CN107297113A - 一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，主要包括余热回收装置，VOCs气体资源化回收处理装置，污染颗粒物脱除装置。所述余热回收利用装置包括进料口、气体缓冲罐、引风机、废气冷却器、给水泵、闪蒸器、动力装置。所述的VOCs气体资源化回收处理装置包括吸收装置、给料泵、换热器、输送泵、解吸装置、冷凝器、有机溶剂存储罐。所述的污染颗粒物脱除装置包括：脱硫塔、重力沉降室、高效湿式电滤装备、烟囱、引风机。本发明既能回收废气中的余热，又能对废气中的有毒有害气体、细微颗粒污染物进行综合处理。

Description

一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统
技术领域
本发明涉及节能环保技术领域，尤其是一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统。
背景技术
在石油、化工、钢铁、电力、建材等行业产生的废气中存在着大量挥发性有毒气体、SOX、NOX、可吸入颗粒物(PM10)尤其是细颗粒物(PM2.5)等，严重影响着人类的生活、生产。废气中污染物的处理和余热回收越来越受到重视，充分利用余热、去除废气中的有害气体和颗粒物是企业节能减排的主要任务。
目前，干式除尘设备对于微小颗粒物的脱除效率较低，出现二次扬尘问题，除尘效果不好，应用受到限制。湿式除尘设备没有二次扬尘现象，但是存在着水膜分布不均而导致结垢和放电不稳及冲洗水量过大造成水资源严重浪费等问题。
针对目前不管是干式除尘设备，还是湿式除尘设备，只能去掉废气中粒径较大的颗粒污染物，对于细微颗粒污染物、气体污染物的处理及废气中的余热回收却无能为力的现状，本发明的目的是提供一种能回收废气中的余热及对废气中有毒有害气体、细微颗粒污染物综合进行处理的方法及系统。
发明内容
本发明提供了一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，利用废气余热给闪蒸器(6)提供热量产生蒸汽，动力蒸汽进入到动力装置(7)进行工业生产，采用吸收方法对VOCs气体进行有效地资源化回收处理，同时利用高效湿式电滤装备(17)能有效脱除细微污染颗粒物，可协同脱除SO3、汞及脱硫塔后废气中携带的脱硫石膏液滴等污染物。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，其特征在于：该系统主要包括余热回收装置、VOCs气体资源化回收处理装置、污染颗粒物脱除装置。所述的余热回收装置包括：进料口(1)、气体缓冲罐(2)、引风机(3A)、废气冷却器(4)、给水泵(5)、闪蒸器(6)、动力装置(7)；所述的VOCs气体资源化回收处理装置包括：吸收装置(8)、给料泵(9)、换热器(10)、输送泵(11)、解吸装置(12)、冷凝器(13)、有机溶剂存储罐(14)；所述的污染颗粒物脱除装置包括：脱硫塔(15)、重力沉降室(16)、高效湿式电滤装备(17)、烟囱(18)、引风机(3B)。
进一步的，所述的余热回收装置中废气通过进料口(1)、气体缓冲罐(2)后通过引风机(3A)进入废气冷却器(4)，废气温度由130℃降至90℃后进入吸收装置(8)；而水侧则是闭式循环，80℃的水进入废气冷却器(4)后温度升至110℃后经给水泵(5)加压后进入压力为0.35bar的闪蒸器(6)中，温度降为80℃，进入废气冷却器(4)形成循环。而在闪蒸器(6)中产生绝对压力为0.35bar、温度为72℃的饱和蒸汽，并作为动力蒸汽进入到动力装置(7)进行工业生产。利用废气余热进行工业生产有效地达到了节能减排的效果，同时可以缓解全球气温升高的压力。
进一步的，所述的VOCs气体资源化回收处理装置中吸收装置(8)顶部设有排气口与脱硫塔(15)进气口相连；吸收装置(8)含有机物的吸收液通过给料泵(9)流入换热器(10)进口，换热器(10)的吸收液出口与解吸装置(12)的料液进口相连；解吸装置(12)将解吸后的不含有机物的吸收液通过给料泵(9)送入换热器(10)吸收液进口，换热器(10)的吸收液出口与吸收装置(8)的料液进口相连，解吸装置(12)解吸后的有机气体进入冷凝器(13)气体进口；冷凝器(13)的有机溶剂出口与有机溶剂存储罐(14)进口相连。
进一步的，所述的阴极装置包括位于上气室内的电晕极支架(17-19)和固定在电晕极支架上的8根电晕极(17-14)，所述的电晕极(17-14)一一对应穿设于收尘极(17-16)之间且相邻电晕极间的夹角为45度。所述的电晕极(17-14)为杆式电晕极，并且设有放电针(17-18)。
进一步的，所述的阳极装置包括主壳体圆筒壁面(17-9)和收尘极(17-6)；所述的收尘极整体结构为叶轮型，由8块矩形极板组成，极板(17-6)之间夹角为45度，采用碳纤维作极板；所述的叶轮型极板(17-6)每个矩形极板的两个边沿设有向上下突出的水膜挡板(17-5)。
进一步的，所述的收尘极板(17-6)与电晕极(17-14)同轴承；所述的收尘极板(17-6)通过同步电机(17-23)提供动力与电晕极同轴运动；所述的同步电机(17-23)设有固定支架(17-22)固定且封闭在绝缘箱(17-1B)内。
进一步的，所述的收尘极的极板转动轴(17-16)外设置有套管(17-17)，套管顶部设有锥形封口(17-18)。有效避免了极板间夹角太小而造成的积垢和腐蚀现象，设置锥形封口(17-18)有利于循环水能够顺利的流入收尘极板(17-6)表面或者极板间的空隙。
进一步的，所述的主壳体内设有上、下气室；所述的上气室中设有用于主壳体内导电性的喷雾装置，喷嘴形式为实心锥形喷嘴(17-4)。所述的下气室设有废气进口(17-7)和排污池(17-11)。有利于充分增加废气流中的湿气和增强导电性，加速电晕区粉尘颗粒向收尘极的迁移速度，同时有利于形成均匀的水膜以致自动清灰和自动清洗阴极线。
进一步的，所述的上气室顶部设有防飘液装置(17-24)。有利于防止主壳体内的雾水随废气排出，进入引风机(3B)，造成引风机锈化和循环水损耗太大等问题。
进一步的，所述的绝缘箱上设有向绝缘箱(17-1A)内部鼓入热风的正压保护装置。阻止热废气及细微粉尘、雾滴进入，保证箱体绝缘性更可靠，有效避免“污闪”现象的发生。
本发明的有益效果是，提供了一种废气余热回收、VOCs气体资源化回收处理以及高效脱除细微颗粒物的废气资源化回收利用及高效湿式电滤装置系统。
本发明有效回收了废气冷却器(4)的余热用以加热闪蒸器(6)进而产生蒸汽，产生的蒸汽给动力装置(7)提供动力进行工业生产。利用了系统中余热进行循环，充分达到了节能减排的功效。
本发明能高效治理有机废气，净化效率高、最大限度地实现了有机物质的资源化回收，结构简单，制造成本低，一次性投资小，运行费用低，高效率的净化废气并回收废气中的有机溶剂，同时实现资源节约的经济效益和达标排放的环保效益。
对于高效湿式电滤装备，本发明提供了一种工业用自动清洗的水膜高效湿式电滤装备(17)，由于阳极板(17-6)设置为叶轮型收尘极，在工作中收尘极与电晕极(17-14)同轴旋转形成水膜，水膜在自身重力和离心力作用下不断流动，这样水膜在不断吸附尘埃污物的同时把尘埃污物随着水流带到下端并流到了排污池，达到了自动清灰的目的，不会产生二次污染，在不停止工作的情况下能自动清灰，有效地保证了工作的效率，并且节省人力和物力。收尘极除自身带电吸收粉尘外，随着收尘极的转动，由于废气中的粉尘与极板(17-6)相互撞击，粉尘覆盖于极板(17-6)液膜表面随液膜流入排污池(17-11)，进一步对细微颗粒的吸收，除尘效率进一步提高。
本发明的高效湿式电滤装备的收尘极(17-6)材料采用碳纤维板，并且在收尘极板两个边沿设有上下凸出的水膜挡板(17-5)，水膜形成更加容易且分布更加均匀，喷雾装置(17-4)喷洒更少量的水就能使整个收尘极(17-6)的两面都形成均匀的水膜，因此大幅度降低了制作难度和生产成本。本发明把电晕极(17-14)设计为杆式的，并且设有放点针(17-8)，只要放电针的针尖干净，就不会影响产生电晕的效果，由于针尖的面积很小，积尘本来就相对较少，喷雾装置(17-4)喷水可以将放电针上的灰尘清洗干净。
附图说明
图1为一种废气余热回收及污染物综合处理系统工艺流程图；
图2为湿式电滤装备结构示意图；
图3为湿式电滤装备内部阳极装置与阴极装置结构横截面图；
图4为湿式电滤装备阳极板结构立体图。
图中：(1)进料口、(2)气液缓冲罐、(3A)引风机、(4)废气冷却器、(5)给水泵、(6)闪蒸器、(7)动力装置、(8)吸收装置、(9)给料泵、(10)换热器、(11)输送泵、(12)解吸装置、(13)冷凝器、(14)有机溶剂存储罐、(15)脱硫塔、(16)重力沉降室、(17)湿式电滤装备、(18)烟囱、(3B)引风机、(17-1A)绝热箱、(17-2)线管接口、(17-3)线管、(17-1B)绝热箱、(17-4)实心锥形喷头、(17-5)水膜挡板、(17-6)阳极板、(17-7)废气入口、(17-8)放电针、(17-9)主壳体(收尘极)、(17-10)球阀、(17-11)排污池、(17-12)给水泵、(17-13)转轴支撑架、(17-14)电晕极、(17-15)水管、(17-16)转动轴、(17-17)套管、(17-18)锥形封口、(17-19)电晕极支架、(17-20)阀门、(17-21)支架、(17-22)同步电机支架、(17-23)同步电机、(17-24)防飘液装置、(17-25)废气出口。
具体实施方式
下面结合图对本发明作进一步说明：
实施例1，参照图1，所述的余热回收装置中废气通过气体缓冲罐(2)后通过引风机(3A)进入废气冷却器(4)，废气温度由130℃降至90℃后进入吸收装置(8)；而水侧则是闭式循环，80℃的水进入废气冷却器(4)后温度升至110℃后经给水泵(5)加压后进入压力为0.35bar的闪蒸器(6)中，温度降为80℃，进入废气冷却器(4)形成循环。而在闪蒸器(6)中产生绝对压力为0.35bar、温度为72℃的饱和蒸汽，并作为动力蒸汽进入到动力装置(7)进行工业生产。
所述的VOCs气体资源化回收处理装置中吸收装置(8)顶部设有排气口与脱硫塔(15)进气口相连；吸收装置(8)含有机物的吸收液通过给料泵(9)流入换热器(10)进口，换热器(10)的吸收液出口与解吸装置(12)的料液进口相连；解吸装置(12)将解吸后的不含有机物的吸收液通过给料泵(9)送入换热器(10)吸收液进口，换热器(10)的吸收液出口与吸收装置(8)的料液进口相连，解吸装置(12)解吸后的有机气体进入冷凝器(13)气体进口；冷凝器(13)的有机溶剂出口与有机溶剂存储罐(14)进口相连。
参照图2、图3和图4，本发明所述的一种高效湿式电滤装备(17)包括主壳体、电极分离装置、循环水装置、防飘液装置、绝缘装置。
所述的电极分离装置包括：阴极装置、阳极装置、供电装置。
所述的阴极装置包括位于上气室内的电晕极支架(17-19)和固定在电晕极支架上的8根电晕极(17-14)，所述的电晕极一一对应穿设于收尘极(17-6)之间且相邻电晕极间的夹角为45度。所述的电晕极(17-14)为杆式电晕极，并且设有放电针(17-8)。
所述的阳极装置包括主壳体圆筒壁面(17-9)和收尘极(17-6)；所述的收尘极(17-6)整体结构为叶轮型，由8块矩形极板组成，极板之间夹角为45度，本发明采用碳纤维作极板；所述的叶轮型极板每个矩形极板的两个边沿设有向上下突出的水膜挡板(17-5)。
所述的收尘极(17-6)的极板转动轴(17-16)外设有套管(17-17)，套管顶部设有锥形封口(17-18)。
所述的高效湿式电滤装备的收尘极(17-6)与电晕极(17-14)同轴承，通过同步电机(17-23)提供动力与电晕极(17-14)同轴运动。所述的同步电机(17-23)设有固定支架(17-21)固定且封闭在绝缘箱(17-1B)内。
所述的主壳体内设有上下气室；所述的上气室设有喷雾装置；所述的喷嘴装置包括实心锥形喷嘴(17-4)、水管(17-15)、排污池(17-11)。
所述的上气室顶部设有防飘液装置(17-24)。
所述的绝缘装置的绝缘箱(17-1A)上设有向绝缘箱内部鼓入热风的正压保护装置。
实施例2，在图1所示流程图基础上，冷凝器(13)与高效湿式电滤装备(17)的绝缘箱(17-1A)密封连接，利用室外空气在冷凝器中加热为热空气后，通入绝缘箱(17-1A)内部鼓入热风的正压保护装置，阻止热废气及细微粉尘、雾滴进入，保证箱体绝缘性更可靠，有效避免“污闪”现象的发生，有效地利用了VOCs气体的余热。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，其特征在于：该系统主要包括余热回收装置、VOCs气体资源化回收处理装置、污染颗粒物脱除装置。所述的余热回收装置包括：进料口(1)、气体缓冲罐(2)、引风机(3A)、废气冷却器(4)、给水泵(5)、闪蒸器(6)、动力装置(7)；所述的VOCs气体资源化回收处理装置包括：吸收装置(8)、给料泵(9)、换热器(10)、输送泵(11)、解吸装置(12)、冷凝器(13)、有机溶剂存储罐(14)；所述的污染颗粒物脱除装置包括：脱硫塔(15)、重力沉降室(16)、高效湿式电滤装备(17)、烟囱(18)、引风机(3B)。
2.如权利要求1所述的一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，其特征在于：所述的余热回收装置中废气通过气体缓冲罐(2)后通过引风机(3A)进入废气冷却器(4)，废气温度由130℃降至90℃后进入吸收装置(8)；而水侧则是闭式循环，80℃的水进入废气冷却器(4)后温度升至110℃后经给水泵(5)加压后进入压力为0.35bar的闪蒸器(6)中，温度降为80℃，进入废气冷却器(4)形成循环。而在闪蒸器(6)中产生绝对压力为0.35bar、温度为72℃的饱和蒸汽，并作为动力蒸汽进入到动力装置(7)进行工业生产。
3.如权利要求1所述的一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，其特征在于：所述的VOCs气体资源化回收处理装置中吸收装置(8)顶部设有排气口与脱硫塔(15)进气口相连；吸收装置(8)含有机物的吸收液通过给料泵(9)流入换热器(10)进口，换热器(10)的吸收液出口与解吸装置(12)的料液进口相连；解吸装置(12)将解吸后的不含有机物的吸收液通过给料泵(9)送入换热器(10)吸收液进口，换热器(10)的吸收液出口与吸收装置(8)的料液进口相连，解吸装置(12)解吸后的有机气体进入冷凝器(13)气体进口；冷凝器(13)的有机溶剂出口与有机溶剂存储罐(14)进口相连。
4.如权利要求1所述的一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，其特征在于：所述的高效湿式电滤装备(17)包括主壳体、电极分离装置、循环水装置、防飘液装置、绝缘装置。
所述的电极分离装置包括：阴极装置、阳极装置、供电装置。
所述的阴极装置包括位于上气室内的电晕极支架(17-19)和固定在电晕极支架上的8根电晕极(17-14)，所述的电晕极一一对应穿设于收尘极(17-6)之间且相邻电晕极间的夹角为45度。所述的电晕极(17-14)为杆式电晕极，并且设有放电针(27)。
5.如权利要求4所述的一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，其特征在于：所述的阳极装置包括主壳体圆筒壁面(17-9)和收尘极(17-6)；所述的收尘极(17-6)整体结构为叶轮型，由8块矩形极板组成，极板之间夹角为45度，本发明采用碳纤维作极板；所述的叶轮型极板每个矩形极板的两个边沿设有向上下突出的水膜挡板(17-5)。
6.如权利要求4所述的一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，其特征在于：所述的收尘极(17-6)的极板转动轴(17-16)外设有套管(17-17)，套管顶部设有锥形封口(17-18)。
7.如权利要求5所述的一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，其特征在于：所述的高效湿式电滤装备的收尘极(17-6)与电晕极(17-14)同轴承，通过同步电机(17-23)提供动力与电晕极(17-14)同轴运动。所述的同步电机(17-23)设有固定支架(17-21)固定且封闭在绝缘箱(17-1B)内。
8.如权利要求4所述的一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，其特征在于：所述的主壳体内设有上下气室；所述的上气室设有喷雾装置(17-4)；所述的喷嘴装置包括实心锥形喷嘴(17-4)、水管(17-15)、排污池(17-11)。
9.如权利要求8所述的一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，其特征在于：所述的上气室顶部设有防飘液装置(17-24)。
10.如权利要求4所述的一种废气余热回收及污染物综合处理方法及系统，其特征在于：所述的绝缘装置的绝缘箱(17-1A)上设有向绝缘箱(17-1A)内部鼓入热风的正压保护装置。
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