CN113813763A - 适用于Cl-VOCs处理的干法除酸系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于Cl‑VOCs处理的干法除酸系统及方法，系统包括RTO系统，RTO系统的下箱体出气口连接急冷塔中部的进气口，急冷塔的出气口连接文丘里反应器前的进料端，文丘里反应器的出气口连接旋风分离器，旋风分离器的顶端出气口连接除尘器且底端出灰口连接灰箱，除尘器的出气口通过引风机连通至烟囱且底部出灰口连接灰箱。本发明利用急冷塔对RTO热旁通尾气进行降温，采用文丘里反应器进行干式去除反应，利用旋风分离器继续进行干式去除反应去除反应后大颗粒产物，并利用脉冲袋式除尘器进行细颗粒物脱除，实现对Cl‑VOCs的有效去除，避免避免传统干法、湿法除酸存在的工艺弊端。

Description

适用于Cl-VOCs处理的干法除酸系统及方法

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种适用于Cl-VOCs处理的干法除酸系统及方法。

背景技术

含氯挥发性有机化合物指VOCs(volatile organic compounds)分子中有1个以上氯原子取代的挥发性有机物，主要包括氯代烃、氯代烯烃、氯代芳烃等小分子类Cl-VOCs，以及多氯二苯并二噁英、多氯二苯并呋喃和多氯联苯等高分子质量Cl-VOCs。

相比较于其他VOCs，Cl-VOCs具有更严重的生态环境风险，由于其挥发性高，具有环境持久性和抗生物降解性等特点，一旦进入环境介质中，将长时间滞留，尤其当Cl-VOCs存在于大气中时，其可参与大气光化学反应，是大气光化学烟雾生成和臭氧层破坏的主要贡献者之一。同时，Cl-VOCs也会对温室效应产生较大影响，二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等的全球变暖潜势分别为CO₂的9、25、1300倍。其中，二噁英作为Cl-VOCs的重要成员，是迄今人类已知的毒性最强物质之一。

针对于Cl-VOCs的末端控制技术中，热焚烧法可以在短时间内实现对Cl-VOCs的高效销毁，但在热力焚烧的过程中，由于反应控制问题，Cl-VOCs不完全燃烧易产生二噁英等高毒性副产物，且产生的HCl在降温过程中易腐蚀管道。

另外，在其他类型的生产工艺过程中处理HCl的主要方法分为干法和湿法两大类，干法多数采用碱性石灰作为吸收剂或采用离子交换的方法；湿法大体上分为三类：冷凝法、碱液吸收法、水吸收法。废氯气处理的主要方法有生产液氯法、合成盐酸法、水吸收法、溶剂吸收法、废铁屑吸收法、碱液吸收法等。

目前，针对于Cl-VOCs的废气处理主要依靠复合工艺进行处理，其中应用较多的为RTO(蓄热式热力氧化)+碱洗喷淋的方式，可以实现对Cl-VOCs的有效去除，但会产生大量的含盐废水，形成二次污染及资源浪费，另外该工艺对于废气中可能产生的二噁英等高毒性物质并不能有效去除，存在工艺弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于Cl-VOCs处理的干法除酸系统及方法，用以解决现有技术中针对于Cl-VOCs的废气采用复合工艺处理产生大量含盐废水造成二次污染及废气中可能产生的二噁英等高毒性物质不能有效去除的问题。

本发明一方面提供一种适用于Cl-VOCs处理的干法除酸系统，包括RTO系统、急冷塔、文丘里反应器、旋风分离器、除尘器、灰箱和烟囱，所述RTO系统的下箱体出气口连接急冷塔中部的进气口，所述急冷塔的出气口连接文丘里反应器前的进料端，所述文丘里反应器的出气口连接旋风分离器，所述旋风分离器的顶端出气口连接除尘器且底端出灰口连接灰箱，所述除尘器的出气口通过引风机连通至烟囱且底部出灰口连接灰箱，所述急冷塔内顶部安装喷淋器，所述喷淋器的入水口连接进水管，所述文丘里反应器的前的进料端连接进料管。

进一步的，还包括热旁通管道，所述热旁通管道的两端分别连接RTO系统的上箱体和急冷塔的顶端。

进一步的，所述除尘器为脉冲袋式除尘器。

进一步的，所述灰箱为振荡式灰箱，所述灰箱的底端设置排灰口，上端设置出灰口，所述出灰口通过出灰管道连通至进料管，所述出灰管道上安装灰泵。

本发明另一方面提供一种适用于Cl-VOCs处理的干法除酸方法，包括如下步骤：

(1)RTO系统下箱体排出的含氯废气通过管路进入急冷塔，与来自热旁通管道的高温含氯废气进行混合，并在急冷塔内通过冷水喷淋进行降温后排入文丘里反应器前的进料端；

(2)进料管向文丘里反应器前的进料端喷入碱石灰和活性炭粉，经急冷塔降温后的带水含氯废气在文丘里反应器前的进料端与碱石灰和活性碳粉混合后进入文丘里反应器进行酸碱中和反应去除含氯废气中的HCl、二噁英等有害腐蚀性气体；

(3)文丘里反应器内混合反应后的气固液混合物进入旋风分离器，在旋风分离器的作用下继续进行干式去除反应，其中，一部分反应后大颗粒产物在离心力的作用下沿器壁落入底部灰斗并排入振荡式灰箱，另一部分未被分离下来的较细颗粒物从排气管进入脉冲袋式除尘器进行脱除；

(4)经脉冲袋式除尘器过滤，较细的颗粒物被有效脱除并经底部灰斗进入振荡式灰箱，洁净废气进入烟囱后排入大气。

进一步的，还包括:振荡式灰箱中密度较大的反应后大颗粒产物向下沉积，进入箱体底部并经排灰口排出，部分密度较小的未参与反应的细小颗粒物浮于振荡式灰箱顶部并通过灰泵引入文丘里反应器前的进料管，继续参与干式去除反应。

采用上述本发明技术方案的有益效果是：

本发明利用急冷塔对RTO热旁通尾气进行降温，采用文丘里反应器进行干式去除反应，利用文丘里反应器一方面增大反应空间，另一方面延长反应时间，保证干式去除反应充分；

利用旋风分离器继续进行干式去除反应并去除反应后大颗粒产物，利用脉冲袋式除尘器进行细颗粒物脱除，实现对Cl-VOCs的有效去除，避免传统湿法除酸工艺产生大量的含盐废水，形成二次污染及资源浪费，还能对废气中可能产生的二噁英等高毒性物质进行有效去除，避免传统干法、湿法除酸存在的工艺弊端；

实现不同密度颗粒物的分层，利用灰泵实现未参与反应的较小颗粒物的二次利用。

附图说明

图1为本发明适用于Cl-VOCs处理的干法除酸系统结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-RTO系统，2-急冷塔，3-文丘里反应器，4-旋风分离器，5-除尘器，6-灰箱，7-烟囱，8-进水管，9-进料管,10-热旁通管道,11-排灰口,12-出灰管，13-灰泵，14-引风机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例一种适用于Cl-VOCs处理的干法除酸系统，包括RTO系统1、急冷塔2、文丘里反应器3、旋风分离器4、除尘器5、灰箱6和烟囱7，所述RTO系统1的下箱体出气口连接急冷塔2中部的进气口，所述急冷塔2的出气口连接文丘里反应器3前的进料端，所述文丘里反应器3的出气口连接旋风分离器4，所述旋风分离器4的顶端出气口连接除尘器5且底端出灰口连接灰箱6，所述除尘器5的出气口通过引风机14连通至烟囱7且底部出灰口连接灰箱6，所述急冷塔2内顶部安装喷淋器，所述喷淋器的入水口连接进水管8，高温废气在急冷塔2内通过冷水喷淋进行降温，所述文丘里反应器3前的进料端连接进料管9，通过进料管9向进料端喷入碱石灰与活性炭粉，用以干式酸碱中和反应，去除含氯废气中的HCl、二噁英等有害腐蚀性气体，在文丘里反应器3的作用下，通过管径变化改变废气流速，延长混合反应时间，保证干式去除反应充分。

优选的，还包括热旁通管道10，所述热旁通管道10的两端分别连接RTO系统1的上箱体和急冷塔2的顶端，通过在RTO系统1的上箱体增设热旁通管道10，在控制RTO系统体积的情况下避免RTO上箱体超温。

优选的，所述除尘器5为脉冲袋式除尘器，通过脉冲控制对除尘器5进行清灰，降低系统运行功耗。

优选的，所述灰箱6为振荡式灰箱，所述灰箱6的底端设置排灰口11，上端设置出灰口，所述出灰口通过出灰管12道连通至进料管9，所述出灰管12道上安装灰泵13，在振荡式灰箱6的振荡器的作用下，灰箱6中密度较大的反应后大颗粒产物向下沉积，进入箱体底部，经排灰口11排出，部分密度较小的未参与反应的较小颗粒物浮于灰箱6顶部并通过灰泵13引入文丘里反应器3前的进料管9，继续参与干式去除反应，从而减小干式反应物料的浪费。

该适用于Cl-VOCs处理的干法除酸系统的工作方法，包括如下步骤：

(1)RTO系统1下箱体排出的含氯废气通过管路进入急冷塔2，与来自热旁通管道10的高温含氯废气进行混合，并在急冷塔2内通过冷水喷淋进行降温后排入文丘里反应器3前的进料端；

(2)进料管9向文丘里反应器3前的进料端喷入碱石灰和活性炭粉，经急冷塔2降温后的带水含氯废气在文丘里反应器3前的进料端与碱石灰和活性炭粉混合后进入文丘里反应器3进行酸碱中和反应去除含氯废气中的HCl、二噁英等有害腐蚀性气体；

(3)文丘里反应器3内混合反应后的气固液混合物进入旋风分离器4，在旋风分离器4的作用下继续进行干式去除反应，其中，一部分反应后大颗粒产物在离心力的作用下沿器壁落入底部灰斗并排入振荡式灰箱6，另一部分未被分离下来的较细颗粒物从排气管进入脉冲袋式除尘器5进行脱除；

(4)经脉冲袋式除尘器5过滤，较细的颗粒物被有效脱除，并附着于布袋表面形成粉饼层，增大布袋粉尘脱除效率，在粉尘层积累到一定厚度时，启动脉冲控制对除尘器5进行清灰，降低系统运行功耗，经袋式除尘器5脱除的颗粒物通过灰斗进入震荡式灰箱6，洁净废气进入烟囱7后排入大气。

优选的，采用振荡式灰箱6，灰箱6中密度较大的反应后大颗粒产物向下沉积，进入箱体底部并经排灰口11排出，部分密度较小的未参与反应的较小颗粒物浮于振荡式灰箱6顶部并通过灰泵13引入文丘里反应器3的进料管9，继续参与干式去除反应。

综上，本发明利用急冷塔对RTO热旁通尾气进行降温，采用文丘里反应器进行干式去除反应，利用文丘里反应器一方面增大反应空间，另一方面延长反应时间，保证干式去除反应充分；利用旋风分离器继续进行干式去除反应并去除反应后大颗粒产物，利用脉冲袋式除尘器进行细颗粒物脱除，实现对Cl-VOCs的有效去除，避免传统湿法除酸工艺产生大量的含盐废水，形成二次污染及资源浪费，还能对废气中可能产生的二噁英等高毒性物质进行有效去除，避免传统干法、湿法除酸存在的工艺弊端；实现不同密度颗粒物的分层，利用灰泵实现未参与反应的较小颗粒物的二次利用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种适用于Cl-VOCs处理的干法除酸系统，其特征在于，包括RTO系统、急冷塔、文丘里反应器、旋风分离器、除尘器、灰箱和烟囱，所述RTO系统的下箱体出气口连接急冷塔中部的进气口，所述急冷塔的出气口连接文丘里反应器前的进料端，所述文丘里反应器的出气口连接旋风分离器，所述旋风分离器的顶端出气口连接除尘器且底端出灰口连接灰箱，所述除尘器的出气口通过引风机连通至烟囱且底部出灰口连接灰箱，所述急冷塔内顶部安装喷淋器，所述喷淋器的入水口连接进水管，所述文丘里反应器前的进料端连接进料管。

2.根据权利要求1所述的适用于Cl-VOCs处理的干法除酸系统，其特征在于，还包括热旁通管道，所述热旁通管道的两端分别连接RTO系统的上箱体和急冷塔的顶端。

3.根据权利要求1所述的适用于Cl-VOCs处理的干法除酸系统，其特征在于，所述除尘器为脉冲袋式除尘器。

4.根据权利要求3所述的适用于Cl-VOCs处理的干法除酸系统，其特征在于，所述灰箱为振荡式灰箱，所述灰箱的底端设置排灰口，上端设置出灰口，所述出灰口通过出灰管道连通至进料管，所述出灰管道上安装灰泵。

5.一种适用于Cl-VOCs处理的干法除酸方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)RTO系统下箱体排出的含氯废气通过管路进入急冷塔，与来自热旁通管道的高温含氯废气进行混合，并在急冷塔内通过冷水喷淋进行降温后排入文丘里反应器前的进料端；

(2)进料管向文丘里反应器前的进料端喷入碱石灰和活性炭粉，经急冷塔降温后的带水含氯废气在文丘里反应器前的进料端与碱石灰和活性炭粉混合后进入文丘里反应器进行酸碱中和反应去除含氯废气中的HCl、二噁英等有害腐蚀性气体；

(3)文丘里反应器内混合反应后的气固液混合物进入旋风分离器，在旋风分离器的作用下继续进行干式去除反应，其中，一部分反应后大颗粒产物在离心力的作用下沿器壁落入底部灰斗并排入振荡式灰箱，另一部分未被分离下来的较细颗粒物从排气管进入脉冲袋式除尘器进行脱除；

(4)经脉冲袋式除尘器过滤，较细的颗粒物被有效脱除并经底部灰斗进入振荡式灰箱，洁净废气进入烟囱后排入大气。

6.根据权利要求5所述的适用于Cl-VOCs处理的干法除酸方法，其特征在于，还包括:振荡式灰箱中密度较大的反应后大颗粒产物向下沉积，进入箱体底部并经排灰口排出，部分密度较小的未参与反应的较小颗粒物浮于振荡式灰箱顶部并通过灰泵引入文丘里反应器前的进料管，继续参与干式去除反应。

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