CN109624134B - 一种减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置及干燥方法 - Google Patents

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Abstract

一种减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置及干燥方法，属于干燥设备技术领域。该干燥装置包括干燥箱、废气排风机、换热器和废气净化器，废气排出管线上设置VOC在线检测仪，通过控制排出废气的非甲烷总烃含量控制废气排出或进入循环过程重复利用。对于非甲烷总烃浓度较低的废气进行循环利用，废气的排放量减少了59‑90.9%，大大减小了后续处理装置的处理压力，同时，低浓度的废气在循环利用的过程中污染物浓度增大，减小了后续处理的难度。另外，本发明的干燥装置利用高温废气通过换热器对净化后的低温废气和新鲜空气进行加热，大大节省了能源的利用，节约成本。

Description

一种减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置及干燥方法
技术领域
一种减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置及干燥方法，属于干燥设备技术领域。
背景技术
丁苯橡胶颗粒制备完成后需进行干燥，其中热风干燥法是一种方便、高效且成本较低的干燥方法，在工业生产中被广泛应用。热风干燥箱中排出的热干燥废气主要由苯乙烯、二硫化碳、碎橡胶颗粒、焦油及水蒸汽组成，其存在气量大和污染物含量不稳定等缺点，较大的排气量给后续处理设置的带来了较大的处理压力，并且低浓度的苯乙烯处理难度较大，处理成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种减少废气排放量、提高苯乙烯浓度并节约能源的丁苯橡胶干燥装置及干燥方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置，包括干燥箱、废气排风机、换热器和废气净化器，干燥箱的出气口通过管线与废气排风机的输入端相连，废气排风机输出端分别与第一自动阀和第二自动阀相连，第一自动阀的输出端与烟气管道相连，烟气管道与废气处理装置相连，烟气管道上设置VOC在线检测仪，第二自动阀的输出端与换热器的热流体进口相连，换热器的热流体出口通过管线与废气净化器连接，废气净化器出口与换热器的冷流体进口相连，换热器的冷流体出口通过管线与新鲜空气管线相连后与干燥箱进气口相连，换热器冷流体出口管线上设置第三自动阀，新鲜空气管线上设置第四自动阀，第四自动阀的输入端与气体加热装置相连，气体加热装置与空气过滤器相连。
本发明的干燥装置实现了低浓度高温废气的循环利用，在干燥过程中，利用高温空气给低温净化处理后的废气进行加热，使得废气得以进行重复循环利用，减少了新鲜空气的补入量，增大了废气的利用量，从而减少废气的排放量。新鲜空气补入量减小即加热新鲜空气所消耗的能量减少，节约能源。在废气循环利用的过程中，废气中污染物得以富集，污染物浓度提高，降低了后续处理工艺的难度，降低了处理成本。所述第四自动阀的输入端与空气过滤器相连，空气过滤器与气体加热装置相连。新鲜空气的加热装置有气体加热器或换热器，新鲜空气经过空气过滤器过滤，去除其中的杂质，避免对干燥系统的干扰，并且保证丁苯橡胶颗粒的纯度，加热装置使得新鲜空气温度提高至干燥箱所需温度。
所述干燥箱进气口设置气体预混合腔，气体预混腔内设置温度检测器。气体预混合腔使得净化后废气与新鲜空气充分混合，温度检测器可以检测混合气体的温度，从而根据混合器的温度高低调节净化后废气和新鲜空气的通入比例，因为净化后的废气在循环的过程中会出现部分热量损失，而加热器加热的新鲜空气与之混合不但可以补充气量，稀释污染物浓度，而且可以调节混合气体的温度，使之能够满足干燥箱的温度需求，提高干燥箱的干燥效率。
所述气体加热装置为气体加热器。
所述气体加热装置为装置外换热器。
所述减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置的干燥方法，其特征在于：通过VOC在线检测仪实时检测装置内废气的非甲烷总烃浓度，当装置内非甲烷总烃浓度低于设定值时，废气进行内循环重复利用，当废气非甲烷总烃浓度大于设定值时，废气由烟气管道排出，并补入新鲜空气；废气内循环重复利用的过程为：干燥箱排出的高温废气经过低温处理后与未处理的高温废气进行换热，温度得到提升的净化废气替代新鲜空气进入干燥箱入风口，干燥橡胶；所述非甲烷总烃浓度设定值大于300-1500mg/m3。
本发明的干燥方法充分利用了废气的热量，节约能源，并且大大减少了废气的排放率，但干燥过程中非甲烷总烃的浓度设定值大小直接影响废气的利用率和尾气处理效果，本发明的干燥方法非甲烷总烃浓度设定值为300-1500mg/m3中的任意一值，如果设定值小于300mg/m3，废气中污染物浓度较低，后续处理难度较大，并且，设定值过小则废气的利用率下降，若设定值过大则会影响尾气后处理效率。干燥箱中高温气体的温度直接影响干燥效果，温度过低干燥效果较差，进而影响丁苯橡胶的质量，温度过高则对于设备的要求较高。
优选的，所述非甲烷总烃浓度设定值大于600-1200mg/m3，通过烟气管道排出的非甲烷总烃浓度在600-1200mg/m3时，对于后续处理步骤处理难度较小，且出口排出废气浓度相对稳定，避免了废气浓度忽高忽低对后续处理设备的影响。
更优选的，所述非甲烷总烃浓度设定值大于800-1000mg/m3。
优选的，干燥箱中高温气体的温度为80-95℃。
更优选的，干燥箱中高温气体的温度为85-92℃。
所述经气体加热装置加热后的新鲜空气温度为90-95℃。
本发明装置干燥过程：VOC在线检测仪实时监测反馈废气中非甲烷总烃的浓度，设定预控制的非甲烷总烃浓度值，当非甲烷总烃浓度低于设定值时，关闭第一自动阀，打开第二自动阀和第三自动阀，此时废气进入自循环状态。废气循环过程中可根据循环气体量及气体温度适当调节第四自动阀开度，以调节装置干燥气量及温度。废气经过并加热换热器，废气进入废气净化器低温处理，然后再次经过已升温的换热器，提高温度后的净化废气与新鲜空气一起进入干燥箱，加热干燥橡胶颗粒。当非甲烷总烃浓度高于设定值时，关闭第二自动阀和第三自动阀，打开第一自动阀和第四自动阀，此时废气不循环，直接进入大量新鲜空气，稀释非甲烷总烃。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本发明的干燥装置对于非甲烷总烃浓度较低的废气进行循环利用，废气的排放量减少了59-90.9%，大大减小了后续处理装置的处理压力，同时，低浓度的废气在循环利用的过程中污染物浓度增大，减小了后续处理的难度。另外，本发明的干燥装置利用高温废气通过换热器对净化后的低温废气和新鲜空气进行加热，大大节省了能源的利用，节约成本。
附图说明
图1为本发明实施例1干燥装置的结构示意图。
图2为本发明实施例2干燥装置的结构示意图。
其中：1、干燥箱 2、废气排风机 3、换热器 4、废气净化器 5、第一自动阀 6、第二自动阀 7、烟气管道 8、VOC在线检测仪 9、第三自动阀 10、第四自动阀 11、气体预混合腔 12、温度检测器 13、气体加热器 14、空气过滤器。
具体实施方式
下面结合附图1~2对本发明做进一步说明。
实施例1
参照图1，丁苯橡胶干燥装置：包括干燥箱1、废气排风机2、换热器3和废气净化器4，其特征在于：干燥箱1的出气口通过管线与废气排风机2的输入端相连，废气排风机2输出端分别与第一自动阀5和第二自动阀6相连，第一自动阀5的输出端与烟气管道7相连，烟气管道7与废气处理装置相连，第一自动阀5与烟气管道7相连管线上设置VOC在线检测仪8，第二自动阀6的输出端与换热器3的热流体进口相连，换热器3的热流体出口通过管线与废气净化器4连接，废气净化器4内部设置低温处理器，废气净化器4出口与换热器3的冷流体进口相连，换热器3的冷流体出口通过管线与新鲜空气管线相连后与干燥箱1进气口相连，换热器3冷流体出口管线上设置第三自动阀9，新鲜空气管线上设置第四自动阀10，第四自动阀10的输入端与气体加热器13相连，气体加热器13与空气过滤器14相连；所述干燥箱进气口设置气体预混合腔11，气体预混腔内设置温度检测器12。
干燥方法：VOC在线检测仪8实时监测反馈废气中非甲烷总烃的浓度，设定预控制的非甲烷总烃浓度为1000mg/m3，当非甲烷总烃浓度低于1000mg/m3时，关闭第一自动阀5和第四自动阀10，打开第二自动阀6和第三自动阀9，此时废气进入自循环状态。废气经过并加热换热器3，废气进入废气净化器4低温处理，然后再次经过已升温的换热器3，提高温度后的净化废气与新鲜空气混合进入气体预混合腔11，温度检测器检测混合气体温度，调节第三自动阀9和第四自动阀10补入新鲜空气，使得干燥箱1中高温空气保持在85-95℃，加热干燥橡胶颗粒。当非甲烷总烃浓度高于1000mg/m3时，关闭第二自动阀6和第三自动阀9，打开第一自动阀5和第四自动阀10，此时废气不循环，直接进入大量新鲜空气，稀释非甲烷总烃。
实施例2
参照图2，丁苯橡胶干燥装置：包括干燥箱1、废气排风机2、换热器3和废气净化器4，其特征在于：干燥箱1的出气口通过管线与废气排风机2的输入端相连，废气排风机2输出端分别与第一自动阀5和第二自动阀6相连，第一自动阀5的输出端与烟气管道7相连，烟气管道7与废气处理装置相连，第一自动阀5与烟气管道7相连管线上设置VOC在线检测仪8，第二自动阀6的输出端与换热器3的热流体进口相连，换热器3的热流体出口通过管线与废气净化器4连接，废气净化器4内部设置低温处理器，废气净化器4出口与换热器3的冷流体进口相连，换热器3的冷流体出口通过管线与新鲜空气管线相连后与干燥箱1进气口相连，换热器3冷流体出口管线上设置第三自动阀9，新鲜空气管线上设置第四自动阀10，第四自动阀10的输入端与气体加热器13相连，气体加热器13与空气过滤器14相连，本实施例中气体加热装置为换热器，该换热器热流体采用其他相邻装置产生的高温气体或液体对新鲜空气进行换热。
干燥方法：VOC在线检测仪实时监测反馈废气中非甲烷总烃的浓度，设定预控制的非甲烷总烃浓度为1500mg/m3，当非甲烷总烃浓度低于1500mg/m3时，关闭第一自动阀5和第四自动阀10，打开第二自动阀6和第三自动阀9，此时废气进入自循环状态。废气经过并加热换热器3，废气进入废气净化器4低温处理，然后再次经过已升温的换热器3，提高温度后的净化废气与新鲜空气一起进入干燥箱1，加热干燥橡胶颗粒。当非甲烷总烃浓度高于1500mg/m3时，关闭第二自动阀6和第三自动阀9，打开第一自动阀5和第四自动阀10，此时废气不循环，直接进入大量新鲜空气，稀释非甲烷总烃。
实施例3
丁苯橡胶干燥装置：包括干燥箱1、废气排风机2、换热器3和废气净化器4，其特征在于：干燥箱1的出气口通过管线与废气排风机2的输入端相连，废气排风机2输出端分别与第一自动阀5和第二自动阀6相连，第一自动阀5的输出端与烟气管道7相连，烟气管道7与废气处理装置相连，第一自动阀5与烟气管道7相连管线上设置VOC在线检测仪8，第二自动阀6的输出端与换热器3的热流体进口相连，换热器3的热流体出口通过管线与废气净化器4连接，废气净化器4内部设置低温处理器，废气净化器4出口与换热器3的冷流体进口相连，换热器3的冷流体出口通过管线与新鲜空气管线相连后与干燥箱1进气口相连，换热器3冷流体出口管线上设置第三自动阀9，新鲜空气管线上设置第四自动阀10，第四自动阀10的输入端与气体加热器13相连，气体加热器13与空气过滤器14相连；所述干燥箱进气口设置气体预混合腔11，气体预混腔内设置温度检测器12。
干燥方法：VOC在线检测仪8实时监测反馈废气中非甲烷总烃的浓度，设定预控制的非甲烷总烃浓度为300mg/m3，当非甲烷总烃浓度低于300mg/m3时，关闭第一自动阀5和第四自动阀10，打开第二自动阀6和第三自动阀9，此时废气进入自循环状态。废气经过并加热换热器3，废气进入废气净化器4低温处理，然后再次经过已升温的换热器3，提高温度后的净化废气与新鲜空气混合进入气体预混合腔11，温度检测器检测混合气体温度，调节第三自动阀9和第四自动阀10补入新鲜空气，使得干燥箱1中高温空气保持在75-80℃，加热干燥橡胶颗粒。当非甲烷总烃浓度高于300mg/m3时，关闭第二自动阀6和第三自动阀9，打开第一自动阀5和第四自动阀10，此时废气不循环，直接进入大量新鲜空气，稀释非甲烷总烃。
实施例4
丁苯橡胶干燥装置：包括干燥箱1、废气排风机2、换热器3和废气净化器4，其特征在于：干燥箱1的出气口通过管线与废气排风机2的输入端相连，废气排风机2输出端分别与第一自动阀5和第二自动阀6相连，第一自动阀5的输出端与烟气管道7相连，烟气管道7与废气处理装置相连，第一自动阀5与烟气管道7相连管线上设置VOC在线检测仪8，第二自动阀6的输出端与换热器3的热流体进口相连，换热器3的热流体出口通过管线与废气净化器4连接，废气净化器4内部设置低温处理器，废气净化器4出口与换热器3的冷流体进口相连，换热器3的冷流体出口通过管线与新鲜空气管线相连后与干燥箱1进气口相连，换热器3冷流体出口管线上设置第三自动阀9，新鲜空气管线上设置第四自动阀10，第四自动阀10的输入端与气体加热器13相连，气体加热器13与空气过滤器14相连；所述干燥箱进气口设置气体预混合腔11，气体预混腔内设置温度检测器12。
干燥方法：VOC在线检测仪8实时监测反馈废气中非甲烷总烃的浓度，设定预控制的非甲烷总烃浓度为800mg/m3，当非甲烷总烃浓度低于800mg/m3时，关闭第一自动阀5和第四自动阀10，打开第二自动阀6和第三自动阀9，此时废气进入自循环状态。废气经过并加热换热器3，废气进入废气净化器4低温处理，然后再次经过已升温的换热器3，提高温度后的净化废气与新鲜空气混合进入气体预混合腔11，温度检测器检测混合气体温度，调节第三自动阀9和第四自动阀10补入新鲜空气，使得干燥箱1中高温空气保持在85-95℃，加热干燥橡胶颗粒。当非甲烷总烃浓度高于800mg/m3时，关闭第二自动阀6和第三自动阀9，打开第一自动阀5和第四自动阀10，此时废气不循环，直接进入大量新鲜空气，稀释非甲烷总烃。
对比例1
丁苯橡胶干燥装置：包括干燥箱1和废气排风机2，废气排风机2的一端与干燥箱1的出气口相连，另一端与烟气管道7相连，干燥箱的进气口与新鲜空气进气管线相连。
干燥过程：经加热的新鲜空气进入干燥箱进行热风干燥过程，干燥后产生的废气直接由烟气管道排放到大气中。
实施例1-4和对比例1废气排放量见表1。
表1为实施例1-4和对比例1不同干燥装置和干燥方法废气排放量
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由表1可知，本发明的干燥装置和干燥方法使得丁苯橡胶干燥装置废气排放量降低了59-90.9%，排出废气浓度提高，便于后续处理。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置，其特征在于：包括干燥箱（1）、废气排风机（2）、换热器（3）和废气净化器（4），干燥箱（1）的出气口通过管线与废气排风机（2）的输入端相连，废气排风机（2）输出端分别与第一自动阀（5）和第二自动阀（6）相连，第一自动阀（5）的输出端与烟气管道（7）相连，烟气管道（7）与废气处理装置相连，烟气管道（7）上设置VOC在线检测仪（8），第二自动阀（6）的输出端与换热器（3）的热流体进口相连，换热器（3）的热流体出口通过管线与废气净化器（4）连接，废气净化器（4）出口与换热器（3）的冷流体进口相连，换热器（3）的冷流体出口通过管线与新鲜空气管线相连后与干燥箱（1）进气口相连，换热器（3）冷流体出口管线上设置第三自动阀（9），新鲜空气管线上设置第四自动阀（10），第四自动阀（10）的输入端与气体加热装置（13）相连，气体加热装置（13）与空气过滤器（14）相连。
2.根据权利要求1所述的减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置，其特征在于：所述干燥箱（1）进气口设置气体预混合腔（11），气体预混合腔（11）内设置温度检测器（12）。
3.根据权利要求1所述的减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置，其特征在于：所述气体加热装置为气体加热器。
4.根据权利要求1所述的减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置，其特征在于：所述气体加热装置为装置外换热器。
5.权利要求1-4任一项所述减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置的干燥方法，其特征在于：通过VOC在线检测仪（8）实时检测装置内废气的非甲烷总烃浓度，当装置内非甲烷总烃浓度低于设定值时，废气进行内循环重复利用，当废气非甲烷总烃浓度大于设定值时，废气由烟气管道（7）排出，并补入新鲜空气；废气内循环重复利用的过程为：干燥箱（1）排出的废气与经过废气净化器（4）处理后气体进行换热，温度得到提升的净化废气替代新鲜空气进入干燥箱（1）入风口，干燥丁苯橡胶颗粒，所述设定值为300-1500mg/m3。
6.根据权利要求5所述减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置的干燥方法，其特征在于：所述非甲烷总烃浓度设定值为600-1200mg/m3。
7.根据权利要求5所述减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置的干燥方法，其特征在于：所述非甲烷总烃浓度设定值为800-1000mg/m3。
8.根据权利要求5所述减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置的干燥方法，其特征在于：干燥箱（1）中高温气体的温度为80-95℃。
9.根据权利要求5所述减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置的干燥方法，其特征在于：干燥箱（1）中高温气体的温度为85-92℃。
10.根据权利要求5所述减少废气排放量的丁苯橡胶干燥装置的干燥方法，其特征在于：所述新鲜空气经气体加热装置（13）加热后的温度为90-95℃。
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