CN114100268A - 一种分段式处理含氨废气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分段式处理含氨废气的方法，包括以下步骤：A、预过滤处理：将含氨废气进行预过滤处理；B、吸、脱附处理：将预过滤处理后的氨气分为大小股，大股气体进行氨吸附浓缩后排放到大气中；小股气体经吸附氨后的洁净气体进行加热，然后对吸附的氨进行脱附；C、催化燃烧：脱附后的浓缩含氨废气通入催化燃烧装置中进行催化燃烧，开始燃烧后停止加热，氨气在燃烧产生的热量下维持燃烧；D、热量回收：通过热量回收装置回收催化燃烧产生的热量，热量回收后的尾气经烟囱排放到大气中。本发明通过采用分段式处理方法来处理含氨废气，能够达到彻底清除含氨废气中的污染物质的目的。
Description
技术领域
本发明涉及含氨废气处理技术领域，具体涉及一种分段式处理含氨废气的方法。
背景技术
随着我国环境监管力度不断加大，复合肥生产企业面临较大的环保压力。高塔造粒过程中所产生的有害物质，主要包括由各种原料粉末组成的多元混合物粉尘及尿素在高温下分解的氨气。国内现有肢术主要有物理吸收、化学吸收、催化分解、催化有氧分解及生物降五种方法。
氨的化学吸收利用了氨的碱性，使氨与酸性物质发生反应进而产生低附加的氮肥，由于回收的溶剂通常挥发性大、腐蚀性强，化学吸收净化工业尾气中氨的方法在工业应用中逐渐被淘汰。
物理收是回收氨常见的技术，即以软水或稀氨水为吸收剂吸收工业尾气中的氨，得到的低浓度氨水进一步蒸馏得到浓氨水，进而精馏为浓氨气，再经加压、冷凝制成液氨利用。这种工艺不足之处主要有：①消耗大量的水；②吸收过程产生的大量稀氨水必须通过加热浓缩成20％的氨水才能应用，消耗大量能量；③氨回收：含氨废气的回收利用率较高，造成合成氨及尿素生产原料的大量损失；④水洗的尾气经膜分离回收氨后需经燃烧处理，产生一定的NO，造成二次污染。氮的回收并没有降低原料损失，所带来的生产成本提高。因此，低挥发性、高溶解性的吸收剂及其工艺的开发成为降低氮回收能耗、工艺成本的突破点。
生物降解也是废气净化技术之一。但工业废气气量大，毒害性和复合性是其重要特征，而生物降解处理技术在生物菌种的耐毒性和降解效率上现有研究水平还不能满足要求。
氨催化分解技术是在催化剂的作用下将氨彻底分解为N和H，是有效脱除氨和减轻环境污染的可行方法。但目前已有报的氨分解工艺还存在很多问题，如：氨的分解需在高温下进行，但当温度超过1200℃时，会使催化剂蒸气压过高而加快催化剂的流失；当温度低于900℃时，则易发生催化的硫中毒或产生铵盐堵塞催化剂等现象，直接影响催化剂的使用寿命，氨分解反应放热量大，但不易回利用，造成氨催化分解耗能高，运成本高，不适宜普遍使用。
氨的催化有氧分解法是在有氧条件下将氨催化转化水，分解反应在300℃就可进行，完全消除了氨的危害，同时也不产生二次污染，是一种理想的、具有潜力的治理技术。但是该法处理的氨气浓度较低，不适宜较高浓度氨气的处理，否则需要提高温度，不但増加了能耗，而且会促使其他氮氧化合物的生成。
沸石转轮是一种吸附废气中挥发性有机物的装置，其沸石轮芯为圆盘状，分为吸附块、脱附区、冷却槽，沸石转轮按照一定的转速转动，在上述各个区内连续运转。废气通过废气入口进入沸石轮芯处，然后沸石转轮的吸附块的吸附剂吸附去除废气中挥发性有机物，净化后的废气从沸石转轮的处理块间排出。吸附于沸石转轮中的挥发性有机物在脱附区经预热气体处理而被脱附、浓缩到五至三十倍的程度并随着预热气体被排放至后续燃烧装置中进行处理。
中国专利(授权公开号为CN214635212U)公开了一种沸石转轮RTO废气处理装置，包括沸石转轮、电机、再生风机、处理风机、过滤器、再生加热器和皮带，所述皮带套装在沸石转轮的外周，所述电机的输出轴通过皮带与沸石转轮传动连接；所述沸石转轮的中部分为处理区、再生区和冷却区三个区域；所述处理风机和过滤器分别设置在沸石转轮的两侧下方，所述处理风机位于处理区的排风口，所述过滤器位于处理区的进风口。该处理装置只能对废气进行一个阶段的净化处理，无法对吸附在沸石转轮上的污染气体进行进一步处理，因此对废气的处理是不彻底的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分段式处理含氨废气的方法，利用沸石转轮，结合预过滤装置、热量回收装置、催化燃烧装置、烟囱等对氨气进行处理，本发明经过合理设计和改进，能够达到多重的效果。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种分段式处理含氨废气的方法，包括以下步骤：
A、预过滤处理：将含氨废气通入预过滤装置进行预过滤处理；
B、吸、脱附处理：将预过滤处理后的氨气分为大小股，其中，大股气体经沸石转轮的吸附区将氨吸附浓缩，吸附后的洁净气体直接通过烟囱排放到大气中；小股气体经沸石转轮的冷却区吸附氨后的洁净气体进入加热装置Ⅰ进行加热；吸附到达预设时间后，转动沸石转轮使吸附的氨来到沸石转轮的脱附区，加热后的小股气体对氨进行脱附；检测脱附区内氨浓度，当氨浓度降低至一定数量时，脱附完成，将沸石转轮转动至吸附区，持续吸附氨气；
C、催化燃烧：通过加热装置Ⅱ对催化燃烧装置进行预热，检测催化燃烧装置内的温度，当达到氨气的燃烧温度时，将脱附后的浓缩含氨废气通入催化燃烧装置中进行催化燃烧，开始燃烧后停止加热，氨气在燃烧产生的热量下维持燃烧；
D、热量回收：通过热量回收装置回收催化燃烧产生的热量，将回收的热量循环用于加热装置Ⅰ和加热装置Ⅱ；热量回收后的尾气经烟囱排放到大气中。
进一步，所述的预过滤装置包括箱体、支撑架、滤板总成；所述的箱体设于支撑架上，箱体的左侧设有进气口Ⅰ，右侧设有出气口Ⅰ；所述的滤板总成包括卡槽、插槽、滤板、卡片；所述的卡槽设于箱体内顶部；所述的插槽设于箱体底部，并且与卡槽相对应；所述的滤板从插槽插入箱体，其上端插入卡槽内，其下端面与箱体底部齐平；所述的卡片通过转轴安装于箱体底部，位于插槽开口的边缘上，卡片可基于转轴转动，并且可转至滤板下方，将滤板固定。
进一步，还包括托盘、水枪，所述的托盘设于支撑架上，位于箱体的正下方；所述的水枪卡设于支撑架上，水枪外接供水管路。
进一步，所述的滤板总成沿左右方向设有两组。
进一步，还包括拉环，所述的拉环设于滤板的底部。
进一步，所述的吸附区左、右两侧分别设有进气罩Ⅰ、出气罩Ⅰ；所述的冷却区左、右两侧分别设有进气罩Ⅱ、出气罩Ⅱ；所述的脱附区左、右两侧分别设有进气罩Ⅲ、出气罩Ⅲ；所述的出气罩Ⅰ与烟囱连接；所述的出气罩Ⅱ、加热装置Ⅰ、进气罩Ⅲ依次连接；所述的出气罩Ⅲ、催化燃烧装置、热量回收装置、烟囱依次连接；所述的加热装置Ⅰ与热量回收装置连接。
进一步，所述的出气罩Ⅲ内设有氨浓度感应器，用于检测出气罩Ⅲ内氨浓度。
进一步，所述的催化燃烧装置为催化燃烧床，所述的加热装置Ⅱ设于催化燃烧床内。
进一步，所述的催化燃烧床内设有温度感应器，用于检测催化燃烧床内温度。
进一步，还包括送风装置，所述的送风装置包括风机Ⅰ、风机Ⅱ，所述的风机Ⅰ设于预过滤装置和沸石转轮之间，通过风机Ⅰ将含氨废气抽入预过滤装置中，并送入吸附区、冷却区；所述的风机Ⅱ设于催化燃烧装置和沸石转轮之间，通过风机Ⅱ将加热后的小股气体抽入脱附区，并将脱附后的浓缩含氨废气送入催化燃烧装置。
本发明与现有技术相比的有益效果：
1.本发明通过采用分段式处理方法来对含氨废气进行处理，第一阶段进行预过滤处理，能够去除颗粒性杂质，一方面能够提升净化效果，净化后的废气排放无污染；另一方面能够防止颗粒杂质堵塞风机或沸石转轮，造成设备故障；第二阶段进行吸、脱附处理，先采用沸石转轮对氨进行吸附，获得的洁净尾气可直接排放；再将吸附的氨进行脱附，然后进行第三阶段催化燃烧处理，将氨转化成氮气和水蒸气排放至大气中，达到彻底清除含氨废气中的污染物质的目的。
2.本发明预过滤处理阶段采用预过滤装置来实现，该预过滤装置中滤板可插入或抽出，便于清洗和更换；设置了水枪，能够对滤板进行清洗，彻底除去滤板上的杂质；设置了两组滤板总成，一方面能够提升过滤效果，另一方面在清洗其中一块滤板时，另一块滤板仍能进行过滤，保持工作的连续性，减少产能损失。
3.本发明吸、脱附处理阶段采用沸石转轮来实现，沸石转轮上的吸附区、冷却区、脱附区两侧均设置了进气罩和出气罩，能够对气流起到缓冲作用，也延长了气体的停留时间，从而提高吸附、脱附效果；其中出气罩Ⅲ内设置了氨浓度感应器，能够实时监控脱附情况，精准判断脱附完成点，再控制沸石转轮转动，这样能够避免沸石转轮盲目转动，吸附或脱附不完全，有效降低了能耗；
4.本发明的催化燃烧处理阶段采用催化燃烧床来实现，催化燃烧床中设置的加热装置Ⅱ，能够为含氨废气提供初始热量进行催化燃烧；设置了温度感应器，能够监控温度，在达到燃烧温度以上时自动关闭热源，利用氨气燃烧本身产生的热量来维持燃烧，以降低能耗。
5.本发明还对含氨废气燃烧后产生的热量进行回收利用，进一步节约了能耗。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明预过滤装置的结构示意图；
图3～4是本发明沸石转轮的结构示意图；
图中各序号和名称如下：
1-预过滤装置；2-沸石转轮；3-动力装置；4-加热装置Ⅰ；5-热量回收装置；6-烟囱；7-吸附区；8-冷却区；9-脱附区；10-进气罩Ⅰ；11-出气罩Ⅰ；12-进气罩Ⅱ；13-出气罩Ⅱ；14-进气罩Ⅲ；15-出气罩Ⅲ；16-箱体；17-支撑架；18-进气口Ⅰ；19-出气口Ⅰ；20-卡槽；21-插槽；22-滤板；23-卡片；24-托盘；25-水枪；26-拉环；27-风机Ⅰ；28-催化燃烧床；29-加热装置Ⅱ；30-风机Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图，对发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。需要理解的是，本发明的以下实施方式中所提及的“上”、“下”、“后”、“前”、“左”、“右”方向皆以结构主视图为基准。这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明，并不代表对本发明具体技术方案的限制。除非特别说明，附图标记中相同的标号所代表的为同一种结构。
实施例1
一种分段式处理含氨废气的方法，包括以下步骤：
A、预过滤处理：将含氨废气通入预过滤装置1进行预过滤处理；所述的预过滤装置1包括箱体16、支撑架17、滤板总成、托盘24、水枪25；所述的箱体16设于支撑架17上，箱体16的左侧设有进气口Ⅰ18，右侧设有出气口Ⅰ19；所述的滤板总成包括卡槽20、插槽21、滤板22、卡片23、拉环26；所述的卡槽20设于箱体16内顶部；所述的插槽21设于箱体16底部，并且与卡槽20相对应；所述的滤板22从插槽21插入箱体16，其上端插入卡槽20内，其下端面与箱体16底部齐平；所述的卡片23通过转轴安装于箱体16底部，位于插槽21开口的边缘上，卡片23可基于转轴转动，并且可转至滤板22下方，将滤板22固定；所述的拉环26设于滤板22的底部；所述的托盘24设于支撑架17上，位于箱体16的正下方；所述的水枪25卡设于支撑架17上，水枪25外接供水管路；所述的滤板总成沿左右方向设有两组；还包括风机Ⅰ27，所述的风机Ⅰ27设于预过滤装置1和沸石转轮2之间，通过风机Ⅰ27将含氨废气抽入预过滤装置1中，并送入吸附区7、冷却区8；将滤板22从插槽21插入箱体16，滤板22上端插入卡槽20内，其下端面与箱体16底部齐平；旋转卡片23至滤板22下方，将滤板22固定；通过控制系统打开风机Ⅰ27，在风机Ⅰ27的作用下，含氨废气从进气口Ⅰ18进入箱体16，经滤板22过滤，颗粒杂质停留在箱体16内，气体从出气口Ⅰ19出箱体16；滤板22使用一段时间后表面积灰，旋转打开卡片23，通过拉环26将滤板22从箱体16底部拉出但不脱离箱体16，然后取出水枪25冲洗滤板22；另一块滤板22可继续过滤，不影响工作进度；冲洗干净并干水后的滤板22插入箱体16继续使用；
B、吸、脱附处理：沸石转轮2包括吸附区7、冷却区8、脱附区9，所述的吸附区7左、右两侧分别设有进气罩Ⅰ10、出气罩Ⅰ11；所述的冷却区8左、右两侧分别设有进气罩Ⅱ12、出气罩Ⅱ13；所述的脱附区9左、右两侧分别设有进气罩Ⅲ14、出气罩Ⅲ15；所述的出气罩Ⅰ11与烟囱6连接；所述的出气罩Ⅲ15、催化燃烧装置、热量回收装置5、烟囱6依次连接；所述的出气罩Ⅱ13、加热装置Ⅰ4、进气罩Ⅲ14依次连接；将预过滤处理后的氨气分为大小股，其中，大股气体经沸石转轮2的吸附区7将氨吸附浓缩，吸附后的洁净气体直接通过烟囱6排放到大气中；小股气体经沸石转轮2的冷却区8吸附氨后的洁净气体进入加热装置Ⅰ4进行加热；吸附到达预设时间后，转动沸石转轮2使吸附的氨来到沸石转轮2的脱附区9，加热后的小股气体对氨进行脱附；检测脱附区9内氨浓度，当氨浓度降低至一定数量时，脱附完成，将沸石转轮2转动至吸附区7，持续吸附氨气；
C、催化燃烧：所述的加热装置Ⅱ29设于催化燃烧床28内，通过加热装置Ⅱ29对催化燃烧床28进行预热，催化燃烧床28内设有温度感应器，用于检测催化燃烧床5内温度；当达到氨气的燃烧温度时，将脱附后的浓缩含氨废气通入催化燃烧装置中进行催化燃烧，开始燃烧后停止加热，氨气在燃烧产生的热量下维持燃烧；还包括风机Ⅱ30，所述的风机Ⅱ30设于催化燃烧装置和沸石转轮2之间，通过风机Ⅱ30将加热后的小股气体抽入脱附区9，并将脱附后的浓缩含氨废气送入催化燃烧装置；
D、热量回收：通过热量回收装置5回收催化燃烧产生的热量；所述的加热装置Ⅰ4、加热装置Ⅱ29与热量回收装置5连接，将回收的热量循环用于加热装置Ⅰ4和加热装置Ⅱ29；热量回收后的尾气经烟囱6排放到大气中。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种分段式处理含氨废气的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、预过滤处理：将含氨废气通入预过滤装置(1)进行预过滤处理；
B、吸、脱附处理：将预过滤处理后的氨气分为大小股，其中，大股气体经沸石转轮(2)的吸附区(7)将氨吸附浓缩，吸附后的洁净气体直接通过烟囱(6)排放到大气中；小股气体经沸石转轮(2)的冷却区(8)吸附氨后的洁净气体进入加热装置Ⅰ(4)进行加热；吸附到达预设时间后，转动沸石转轮(2)使吸附的氨来到沸石转轮(2)的脱附区(9)，加热后的小股气体对氨进行脱附；检测脱附区(9)内氨浓度，当氨浓度降低至一定数量时，脱附完成，将沸石转轮(2)转动至吸附区(7)，持续吸附氨气；
C、催化燃烧：通过加热装置Ⅱ(29)对催化燃烧装置进行预热，检测催化燃烧装置内的温度，当达到氨气的燃烧温度时，将脱附后的浓缩含氨废气通入催化燃烧装置中进行催化燃烧，开始燃烧后停止加热，氨气在燃烧产生的热量下维持燃烧；
D、热量回收：通过热量回收装置(5)回收催化燃烧产生的热量，将回收的热量循环用于加热装置Ⅰ(4)和加热装置Ⅱ(29)；热量回收后的尾气经烟囱(6)排放到大气中。
2.根据权利要求1所述的分段式处理含氨废气的方法，其特征在于：所述的预过滤装置(1)包括箱体(16)、支撑架(17)、滤板总成；所述的箱体(16)设于支撑架(17)上，箱体(16)的左侧设有进气口Ⅰ(18)，右侧设有出气口Ⅰ(19)；所述的滤板总成包括卡槽(20)、插槽(21)、滤板(22)、卡片(23)；所述的卡槽(20)设于箱体(16)内顶部；所述的插槽(21)设于箱体(16)底部，并且与卡槽(20)相对应；所述的滤板(22)从插槽(21)插入箱体(16)，其上端插入卡槽(20)内，其下端面与箱体(16)底部齐平；所述的卡片(23)通过转轴安装于箱体(16)底部，位于插槽(21)开口的边缘上，卡片(23)可基于转轴转动，并且可转至滤板(22)下方，将滤板(22)固定。
3.根据权利要求2所述的分段式处理含氨废气的方法，其特征在于：还包括托盘(24)、水枪(25)，所述的托盘(24)设于支撑架(17)上，位于箱体(16)的正下方；所述的水枪(25)卡设于支撑架(17)上，水枪(25)外接供水管路。
4.根据权利要求2所述的分段式处理含氨废气的方法，其特征在于：所述的滤板总成沿左右方向设有两组。
5.根据权利要求2所述的分段式处理含氨废气的方法，其特征在于：还包括拉环(26)，所述的拉环(26)设于滤板(22)的底部。
6.根据权利要求1所述的分段式处理含氨废气的方法，其特征在于：所述的吸附区(7)左、右两侧分别设有进气罩Ⅰ(10)、出气罩Ⅰ(11)；所述的冷却区(8)左、右两侧分别设有进气罩Ⅱ(12)、出气罩Ⅱ(13)；所述的脱附区(9)左、右两侧分别设有进气罩Ⅲ(14)、出气罩Ⅲ(15)；所述的出气罩Ⅰ(11)与烟囱(6)连接；所述的出气罩Ⅱ(13)、加热装置Ⅰ(4)、进气罩Ⅲ(14)依次连接；所述的出气罩Ⅲ(15)、催化燃烧装置、热量回收装置(5)、烟囱(6)依次连接；所述的加热装置Ⅰ(4)与热量回收装置(5)连接。
7.根据权利要求1所述的分段式处理含氨废气的方法，其特征在于：所述的出气罩Ⅲ(14)内设有氨浓度感应器，用于检测出气罩Ⅲ(14)内氨浓度。
8.根据权利要求1所述的分段式处理含氨废气的方法，其特征在于：所述的催化燃烧装置为催化燃烧床(28)，所述的加热装置Ⅱ(29)设于催化燃烧床(28)内。
9.根据权利要求1所述的分段式处理含氨废气的方法，其特征在于：所述的催化燃烧床(28)内设有温度感应器，用于检测催化燃烧床(5)内温度。
10.根据权利要求1所述的分段式处理含氨废气的方法，其特征在于：还包括送风装置，所述的送风装置包括风机Ⅰ(27)、风机Ⅱ(30)，所述的风机Ⅰ(27)设于预过滤装置(1)和沸石转轮(2)之间，通过风机Ⅰ(27)将含氨废气抽入预过滤装置(1)中，并送入吸附区(7)、冷却区(8)；所述的风机Ⅱ(30)设于催化燃烧装置和沸石转轮(2)之间，通过风机Ⅱ(30)将加热后的小股气体抽入脱附区(9)，并将脱附后的浓缩含氨废气送入催化燃烧装置。
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