CN108680008A - 一种辊道窑VOCs烟气治理方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种辊道窑VOCs烟气治理方法及设备，特别是对辊道窑挥发性有机化合物排放的治理，属于日用陶瓷技术领域。技术方案是：辊道窑（11）从入口至出口依次分为预热段（1）、烧成段（2）和冷却段（3），预热段（1）上设有排烟口（4），冷却段（3）上设有进风口（10），排烟口（4）和进风口（10）通过位于辊道窑（11）外的排烟管道（6）连通，排烟管道（6）上设有排烟风机（5）；辊道窑（11）的出口设有补偿风扇（7）。本发明的有益效果是：直接燃烧处理挥发性有机化合物，处理后转化为CO2和H2O，设备投入小，运行费用低，窑炉余热可以利用，能耗几乎不会增加；运行简单、稳定，不需人工操作，不影响产品的品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种辊道窑VOCs烟气治理方法及设备，特别是对辊道窑挥发性有机化合物（VOCs）排放的治理，属于日用陶瓷技术领域。
背景技术
挥发性有机化合物（VOCs）是指在常压下，沸点在50~260℃以下的有机化合物。辊道窑将制品烧成产品，产生烟气的主要来源是制品本身或中间介质含挥发性有机化合物（VOCs），通常是在预热段经管道由排烟风机直接排放，如果不在预热段处理，随制品一起进入烧成段，中间介质含挥发性有机化合物（VOCs）产生的烟气对制品的品质产生影响（如颜色、亮度、色彩均匀度等）。 目前，适用于辊道窑产生的挥发性有机化合物（VOCs）的治理方式包括：活性吸附法、引风高空排放法、燃烧处理法、吸收除气法和冷凝收集法等。已有技术存在的问题是：对不同浓度的VOCs的处理方式不同，需配备不同的相关治理设备，运行治理设备存在能耗、运行费用、二次污染及安全性等问题，成本较高，使用不方便。
发明内容
本发明目的是提供一种辊道窑VOCs烟气治理方法及设备，通过辊道窑自身将挥发性有机化合物VOCs进行高温燃烧，通过燃烧将挥发性有机化合物VOCs转化为CO2和H2O，从而达到在几乎不增加能耗的前提下彻底治理烟气的目的，对余热进行回收利用，不影响产品质量，解决已有技术存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种辊道窑VOCs烟气治理设备，包含辊道窑、排烟口、排烟风机、排烟管道和补偿风扇，辊道窑从入口至出口依次分为预热段、烧成段和冷却段，预热段上设有排烟口，冷却段上设有进风口，排烟口和进风口通过位于辊道窑外的排烟管道连通，排烟管道上设有排烟风机；辊道窑的出口设有补偿风扇。
所述排烟管道与进风口通过变径弯头连接，变径弯头上部与排烟管道连为一体，下部连接到窑炉冷却段内；所述变径弯头包含外圆弧段和内圆弧段，外圆弧段全部为180°弧度，内圆弧段的上半段与下半段弧度不同；内圆弧段的上半段为180°弧度，与外圆弧段的上半段同心；内圆弧段的下半段为160°弧度，与外圆弧段下半段不同心，相互之间形成楔形结构，由于楔形结构造成弯头半径不是全部相等，故称为变径弯头。
进风口上部为变径弯头160°弧度延长线，下部平行于辊道窑内水平面，形成开口为坡型口的进风口，进风口的斜坡伸到冷却段，进风口下口平面同辊道窑窑炉的上平面同高，进风口平面平行于辊道窑窑炉平面，进风口平面不得低于辊道窑窑炉上平面，本发明不需要改变辊道窑窑炉内净高度。
在辊道窑的出口设有压力检测点，检测辊道窑的出口，控制补偿风扇，使辊道窑的出口保持微正压。
一种辊道窑VOCs烟气治理方法，采用上述设备进行，包含如下步骤：
制品通过入口进入辊道窑的预热段进行预热，产生的VOCs烟气在排烟风机的作用下通过预热段上的排烟口进入排烟管道，并通过冷却段上的进风口进入辊道窑；
由于进风口的斜坡伸向冷却段，辊道窑出口的补偿风扇保证辊道窑内处于微正压状态，VOCs烟气在气流的作用下吹向烧成段，使得VOCs烟气流向烧成段，通过烧成段高温燃烧处理VOCs烟气，VOCs烟气流向与辊道窑内产品移动方向相反；微正压补偿风扇保证VOCs烟气不外溢，VOCs烟气流向烧成段，燃烧挥发性有机化合物（VOCs）转化为CO2和H2O。
由于辊道窑内的制品经过烧成段已经烧成产品，反方向流入的VOCs烟气不会对产品质量产生影响。
本发明的有益效果是：直接燃烧是处理挥发性有机化合物（VOCs）效果最好的方式，处理后转化为CO2和H2O。设备投入小，改造现有窑炉的排放方式，只需少量装置。运行费用低，吹入冷却段的是260℃以下烟气，这样可以对这部分的窑炉余热利用，能耗几乎不会增加。运行简单、稳定，不需人工操作，不影响产品的品质。
附图说明
图1为本发明实施例示意图；
图2为本发明实施例变径弯头及进风口示意图；
图3为本发明实施例补偿风扇及控制示意图；
图中：预热段1、烧成段2、冷却段3、排烟口4、排烟风机5、排烟管道6、补偿风扇7、压力检测点8、变径弯头9、进风口10、辊道窑11、外圆弧段12、内圆弧段13。
具体实施方式
以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。
一种辊道窑VOCs烟气治理设备，包含辊道窑11、排烟口4、排烟风机5、排烟管道6和补偿风扇7，辊道窑11从入口至出口依次分为预热段1、烧成段2和冷却段3，预热段1上设有排烟口4，冷却段3上设有进风口10，排烟口4和进风口10通过位于辊道窑11外的排烟管道6连通，排烟管道6上设有排烟风机5；辊道窑11的出口设有补偿风扇7。
所述排烟管道6与进风口10通过变径弯头9连接，变径弯头9上部与排烟管道6连为一体，下部即为进风口10；所述变径弯头9包含外圆弧段12和内圆弧段13，外圆弧段12全部为180°弧度，内圆弧段13的上半段与下半段弧度不同；内圆弧段13的上半段为180°弧度，与外圆弧段12的上半段同心；内圆弧段13的下半段为160°弧度，与外圆弧段12下半段不同心，相互之间形成楔形结构，由于楔形结构造成弯头半径不是全部相等，故称为变径弯头。
进风口上部为变径弯头160°弧度延长线，下部平行于辊道窑内水平面，形成开口为坡型口的进风口，进风口的斜坡伸向冷却段3。
在辊道窑11的出口设有压力检测点8，检测辊道窑11的出口，控制补偿风扇7，使辊道窑11的出口保持微正压。
一种辊道窑VOCs烟气治理方法，采用上述设备进行，包含如下步骤：
制品通过入口进入辊道窑11的预热段1进行预热，产生的VOCs烟气在排烟风机5的作用下通过预热段1上的排烟口4进入排烟管道6，并通过冷却段3上的进风口10进入辊道窑11；
由于进风口的斜坡伸向冷却段3，VOCs烟气吹向烧成段2，辊道窑11出口的补偿风扇7保证辊道窑11内处于微正压状态，使得VOCs烟气流向烧成段2，通过烧成段2高温燃烧处理VOCs烟气，VOCs烟气流向与辊道窑内产品移动方向相反；微正压补偿风扇保证VOCs烟气不外溢，VOCs烟气流向烧成段，燃烧挥发性有机化合物（VOCs）转化为CO2和H2O。
由于辊道窑11内的制品经过烧成段2已经烧成产品，反方向流入的VOCs烟气不会对产品质量产生影响。
烧制产品的过程:待烧制品进入辊道窑11，经预热段1预热、烧成段2烧制、经冷却段3冷却后出产品；在这个过程中预热段会将预热过程产生的VOCs烟气从辊道窑11内排出，辊道窑11的排烟温度根据不同产品的烧成条件各不相同；常压下沸点在50-260℃以下的有机化合物产生烟气的位置正是窑炉的预热段的温度。
以排烟温度为80-120℃为设计样本，预热段通常分布二到四个排烟口4，二到四个排烟口4汇集到同一排烟管道，通过调整每个排烟口的开度大小控制烟气的排放，这些排烟口经排烟管道汇集后，由排烟风机5将烟气排至80℃至120℃冷却段3，这个位置进入不会对辊道窑内原有温度环境造成影响而增加能耗。由于辊道窑是两端开口，辊道窑内是常压，将排烟管道6连接到冷却段区间，排入的烟气会向两端的常压区溢流，通过调整各排烟口开度大小，使烟气进入辊道窑不外溢，在辊道窑出口设置补偿风扇7，将风吹向辊道窑出口，形成微正压，这样排入辊道窑内的烟气才能向高温的烧成段流动，达到烟气燃烧的目的。烧成段温度400℃以上即可，使VOCs转化为CO2和H2O，因此，只要辊道窑内最高温度超过400℃即可完成对VOCs烟气的处理。
在冷却段进风口（烟气入口）位置后30至50厘米处设置压力检测点8，此点压力为微正压，通过压力检测自动调整补偿风扇的风量，以进入辊道窑的烟气不外溢、出口微正压为标准，保证压力平稳。
排烟管道从预热段经排烟风机引入冷却段，有两个重点，一是烟气排入辊道窑的弯头下部楔形（其下段内径靠近进风口，较大；上端内径较小）的变径弯头，便于气体向前吹，这样的弧度可以有效减少气体流动阻力。二是需要对进入辊道窑内的气流进行导流，烟气方向由冷却段向烧成段吹入，进风口上部为变径弯头160°弧度延长线，下部平行于辊道窑内水平面，形成开口为坡型口的进风口，进风口的斜坡伸向烧成段2，保证烟气向前水平喷射，有利于气体向前流动；进风口通入位置为温度80-120℃的冷却段，这样可以保证辊道窑内的温度环境不受破坏，辊道窑余热可以被利用，有利于能耗控制。
本发明辊道窑外的微正压补偿风扇通过如下方式控制：在冷却段进风口（烟气入口）位置后30至50厘米处设置压力检测点8，此点压力为微正压，设置值为5Pa，经微压变送器将信号传于电动调节仪表，自动调整补偿风扇7风量，以进入辊道窑的烟气不外溢、出口微正压为标准，保证压力平稳。
Claims (4)
1.一种辊道窑VOCs烟气治理设备，其特征在于：包含辊道窑（11）、排烟口（4）、排烟风机（5）、排烟管道（6）和补偿风扇（7），辊道窑（11）从入口至出口依次分为预热段（1）、烧成段（2）和冷却段（3），预热段（1）上设有排烟口（4），冷却段（3）上设有进风口（10），排烟口（4）和进风口（10）通过位于辊道窑（11）外的排烟管道（6）连通，排烟管道（6）上设有排烟风机（5）；辊道窑（11）的出口设有补偿风扇（7）。
2.根据权利要求1所述的一种辊道窑VOCs烟气治理设备，其特征在于：所述排烟管道（6）与进风口（10）通过变径弯头（9）连接，变径弯头（9）上部与排烟管道（6）连为一体，下部即为进风口（10）；所述变径弯头（9）包含外圆弧段（12）和内圆弧段（13），外圆弧段（12）全部为180°弧度，内圆弧段（13）的上半段与下半段弧度不同；内圆弧段（13）的上半段为180°弧度，与外圆弧段（12）的上半段同心；内圆弧段（13）的下半段为160°弧度，与外圆弧段（12）下半段不同心，相互之间形成楔形结构。
3.根据权利要求2所述的一种辊道窑VOCs烟气治理设备，其特征在于：所述进风口上部为变径弯头160°弧度延长线，下部平行于辊道窑内水平面，形成开口为坡型口的进风口，进风口的斜坡伸向冷却段（3），进风口下口平面同辊道窑窑炉的上平面同高，进风口平面平行于辊道窑窑炉平面。
4.一种辊道窑VOCs烟气治理方法，采用权利要求1-3任意一项所限定的设备进行，其特征在于包含如下步骤：
制品通过入口进入辊道窑（11）的预热段（1）进行预热，产生的VOCs烟气在排烟风机（5）的作用下通过预热段（1）上的排烟口（4）进入排烟管道（6），并通过冷却段（3）上的进风口（10）进入辊道窑（11）；
由于进风口的斜坡伸向冷却段（3），辊道窑（11）出口的补偿风扇（7）保证辊道窑（11）内处于微正压状态，使得VOCs烟气流向烧成段（2），通过烧成段（2）高温燃烧处理VOCs烟气，VOCs烟气流向与辊道窑内产品移动方向相反；微正压补偿风扇保证VOCs烟气不外溢，VOCs烟气流向烧成段，燃烧挥发性有机化合物转化为CO2和H2O。
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