CN108310940A - 一种建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，以解决现有技术中废气净化装置不适用于室内等有限空间的废气处理的问题。建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统包括沿废气流动方向依次布置的增溶喷淋装置和生物净化装置，增溶喷淋装置包括箱体，箱体内设有上下延伸以将箱体分隔为横向布置的喷淋降温腔和过滤净化腔的竖向隔板，竖向隔板上或竖向隔板与箱体内壁之间设有供喷淋降温腔内的废气进入过滤净化腔的通气通道，箱体上设有与喷淋降温腔相连通的废气进口，还设有与过滤净化腔相连通的气体出口，喷淋降温腔内设有用于向废气喷射喷淋液的喷淋降温结构，过渡净化腔内设有位于通气通道和气体出口之间的过滤净化结构。

Description

一种建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统
技术领域
本发明涉及一种建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统。
背景技术
随着电力需求迅猛增加、能源价格持续上升及社会对生态环境的日益关注，建筑节能环保问题受到人们广泛关注。研究表明在建筑围护结构中，墙体在采暖能耗中所占比例最大，因此，使用保温板材改善墙体的保温性能已成为建筑领域的常用技术。保温板材由保温砂浆养护制成，具有强度高、质量轻和隔热保温作用。20世纪80年代前，我国的外墙保温技术发展缓慢，轻质保温板材品种也较少。但随着我国房地产市场持续繁荣，建筑材料，尤其是保温材料在规格品种、质量数量和性能应用等方面都获得了巨大发展。
保温材料主要应用于建筑物墙体外表面，考虑到消防安全等问题，其防火阻燃性能尤为重要。为此，我国借鉴欧盟相关标准于2006年颁布了《建筑材料或制品的单体燃烧试验（GB/T 20284-2006）》，对建筑材料及其制品对火反应性能测试方法进行了规定。该标准推荐的试验装置主要包括燃烧室、小推车、框架、燃烧器、收集器及排烟系统等。
常见的建筑材料板材有聚氨酯板、XPS板、EPS板、石墨聚苯板、改性聚苯板等。这些板材中包含有大量的苯乙烯、溴化物、苯等有害物质，且在制作过程中使用了多种添加剂，所以在燃烧试验过程中，会释放大量的有毒有害且温度较高的烟尘及气体等，如氰化氢、苯系物、溴化氢、氮氧化物及其低浓度挥发性有机物等，长期吸入会导致人体中毒、降低机体免疫力。因此，建筑板材燃烧性能检测过程中产生的废气必须经过净化处理才能排放。
以往净化建筑材料或制品的单体燃烧试验过程中产生的废气多采用简单的化学洗涤法。由于燃烧烟气成分复杂，通过简单喷淋可降低烟气温度，并淋洗掉部分烟尘，但很难将烟气净化干净，且运行成本较高。随着城市化进程的发展，以前许多在郊区的检测场所都正被居民区所包围，为减少对居民身体健康及大气环境的影响，这些废气净化工艺往往需要进一步升级改造。大量研究表明，与物理化学方法相比，生物方法更适合应用于低浓度有机烟气净化处理。只要选用合适的功能微生物菌群，可同时降低多种污染物，且运行成本较低。
生物法净化工艺的核心是利用微生物新陈代谢活动来降解废气中的污染物，对温度、湿度等有一定要求。因此，废气进入生物净化塔前往往需要先经过喷淋塔的降温除尘净化预处理。
现有技术中的废气净化系统多如授权公告号为CN205288086U中实用新型专利所示，废气净化系统包括预处理罐和生物滤罐，预处理罐的罐体内部从下至上依次相间设置有第一隔板、第一气体分布器、第一喷淋装置、鲍尔环填料层、第二喷淋装置，其中鲍尔环填料层作为气液两相间接触的传质介质，使废气在填料表面与喷淋液充分接触，从而进一步去除废气中残留的水溶性物质。该废气净化系统在使用时，废气由下至上流动，依次通过第一喷淋装置的喷淋降温和鲍尔环填料层的过滤净化作用，再经过生物滤罐进行生物净化，最终排出干净的气体。
上述的废气净化系统中通过喷淋降温、过滤净化和生物净化三种串联的废气处理方式对废气进行净化处理最终得出干净的气体。但是，该废气净化系统中，预处理罐为竖向放置的罐体，一般在6米以上，多应用于空旷露天场所或者高度很高的厂房内，不适用于室内的废气处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，以解决现有技术中废气净化装置不适用于室内等有限空间的废气处理的问题。
为实现上述目的，本发明建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统的技术方案是：一种建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，包括沿废气流动方向依次布置的增溶喷淋装置和生物净化装置，增溶喷淋装置包括箱体，箱体内设有上下延伸以将箱体分隔为横向布置的喷淋降温腔和过滤净化腔的竖向隔板，竖向隔板上或竖向隔板与箱体内壁之间设有供喷淋降温腔内的废气进入过滤净化腔的通气通道，箱体上设有与喷淋降温腔相连通的废气进口，还设有与过滤净化腔相连通的气体出口，喷淋降温腔内设有用于向废气喷射喷淋液的喷淋降温结构，过渡净化腔内设有位于通气通道和气体出口之间的过滤净化结构。
本发明的有益效果是：本发明提供的废气净化系统包括增溶喷淋装置和生物净化装置，增溶喷淋装置包括箱体，在箱体内设置有竖向隔板，竖向隔板将箱体分隔为横向布置的喷淋降温腔和过滤净化腔，竖向隔板上设有连通喷淋降温腔和过滤净化腔的通气通道，或者竖向隔板与箱体内壁间隔布置形成通气通道，箱体的废气进口与喷淋降温腔相连，箱体的气体出口与过滤净化腔相连。使用时，废气先进入喷淋降温腔内，通过喷淋降温结构进行喷淋降温，降低废气的温度，再由通气通道进入过滤净化腔内，通过过滤净化结构对废气进行过滤净化，最后将由气体出口排出。本发明中，将传统的竖向布置的废气净化装置改为本发明的横向布置，降低了废气净化装置的整体高度，能够适用于室内或者高度较小的场所。本发明中，通过生物净化的方式对建材单体及制品燃烧时的烟气进行净化处理，与现有技术中的喷淋净化和吸附净化相比，净化效果更好。
更进一步地，所述废气进口设于通气通道的下方，喷淋降温结构包括向下喷射喷淋液的喷头。
更进一步地，喷淋降温腔的下方设有用于容纳喷淋液的喷淋液容纳区域，所述废气进口上设有进气管，所述进气管倾斜布置以使废气以设定的角度向下吹向喷淋液容纳区域。
更进一步地，过滤净化腔内设有用于在过滤净化结构对废气进行过滤净化腔对废气进行喷淋降温的喷头。
更进一步地，喷淋降温腔的下方具有用于容纳喷淋液的喷淋降温腔喷淋液容纳区域，过滤净化腔的下方具有用于容纳喷淋液的过滤净化腔喷淋液容纳区域，所述竖向隔板上或竖向隔板与箱体内壁之间设有连通喷淋降温腔喷淋液容纳区域和过滤净化腔喷淋液容纳区域的通液通道。
更进一步地，增溶喷淋装置还包括用于将喷淋液容纳区域内的喷淋液泵送至喷淋降温腔的喷淋降温结构和过滤净化腔的喷头处的循环管道。
更进一步地，箱体上设有用于向喷淋液容纳区域内增添喷淋液的加剂管，所述加剂管的远离箱体的一端向上折弯。
更进一步地，净化系统还包括与增溶喷淋装置的废气出口相连的应急备用装置，应急备用装置包括用于在生物净化装置净化失效时对废气进行净化处理的废气处理结构，净化系统还包括用于控制增溶喷淋装置中的废气流入生物净化装置和应急备用装置的其中一个内的阀门结构。
更进一步地，废气处理结构包括与净化系统外部相连的连通腔室，连通腔室内设有用于吸附废气中污染物的活性炭。
更进一步地，净化系统包括与增溶喷淋装置的废气出口相连的出气管路，还包括连通出气管路和生物净化装置的第一支路、连通出气管路和应急备用装置的第二支路，阀门结构包括分设于第一支路和第二支路上并用于控制相应的支路通断的启闭阀门。
附图说明
图1为本发明建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统实施例1的使用状态图；
图2为图1中增溶喷淋装置的示意图；
图3为本发明建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统实施例1中废气流动示意图；
图4为本发明建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统实施例2的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统的具体实施例1：如图1至图3所示，建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统包括沿废气流动方向依次布置的进气装置1、增溶喷淋装置2、生物净化装置4和排气装置5，建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统还包括应急备用装置3。
增溶喷淋装置2包括降温除尘箱21，在降温除尘箱21内设置有竖向隔板28，竖向隔板28的上下端与降温除尘箱21的对应的内壁之间均间隔布置，竖向隔板28将降温除尘箱21的内腔分隔为两个腔室，分别为沿废气流动方向依次布置的喷淋降温腔23和除尘净化腔22，在箱体的内腔下部容纳有喷淋液容纳区域211，由于竖向隔板28下端与降温除尘箱21之间间隔布置，构成了通液通道，使得两个腔室内的喷淋液相连通。竖向隔板28的上端与降温除尘箱21之间的通道可以供废气通过，构成通气通道。喷淋降温腔23的侧壁上开设有废气进口，除尘净化腔22的侧壁上开设有废气出口。在喷淋降温腔23的上部安装有第一喷头24，在除尘净化腔22的上部安装有第二喷头26，两个喷头朝下喷出喷淋液，对废气进行降温和除尘。在除尘净化腔22的位于废气出口和第二喷头26之间的部分还设置有过滤填料27，过滤填料27用来过滤废气中的粉尘。在除尘净化腔22的顶端还设置有第一布气板25，第一布气板25用来将进入除尘净化腔22内的气体均匀分开，使废气可以均匀地进入除尘净化腔22内。
本实施例中，在降温除尘箱21下部的喷淋液容纳区域211与两个喷头之间连接有液体管路213，液体管路213上设置有循环泵212可以将喷淋液腔211内的喷淋液泵送至喷头处，实现喷淋液的循环使用。在降温除尘箱21的侧壁上还安装有加液管29和排液管210，其中，加液管29的远离降温除尘箱21的一端朝上延伸，防止喷淋液自动流出。排液管210用来将降温除尘箱21内的喷淋液排出，对降温除尘箱21内的喷淋液进行更换。
进气装置1连接在降温除尘箱进气口上，进气装置1用来将燃烧试验室6内的废气引导至降温除尘箱21内进行降温除尘。进气装置1包括使用时连接在燃烧试验室6出口上的排气管道11，如图1所示，排气管道11为“J”形。在排气管道11上连接有进气引风机12，进气引风机12上连接有后端连通降温除尘箱进气口的进气管13。由图1中可以看出，进气管13的末端垂直向下使得进气管13的废气垂直吹向喷淋液的液面进行初步的增湿、降温和除尘。
生物净化装置4通过连接管道7连接在废气出口上，生物净化装置4用来将经过降温除尘后的废气进行吸收和降解。生物净化装置4包括生物净化箱41，生物净化箱41内设有生物填料床层42，生物填料床层42由可以吸收、降解废气的功能微生物菌群构成的。本发明中的生物净化装置中的菌种可以为恶臭假单胞菌、杂色云芝菌等。在生物净化箱41的上端开设有出气口，在生物净化箱41的上端还开设有填料装填口45，便于及时向生物净化箱内增加填料。在生物净化箱41的下端侧壁与连接管道7相连。本实施例中，生物净化箱41内还设置有位于生物填料床层42下方的第二布气板43，第二布气板43能够将进入生物净化箱41内的气体进行均匀分布，再经过生物填料床层42被吸收和降解，最后排出干净的空气。在连接管道7上安装有通过通断连接管道来控制废气是否进入生物净化箱41内的第一开关44。
排气装置5连接在生物净化箱41上端的出气口，排气装置5用来将干净气体排出建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统。排气装置5包括排气装置排气管51和干净气体气管53，排气装置排气管51和干净气体气管53之间通过排气引风机52相连，排气引风机52将经过生物填料床层42后的干净气体由排气装置排气管51引导至干净气体气管53内，最终排出整个废气净化系统。
本发明的建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统还包括应急备用装置3，在生物填料床层42出现障碍，无法吸收和降解废气时，启动应急备用装置3，吸收建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统中的废气。
应急备用装置3包括连接在连接管道7上的排气支管33，排气支管33上设置有支路开关34，在排气支路33上连接有活性炭罐31，活性炭罐31内容纳有对废气吸附能力较强的活性炭32，活性炭32可以对废气进行应急吸附。
本发明的使用过程如下：燃烧试验室内产生的废气在进气引风机12的作用下进入进气管13，废气经进气管13排出后垂直吹向降温除尘箱内的喷淋液液面，进行初步地增湿、降温和除尘，之后废气上升，喷淋降温腔室23内的第一喷头24向下喷出喷淋液，与废气的流动方向相反，能够进一步降低废气的温度，并对其中的可溶污染物进行吸收净化。随着喷淋降温腔室23内的废气增多，废气压力增加，废气由竖向隔板28和降温除尘箱21上端的间隙流向除尘净化腔室22，首先经过第一布气板25对气流进行重新布气，使废气在除尘净化腔室22内能够均匀分布，均匀分布的气流向下流动，向下流动的过程中受到除尘净化腔室22内的第二喷头26的喷淋作用，进一步降低温度，气流向下经过过滤填料27，利用碰撞、截流原理净化废气中的粉尘。废气经过过过滤填料27后进入连接管道7，再进入生物净化箱41内，进入生物净化箱后，首先经过第二布气板43，第二布气板43对废气进行均匀分布，然后废气再经过生物填料床层42，废气中的污染物在经过生物填料床层42时，被填料中的功能微生物菌群进行吸收和降解，生成无毒无害的气体。干净后的气体，在排气引风机52作用下，经排气装置排气管51再进入干净气体排气管53排出净化系统。
具体使用时，当生物净化装置4出现故障无法对废气进行有效吸收和降解时，比如，生物净化装置4内的净化效率减弱或者生物净化装置4被堵塞。此时，关闭第一开关44，打开支路开关34，使连接管道7内的废气由排气支路33进入活性炭罐31内，由活性炭罐31内的活性炭32对废气进行暂时的吸附收集，待生物净化装置4恢复正常后，再打开第一开关44，关闭支路开关34。而活性炭罐31内的活性炭32可以通过后续的解析将废气解析出。
本实施例中，过滤填料构成了过滤除尘结构，废气除尘装置主要由过滤除尘结构、第二喷头和除尘净化腔室构成。喷淋降温装置主要由喷淋降温腔室和第一喷头构成。本实施例中，竖向隔板的上端与箱体内壁间隔布置，两者之间的间隔通道构成了废气过口。本实施例中，喷淋液容纳区域同时承接第一喷头和第二喷头所喷出的淋洗液，在其他实施例中，可以在喷淋降温腔室和除尘净化腔室内均设置喷淋液容纳区域。
本实施例中，第一开关和支路开关构成了阀门结构。连接管道7中位于排气支路33和生物净化箱41之间的部分构成了第一支路，排气支路构成了第二支路。连接管道7中位于排气支路33与降温除尘箱之间的部分构成了排气管路。
活性炭罐的上下两端均开口，构成了供废气流出的连通腔室。在其他实施例中，连通腔室和其内的活性炭构成了废气处理结构，在其他实施例中，连通腔室内可以设置其他的废气净化结构，如额外设置一套生物净化结构等。
本实施例中，进气管的位于喷淋降温腔室内的部分向下弯折，构成弯折引导段。
本发明建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统的具体实施例2，如图4所示，与实施例1的不同之处在于，本实施例中，降温除尘箱1被竖向隔板9分隔为喷淋降温腔2和过滤净化腔3，在竖向隔板9上设置有通气通道，下端与降温除尘箱1之间设置有连通喷淋液容纳区域8的通液通道。过滤净化腔3内的过滤净化结构包括横向的网孔板，横向的网孔板上设置有环形的过滤除尘滤料4和位于过滤除尘滤料4中间的筒体7，在筒体7内容纳有除雾滤料5，筒体7与出气管6密封相连。而且，本实施例中，进气管与喷淋液容纳区域8的液面之间的夹角为钝角。使用时，废气进入喷淋降温腔内进行喷淋降温，再进入过滤净化腔3中，首先通过过滤除尘滤料4进行过滤除尘，再回流至除雾滤料5内，最后由出气管6排出。

Claims (10)

1.一种建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，其特征在于：包括沿废气流动方向依次布置的增溶喷淋装置和生物净化装置，增溶喷淋装置包括箱体，箱体内设有上下延伸以将箱体分隔为横向布置的喷淋降温腔和过滤净化腔的竖向隔板，竖向隔板上或竖向隔板与箱体内壁之间设有供喷淋降温腔内的废气进入过滤净化腔的通气通道，箱体上设有与喷淋降温腔相连通的废气进口，还设有与过滤净化腔相连通的气体出口，喷淋降温腔内设有用于向废气喷射喷淋液的喷淋降温结构，过渡净化腔内设有位于通气通道和气体出口之间的过滤净化结构。
2.根据权利要求1所述的建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，其特征在于：所述废气进口设于通气通道的下方，喷淋降温结构包括向下喷射喷淋液的喷头。
3.根据权利要求1或2所述的建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，其特征在于：喷淋降温腔的下方设有用于容纳喷淋液的喷淋液容纳区域，所述废气进口上设有进气管，所述进气管倾斜布置以使废气以设定的角度向下吹向喷淋液容纳区域。
4.根据权利要求1或2所述的建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，其特征在于：过滤净化腔内设有用于在过滤净化结构对废气进行过滤净化腔对废气进行喷淋降温的喷头。
5.根据权利要求4所述的建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，其特征在于：喷淋降温腔的下方具有用于容纳喷淋液的喷淋降温腔喷淋液容纳区域，过滤净化腔的下方具有用于容纳喷淋液的过滤净化腔喷淋液容纳区域，所述竖向隔板上或竖向隔板与箱体内壁之间设有连通喷淋降温腔喷淋液容纳区域和过滤净化腔喷淋液容纳区域的通液通道。
6.根据权利要求5所述的建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，其特征在于：增溶喷淋装置还包括用于将喷淋液容纳区域内的喷淋液泵送至喷淋降温腔的喷淋降温结构和过滤净化腔的喷头处的循环管道。
7.根据权利要求5所述的建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，其特征在于：箱体上设有用于向喷淋液容纳区域内增添喷淋液的加剂管，所述加剂管的远离箱体的一端向上折弯。
8.根据权利要求1或2所述的建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，其特征在于：净化系统还包括与增溶喷淋装置的废气出口相连的应急备用装置，应急备用装置包括用于在生物净化装置净化失效时对废气进行净化处理的废气处理结构，净化系统还包括用于控制增溶喷淋装置中的废气流入生物净化装置和应急备用装置的其中一个内的阀门结构。
9.根据权利要求8所述的建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，其特征在于：废气处理结构包括与净化系统外部相连的连通腔室，连通腔室内设有用于吸附废气中污染物的活性炭。
10.根据权利要求8所述的建材单体及制品燃烧试验装置燃烧废气净化系统，其特征在于：净化系统包括与增溶喷淋装置的废气出口相连的出气管路，还包括连通出气管路和生物净化装置的第一支路、连通出气管路和应急备用装置的第二支路，阀门结构包括分设于第一支路和第二支路上并用于控制相应的支路通断的启闭阀门。
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