CN109882871A - 一种高浓度有机废气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高浓度有机废气处理系统,涉及医药行业废气治理技术领域。该系统包括依次连接的：RTO蓄热燃烧装置和换热式CO装置，在使用过程中，废气通过管路直接进入RTO蓄热燃烧炉，进行高浓度有机废气的氧化分解，分解后的高温气体分为两路，一路经过蓄热室进行热回收，另一路进入热旁路，与从蓄热室热回收后降温的气体进行混合，对其进行再升温，使混合后的气体达到换热式CO装置催化分解的温度，进入换热式CO装置后，进行催化氧化的二次处理，得到满足排放标准的净化气体。而且，处理的废气浓度高，处理效率高，单位时间废气排放量降低，热量利用率高、投资成本低、能耗低。
Description
技术领域
本发明涉及医药行业废气治理技术领域，尤其涉及一种高浓度有机废气处理系统。
背景技术
我国医药行业是环境污染大户，其中废气成分复杂，污染危害严重，废气排放呈现不规律性，从而开发适应性强的废气处理系统在制药工业废气治理领域中显得尤为关键。
燃烧法处理有机废气是目前治理中高浓度有机废气最有效的治理技术，该技术具有净化效率高、热损失少、效率稳定、使用寿命长等特点，主要是使污染物在高温条件下发生氧化分解生成小分子达标排放。该技术在全球范围内已经得到了较广泛的应用。
目前，市场上主要采用的燃烧法包括直接燃烧、催化燃烧、蓄热式燃烧和蓄热式催化燃烧。其中，蓄热式燃烧(RTO)由于热回收率高(≥95％)、废气分解率高(≥99％)、生产运营成本低、能处理复杂有机废气等特点，较传统直燃、传统式催化燃烧及蓄热式催化燃烧具有更广泛的应用价值。RTO设备把有机废气加热升温至800℃，使废气中的VOCs氧化分解成为无害的CO2和H2O，氧化后的高温气体的热量被蓄热体“贮存”起来，用于预热新进入的有机废气，从而节省升温所需要的燃料消耗，降低运行成本。
目前处理高浓度有机废气多采用蓄热式燃烧技术。现有的RTO蓄热燃烧装置主要包括2室、3室和5室三种结构。其中，2室的处理率一般为95％，3室和5室的处理率一般为99％。该处理效率决定要达到排放标准，必须对入口浓度有所限制，即若入口浓度超过一定值时，在99％的处理效率下，出口排气浓度无法达到国家及地方标准。
但是，目前医药行业经常遇到废气浓度超过上述限值的工况，如上所述，若直接投入RTO中进行燃烧，当入口处废气浓度大于6g/m3时，按照99％的处理效率计算，出口处排放浓度不能满足排放标准(不大于60mg/m3)，此时，必然要进行废气的稀释或多级高温氧化装置设备，这样不但会导致整个工艺设备投资与运行费用提高，还会使单位时间废气的排放质量明显提高，即对外单位时间内排放速率提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高浓度有机废气处理系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高浓度有机废气处理系统，包括依次连接的：RTO蓄热燃烧装置和换热式CO装置，所述RTO蓄热燃烧装置包括进气口、蓄热室、燃烧室、热旁路和出气口，所述蓄热室包括预热区和冷却区，所述预热区的下端与所述进气口连接，所述预热区的上端与所述燃烧室连接，所述冷却区的下端与所述出气口连接，所述冷却区的上端与所述燃烧室连接，所述热旁路的一端与所述燃烧室连接，所述热旁路的另一端与所述出气口汇合后与所述换热式CO装置的进口端连接，所述换热式CO装置的出口端与烟囱连接；
所述进气口处的废气浓度大于6g/m3，所述处理系统的处理效率为999‰，所述烟囱排出的气体浓度低于60mg/m3。
优选地，还包括引风机，所述引风机位于所述换热式CO装置的出口端与烟囱之间。
优选地，还包括进气分配器，所述进气分配器分布于所述进气口与所述预热区之间，以及所述出气口与所述冷却区之间。
优选地，所述RTO蓄热燃烧装置还包括阀组，所述预热区和冷却区通过所述阀组控制切换。
本发明的有益效果是：本发明提供的高浓度有机废气处理系统，包括依次连接的：RTO蓄热燃烧装置和换热式CO装置，在使用过程中，废气通过管路直接进入RTO蓄热燃烧炉，进行高浓度有机废气的氧化分解，分解后的高温气体分为两路，一路经过蓄热室进行热回收，另一路进入热旁路，与从蓄热室热回收后降温的气体进行混合，对其进行再升温，使混合后的气体达到换热式CO装置催化分解的温度，进入换热式CO装置后，进行催化氧化的二次处理，得到满足排放标准的净化气体。而且，处理的废气浓度高，处理效率高，单位时间废气排放量降低，热量利用率高、投资成本低、能耗低。
具体的有益效果包括以下几点：
1.处理效率高：RTO/CO联用废气治理系统的净化效率达到999‰以上，可以完全达标排放。
2.热量利用率高：RTO炉中氧化生成高温气体，一部分高温气体离开氧化室进入蓄热体进行热回收，这部分热量用于预热下一循环的废气。由于浓度较高，多余的热量会通过旁路与放热后的气体汇总，对气体进行再加热，使其达到CO炉催化氧化所需的温度，因此该系统充分利用了RTO炉氧化分解的热量，大大提高了热量的利用效率，使整个系统中无需添加辅助燃料而实现自供热操作。
3.灵活性强：可处理浓度波动较大的废气工况，若废气浓度较高，可适当增加CO炉中催化剂的装填量，提高CO炉的处理效率(处理效率可调至高达97％)；若废气浓度较低，则催化剂装填量可降低，节约治理成本。
4.单位时间废气排放量降低：采用RTO/CO联用废气处理系统，可治理较高浓度废气，如果单独采用RTO，则需要对废气采取先稀释(提高风量降低浓度)的方法进行治理，如此虽然也可以达标排放，但是单位时间内对外排出的废气质量是联用系统的5～10倍。
5.投资成本低、能耗低：有机废气浓度高，所以RTO炉氧化分解产生的热量可维持RTO自身热量供给及CO炉催化氧化所需热量供给，废气不需稀释可直接处理，省去了外界空气配气工序。
附图说明
图1是本发明提供的高浓度有机废气处理系统的结构示意图；
图中，各符号的含义如下：
1.待处理高浓度有机废气，2.进气管，3.RTO蓄热燃烧装置，3-1.蓄热室，3-2.燃烧室，3-3.进气口，3-4.出气口，3-5.热旁路，4.换热式CO装置5.引风机6.烟囱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供了一种高浓度有机废气处理系统，包括依次连接的：RTO蓄热燃烧装置3和换热式CO装置4，所述RTO蓄热燃烧装置3包括进气口3-3、蓄热室3-1、燃烧室3-2、热旁路3-5和出气口3-4，所述蓄热室3-1包括预热区和冷却区，所述预热区的下端与所述进气口3-3连接，所述预热区的上端与所述燃烧室3-2连接，所述冷却区的下端与所述出气口3-4连接，所述冷却区的上端与所述燃烧室3-2连接，所述热旁路3-5的一端与所述燃烧室3-2连接，所述热旁路3-5的另一端与所述出气口3-4汇合后与所述换热式CO装置4的进口端连接，所述换热式CO装置4的出口端与烟囱6连接；
所述进气口3-3处的废气浓度大于6g/m3，所述处理系统的处理效率为999‰，所述烟囱排出的气体浓度低于60mg/m3。
上述结构的系统，其工作原理为：
原始排放的高浓度有机废气通过风管进入RTO蓄热燃烧装置，有机废气通过进气分配器进入蓄热体中，废气进入蓄热体的预热区，蓄热体放热，使废气温度预热到一定温度后进入顶部的燃烧室。当废气温度达到800℃以上时，进行氧化分解。大部分废气完全氧化后产生二氧化碳和水。随后，氧化后的高温气体离开燃烧室，分为两路：一路进入蓄热体的冷却区，该区域在上一循环中已经冷却，氧化后的高温气体将热量传给蓄热体，冷却区的陶瓷蓄热体吸热，储存大量的热量(用于下个循环加热废气)，气体被冷却，冷却后的气体通过气体分配器经管路由出气口排出；另一路高温气体通过燃烧室旁的热旁路与放热降温的排气混合，使得气体再升温达到换热式CO装置的催化氧化温度。混合气体进入换热式CO装置后，未被RTO装置分解的有机分子继续被氧化分解，换热式CO装置出气口与引风机相连，被氧化分解的气体通过烟囱排放至大气中。
所以，采用本发明提供的高浓度有机废气处理系统，废气通过管路直接进入RTO蓄热燃烧炉，进行高浓度有机废气的氧化分解，分解后的高温气体分为两路，一路经过蓄热室进行热回收，另一路进入热旁路，与从蓄热室热回收后降温的气体进行混合，对其进行再升温，使混合后的气体达到换热式CO装置催化分解的温度，进入换热式CO装置后，进行催化氧化的二次处理，得到满足排放标准的净化气体。
该系统可以处理高浓度的废气，即便当进气口处的废气浓度大于6g/m3，处理系统的处理效率为999‰的情况下，烟囱排出的气体浓度也能够达到排放标准低于60mg/m3。
所以，本发明提供的系统，处理效率高：RTO/CO联用废气治理系统的净化效率达到999‰以上，可以完全达标排放；而且单位时间废气排放量降低：采用RTO/CO联用废气处理系统，可治理较高浓度废气，如果单独采用RTO，则需要对废气采取先稀释(提高风量降低浓度)的方法进行治理，如此虽然也可以达标排放，但是单位时间内对外排出的废气质量是联用系统的5～10倍。
本发明提供的高浓度有机废气处理系统，还可以包括引风机5，所述引风机5位于所述换热式CO装置4的出口端与烟囱6之间。
本发明提供的高浓度有机废气处理系统，还可以包括进气分配器，所述进气分配器分布于所述进气口与所述预热区之间，以及所述出气口与所述冷却区之间。
通过采用进气分配器，可以提高RTO均风效果，使得进入多室式蓄热氧化炉进气区的紊流废气均匀分布、均匀地进入预热室进行预热，在提高多室式蓄热氧化装置的氧化分解效率的同时，减少了供热能源的消耗。
通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本发明提供的高浓度有机废气处理系统，包括依次连接的：RTO蓄热燃烧装置和换热式CO装置，在使用过程中，废气通过管路直接进入RTO蓄热燃烧炉，进行高浓度有机废气的氧化分解，分解后的高温气体分为两路，一路经过蓄热室进行热回收，另一路进入热旁路，与从蓄热室热回收后降温的气体进行混合，对其进行再升温，使混合后的气体达到换热式CO装置催化分解的温度，进入换热式CO装置后，进行催化氧化的二次处理，得到满足排放标准的净化气体。而且，处理的废气浓度高，处理效率高，单位时间废气排放量降低，热量利用率高、投资成本低、能耗低。
具体的有益效果包括以下几点：
1.处理效率高：RTO/CO联用废气治理系统的净化效率达到999‰以上，可以完全达标排放。
2.热量利用率高：RTO炉中氧化生成高温气体，一部分高温气体离开氧化室进入蓄热体进行热回收，这部分热量用于预热下一循环的废气。由于浓度较高，多余的热量会通过旁路与放热后的气体汇总，对气体进行再加热，使其达到CO炉催化氧化所需的温度，因此该系统充分利用了RTO炉氧化分解的热量，大大提高了热量的利用效率，使整个系统中无需添加辅助燃料而实现自供热操作。
3.灵活性强：可处理浓度波动较大的废气工况，若废气浓度较高，可适当增加CO炉中催化剂的装填量，提高CO炉的处理效率(处理效率可调至高达97％)；若废气浓度较低，则催化剂装填量可降低，节约治理成本。
4.单位时间废气排放量降低：采用RTO/CO联用废气处理系统，可治理较高浓度废气，如果单独采用RTO，则需要对废气采取先稀释(提高风量降低浓度)的方法进行治理，如此虽然也可以达标排放，但是单位时间内对外排出的废气质量是联用系统的5～10倍。
5.投资成本低、能耗低：有机废气浓度高，所以RTO炉氧化分解产生的热量可维持RTO自身热量供给及CO炉催化氧化所需热量供给，废气不需稀释可直接处理，省去了外界空气配气工序。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种高浓度有机废气处理系统，其特征在于，包括依次连接的：RTO蓄热燃烧装置和换热式CO装置，所述RTO蓄热燃烧装置包括进气口、蓄热室、燃烧室、热旁路和出气口，所述蓄热室包括预热区和冷却区，所述预热区的下端与所述进气口连接，所述预热区的上端与所述燃烧室连接，所述冷却区的下端与所述出气口连接，所述冷却区的上端与所述燃烧室连接，所述热旁路的一端与所述燃烧室连接，所述热旁路的另一端与所述出气口汇合后与所述换热式CO装置的进口端连接，所述换热式CO装置的出口端与烟囱连接；
所述进气口处的废气浓度大于6g/m3，所述处理系统的处理效率为999‰，所述烟囱排出的气体浓度低于60mg/m3。
2.根据权利要求1所述的高浓度有机废气处理系统，其特征在于，还包括引风机，所述引风机位于所述换热式CO装置的出口端与烟囱之间。
3.根据权利要求1所述的高浓度有机废气处理系统，其特征在于，还包括进气分配器，所述进气分配器分布于所述进气口与所述预热区之间，以及所述出气口与所述冷却区之间。
4.根据权利要求1所述的高浓度有机废气处理系统，其特征在于，所述RTO蓄热燃烧装置还包括阀组，所述预热区和冷却区通过所述阀组控制切换。
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