CN113883540A - 一种有机废气富氧燃烧的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机废气富氧燃烧的方法。本发明的方法为有机废气焚烧时，辅助或不辅助天然气燃烧，通过富氧空气助燃，达到焚烧需要温度，使废气中的有机物充分燃烧，焚烧后的有机废气经过净化处理后达标排放。本发明具有燃烧效率高，能量损失少，辅助燃料消耗少，生产成本少，二氧化碳、氮氧化物、voc等排放量少等优点，同时缩小燃烧设备燃烧室体积，减少设备投资。

Description

一种有机废气富氧燃烧的方法
技术领域
本发明涉及有机废气的处理，特别涉及一种有机废气富氧燃烧的方法。
背景技术
针对有机废气目前主流处理方式为焚烧法，通过燃烧将有机废气氧化成CO2和H2O，燃烧时辅助天然气进行燃烧，燃烧时通入空气助燃。该方法存在以下缺点：①辅助燃烧需要消耗大量的天然气，尤其是含有二噁英的有机废气和低侬度的有机废气，焚烧时消耗的天然气更多；②普通燃烧需要鼓入大量的空气进行助燃，使得排放尾气量大大增加，尾气带走大量的热量，进一步增加能耗；③焚烧时需要大量空气助燃，消耗大量的天然气，使得排放尾气中的二氧化碳总量增加；④燃烧不够充分，voc排放量不达标；⑤有机废气焚烧设备投资大。针对这些问题，本发明提供了一种有机废气富氧燃烧方法，提高助燃空气氧含量，提高燃烧效率，减少能量损失，降低燃料消耗，降低生产成本，减少二氧化碳、氮氧化物、voc等排放，达到节能减排的目的。
发明内容
针对现有有机废气焚烧方法存在的缺陷，本发明提供一种有机废气富氧燃烧的方法，提高助燃空气氧含量，提高燃烧效率，减少能量损失，降低燃料消耗，降低生产成本，减少二氧化碳、氮氧化物、voc等排放，达到节能减排的目的。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种有机废气富氧燃烧的方法，有机废气焚烧时，辅助天然气燃烧，通过富氧空气助燃，使废气中的有机物充分燃烧，焚烧后的有机废气经过净化处理后达标排放。
进一步地，具体包括以下步骤：
(1)将有机废气通过引风机抽至燃烧室焚烧，辅助或不辅助天然气进行燃烧，焚烧温度控制在700-1200℃，焚烧时鼓入富氧空气助燃，富氧空气的氧含量为22％-35％；
(2)焚烧后的尾气通过炉内脱硝去除氮氧化物，向焚烧炉内喷尿素溶液、氨水、脱硝剂等，使得氮氧化物达标排放；
(3)将脱硝后的尾气冷却，使用急冷或表冷的方式将尾气冷却到200℃以下；
(4)冷却后的尾气进行收尘和净化后进行排放。
进一步地，步骤(4)中，所述收尘采用布袋收尘器或旋风收尘器。
进一步地，还包括收尘时鼓吸附材料用于吸附细小颗粒，所述吸附材料优选活性炭。
进一步地，所述净化包括通过水洗或/和碱洗吸收尾气中的酸性气体，如SO2、HBr、HCl、HF等。
进一步地，步骤(1)中，含有二噁英的有机废气焚烧温度控制在1050-1150℃，不含二噁英的有机废气焚烧温度控制在750-850℃。
进一步地，步骤(1)中，富氧空气的来源包括直接购买的液氧、制氧机制取的纯氧、制氮机尾气的富氧空气或制氮机尾气制取的纯氧。
进一步地，步骤(1)中，富氧空气燃烧包含直接燃烧(DFTO)、蓄热燃烧(RTO)或催化燃烧(RCO)。
进一步地，步骤(1)中，所述有机废气为废旧锂电池热解废气处理、废旧线路板热解废气处理、垃圾焚烧废气处理、化工厂废气处理、轻工废气处理、印染、医药废气处理、制药厂废气处理、电镀厂废气处理、喷漆厂废气处理或油漆废气处理排放的有机废气。
步骤(1)中，若用普通空气助燃，约80％的氮气不参与燃烧，若用富氧助燃，助燃空气量大大降低，故燃烧后的排气量也大大减少。假设燃烧时需要的助燃空气量为X，空气中氧气浓度为21％。若助燃空气氧气浓度提升至30％，则需要的富氧体积为0.7X，尾气排放量减少30％。
步骤(1)中，富氧燃烧因助燃空气量及烟气量均显著减少，氧气含量提高，故火焰温度和热量利用率均显著提高，同时烟气带走的热量大大减少，降低能源消耗，节约运营成本。根据研究显示：用23％的富氧助燃可节能10-25％，用25％的富氧助燃可节能20-40％，用27％的富氧助燃可节能30％-50％。
步骤(1)中，富氧燃烧产生的尾气量大大减少，从而能够缩小焚烧设备尺寸，减少设备投资成本。30％氧气浓度的富氧燃烧时尾气量减少约30％，可将焚烧室的体积缩小20-30％。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益效果在于：
1)本发明的富氧燃烧适用于多种燃烧工艺，包含直接燃烧(DFTO)、蓄热燃烧(RTO)、催化燃烧(RCO)等，适用范围广。
2)本发明的富氧燃烧能够调节助燃空气中氧的含量，使得废气中的有机成分充分氧化分解，完全燃烧分解为CO2和H2O，提高燃烧效率，降低尾气中的voc达标排放。
3)用普通空气助燃，约80％的氮气不参与燃烧，若用富氧助燃，助燃空气量大大降低，故燃烧后的排气量也大大减少。
4)富氧燃烧因助燃空气量及烟气量均显著减少，氧气含量提高，故火焰温度和热量利用率均显著提高，同时烟气带走的热量大大减少，降低能源消耗，节约运营成本。
5)采用富氧燃烧，其助燃空气量少，辅助燃料少，燃烧更充分，使得排放尾气的二氧化碳总量减少。
6)富氧燃烧产生的尾气量大大减少，所以可以缩小焚烧设备尺寸，减少设备投资成本。
7)在1200℃以下，采用富氧燃烧，减少了天然气等燃料消耗，减少了燃料型、热力型、快速型氮氧化物的产生。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明并不限于此。
实施例1
废旧锂电池绝氧热解产生的有机废气，废气中含有氮气、电解液、烷烃类有机物和氟化氢、二噁英等。通过二燃室焚烧，1100℃焚烧1-3秒，助燃空气氧气浓度为30％，焚烧时辅助天然气燃烧。焚烧后通过炉内脱硝、急冷、水洗、碱洗等工序净化后达标排放。
处理量1t/h的废旧锂电池生产线热解产生的废气总量400m3/h，有机废气量200kg/h。通过普通空气助燃，需要消耗天然气25m3/h，产生的尾气约2000m3/h。采用氧气浓度为30％的富氧燃烧几乎不需要辅助天然气燃烧，只需要维持燃烧室内火焰即可，天然气耗量0.5m3/h，排放尾气约1400m3/h。从而，天然气节约98％，尾气排放量减少30％。
实施例2
废旧线路板热解产生的有机废气，废气中含有氮气、烷烃类有机物和溴化氢、二噁英等。通过二燃室焚烧，1100℃焚烧1-3秒，助燃空气氧气浓度为30％，焚烧时辅助天然气燃烧。焚烧后通过炉内脱硝、急冷、碱洗等工序净化后达标排放。
处理量0.35t/h的废旧线路板生产线热解产生的废气总量300m3/h，有机废气量100kg/h。通过普通空气助燃，需要消耗天然气25m3/h，产生的尾气约1500m3/h。通过氧气浓度为30％的富氧助燃，需要消耗天然气3.5m3/h，产生的尾气约1000m3/h。从而，天然气节约86％，尾气排放量减少30％。
实施例3
一种低浓度的不含二噁英的有机废气，通过二燃室焚烧，800℃焚烧1-3秒，助燃空气氧气浓度为30％，焚烧时辅助天然气燃烧。焚烧后通过冷却、收尘、碱洗等工序净化后达标排放。
废气总量700m3/h，其中有机废气量100kg/h，有机废气热值5000kcal/kg。通过普通空气助燃，需要消耗天然气30m3/h，尾气排放量1500m3/h。通过氧气浓度为30％的富氧助燃，需要消耗天然气12m3/h，产生的尾气约1000m3/h。节约天然气约60％，尾气排放量减少30％。

Claims (10)

1.一种有机废气富氧燃烧的方法，其特征在于：有机废气焚烧时，辅助或不辅助天然气燃烧，通过富氧空气助燃，达到焚烧需要温度，使废气中的有机物充分燃烧，焚烧后的有机废气经过净化处理后达标排放。
2.根据权利要求1所述的有机废气富氧燃烧的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)将有机废气通过引风机抽至燃烧室焚烧，辅助或不辅助天然气进行燃烧，焚烧温度控制在700-1200℃，焚烧时鼓入富氧空气助燃，富氧空气的氧含量为22％-35％；
(2)焚烧后的尾气通过炉内脱硝去除氮氧化物，向焚烧炉内喷尿素溶液、氨水、脱硝剂等，使得氮氧化物达标排放；
(3)将脱硝后的尾气冷却，使用急冷或表冷的方式将尾气冷却到200℃以下；
(4)冷却后的尾气进行收尘和净化后进行排放。
3.根据权利要求2所述的有机废气富氧燃烧的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述收尘采用布袋收尘器或旋风收尘器。
4.根据权利要求2所述的有机废气富氧燃烧的方法，其特征在于：还包括收尘时鼓吸附材料用于吸附细小颗粒。
5.根据权利要求4所述的有机废气富氧燃烧的方法，其特征在于：所述吸附材料为活性炭。
6.根据权利要求2所述的有机废气富氧燃烧的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述净化包括通过水洗或/和碱洗吸收尾气中的酸性气体。
7.根据权利要求2所述的有机废气富氧燃烧的方法，其特征在于：步骤(1)中，有机废气含有二噁英时，焚烧温度控制在1050-1150℃，有机废气不含二噁英时，焚烧温度控制在750-850℃。
8.根据权利要求2所述的有机废气富氧燃烧的方法，其特征在于：步骤(1)中，富氧空气的来源包括直接购买的液氧、制氧机制取的纯氧、制氮机尾气的富氧空气或制氮机尾气制取的纯氧。
9.根据权利要求1至8任一项所述的有机废气富氧燃烧的方法，其特征在于：富氧燃烧的方法包含直接燃烧、蓄热燃烧或催化燃烧。
10.根据权利要求1至8任一项所述的有机废气富氧燃烧的方法，其特征在于：所述有机废气为废旧锂电池热解废气处理、废旧线路板热解废气处理、垃圾焚烧废气处理、化工厂废气处理、轻工废气处理、印染、医药废气处理、制药厂废气处理、电镀厂废气处理、喷漆厂废气处理或油漆废气处理排放的有机废气。
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