一形成一个方向的通孔导向尾气螺旋上升，通过调整钟罩离布风板的距离，实际就是调整尾气螺旋风带的宽度，实质上调整了尾气螺旋风带沿活化造粒塔内壁螺旋上升的时间，从而保证物料的在活化造粒塔停留时间。
发明人发现，给活化造粒塔配套设计旋风分离返料器是必要的，一方面提高吸附剂的得率，另一方面吸附剂主要材料循环流化床锅炉飞灰是污染物，可以给后续环保处理设施减轻负担。
相对于现有技术，本发明至少含有以下优点：第一，循环流化床余热锅炉排放尾气作为一种工艺过程介质完成制备挥发性有机化合物废气活性吸附剂所需的冷却、保护、混合、分离、活化、造粒、输送的工艺操作过程，是最理想的工艺过程介质，制备吸附剂所需的主要材料为循环流化床燃煤锅炉飞灰、硫磺胶、二氯化二硫，需要设计适合的专用活化造粒塔；第二，现有技术造粒成型后为规整形状，不利于吸附剂提供较大的比表面积和孔隙率，而挥发性有机化合物废气活性吸附剂最好设计为乱堆填料，以提高废气中污染物的吸附效率和降低风阻；第三，循环流化床余热锅炉排放尾气氧量极低，在低氧的环境下发生硫磺燃爆的概率极低，利于安全生产，同时作为硫磺胶的工艺冷却介质是极为理想的，发挥了硫磺胶作为粘接剂和吸附剂的功能，而循环流化床余热锅炉排放尾气在活化造粒塔中螺旋上升，过热硫磺蒸汽、循环流化床燃煤锅炉飞灰、二氯化二硫雾滴充分传质传热，从而在塔内完成吸附剂活化造粒整个工艺过程，使批量连续生产成为可能；第四，活化造粒塔配套设计旋风分离返料器一方面提高吸附剂的得率，另一方面可以给后续环保处理设施减轻负担；第五，活化造粒塔为密闭装置，活化造粒工艺操作过程均在密闭的生产装置内进行，使污染环境的概率变得极低。
附图说明
图1为本发明一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔的主视结构示意图。
图2为本发明一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔的俯视结构示意图。
图3为本发明一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔的A局部放大结构示意图。
图4为本发明一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔的B局部放大结构示意图。
图5为本发明一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔的C向结构示意图。
图6为本发明一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔的D向结构示意图。
图7为本发明一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔的E大样结构示意图。
1－活化造粒塔组件 2－返料器 3－支撑架
4－落料管 5－布风板 6－循环流化床余热锅炉排放尾气进口
7－进料组件 8－返料管 9－吹扫器 10－活化造粒塔体
11－返料器室 12－排气筒 13－循环流化床燃煤锅炉飞灰进料管
14－过热硫磺蒸汽进气管 15－二氯化二硫喷嘴 16－风帽
17－钟罩 18－通风孔 19－套管 20－风管。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本装置做进一步的说明。
本发明如附图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔，其特征是：包括活化造粒塔组件1、返料器2、支撑架3。
所述活化造粒塔组件1包括落料管4、布风板5、风帽16、循环流化床余热锅炉排放尾气进口6、进料组件7、活化造粒塔体10。所述进料组件7集成循环流化床燃煤锅炉飞灰进料管13、过热硫磺蒸汽进气管14、二氯化二硫喷嘴15，所述进料组件7分别设计有循环流化床燃煤锅炉飞灰进料管13、过热硫磺蒸汽进气管14、二氯化二硫喷嘴15进口，汇合使用同一出口。
所述返料器2包括返料管8、吹扫器9、返料器室11、排气筒12。
所述活化造粒塔体10顶部与返料器室11连接，所述返料管8一端与活化造粒塔体10下部连接，一端与返料器室11底部连接。
所述活化造粒塔组件1、返料器2安装在支撑架上3。
所述风帽16包括钟罩17、风管20、套管19，所述风管20与套管19连接，套管19通过螺纹锚固在布风板5上，并通过旋转来调整风帽16的高低，所述风管20沿圆周方向开了一排通风孔18，所述钟罩17架设在风管20顶上。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (2)
1.一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔，其特征是：包括活化造粒塔组件、返料器、支撑架；活化造粒塔组件包括落料管、布风板、风帽、循环流化床余热锅炉排放尾气进口、进料组件、活化造粒塔体，进料组件集成循环流化床燃煤锅炉飞灰进料管、过热硫磺蒸汽进气管、二氯化二硫喷嘴，进料组件分别设计有循环流化床燃煤锅炉飞灰进料管、过热硫磺蒸汽进气管、二氯化二硫喷嘴进口，汇合使用同一出口；返料器包括返料管、吹扫器、返料器室、排气筒；活化造粒塔体顶部与返料器室连接，所述返料管一端与活化造粒塔体下部连接，一端与返料器室底部连接；活化造粒塔组件、返料器安装在支撑架上；尾气经风管的通风孔再从钟罩与风管的间隙吹扫至布风板，再经布风板的阻挡向活化造粒塔顶流动，通过靠近落料管周边的数排风帽中风管的通风孔统一形成一个方向的通孔导向尾气螺旋上升，通过调整钟罩离布风板的距离，实际就是调整尾气螺旋风带的宽度，实质上调整了尾气螺旋风带沿活化造粒塔内壁螺旋上升的时间，从而保证物料的在活化造粒塔停留时间。
2.根据权利要求1所述的一种挥发性有机化合物废气活性吸附剂制备专用活化造粒塔，其特征是：风帽包括钟罩、风管、套管，风管与套管连接，套管通过螺纹锚固在布风板上，并通过旋转来调整风帽的高低，风管沿圆周方向开了一排通风孔，钟罩架设在风管顶上。
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