CN108317525A - 一种制药工艺废气处理装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制药工艺废气处理装置，包括废气进气管、三通切换阀、蓄热式焚烧炉、换向阀、吹扫塔、骤冷塔、洗涤塔、排气烟囱及PLC，所述废气进气管通过三通切换阀连接蓄热式焚烧炉，所述换向阀包括进气口、第一排气口及第二排气口，所述进气口通过所述三通切换阀连接蓄热式焚烧炉，所述第一排气口连接骤冷塔，所述第二排气口连接吹扫塔，所述骤冷塔连接所述洗涤塔，所述洗涤塔通过排气管连接排气烟囱，所述吹扫塔连接废气进气管，上设有LEL监测仪，吹扫塔与排气烟囱联通，所述LEL监测仪、三通切换阀、换向阀连接PLC。本发明的制药工艺废气处理装置适用于处理不同浓度的废气，废气净化效率高，处理效果稳定，操作安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及制药领域，具体涉及一种制药工艺废气处理装置及处理方法。
背景技术
随着国家经济的不断发展和人民生活水平的逐步提高，人们对自然环境和身体健康的追求也更加关注。制药行业作为一个服务于大众医疗的基础工业，近年也得到了极大的发展，各种新药和新工艺不断涌现。同时，伴随而来的是制药行业的废气污染也越来越严重，为此国家对行业废气的治理标准不断提高，也对废气治理技术提出了更高的要求，以适应愈加严苛的环保管控需要。
相对其他行业有机废气来说，制药工艺废气的成分复杂，可能同时含有烃类、醇类、羧酸类、酯类、酮类、卤代烃、少量的氯化氢、含硫有机物等成分，这是物质大多有毒有害。从工艺车间排放出来的废气经过初步的洗涤，已不能满足的排放标准的要求。另外，制药工艺大多是间歇性操作，每一批次的废气成分也各有差异，废气排放的气量大小和废气浓度很不稳定，针对如此复杂的废气特征，一般的冷凝、吸收、吸附、生物降解、等离子分解均无法保证净化效率和处理效果的稳定性，基于蓄热式焚烧炉系统的燃烧法能够将废气中的有毒有害组分转化为二氧化碳和水。制药工艺废气在排放过程中，废气的浓度不断波动，特别是在废气浓度较高的情况下，对蓄热式焚烧炉系统的处理效率及安全性要求更高。目前，蓄热式焚烧炉系统还存在因泄漏量大而导致的废气去除效率低、处理效果不稳定以及安全性能差的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制药废气处理装置，它可以解决现有技术中制药废气处理装置废气去除率低、处理效果不稳定及安全性能差的问题。为此，本发明还要提供一种废气处理方法。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种制药工艺废气处理装置，包括废气进气管、三通切换阀、蓄热式焚烧炉、换向阀、吹扫塔、骤冷塔、洗涤塔、排气管、排气烟囱及PLC，所述废气进气管通过三通切换阀连接所述蓄热式焚烧炉，所述换向阀包括进气口、第一排气口及第二排气口，所述进气口通过所述三通切换阀连接所述蓄热式焚烧炉，所述蓄热式焚烧炉连接燃烧机，所述第一排气口连接所述骤冷塔，所述第二排气口连接所述吹扫塔，所述骤冷塔连接所述洗涤塔，所述洗涤塔通过排气管连接所述排气烟囱，所述排气管上设有系统风机，所述吹扫塔通过废气回收管连接所述废气进气管，所述吹扫塔与所述排气烟囱联通，所述废气进气管上设有LEL监测仪，所述LEL监测仪、所述三通切换阀、所述换向阀连接PLC。
优选的技术方案，所述LEL监测仪与所述三通切换阀之间依次设有中继风机、废气通断阀及阻火器，所述废气回收管与所述废气进气管的连接处设于所述LEL监测仪与所述中继风机之间。
进一步的技术效果，所述中继风机将来自车间及吹扫塔的废气抽送至蓄热式焚烧炉，中继风机为整个系统提供动力源，以克服系统的阻力，所述阻火器防止蓄热式焚烧炉产生的高温气体回火至废气进气管，防止爆燃爆炸情况的发生，增加了系统的安全性能。
优选的技术方案，所述废气进气管连接旁通管，所述旁通管连接所述排气烟囱，所述旁通管上设有旁通阀，所述旁通管与所述废气进气管的连接处位于所述中继风机与所述废气通断阀之间，所述废气通断阀、所述旁通阀连接PLC。
进一步的技术效果，当LEL监测仪检测到废气进气管的废气浓度超过设定值的上限值，PLC立即关闭废气通断阀，打开旁通阀，废气经旁通管排放至排气烟囱。
优选的技术方案，所述蓄热式焚烧炉包括燃烧室、第一蓄热室、第二蓄热室，所述第一蓄热室与第二蓄热室分别连接燃烧室且相互隔离，所述三通切换阀包括进气室、排气室、第一蓄热室连接口、第二蓄热室连接口，所述第一蓄热室连接口连接所述第一蓄热室，所述第二蓄热室连接口连接所述第二蓄热室，所述进气室连接所述废气进气管，所述排气室连接所述换向阀，所述燃烧室连接燃烧机，所述燃烧机连接助燃风机。
进一步的技术效果，PLC控制三通切换阀定期切换，从而控制废气在蓄热式焚烧炉的进出方向，废气在蓄热式焚烧炉内作顺时针及逆时针交替流动，使得整个蓄热式焚烧炉内部的温度分布的更加均匀。
优选的技术方案，所述排气室与所述换向阀之间设有气体混合箱，所述气体混合箱通过热旁通管连接所述燃烧室，所述热旁通管上设有热旁通阀，所述热旁通阀连接PLC。
进一步的技术效果，PLC通过LEL监测仪的结果控制热旁通阀的开度，从而维持蓄热式焚烧炉内的热平衡。
优选的技术方案，所述洗涤塔的内部上端设有洗涤液喷淋装置，内部下端设有电导率仪，底部连接排水管，所述骤冷塔内部上端设有冷却水喷淋装置，所述洗涤塔的塔体下端连接循环管，所述循环管上设有循环泵组，所述循环泵组通过洗涤液输送管连接所述洗涤液喷淋装置，通过冷却液输送管连接冷却水喷淋装置，所述洗涤液喷淋装置连接进水管，所述骤冷塔的塔体底端联通所述洗涤塔的塔体底端，所述洗涤液输送管通过碱液输送管连接碱液罐，所述进水管上设有进水通断阀，所述进水通断阀与所述电导率仪连接PLC。
进一步的技术效果，所述电导率仪通过电导率值判断洗涤塔内洗涤液的盐分含量，当电导率值超过设定的上限值，洗涤液从排水管排放，所述循环泵组实现了洗涤液与冷却液的循环使用，极大的程度上减少了用水量。
本发明的第二方面，提供一种制药工艺废气处理方法，采用上述制药工艺废气处理装置，包括以下步骤：
步骤一、废气经废气进气管进入蓄热式焚烧炉，废气中的有机物发生氧化反应，生成水、二氧化碳及氯化氢气体；
步骤二、经步骤一处理后的废气进入骤冷塔，骤冷塔中的冷却水与废气发生热交换，废气温度降低；
步骤三、经步骤二处理后的废气进入洗涤塔，洗涤塔内的洗涤液吸收废气中的氯化氢气体，经洗涤塔处理后的废气由排气管输送至排气烟囱进行排放。
优选的技术方案，所述步骤一种蓄热式焚烧炉温度为800℃-900℃，废气在蓄热式焚烧炉内的停留时间为1s-2s；所述步骤二中废气经骤冷塔处理后的温度为55℃-65℃；所述步骤三中洗涤塔内的洗涤液为氢氧化钠溶液。
本发明的制药工艺废气处理装置设有LEL监测仪及热旁通，LEL监测仪即时监控废气进气管内的废气的浓度，废气的浓度影响蓄热式焚烧炉的炉温及燃料供应，在废气浓度低于3%LEL 时，废气氧化所释放的热量不足以维持蓄热式焚烧炉内热平衡，需要通过燃烧机补充燃料加热；当废气的浓度处于3%LEL-4%LEL 之间时，废气氧化所释放的热量正好维持蓄热式焚烧炉内的热平衡，此时既不需要打开燃烧机补充热量，也不需要打开热旁通阀释放热量；当废气的浓度大于4%LEL 时，废气氧化所释放的热量大于维持蓄热式焚烧炉内的热平衡所需的热量，此时，需要打开热旁通阀，PLC根据LEL监测仪的分析结果自动控制热旁通阀的开启角度，以调节热旁通风量以维持蓄热式焚烧炉内的热平衡；当废气浓度过高，热旁通阀的角度开启至最大仍无法维持蓄热式焚烧炉内的热平衡，此时，PLC阻断废气进入蓄热式焚烧炉，废气经旁通管道排放，由此，可以看出，通过设置LEL监测仪及热旁通管，增大了蓄热式焚烧炉可处理废气的浓度范围，尤其适用于制药行业因间歇性操作而引起的废气浓度变化，提高了系统的操作弹性与系统操作的安全性。
本发明的制药工艺废气处理装置还设有换向阀及吹扫塔，在三通切换阀正常的工作周期内，换向阀与骤冷塔联通，与吹扫塔隔断，经蓄热式焚烧炉处理后的废气进入骤冷塔继而进入后续处理步骤，在三通切换阀切换进气方向的瞬间，换向阀切换方向，与吹扫塔联通，与骤冷塔隔离，经蓄热式焚烧炉处理后的废气进入吹扫塔继而被抽送至废气进气管，返回至蓄热式焚烧炉进行再次处理，有效避免了因三通切换阀泄露而导致的废气净化效率低及处理效果不稳定的问题。
与现有技术相比，本发明的制药工艺废气处理装置适用于处理不同浓度的废气，废气净化效率高，处理效果稳定，操作安全性高。
附图说明
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明制药工艺废气处理装装置的结构示意图；
其中，附图标记具体说明如下：蓄热式焚烧炉1、三通切换阀2、换向阀3、吹扫塔4、排气烟囱5、骤冷塔6、洗涤塔7、LEL监测仪8、中继风机9、废气通断阀10、阻火器11、旁通管12、废气回收管13、进气室14、排气室15、第一蓄热室连接口16、第二蓄热室连接口17、燃烧室18、第一蓄热室19、第二蓄热室20、旁通阀21、燃烧机22、热旁通管23、热旁通阀24、气体混合器25、冷却水喷淋装置26、循环管27、循环泵组28、进水管29、进水通断阀30、碱液罐31、排水管32、系统风机33、洗涤液喷淋装置34、废气进气管35、排气管36、助燃风机37、循环风机38、洗涤液输送管39、冷却液输送管40、碱液输送管41。（其中，PLC未在图中示出）。
具体实施方式
如图1所示，一种制药工艺废气处理装置，包括废气进气管35、三通切换阀2、蓄热式焚烧炉1、换向阀3、吹扫塔4、骤冷塔6、洗涤塔7、排气管36、排气烟囱5及PLC，废气进气管35通过三通切换阀2连接蓄热式焚烧炉1，废气进气管35上设有LEL监测仪8，LEL监测仪8与三通切换阀2之间依次设有中继风机9、废气通断阀10及阻火器11，废气进气管35连接旁通管12，旁通管12连接排气烟囱5，旁通管12上设有旁通阀21，旁通管12与废气进气管35的连接处位于中继风机9与废气通断阀10之间。
三通切换阀2包括进气室14、排气室15、第一阀室及第二阀室，第一阀室与第二阀室相互隔离，第一阀室连接进气室14及排气室15，第一阀室内设有第一阀瓣，第一阀瓣控制第一阀室与进气室14、排气室15的联通或隔离，第二阀室连接进气室14与排气室15，第二阀室内设有第二阀瓣，第二阀瓣控制第二阀室与进气室14、排气室15的联通或隔离，第一阀室设有第一蓄热室连接口16，第二阀室设有第二蓄热室连接口17，第一蓄热室连接口16连接第一蓄热室19，第二蓄热室连接口17连接第二蓄热室20，进气室14连接废气进气管35，排气室15连接换向阀3，燃烧室18连接燃烧机22，燃烧机22连接助燃风机37，LEL监测仪8、三通切换阀2、换向阀3、旁通阀21及废气通断阀10连接PLC。
换向阀3包括进气口、第一排气口及第二排气口，进气口通过三通切换阀2的排气室15，排气室15与换向阀3之间设有气体混合器25，气体混合器25通过热旁通管23连接燃烧室18，热旁通管23上设有热旁通阀24，热旁通阀24连接PLC。第一排气口连接骤冷塔6，骤冷塔6连接洗涤塔7，洗涤塔7通过排气管36连接排气烟囱5，排气管36上设有系统风机33，第二排气口连接吹扫塔4，吹扫塔4通过废气回收管13连接废气进气管35，废气回收管上设有循环风机38，废气回收管13与废气进气管35的连接处设于LEL监测仪8与中继风机9之间，吹扫塔4与排气烟囱5联通。
洗涤塔7的内部上端设有洗涤液喷淋装置34，内部下端设有电导率仪，底部连接排水管32，骤冷塔6内部上端设有冷却水喷淋装置26，洗涤塔7的塔体下端连接循环管27，循环管27上设有循环泵组28，循环泵组28通过洗涤液输送管39连接洗涤液喷淋装置34，通过冷却液输送管40连接冷却水喷淋装置26，骤冷塔6的塔体底端联通洗涤塔7的塔体底端，洗涤液输送管39通过碱液输送管41连接碱液罐31，进水管29上设有进水通断阀30，进水通断阀30与电导率仪连接PLC。
工作过程：来自制药车间的废气首先经过车间旁边的碱液洗涤塔，通过初次碱洗，除去大部分酸性物质及部分易溶于水的有机废气成分，然后通过废气进气管35进入蓄热式焚烧炉1进行氧化处理，蓄热式焚烧炉1的具体工作过程如下：第一周期，来自废气进气管35的废气通过第一蓄热室19，第一蓄热室19内的高温蓄热陶瓷对废气进行预热，经预热后的废气被导入燃烧室18，在燃烧室18内进行高温氧化反应后，进入第二蓄热室20，第二蓄热室20内的蓄热陶瓷吸收气体热量，继而将废气输送至气体混合器25；第二周期，来自废气进气管35的废气通过第二蓄热式，第二蓄热内的高温蓄热陶瓷对废气进行预热，经预热后的废气被导入燃烧室18，在燃烧室18内进行高温氧化反应后，进入第一蓄热室19，第一蓄热室19内的蓄热陶瓷吸收气体热量，继而将废气输送至气体混合器25，废气在蓄热式焚烧炉1内的停留时间为2s，PLC控制三通切换阀2每3min切换一次，从而控制第一周期与第二周期的交替时间为3min。
来自于制药工艺车间的废气浓度是随时变化的，LEL监测仪8即时监控废气进气管35的废气浓度，将废气浓度信息传送至PLC，PLC根据废气浓度切换不同的工作状态，当废气浓度小于3%LEL ，热旁通阀24关闭，燃烧机22焚烧燃料为蓄热式焚烧炉1补充热量；当废气浓度处于3%LEL-4%LEL ，热旁通阀24关闭，燃烧机22关闭，废气氧化所释放的热量用于维持蓄热式焚烧炉1内的热平衡；当废气浓度处于4%LEL-20%LEL ，燃烧机22关闭，热旁通阀24打开，PLC根据LEL监测仪8的分析结果自动控制热旁通阀24的开启角度，以调节热旁通风量以维持蓄热式焚烧炉1内的热平衡；当废气浓度大于20%LEL ，废气进气阀关闭，旁通阀21打开，废气由旁通管12排放至排气烟囱5。
换向阀3控制气体混合器25内的气体进入骤冷塔6或吹扫塔4，在第一周期与第二周期正常运行的过程中，换向阀3与骤冷塔6导通，与吹扫塔4隔断，经蓄热式焚烧炉1处理后的废气进入骤冷塔6；在第一周期与第二周期切换的瞬间，PLC控制换向阀3换向，换向阀3与骤冷塔6隔断，与吹扫塔4导通，经蓄热式焚烧炉1处理后的废气进入吹扫塔4，吹扫塔4内的气体在循环风机38的动力作用下，由废气回收管13输送至废气进气管35，返回至蓄热式焚烧炉1进行再次处理。
骤冷塔6内部上端装有冷却水喷淋装置26，冷却水喷淋装置26喷出的极细颗粒水雾与高温气体接触迅速汽化，因水的汽化潜热很大，水汽化需吸收大量的热量，用少量的水迅速实现高温净化气的降温，经骤冷塔6降温后，废气温度减低至60℃，进入洗涤塔7进行清洗。
废气经过蓄热式焚烧炉1净化后，绝大部分有机成分均已被氧化分解，制药工艺废气中含有氯代烃类高温分解后会形成氯化氢气体，经过骤冷塔6降温后的废气进入洗涤塔7进行洗涤，洗涤塔7内部上端设有洗涤液喷淋装置34，洗涤液喷淋装置34喷洒出的氢氧化钠溶液吸收废气中的氯化氢气体，经洗涤塔7处理后的气体经系统风机33抽送至排气烟囱5，而后高空排放。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (8)
1.一种制药工艺废气处理装置，其特征在于，包括废气进气管（35）、三通切换阀（2）、蓄热式焚烧炉（1）、换向阀（3）、吹扫塔（4）、骤冷塔（6）、洗涤塔（7）、排气管（36）、排气烟囱（5）及PLC，所述废气进气管（35）通过三通切换阀（2）连接所述蓄热式焚烧炉（1），所述换向阀（3）包括进气口、第一排气口及第二排气口，所述进气口通过所述三通切换阀（2）连接所述蓄热式焚烧炉（1），所述蓄热式焚烧炉（1）连接燃烧机（22），所述第一排气口连接所述骤冷塔（6），所述第二排气口连接所述吹扫塔（4），所述骤冷塔（6）连接所述洗涤塔（7），所述洗涤塔（7）通过排气管（36）连接所述排气烟囱（5），所述排气管（36）上设有系统风机（33），所述吹扫塔（4）通过废气回收管（13）连接所述废气进气管（35），所述废气回收管（13）上设有循环风机，所述吹扫塔（4）与所述排气烟囱（5）联通，所述废气进气管（35）上设有LEL监测仪（8），所述LEL监测仪（8）、所述三通切换阀（2）、所述换向阀（3）连接PLC。
2.如权利要求1所述的一种制药工艺废气处理装置，其特征在于：所述LEL监测仪（8）与所述三通切换阀（2）之间依次设有中继风机（9）、废气通断阀（10）及阻火器（11），所述废气回收管（13）与所述废气进气管（35）的连接处设于所述LEL监测仪（8）与所述中继风机（9）之间。
3.如权利要求2所述的一种制药工艺废气处理装置，其特征在于：所述废气进气管（35）连接旁通管（12），所述旁通管（12）连接所述排气烟囱（5），所述旁通管（12）上设有旁通阀（21），所述旁通管（12）与所述废气进气管（35）的连接处位于所述中继风机（9）与所述废气通断阀（10）之间，所述废气通断阀（10）、所述旁通阀（21）连接PLC。
4.如权利要求1所述的一种制药工艺废气处理装置，其特征在于：所述蓄热式焚烧炉（1）包括燃烧室（18）、第一蓄热室（19）、第二蓄热室（20），所述第一蓄热室（19）与第二蓄热室（20）分别连接燃烧室（18）且相互隔离，所述三通切换阀（2）包括进气室（14）、排气室（15）、第一蓄热室连接口（16）、第二蓄热室连接口（17），所述第一蓄热室连接口（16）连接所述第一蓄热室（19），所述第二蓄热室连接口（17）连接所述第二蓄热室（20），所述进气室（14）连接所述废气进气管（35），所述排气室（15）连接所述换向阀（3），所述燃烧室（18）连接所述燃烧机（22），所述燃烧机（22）连接助燃风机（37）。
5.如权利要求4所述的一种制药工艺废气处理装置，其特征在于：所述排气室（15）与所述换向阀（3）之间设有气体混合箱（25），所述气体混合箱（25）通过热旁通管（24）连接所述燃烧室（18），所述热旁通管（24）上设有热旁通阀（24），所述热旁通阀（24）连接PLC。
6.如权利要求1所述的一种制药工艺废气处理装置，其特征在于：所述洗涤塔（7）的内部上端设有洗涤液喷淋装置（34），内部下端设有电导率仪，底部连接排水管（32），所述骤冷塔（6）内部上端设有冷却水喷淋装置（26），所述洗涤塔（7）的塔体下端连接循环管（27），所述循环管（27）上设有循环泵组（28），所述循环泵组（28）通过洗涤液输送管（39）连接所述洗涤液喷淋装置（34），通过冷却液输送管（40）连接冷却水喷淋装置（26），所述洗涤液喷淋装置（34）连接进水管（29），所述骤冷塔（6）的塔体底端联通所述洗涤塔（7）的塔体底端，所述洗涤液输送管（39）通过碱液输送管（41）连接碱液罐（31），所述进水管（29）上设有进水通断阀（30），所述进水通断阀（30）与所述电导率仪连接PLC。
7.一种制药工艺废气处理方法，采用权利要求1-6任一项所述的制药工艺废气处理装置，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、废气经废气进气管进入蓄热式焚烧炉（1），废气中的有机物发生氧化反应，生成水、二氧化碳及氯化氢气体；
步骤二、经步骤一处理后的废气进入骤冷塔（6），骤冷塔（6）中的冷却水与废气发生热交换，废气温度降低；
步骤三、经步骤二处理后的废气进入洗涤塔（7），洗涤塔（7）内的洗涤液吸收废气中的氯化氢气体，经洗涤塔（7）处理后的废气由排气管（36）输送至排气烟囱（5）进行排放。
8.如权利要求7所述的一种制药工艺废气处理方法，其特征在于：所述步骤一种蓄热式焚烧炉（1）温度为800℃-900℃，废气在蓄热式焚烧炉（1）内的停留时间为1s-2s；所述步骤二中废气经骤冷塔（6）处理后的温度为55℃-65℃；所述步骤三中洗涤塔（7）内的洗涤液为氢氧化钠溶液。
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