CN109966874A - 一种高温voc-粉尘混合废气的干法处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及VOC废气处理技术领域，尤其涉及一种高温 VOC‑粉尘混合废气的干法处理系统。其设置于生产装置的废气出口，依次包括用于对废气降温、降速的混流箱，以及通过产生4万‑7.5万伏高压静电场以吸附降温降速后的废气中的油性颗粒物及部分粉尘的高压静电吸附塔。该系统主要用于对高温、含VOC、粉尘的混合废气进行处理，且处理过程中无需喷淋，使得高压静电吸附塔能够施加4万‑7.5万伏以足以使VOC油粒几乎完全电离的电压，从而达到优异的除VOC效果。
Description
技术领域
本发明涉及VOC废气处理技术领域，尤其涉及一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统。
背景技术
聚烯烃类塑料应用范围广泛，具有良好的物理、化学和力学性能，其韧性、挠曲性和缓冲性能良好，并且具有电绝缘、隔热等性质，广泛应用于包装、化工、建筑等领域。聚烯烃类泡沫塑料应用广泛，也是最早成功制得的泡沫塑料之一。目前交联聚烯烃的制备主要是首先将聚烯烃原料及各种助剂进行捏合、造粒，加入挤出机进行塑化，得到各组分混合均匀的聚烯烃母片，然后通过发泡炉进行发泡。
由于发泡炉车间发泡过程中会产生一定量的烟气废气和有机废气，为了满足国家与地方日趋严格的环保要求，需要对废气进行治理。
目前发泡新材料行业 VOCS 排放主要来源于高温熔解塑胶类原料时产生的高温烟气挥发物，废气中含有大量烟气、油性颗粒物、氮氧化合物、一氧化碳、烃类、非甲烷总烃以及粉尘等。且废气在高温时，废气中排放的油性颗粒物、烃类挥发物为气态。
为了解决这种含VOC、粉尘的混合废气的处理问题，现有技术提到了多种解决办法及相应装置。如（1）直接焚烧法，即直接在发泡炉的废气出口设置用于对废气进行焚烧的火嘴，这种方法的处理量为10m3/h左右、处理效率较低，且燃烧过程中需要不断补充助燃剂（如天然气等）、能耗高、成本高，同时，焚烧温度高、容易造成安全问题。
还有一种处理方法为（2）喷淋法，主要步骤为首先使废气通过喷淋塔、与喷淋水逆向接触以降温、除粉尘；然后使废气通过除雾塔以除去喷淋水与废气热交换后升温得到的水蒸气，最后通过静电除尘器除VOC经降温得到的油粒。该方法具有如下缺点：在冬天的时候，由于装置外面的温度较低、而装置内的温度较高，极大的温差会造成利用针尖放电的除雾板上凝结有含杂质的水珠，含杂质水珠的增多会造成除雾板短路、堵塞问题，其连续工作时间不超过半天，造成整个工艺无法连续运作，也极大地影响了后续利用静电除尘器除油粒的效果。此外，由于除雾塔并不能完全除去水，进入静电除尘器的废气湿度相对未被喷淋过的废气湿度依旧较大，因此为了避免形成电气上的击穿放电现象，使用静电除尘器时所施加的直流电压需要相应的降低，所以现有技术中，在实际运用时，施加的高压电压一般不超过2万伏。而VOC油粒在3万伏以下难以发生电晕，在电压过低的静电场下其电晕强度不高、电离不剧烈，从而导致电子与正离子量少、油粒带电的可能够性小，造成除油效率较低的问题，使得最后排放的气体中依然含有大量VOC而造成空气污染问题。
还有一种处理方法为（3）吸收法，即通过文丘里管对废气降温，然后使废气依次经过次氯酸、碱液喷淋塔后经过过滤器吸附过滤排出，但是这种方法并不能除去VOC。
因此需要一种能够连续使用、且有效地除去VOC废气的处理系统。
申请号为CN201420472188.5的专利文件公开了这样一种油烟气体除静电系统，包括机架，其特征在于所述的机架上设有冷却器，冷却器的油烟气体进口处设有过滤网，冷却器内设有内通冷却水的冷却翅管，冷却器连接有高压静电捕集塔，高压静电捕集塔内设有可通入高压电的不锈钢放电极，不锈钢放电极的周围均布有不锈钢圆管收集极，高压静电捕集塔的底部设有收集器、集油槽，高压静电捕集塔的顶部连接有排气管。该系统中先利用冷却器将油烟气体冷凝，再利用长方体形的高压静电捕集塔将冷凝液体进行除油处理，净化后的气体即可从烟囱排出。
首先，该申请中，根据背景技术可知，其主要是对空气进行处理，由于废气源为常温的空气、其内必含有水蒸气，在进行冷却后，水蒸气形成水雾混杂在废气中，而由于水的存在，使用静电除尘器时可施加的直流电压也相应的降低，不然会形成电气上的击穿放电现象。所以该申请中采用的高压静电场很难到达3万伏及以上。而VOC油粒在3万伏以下难以发生电晕，在电压过低的静电场下其电晕强度不高、电离不剧烈，从而导致电子与正离子量少、油粒带电的可能够性小，造成除油效率较低的问题。
同时，该申请降温时采用具有冷却翅管的冷却器，冷却器是通过通冷却水进行降温的，其存在冷却水溢出与废气结合的可能性，同样会导致后续可施加的电压较低的问题。
此外，冷却翅管一方面会增强流体的湍流度，消除流体流动时的旋涡死滞区，又增加流体的扰动，这就会导致流体流速增大，使其在后续经过高压静电捕集塔的速度大于高压静电捕集油粒的速度，从而降低了除油效率。另一方面，其在对废气进行冷却时，废气经过冷却器内会与冷却器内壁接触，导致油粒粘附至冷却器内，而冷却器不便于清洗从而导致冷却器使用寿命低的问题。同时，逐渐附着的油粒会减少后续废气与冷却器的接触面积，造成冷却效果差的问题。
发明内容
本发明要解决上述问题，提供一种适用于对高温、含VOC、粉尘的混合废气处理，且可持续处理、处理效果好的废气处理系统。
本发明解决问题的技术方案是，提供一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统，设置于生产装置的废气出口，依次包括用于对废气降温、降速的混流箱，以及通过产生4万-7.5万伏高压静电场以吸附降温降速后的废气中的油性颗粒物及部分粉尘的高压静电吸附塔。
优选地，还包括用于吸附剩余粉尘的再吸附装置，所述再吸附装置包括设置于所述高压静电吸附塔出气口的吸附棉。
优选地，所述吸附棉一端卷设于安装轴、另一端连接于收卷轴，所述收卷轴设有用于驱动收卷轴转动的驱动件，所述吸附棉两端之间的吸附棉本体位于所述高压静电吸附塔出气口。
优选地，还包括设置于所述再吸附装置出口的风机，所述风机通过转速感应器与所述驱动件连接。
优选地，所述混流箱内设有再混合网，所述再混合网包括若干层铁丝网，所述铁丝网包括网孔部和实体部，铁丝网的网孔部与其相邻铁丝网的实体部对应。
优选地，所述混流箱包括补风口以及设置于补风口的风阀，控制所述风阀开关的控制部通过温度传感器与所述混流箱内的温度感应计连接。
优选地，所述高压静电吸附塔包括竖直设置的、底面设有进气口、顶面设有出气口的废气管，所述废气管内设有通过升压变压器与电源连接以于废气管内产生4万-7.5万伏高压静电场的静电丝；所述废气管顶部设有对废气管内壁进行间接式冲洗的喷淋件；所述废气管底部设有用于收集沿废气管内壁滑落的油粒和/或粉尘的收集槽。
优选地，所述废气管至少设有200根，若干废气管通过安装板设置于一壳体内。
优选地，所述废气出口设有用于收集混合废气以将混合废气导入混流箱的集风罩。
优选地，所述高压静电吸附塔的进、出口分别设有阻火阀，所述阻火阀通过传感器与消防喷淋装置连接。
优选地，本装置的使用方法如下：将废气收集后送入混流箱进行补风降温并降速，然后废气经连接管道以及阻火阀进入高压静电吸附塔内于4万-7.5万伏静电场下吸附VOC以及部分粉尘，最后使废气经连接管道以及阻火阀进入再吸附装置吸附剩余粉尘，从而得到可直接排放的气体。
本发明的有益效果：
1.通过混流箱采用补冷风的方式对高温废气降温降速处理，不仅成本低廉，还能使得高温、气态的有机物转化为油雾，便于后续高压静电吸附，也防止较高的温度导致废气中分子活跃度增强、从而导致气流速度增加，进而导致废气在进行高压静电吸附时、废气于高压静电场中停留的时间短于高压静电对油粒进行捕捉所需的时间，除油不完全的问题。
2.通过高压静电吸附塔设置较高的4万-7.5万伏的静电场以有效提高除油效果，其中，需要较高的电压是因为VOC废气在3万伏以下难以发生电晕，电压越高、除油效果越好。而之所以本申请中能够达到高压，是因为之前的混流箱处理过程中无需对废气进行喷淋降温、吸收，不引进水分。干燥的废气难以导致击穿放电现象，因此电流电压可以较大。
3.静电高压电场除吸附VOC油粒外，还可以对VOC类气体电离、降解炭化。同时高压电场中产生的活性因子臭氧还能对废气中的有毒成份和异味进行分解和除味。
4.设置再吸附装置对废气中剩余粉尘进行再吸附，使经过处理后的气体达到国家大气排放标准。
附图说明
图1是一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统的结构示意图；
图2是一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统中高压静电吸附塔的结构示意图；
图3是一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统中再吸附装置的结构示意图。
图中：生产装置1，集风罩2，混流箱3，高压静电吸附塔4，废气管41，静电丝42，喷淋件43，收集槽44，阻火阀45，再吸附装置5，安装轴51，收卷轴52，驱动件53，风机6。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统，如图1所示，设置于生产装置1的废气出口，依次包括用于对废气降温、降速的混流箱3，以及通过产生4万-7.5万伏高压静电场以吸附降温降速后的废气中的油性颗粒物及部分粉尘的高压静电吸附塔4。还包括用于吸附剩余粉尘的再吸附装置5，再吸附装置5包括设置于高压静电吸附塔4出气口的吸附棉。高温VOC-粉尘废气进入该系统后，依次通过降温降速、4万-7.5万高压静电吸附VOC、吸附棉再吸附粉尘后即可完成90%以上的废气处理。
本实施例中，以90-115℃的发泡废气的处理进行说明。
废气从生产装置1的废气出口出来，废气出口设有集风罩2，以用于收集混合废气并将混合废气导入混流箱3，同时防止废气向生产车间及大气扩散，造成污染。本实施例中，采用密闭收集式集风罩，罩口流速为0.4m/s，其所需排风量小，控制效果好，且不受室内气流干扰。
收集的废气送入混流箱3，本实施例中，混流箱3采用304不锈钢材质、外壳板材厚度1.5mm。混流箱3通过补冷风降温的方式使废气温度降低至60-80℃左右，因此混流箱包括补风口以及设置于补风口的风阀，同时，控制风阀开关的控制部通过温度传感器与混流箱内的温度感应计连接。当温度感应计检测到的温度低于60℃时，即通过温度传感器控制风阀关闭；当温度感应器检测到的温度高于80℃时，即通过温度传感器控制风阀开启，无需人工操作，简单有效。
之所以需要控制废气温度在一个适宜范围内是因为，如果废气温度过高，VOC一直为气态，从而难以被静电捕获，因此需要将温度降至VOC气化温度以下使其形成易被捕获的油雾或油粒。而如果废气温度过低，可能会导致废气中油粒或粉尘的比电阻上升，从而导致吸附效果差的问题。
此外，混流箱3内设有再混合网，再混合网包括若干层铁丝网，铁丝网包括网孔部和实体部，铁丝网的网孔部与其相邻铁丝网的实体部对应，以通过再混合网进一步提高废气混合度并通过铁丝网实体部的层层阻拦作用进一步降低废气流速。
混流箱3的出口与高压静电吸附塔4连接，高压静电吸附塔4的进、出口处均设有阻火阀45，呈常开状态，火灾时当管道内烟气温度达70℃左右时关闭，在90分钟内能满足漏烟量和耐火完整性要求，起隔烟阻火作用。且阻火阀45还通过传感器与消防喷淋装置连接，当传感器感应到阻火阀关闭时，控制消防喷淋装置打开，以保证安全。本实施例中，采用熔断型阻火阀，材质为304不锈钢。
如图2所示，高压静电吸附塔4包括竖直设置的、底面设有进气口、顶面设有出气口的废气管41，废气管41内设有通过升压变压器与电源连接以于废气管内产生4万-7.5万伏高压静电场的静电丝42。一般将废气管41竖直设置，静电丝42的一端与电源连接，另一端穿过废气管41并设有重力块，以使得静电丝42本体张紧地垂设于废气管1内并避免静电丝2与废气管41内壁接触，并使得废气管41内产生均匀的高压静电场。其中，重力块可以为铅块。废气管41顶部设有对废气管41内壁进行间接式冲洗的喷淋件43；废气管41底部设有用于收集沿废气管内壁滑落的油粒和/或粉尘的收集槽44。废气管41至少设有200根，若干废气管41通过安装板设置于一壳体内。
本实施例中，废气管41具有248管，每根废气管41端面直径为250mm，且并联接入6万伏高压。其壳体材质为碳钢喷塑，废气管41材质为不锈钢。
废气进入高压静电吸附塔4后，在高压静电场下，VOC油雾、油粒和部分粉尘被吸附。废气中剩余粉尘还需通过再吸附装置5过滤吸附。
如图3所示，再吸附装置5包括吸附棉，本实施例中，采用耐高温的活性炭吸附棉。吸附棉一端卷设于安装轴51、另一端连接于收卷轴52，收卷轴52设有用于驱动收卷轴53转动的驱动件53，吸附棉两端之间的吸附棉本体位于高压静电吸附塔4出气口。从高压静电吸附塔出气口出来的废气穿过吸附棉本体、其内的粉尘即被截留于吸附棉本体。当吸附棉本体吸附的粉尘过达到饱和、这一部分的吸附力下降时，只需要通过驱动件53带动收卷轴52转动、从而带动吸附棉已饱和部分收卷于收卷轴53，而新的吸附棉本体位于高压静电吸附塔4出气口进行吸附。
此外，还包括设置于再吸附装置出口的风机6，风机6通过转速感应器与驱动件53连接。在负压的风机6作用下，废气通过吸附棉本体。当吸附棉吸附饱和时，废气难以通过吸附棉，导致风机6转速降低，从而通过转速感应器控制驱动件53转动更换吸附棉。
本实施例中，风机6选用22KW、风量为20000m3/h、风压2000Pa的变频离心风机，其叶轮采用Q235碳钢，并设有减震器，减震器采用弹簧减震器或阻尼减震器或橡胶减震器。
完成除VOC、除粉尘的气体即可直接排放，通过风机6将其导入15m烟囱排放即可。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统，设置于生产装置（1）的废气出口，其特征在于：依次包括用于对废气降温、降速的混流箱（3），以及通过产生4万-7.5万伏高压静电场以吸附降温降速后的废气中的油性颗粒物及部分粉尘的高压静电吸附塔（4）。
2.根据权利要求1所述的一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统，其特征在于：还包括用于吸附剩余粉尘的再吸附装置（5），所述再吸附装置（5）包括设置于所述高压静电吸附塔出气口的吸附棉。
3.根据权利要求2所述的一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统，其特征在于：所述吸附棉一端卷设于安装轴（51）、另一端连接于收卷轴（52），所述收卷轴（52）设有用于驱动收卷轴（52）转动的驱动件（53），所述吸附棉两端之间的吸附棉本体位于所述高压静电吸附塔（4）出气口。
4.根据权利要求3所述的一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统，其特征在于：还包括设置于所述再吸附装置（5）出口的风机（6），所述风机（6）通过转速感应器与所述驱动件（53）连接。
5.根据权利要求1所述的一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统，其特征在于：所述混流箱（3）内设有再混合网，所述再混合网包括若干层铁丝网，所述铁丝网包括网孔部和实体部，铁丝网的网孔部与其相邻铁丝网的实体部对应。
6.根据权利要求1所述的一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统，其特征在于：所述混流箱（3）包括补风口以及设置于补风口的风阀，控制所述风阀开关的控制部通过温度传感器与所述混流箱（3）内的温度感应计连接。
7.根据权利要求1所述的一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统，其特征在于：所述高压静电吸附塔（4）包括竖直设置的、底面设有进气口、顶面设有出气口的废气管（41），所述废气管（41）内设有通过升压变压器与电源连接以于废气管内产生4万-7.5万伏高压静电场的静电丝（42）；所述废气管顶部设有对废气管（41）内壁进行间接式冲洗的喷淋件（43）；所述废气管（41）底部设有用于收集沿废气管内壁滑落的油粒和/或粉尘的收集槽（44）。
8.根据权利要求7所述的一种高温 VOC -粉尘混合废气的干法处理系统，其特征在于：所述废气管（41）至少设有200根，若干废气管（41）通过安装板设置于一壳体内。
9.根据权利要求1所述的一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统，其特征在于：所述废气出口设有用于收集混合废气以将混合废气导入混流箱的集风罩（2）。
10.根据权利要求1所述的一种高温 VOC-粉尘混合废气的干法处理系统，其特征在于：所述高压静电吸附塔（4）的进、出口分别设有阻火阀（45），所述阻火阀（45）通过传感器与消防喷淋装置连接。
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| CN113663448A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-11-19 | 珠海格力绿色再生资源有限公司 | 一种高浓度油烟和颗粒物废气的处理装置及方法 |
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