CN112066397B - 一种尾气处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尾气处理方法，该方法适用于对材料及化工行业产生的腐蚀性、可燃性尾气进行无害化处理，其包括以下步骤：a)将含有有机杂质和可燃气体的有害尾气通过液封装置，吸收可溶解的气体；b)剩余的尾气经过单向阀和阻火器后到达预热管，并在预热管被预热升温；c)升温后的尾气到达燃烧头后与被长明灯点燃的辅助燃气混合，从而将尾气中的有机杂质或可燃气体焚烧干净。采用上述技术技术方案后，本发明提供的尾气的处理方法，可用于有稳定流量排出尾气的处理，更可以用于流量不稳定的尾气处理，并能适应于不同有机杂质含量的，或者有机杂质不断变化的尾气；该尾气处理方法运行安全可靠，设备结构简单能够对尾气进行燃烧无害化处理。

Description

一种尾气处理方法
技术领域
本发明涉及材料加工领域，尤其涉及一种尾气处理方法。
背景技术
在材料和化工行业中，很多原料反应或热处理过程中会产生一定的腐蚀性、可燃性气体，或易挥发性有机物质。例如在有机化工生产行业使用到易挥发的有机溶剂；或者在粉末烧结使用到的成型助剂如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸，这些添加剂受热分解产生挥发性有机物或者有机气体；或者是在有机合成中产生的一些挥发性性有机物或者有机气体。这些易挥发性有机物以及有机气体中含有如甲烷、氢气、甲苯、二甲苯、小分子硅烷等，挥发性有机物对人体健康产生很大的危害，也对环境造成一定的污染，甲烷、氢气等有机气体，其温室效应明显，这些易挥发性有机物及有机气体也需要无害处理化后方可排放至大气中。
目前处理这些尾气有多种方式，主要是采用吸附/吸收法和燃烧法为主。[刘鑫，徐丽，王灏瀚.关于VOCs有机废气处理技术研究进展[J].四川化工，2016，19(4)：12-16.]吸附法采用可吸附有机物质的多孔物质比如活性炭、分子筛等物质将尾气中的有机物质吸附，再将吸附下来的有机物质脱附再处理的方式。吸收法采用的是能吸收溶解有机物气体的溶液，采用喷淋塔喷淋洗涤尾气，将尾气中的有害成分溶解吸收下来。这两种方式可处理的尾气的容量大，对尾气中含有的有害杂质浓度适应性好，能适应浓度的剧烈变化，但由于采用到吸附剂或者吸收剂，且需要二次处理，使用成本比较高；燃烧法是将尾气中含有的有机杂质直接燃烧掉，根据尾气能否自行持续燃烧，可将燃烧法分为直接燃烧法或热力燃烧法，直接燃烧法直接将尾气点燃，尾气中含有足够浓度的有机成分能维持自行燃烧；当尾气中的有机杂质含量较少不能维持燃烧时候，采用添加辅助燃气辅助尾气燃烧的热力燃烧进行处理。可根据工艺产生的尾气中有机物的浓度，选择接燃烧法或热力燃烧法。
燃烧法经过改进催生出了催化燃烧法。燃烧法对尾气中的有机杂质去除效果好，适用于有机物浓度稳定，尾气产量稳定的场合。但是目前采用的燃烧法，对尾气中的有机杂质含量变化敏感，在直接燃烧法中，当尾气中有机杂质从可自行维持燃烧的高浓度降低到不能维持自行燃烧的低浓度时，尾气燃烧的温度剧烈变低，具有自行熄灭的危险；在热力燃烧法中，当尾气中的有机物浓度增大，会导致尾气中的有机杂质燃烧不充分而得不到干净的处理。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种尾气处理方法，该方法能够对尾气进行燃烧无害化处理。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种尾气处理方法，包括以下步骤：
a)将含有有机杂质和可燃气体的有害尾气通过液封装置，吸收可溶解的气体。液封装置内置有吸收液，该吸收液为纯水、溶解有1～15％碳酸钠水溶液、溶解有1～15％氢氧化钠水溶液和溶解有1～20％硫酸水溶液中的一种。其中，可针对不用组分的有机气体选择不同类型的吸收液。
b)吸收后的尾气经过单向阀和阻火器到达预热管，并在预热管被预热升温；预热管为单根或者多根并联的螺旋管或列管，预热管可以通过电加热方式、燃气加热方式或者采用尾气燃烧的废热加热的方式进行加热。
采用上述方案，在实际使用中，预热管选用尾气燃烧过程中产生的废热加热的方式进行加热；通过液封装置、单向阀、阻火器这三道阻火装置，确保尾气不会回火到前面的烧结炉，保证烧结炉运行安全。
c)升温后的尾气到达燃烧头后与被长明灯点燃的辅助燃气混合，从而将尾气中的有机杂质或可燃气体焚烧干净，使尾气达到可排放标准。
优选的，有害尾气为含有易挥发有机物尾气或者含有可燃气体组分的尾气，其中易挥发有机物质及可燃气体不含卤素。
优选的，单向阀、阻火器位于液封装置与预热管之间，所述预热管位于燃烧头的上方，所述长明灯位于燃烧头的正方，所述预热管、燃烧头、长明灯和火焰探测器均内置在同一个上下相通、四周封闭的通道内；所述辅助燃气进气管远离所述辅助燃气分配室的端部处还连接有一辅助燃气阀；辅助燃气为天然气或液化石油气。
采用该结构，燃烧头上方安装长明灯与火焰探测器；长明灯用来点燃辅助燃气或者尾气，火焰探测器用于监测长明灯的工作状态，一旦长明灯熄灭时输出报警，此时不能打开辅助燃气阀进行尾气燃烧，故障排除报警清除后长明灯能正常工作时方能打开辅助燃气阀。燃烧头平时没有通入待燃烧的尾气时，燃烧头是没有辅助燃气通入的，当开始有尾气过来，辅助燃气阀打开向燃烧头通入辅助燃气，长明灯能迅速将辅助燃气或者尾气点燃。
由于燃烧处理后尾气没有进一步喷淋吸收，该方法不适用于含有卤素的，在焚烧后会产生酸性的氢卤酸的挥发性有机物。
优选的，通道上还连接有一尾气燃烧的温度传感器。
采用该结构，即温度传感器可测量尾气燃烧温度；在燃烧法处理废气的时候，温度过低，会导致尾气中的有机杂质燃烧不全，而温度过高，会导致氮氧化物的产生，所以将温度控制在一定的范围内是有必要的；尾气中可燃组分含量比较高时，尾气可自行维持燃烧并能达到处理的温度，但尾气中的可燃组分含量低，尾气燃烧不能维持处理温度，甚至不能维持燃烧，这时需要引入其它燃气作为辅助燃气，以维持尾气燃烧处理所需要的温度；通过尾气温度传感器反馈回来的尾气燃烧温度，可调节辅助燃气的通入量；当温度偏低时，可增大辅助燃气通入量；当温度偏高时，可减小或者关闭辅助燃气通入量。该方法通过自适应调节，以达到能处理有机组分含量或流量不断变化的尾气。
优选的，燃烧头具有一尾气分配结构，尾气分配结构包括辅助燃气分配室、尾气分配室、尾气进气管、辅助燃气进气管和辅助燃气出口，辅助燃气分配室固定设置在尾气分配室的正上方，辅助燃气分配室内纵向设置有若干尾气出口管，每一所述尾气出口管的底部贯穿过辅助燃气分配室的底面并进一步的与尾气分配室相连通，且尾气出口管的顶部外露出辅助燃气分配室的顶面，所述辅助燃气分配室的顶面位于尾气出口管的外侧面上设置有一个环状的辅助燃气出口，所述辅助燃气出口环绕在尾气出口管的外侧上，所述辅助燃气分配室的一侧上固定连接有一与其内部相连通的辅助燃气进气管，所述辅助燃气进气管内通入有辅助燃气，尾气分配室5的一侧上固定连接有一与其内部相连通的尾气进气管，且所述辅助燃气进气管位于尾气进气管的正下方。
采用上述结构后，焚烧头具有尾气分配结构，尾气通过尾气分配结构后通过多个尾气出口管排放出去；燃烧头中具有辅助燃气分配室，其内可使辅助燃气与空气的混合气分配到辅助燃气出口燃烧；其中，辅助燃气出口环绕在尾气出口管上，尾气与辅助燃气燃烧的火焰得以充分混合，尾气中的有机杂质或者可燃气体被燃烧干净。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供的一种尾气的处理方法，在该方法中先将前端工序产生的含有有机杂质和可燃气体的尾气通过液封装置以吸收可溶解的气体组分，再通过预热器对尾气预热升温，升温后的尾气到达燃烧头后与被长明灯点燃的辅助燃气混合，使将尾气中的有机杂质或可燃气体焚烧干净，使尾气达到可排放标准，从而使得该尾气处理方法可用于有稳定流量排出尾气的处理，更可以用于流量不稳定的尾气处理，并能适应于不同有机杂质含量的，或者有机杂质不断变化的尾气；该尾气处理方法运行安全可靠，设备结构简单能够对尾气进行燃烧无害化处理。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的尾气燃烧处理方法的流程图；；
图2为本发明的燃烧头的结构示意图。
图中：1.液封装置；2.单向阀；3.阻火器；4.预热管；5.燃烧头；51.尾气进气管；52.辅助燃气进气管；53.尾气分配室；54.尾气出口管；55.辅助燃气出口；6.长明灯；7.火焰探测器；8.温度传感器；9.通道；10.尾气；11.辅助燃气。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例
参考图1和图2，在碳化硅陶瓷烧结加工中，碳化硅粉末通过添加丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和聚醚消泡剂、去离子水经行球磨混合、注胚成型、干燥，最后在氮气烧结成碳化硅陶瓷。其中丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和聚醚消泡剂在烧结过程中分解形成氨气、有机胺类以及其他有机挥发物，这些有机副产物与氮气一并排出碳化硅烧结炉。
含有有机杂质的氮气尾气通过装有3～10％硫酸水溶液的液封装置1，尾气中的氨气、有机胺类溶解在硫酸水溶液，尾气10离开液封装置，尾气中还含有未被溶解吸收的其他有机杂质，尾气再通过单向阀2、阻火器3进入预热管4。
预热管4位于燃烧头5的上方，燃烧头5产生的废热被预热管4吸收并传导给尾气，尾气升温后最后到达燃烧头5被燃烧处理，尾气中的有机杂质及可燃气体被燃烧干净。
在燃烧头5中，预热后的尾气通过尾气进气管51进入尾气分配室54，经过分配，尾气通过尾气出口管55排出燃烧头5；辅助燃气11通过辅助燃气进气管52进入燃烧头5，从辅助燃气进气管52喷出的辅助燃气，夹带着空气一起进入辅助燃气分配室53，在辅助燃气分配室53中辅助燃气与空气得以充分混合，并分配至辅助燃气出口56排出燃烧头5。其中，辅助燃气出口56为一个环状的出气口，并与尾气出口管55尾部的排出口同心，从尾气出口管55出来的尾气被辅助燃气出口56出来的辅助燃气-空气混合气燃烧的火焰包围得以充分燃烧，尾气中的有机杂质与可燃气体被燃烧干净。
长明灯6在平时是通着辅助燃气并处于点燃状态，火焰探测器7监测长明灯6的燃烧情况；当长明灯6火焰熄灭时火焰探测器报警提示；在没有尾气过来时，燃烧头5没有辅助燃气供应，当有尾气进入燃烧头5时，可对燃烧头5通辅助燃气11，而长明灯6可立即点燃燃烧头5过来的辅助燃气与尾气。
温度传感器8监测尾气燃烧温度，并实现辅助燃气的通入量的连锁控制，当碳化硅烧结炉开始升温时候，其中添加的辅助添加剂未分解，尾气中可挥发有机杂质含量低，此时辅助燃气阀开度大，辅助燃气11燃烧维持尾气燃烧温度；当碳化硅辅助添加剂开始大量分解时，尾气中可挥发有机杂质含量增高，尾气可自行燃烧并维持尾气燃烧温度，此时辅助燃气阀开度变小以减少辅助燃气通入量；随着辅助添加剂分解完毕，尾气中可燃性有机杂质减少，此时辅助燃气阀开度再次增大，以维持尾气焚烧温度。
在液封装置1与尾气预热管4之间装有单向阀2与阻火器3。当尾气含有的可燃组分比较多且可自行燃烧时，尾气有可能会回火，通过液封装置1、单向阀2、阻火器3这三道阻火装置，确保尾气不会回火到前面的烧结炉，保证烧结炉运行安全。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种尾气处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将含有有机杂质和可燃气体的有害尾气通过液封装置，吸收可溶解的气体；
b)剩余的尾气经过单向阀和阻火器后到达预热管，并在预热管被预热升温；
c)升温后的尾气到达燃烧头后与被长明灯点燃的辅助燃气混合，从而将尾气中的有机杂质或可燃气体焚烧干净；所述燃烧头(5)具有一尾气分配结构，所述尾气分配结构包括辅助燃气分配室(53)、尾气分配室(54)、尾气进气管(51)、辅助燃气进气管(52)和辅助燃气出口(56)，所述辅助燃气分配室(53)固定设置在尾气分配室(54)的正上方，所述辅助燃气分配室(53)内纵向设置有若干尾气出口管(55)，每一所述尾气出口管(55)的底部贯穿过辅助燃气分配室(53)的底面并进一步的与尾气分配室(54)相连通，且尾气出口管(55)的顶部外露出辅助燃气分配室(53)的顶面，所述辅助燃气分配室(53)的顶面位于尾气出口管(55)的外侧面上设置有一个环状的辅助燃气出口(56)，所述辅助燃气出口(56)环绕在尾气出口管(55)的外侧上，所述辅助燃气分配室(53)的一侧上固定连接有一与其内部相连通的辅助燃气进气管(52)，所述辅助燃气进气管(52)内通入有辅助燃气(11)，所述尾气分配室(54)的一侧上固定连接有一与其内部相连通的尾气进气管(51)，且所述辅助燃气进气管(52)位于尾气进气管(51)的正下方。
2.根据权利要求1所述的一种尾气处理方法，其特征在于：所述有害尾气为含有易挥发有机物尾气或者含有可燃气体组分的尾气，其中易挥发有机物质及可燃气体不含卤素。
3.根据权利要求1所述的一种尾气处理方法，其特征在于：所述液封装置(1)内置有吸收液，该吸收液为纯水、溶解有1～15％碳酸钠水溶液、溶解有1～15％氢氧化钠水溶液和溶解有1～20％硫酸水溶液中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种尾气处理方法，其特征在于：所述预热管(4)为单根或者多根并联的螺旋管或列管，且该预热管(4)的加热方式为电加热、燃气加热或者尾气燃烧废热加热中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种尾气处理方法，其特征在于：所述单向阀(2)、阻火器(3)位于液封装置(1)与预热管(4)之间，所述预热管(4)位于燃烧头(5)的上方，所述长明灯(6)位于燃烧头(5)的正方，所述预热管(4)、燃烧头(5)、长明灯(6)和火焰探测器(7)均内置在同一个上下相通、四周封闭的通道(9)内。
6.根据权利要求5所述的一种尾气处理方法，其特征在于：所述通道(9)上还连接有一尾气燃烧的温度传感器(8)。
7.根据权利要求1所述的一种尾气处理方法，其特征在于：所述辅助燃气进气管(52)远离所述辅助燃气分配室(53)的端部处还连接有一辅助燃气阀。
8.根据权利要求1所述的一种尾气处理方法，其特征在于：所述辅助燃气(11)为天然气或液化石油气。
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