CN107744672A - 一种TSP‑VOCs一体化脱除装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种TSP‑VOCs一体化脱除装置及方法，该装置包括箱体、TSP脱除单元、冷凝单元和VOCs脱除单元；箱体为封闭结构，其内部通过水平设置的第一隔板和第二隔板由上至下地分隔成TSP脱除室、冷凝室和VOCs脱除室，且第一隔板和第二隔板上均开有通气口，以使TSP脱除室、冷凝室和VOCs脱除室依次相连通；箱体下部设置有与TSP脱除室相连通的进气口，箱体上部设置有与VOCs脱除室相连通的排气口；TSP脱除单元、冷凝单元和VOCs脱除单元分别设置在TSP脱除室、冷凝室和VOCs脱除室内。本发明能够高效去除小型生物质锅炉燃烧尾气中的TSP和VOCs，具有投资少、运行费用低、运行维护方便、体积小等优点。

Description

一种TSP-VOCs一体化脱除装置及方法
技术领域
本发明涉及一种生物质锅炉尾气净化设备及方法，具体而言涉及一种处理生物质锅炉尾气中的TSP(Total Suspended Particulate，总悬浮颗粒物)和VOCs(VolatileOrganic Compounds，挥发性有机物)的一体化脱除装置及方法。
背景技术
生物质能作为仅次于煤炭、石油以及天然气的第四大能源，具有清洁环保、可再生，能够实现碳的零排放等优点。在生物质各种能源化利用途径中，以直接燃烧利用方式应用规模最大、范围最广。但生物质在直接燃烧时，存在尾气中的TSP和VOCs排放超标、污染严重等问题，危害人体健康。因此，如何减少生物质燃烧过程中的TSP和VOCs排放是当前生物质清洁利用迫切需要解决的关键问题。
目前，针对TSP和VOCs的减排技术研究主要聚焦在大型生物质燃烧设备，如生物质发电等，多采用静电除尘、催化燃烧、等离子法等物理和/或化学方法。但这些方法存在建设成本高、运行能耗高等问题，针对小型生物质燃烧设备的研究较少。常用高温布袋除尘器处理尾气中的TSP，虽然可以避免低温情况下会出现的结露和低温腐蚀问题，但是活性炭吸附设备在高温情况下存在脱附问题。公告号为CN2912775Y的中国专利公开了一种布袋除尘活性炭吸附一体装置，该装置可以同时起到过滤烟尘和吸附挥发性有机物的功效，但是没有考虑到高温对活性炭吸附性能的影响。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种TSP-VOCs一体化脱除装置及方法，能够高效去除小型生物质锅炉燃烧尾气中的TSP和VOCs，具有投资少、运行费用低、运行维护方便、体积小等优点。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种TSP-VOCs一体化脱除装置，其特征在于，该装置包括箱体、TSP脱除单元、冷凝单元和VOCs脱除单元；所述箱体为封闭结构，其内部通过水平设置的第一隔板和第二隔板由上至下地分隔成TSP脱除室、冷凝室和VOCs脱除室，且所述第一隔板和第二隔板上均开有通气口，以使所述TSP脱除室、冷凝室和VOCs脱除室依次相连通；所述箱体下部设置有与所述TSP脱除室相连通的进气口，所述箱体上部设置有与所述VOCs脱除室相连通的排气口；所述TSP脱除单元、冷凝单元和VOCs脱除单元分别设置在所述TSP脱除室、冷凝室和VOCs脱除室内。
在一个优选的实施例中，所述进气口和排气口沿所述箱体的对角线对称布置，所述第一隔板上的通气口布置在远离所述进气口的一侧，所述第二隔板上的通气口布置在远离所述排气口的一侧。
在一个优选的实施例中，所述TSP脱除单元采用布袋除尘器，所述布袋除尘器包括多个耐高温布袋和一布袋固定板，所述布袋固定板水平固定在所述第一隔板下方，多个所述耐高温布袋垂直悬挂在所述布袋固定板上。
在一个优选的实施例中，所述耐高温布袋为玻璃纤维复合布袋。
在一个优选的实施例中，所述冷凝单元采用水冷换热器，并利用尾气的热能加热所述水冷换热器中的水，然后通入锅炉以回收热量。
在一个优选的实施例中，所述VOCs脱除单元包括一活性炭吸附箱和填充在所述活性炭吸附箱内的活性炭，所述活性炭吸附箱的底端封闭、顶端敞口，且侧壁密布透气孔，所述活性炭吸附箱悬挂在所述箱体内。
一种TSP-VOCs一体化脱除方法，其包括以下步骤：1)将锅炉生物质燃烧过程中产生的尾气首先通过箱体下部的进气口，进入TSP脱除室，在布袋除尘器作用下，尾气中的颗粒物被截留在耐高温布袋内；2)除尘后的尾气通过第一隔板上的通气口进入冷凝室，在水冷换热器的作用下，尾气被换热降温到50℃以下，尾气中的热能被水冷换热器收集并用于加热锅炉；3)降温后的尾气通过第二隔板上的通气口进入VOCs脱除室，在活性炭作用下，尾气中的VOCs被截留、吸附，实现尾气净化；
4)最后洁净的空气通过箱体上部的排气口排入大气中。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明能够高效去除小型生物质锅炉燃烧尾气中的TSP和VOCs，且能够回收利用尾气中的余热，并能避免布袋除尘低温腐蚀和活性炭高温脱附的问题，具有投资少、运行费用低、运行维护方便、体积小等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供的TSP-VOCs一体化脱除装置包括箱体1、TSP脱除单元2、冷凝单元3和VOCs脱除单元4。其中，箱体1为封闭结构，箱体1内部通过水平设置的两隔板11、12由上至下地分隔成TSP脱除室5、冷凝室6和VOCs脱除室7三个部分，且两隔板11、12上均开有通气口13，以使TSP脱除室5、冷凝室6和VOCs脱除室7依次相连通。箱体1下部设置有与TSP脱除室5相连通的进气口14，箱体1上部设置有与VOCs脱除室7相连通的排气口15。TSP脱除单元2、冷凝单元3和VOCs脱除单元4分别设置在TSP脱除室5、冷凝室6和VOCs脱除室7内。
在一个优选的实施例中，进气口14和排气口15沿箱体1的对角线对称布置，隔板11上的通气口13布置在远离进气口14的一侧，隔板12上的通气口13布置在远离排气口15的一侧，从而延长尾气的流动路径。
在一个优选的实施例中，TSP脱除单元2采用布袋除尘器，该布袋除尘器包括多个耐高温布袋21和一布袋固定板22，布袋固定板22水平固定在隔板11下方，多个耐高温布袋21垂直悬挂在布袋固定板22上。同时，布袋除尘器使用手动除尘，通过机械振打清灰，节省空间、降低成本、便于操作。
在一个优选的实施例中，耐高温布袋21为玻璃纤维复合布袋，能够耐300℃以下的高温，可以直接过滤高温尾气。
在一个优选的实施例中，冷凝单元3采用水冷换热器，利用尾气的热能加热水冷换热器中的水，然后通入锅炉，从而起到热量回收的作用。
在一个优选的实施例中，VOCs脱除单元4包括一活性炭吸附箱41和填充在活性炭吸附箱内的活性炭42，活性炭吸附箱41的底端封闭、顶端敞口，且侧壁密布透气孔，活性炭吸附箱41悬挂在箱体1内，可方便地拆卸更换。
基于上述的TSP-VOCs一体化脱除装置，本发明还提出了一种TSP-VOCs一体化脱除方法，其包括以下步骤：
1)将锅炉生物质燃烧过程中产生的尾气首先通过箱体1下部的进气口14，进入TSP脱除室5，在布袋除尘器作用下，尾气中的颗粒物被截留在耐高温布袋21内；
2)除尘后的尾气通过隔板11上的通气口13进入冷凝室6，在水冷换热器的作用下，尾气被换热降温到适宜活性炭吸附的温度(50℃以下)，尾气中的热能被水冷换热器收集并用于加热锅炉；
3)降温后的尾气通过隔板12上的通气口13进入VOCs脱除室7，在活性炭42作用下，尾气中的VOCs被截留、吸附，实现尾气净化；
4)最后洁净的空气通过箱体1上部的排气口15排入大气中。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种TSP-VOCs一体化脱除装置，其特征在于，该装置包括箱体、TSP脱除单元、冷凝单元和VOCs脱除单元；
所述箱体为封闭结构，其内部通过水平设置的第一隔板和第二隔板由上至下地分隔成TSP脱除室、冷凝室和VOCs脱除室，且所述第一隔板和第二隔板上均开有通气口，以使所述TSP脱除室、冷凝室和VOCs脱除室依次相连通；
所述箱体下部设置有与所述TSP脱除室相连通的进气口，所述箱体上部设置有与所述VOCs脱除室相连通的排气口；所述TSP脱除单元、冷凝单元和VOCs脱除单元分别设置在所述TSP脱除室、冷凝室和VOCs脱除室内。
2.如权利要求1所述的一种TSP-VOCs一体化脱除装置，其特征在于，所述进气口和排气口沿所述箱体的对角线对称布置，所述第一隔板上的通气口布置在远离所述进气口的一侧，所述第二隔板上的通气口布置在远离所述排气口的一侧。
3.如权利要求1所述的一种TSP-VOCs一体化脱除装置，其特征在于，所述TSP脱除单元采用布袋除尘器，所述布袋除尘器包括多个耐高温布袋和一布袋固定板，所述布袋固定板水平固定在所述第一隔板下方，多个所述耐高温布袋垂直悬挂在所述布袋固定板上。
4.如权利要求3所述的一种TSP-VOCs一体化脱除装置，其特征在于，所述耐高温布袋为玻璃纤维复合布袋。
5.如权利要求1所述的一种TSP-VOCs一体化脱除装置，其特征在于，所述冷凝单元采用水冷换热器，并利用尾气的热能加热所述水冷换热器中的水，然后通入锅炉以回收热量。
6.如权利要求1所述的一种TSP-VOCs一体化脱除装置，其特征在于，所述VOCs脱除单元包括一活性炭吸附箱和填充在所述活性炭吸附箱内的活性炭，所述活性炭吸附箱的底端封闭、顶端敞口，且侧壁密布透气孔，所述活性炭吸附箱悬挂在所述箱体内。
7.一种TSP-VOCs一体化脱除方法，其包括以下步骤：
1)将锅炉生物质燃烧过程中产生的尾气首先通过箱体下部的进气口，进入TSP脱除室，在布袋除尘器作用下，尾气中的颗粒物被截留在耐高温布袋内；
2)除尘后的尾气通过第一隔板上的通气口进入冷凝室，在水冷换热器的作用下，尾气被换热降温到50℃以下，尾气中的热能被水冷换热器收集并用于加热锅炉；
3)降温后的尾气通过第二隔板上的通气口进入VOCs脱除室，在活性炭作用下，尾气中的VOCs被截留、吸附，实现尾气净化；
4)最后洁净的空气通过箱体上部的排气口排入大气中。
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