发明内容
本申请提供了一种铁合金尾气净化系统,以解决现有技术的铁合金尾气对发酵用微生物菌体有着毒性的技术问题。
第一方面,本申请提供了一种铁合金尾气净化系统,包括:
除粉尘装置,用以除去铁合金尾气中的粉尘;
除焦油装置,用以除去铁合金尾气中的焦油,所述除焦油装置与所述除粉尘装置连通;
除萘装置,用以除去铁合金尾气中的萘,所述除萘装置与所述除焦油装置连通;
除苯系物装置,用以除去铁合金尾气中的苯系物,所述除苯系物装置与所述除萘装置连通;
脱氧装置,用以除去铁合金尾气中的氧气,所述脱氧装置与所述除苯系物装置连通。
可选的,所述除粉尘装置包括:
洗涤塔,用以初步除去铁合金尾气中的粉尘,包括洗涤塔本体和沉淀池,所述洗涤塔本体的出液口与所述沉淀池连通,所述沉淀池的出液口通过循环泵与所述洗涤塔本体连通;
湿电除尘塔,用以进一步除去铁合金尾气中的粉尘,并除去一部分焦油,包括除尘塔本体、缓冲罐和洗涤水加热器,所述除尘塔本体的出液口与所述缓冲罐连通,所述缓冲罐的出液口通过洗涤泵与所述除尘塔本体连通,所述洗涤水加热器的进水口通过所述洗涤泵与所述缓冲罐连通,所述洗涤水加热器的出水口与所述除尘塔本体连通。
可选的,所述除焦油装置包括:
电捕焦油器,用以除去铁合金尾气中的焦油,所述电捕焦油器与所述除粉尘装置连通;
冲洗水缓冲罐,用以暂时储存冲洗水,所述冲洗水缓冲罐与所述电捕焦油器连通;
冲洗水加热器,用以对冲洗水进行加热并注入所述电捕焦油器中循环使用,所述冲洗水加热器通过冲洗水泵与所述冲洗水缓冲罐连通,所述冲洗水加热器的出液口与所述电捕焦油器连通。
可选的,所述除萘装置包括:
除萘净化塔,用以除去铁合金尾气中的萘,所述除萘净化塔的进气口和出气口分别与除焦油装置以及除苯系物装置连通;
第一加热器,用以和除焦油后的铁合金尾气混合,提升铁合金尾气温度,所述第一加热器的进气口与所述除萘净化塔的出气口连通,所述第一加热器的出气口与所述除萘净化塔的进气口连通。
可选的,所述除苯系物装置包括:
除苯系物净化塔,用以除去铁合金尾气中的苯系物,所述除苯系物净化塔的进气口和出气口分别与所述除萘装置以及脱氧装置连通;
第二加热器,用以和除萘后的铁合金尾气混合,提升铁合金尾气的温度,所述第二加热器的进气口与所述除苯系物净化塔的出气口连通,所述第二加热器的出气口与所述除苯系物净化塔的进气口连通。
可选的,所述净化系统还包括:
过滤器,用以除去净化过程中产生的粉尘,所述过滤器与所述脱氧装置连通。
可选的,所述净化系统还包括气液分离装置(6),用以除去铁合金尾气中的水,所述气液分离装置包括:
气液分离器,用以分离液体和气体,所述气液分离器的进气口与所述脱氧装置连通;
高压排水器,用以排出气液分离器中的水,所述高压排水器与所述气液分离器的出液口连通。
可选的,所述脱氧装置包括:
脱氧塔,用以脱去铁合金尾气中的氧气;
脱氧加热器,用以对铁合金尾气进行加热,所述脱氧塔通过所述脱氧加热器和所述除苯系物装置连通;
冷却器,用以在铁合金尾气进入所述气液分离装置之前对铁合金尾气进行冷却,所述脱氧塔通过所述冷却器与所述气液分离装置连通。
可选的,所述脱氧装置还包括:
预热器,用以对铁合金尾气进行预热,所述脱氧加热器通过所述预热器与所述除苯系物装置连通;
热回收器,用以回收所述冷却器中的热量并给所述预热器加热,所述热回收器设于所述预热器和所述冷却器之间。
第二方面,本申请实施例提供一种铁合金尾气净化方法,包括步骤:
将铁合金尾气通入除粉尘装置,除去铁合金尾气中的粉尘;
将铁合金尾气通入除焦油装置,除去铁合金尾气中的焦油;
将铁合金尾气通入除萘装置,除去铁合金尾气中的萘;
将铁合金尾气通入除苯系物装置,除去铁合金尾气中的苯系物;
将铁合金尾气通入脱氧装置,除去铁合金尾气中的氧气。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
本申请实施例通过设置除粉尘装置、除焦油装置、除萘装置、除苯系物装置和脱氧装置,除去铁合金尾气中的粉尘、焦油、萘、苯系物和氧气,得到洁净的铁合金尾气,消除其中对微生物菌体有毒性的成分,使得铁合金尾气可以作为生物发酵的原料气。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
第一方面,本申请提供了一种铁合金尾气净化系统,包括:
除粉尘装置1,用以除去铁合金尾气中的粉尘;
除焦油装置2,用以除去铁合金尾气中的焦油,所述除焦油装置2与所述除粉尘装置1连通;
除萘装置3,用以除去铁合金尾气中的萘,所述除萘装置3与所述除焦油装置2连通;
除苯系物装置4,用以除去铁合金尾气中的苯系物,所述除苯系物装置4与所述除萘装置3连通;
脱氧装置5,用以除去铁合金尾气中的氧气,所述脱氧装置5与所述除苯系物装置4连通。
铁合金尾气首先进入除粉尘装置1,在其中除去粉尘后,获得含粉尘量<0.5mg/m3的铁合金尾气;然后进入除焦油装置2,在其中除去焦油后,获得几乎不含焦油的尾气;然后进入除萘装置3,脱除萘,并进一步脱除焦油,使净化气中的萘和焦油的含量<1ppm,在本申请实施例中,所述除焦油装置2为TSA或PSA系统;然后进入除苯系物装置4,脱除苯系物,获得苯系物等<1ppm的净化气,在本申请实施例中,所述除苯系物装置4为TSA或PSA系统;然后进入脱氧装置5,脱除铁合金尾气中的氧气,获得含氧量<50ppm的净化气。
通过设置除粉尘装置1、除焦油装置2、除萘装置3、除苯系物装置4和脱氧装置5,除去铁合金尾气中的粉尘、焦油、萘、苯系物和氧气,得到洁净的铁合金尾气,消除其中对微生物菌体有毒性的成分,使得铁合金尾气可以作为生物发酵的原料气。
作为一种实施方式,所述除粉尘装置1包括:
洗涤塔11,用以初步除去铁合金尾气中的粉尘,包括洗涤塔本体11和沉淀池112,所述洗涤塔本体11的出液口与所述沉淀池112连通,所述沉淀池112的出液口通过循环泵113与所述洗涤塔本体11连通;
湿电除尘塔12,用以进一步除去铁合金尾气中的粉尘,并除去一部分焦油,包括除尘塔本体121、缓冲罐122和洗涤水加热器123,所述除尘塔本体121的出液口与所述缓冲罐122连通,所述缓冲罐122的出液口通过洗涤泵124与所述除尘塔本体121连通,所述洗涤水加热器123的进水口通过所述洗涤泵124与所述缓冲罐122连通,所述洗涤水加热器123的出水口与所述除尘塔本体121连通。
铁合金尾气首先从洗涤塔11侧壁下部的进气口进入洗涤塔11,洗涤液自洗涤塔11侧壁上部的进水口喷出,与铁合金尾气发生对流传质,将铁合金尾气中的粉尘洗脱,洗脱后的水自洗涤塔11的底部的出液口进入沉淀池112,在沉淀池112中重力沉降,粉尘留在沉淀池112中,洗涤液通过循环泵113重新泵入洗涤塔11的净水口,此过程用以对铁合金尾气进行初步除尘,获得含粉尘量<1mg/m3的铁合金尾气,在本申请实施例的基础上,还可以在洗涤塔11的进气口设置布袋除尘器,对铁合金尾气进行预除尘,使得洗涤塔11出气口铁合金尾气的含尘量<1mg/m3;
然后铁合金尾气经洗涤塔11塔顶的出气口进入除尘塔本体121,在除尘塔本体121内经过荷电,使粉尘颗粒带电,然后被静电场吸附在极板上,由喷淋水将极板上的粉尘冲洗,洗涤水由除尘塔本体121底部的出液口进入缓冲罐122,在缓冲罐122中沉降分离,洗涤水再由洗涤泵124泵入洗涤水加热器123,加热后再进入除尘塔本体121循环使用,此过程用以对铁合金尾气进行进一步除尘,获得含粉尘量<0.5mg/m3的铁合金尾气,在湿电除尘系统中,也能除去一部分焦油。
通过设置沉淀池112和缓冲罐122,使得洗涤水可以循环利用,节约了水资源,通过设置洗涤水加热器123,控制洗涤水50-80℃,提高洗涤水冲洗效率。
作为一种实施方式,所述除焦油装置2包括:
电捕焦油器21,用以除去铁合金尾气中的焦油,所述电捕焦油器21与所述除粉尘装置1连通;
冲洗水缓冲罐22,用以暂时储存冲洗水,所述冲洗水缓冲罐22与所述电捕焦油器21连通;
冲洗水加热器23,用以对冲洗水进行加热并注入所述电捕焦油器21中循环使用,所述冲洗水加热器23通过冲洗水泵24与所述冲洗水缓冲罐22连通,所述冲洗水加热器23的出液口与所述电捕焦油器21连通。
铁合金尾气自除尘塔本体121顶部出气口出,自电捕焦油器21的侧壁的中下部的进气口进入,在电捕焦油器21中经过荷电,使焦油颗粒带电,被静电场吸附在极板上,由冲洗水将焦油颗粒冲出,冲洗水混合焦油颗粒自电捕焦油器21的底部的出液口进入冲洗水缓冲罐22,在缓冲罐122中焦油和水混合液经静止重力沉降后,在缓冲罐122上部和底部分别排出,冲洗水经过冲洗水加热器23加热后再进入电捕焦油器21侧壁的中上部循环利用,通过此过程,焦油几乎被完全去除,同时设置缓冲罐122与冲洗水泵24能够使冲洗水能够循环使用,节约了成本。
作为一种实施方式,所述除萘装置3包括:
除萘净化塔31,用以除去铁合金尾气中的萘,所述除萘净化塔31的进气口和出气口分别与除焦油装置2以及除苯系物装置4连通;
第一加热器32,用以和除焦油后的铁合金尾气混合,提升铁合金尾气温度,所述第一加热器32的进气口与所述除萘净化塔31的出气口连通,所述第一加热器32的出气口与所述除萘净化塔31的进气口连通。
铁合金尾气从电捕焦油器21顶部的出气口出来后,进入自除萘净化塔31的侧壁的下部进入,在本申请实施例中,除萘净化塔31为变温吸附塔或变压吸附塔,塔内设有吸附填料,经过吸附处理后,铁合金尾气中的萘、焦油含量<1ppm,然后从塔顶的出气口出,净化后的铁合金尾气一部分进入下一工序,一部分作为回流气经过第一加热器32加热后,自除萘净化塔31的进气口再进入,提升进气口铁合金尾气温度。由于吸附塔中的填料吸附能力有限,因此使用一段时间后,填料需要进行再生,再生时将再生气通入吸附塔,但由于再生气达不到再生温度要求,依次需要将再生气自第一加热器32的进气口通入,经过第一加热器32加热后,对吸附塔中的填料进行再生,再生后的携带气自除萘净化塔31的携带气出口出。在本申请实施例的基础上,还可以设置多个除萘净化塔31,其中一部分正常工作,另一部分再生,经过一段时间使用后,再对之前正常工作的除萘净化塔31进行再生,再生后的除萘净化塔31接入电捕焦油器21工作,如此循环,能够提升生产效率。
作为一种实施方式,所述除苯系物装置4包括:
除苯系物净化塔41,用以除去铁合金尾气中的苯系物,所述除苯系物净化塔41的进气口和出气口分别与所述除萘装置3以及脱氧装置5连通;
第二加热器42,用以和除萘后的铁合金尾气混合,提升铁合金尾气的温度,所述第二加热器42的进气口与所述除苯系物净化塔41的出气口连通,所述第二加热器42的出气口与所述除苯系物净化塔41的进气口连通。
铁合金尾气从除内净化塔顶部的出气口出来后,进入自除苯系物净化塔41的侧壁的下部进入,在本申请实施例中,除苯系物净化塔41为变温吸附塔或变压吸附塔,经过吸附处理后,铁合金尾气中的苯系物含量<1ppm,同样的,由于苯系物净化塔需要再生,因此设置第二加热器42对再生气进行加热。在本申请实施例中,第二加热器42的效果与第一加热器32类似,均为提升回流气温度以及对再生气进行加热。
作为一种实施方式,所述净化系统还包括:
过滤器7,用以除去净化过程中产生的粉尘,所述过滤器7与所述气液分离装置6连通。
由于前工序较长,难免有设备内的粉尘或金属碎屑进入铁合金尾气,因此在铁合金尾气进入发酵系统之前,需要再经过一次过滤器7,在本申请实施例中,所述过滤器7为精密过滤器7,经过精密过滤后,铁合金尾气中的含尘量<0.1mg/m3。
作为一种实施方式,所述净化系统还包括气液分离装置6,用以除去铁合金尾气中的水,所述气液分离装置6包括:
气液分离器61,用以分离液体和气体,所述气液分离器61的进气口与所述脱氧装置5连通;
高压排水器62,用以排出气液分离器61中的水,所述高压排水器62与所述气液分离器61的出液口连通。
铁合金尾气自冷却器53出口进入气液分离器61,在气液分离器61中将液态水分离,获得干燥的铁合金尾气,液态水则由高压排水器62排出,降低液态水对精密过滤器的影响,同时降低铁合金尾气输送管道冬季冻裂的风险。
作为一种实施方式,所述脱氧装置5包括:
脱氧塔51,用以脱去铁合金尾气中的氧气;
脱氧加热器52,用以对铁合金尾气进行加热,所述脱氧塔51通过所述脱氧加热器52和所述除苯系物装置4连通;
冷却器53,用以在铁合金尾气进入所述气液分离装置6之前对铁合金尾气进行冷却,所述脱氧塔51通过所述冷却器53与所述气液分离装置6连通;
预热器54,用以对铁合金尾气进行预热,所述脱氧加热器52通过所述预热器54与所述除苯系物装置4连通;
热回收器55,用以回收所述冷却器53中的热量并给所述预热器54加热,所述热回收器55设于所述预热器54和所述冷却器53之间。
铁合金尾气自出苯系物净化塔塔顶出气口出后,首先经过预热器54预热,第一次提升铁合金尾气的温度,再由脱氧加热器52进一步加热至脱氧温度,然后自脱氧塔51底部的进气口进入,进行高温脱氧,高温脱氧后,由于后续需要进行气液分离,高温下气液分离的难度较大,因此铁合金尾气需要进入冷却器53降温,在此工艺过程中,使得铁合金尾气中的含氧量<50ppm。在本申请实施例中,设置预热器54和热回收器55,热回收器55将冷却器53中的热量回收,用以对预热器54中的铁合金尾气进行预热,节约了能源。在本实施例中,所述热回收器55可以是管式换热器或板式换热器。
第二方面,本申请实施例提供一种铁合金尾气净化方法,包括步骤:
将铁合金尾气通入除粉尘装置1,除去铁合金尾气中的粉尘;
将铁合金尾气通入除焦油装置2,除去铁合金尾气中的焦油;
将铁合金尾气通入除萘装置3,除去铁合金尾气中的萘;
将铁合金尾气通入除苯系物装置4,除去铁合金尾气中的苯系物;
将铁合金尾气通入脱氧装置5,除去铁合金尾气中的氧气;
将铁合金尾气通入气液分离装置6,除去铁合金尾气中的水;
将铁合金尾气通入过滤器7,除去净化过程中产生的粉尘。
铁合金尾气首先经过洗涤塔本体11,初步除去铁合金尾气中的粉尘;然后进入湿电除尘塔12,进一步除去铁合金尾气中的粉尘,并除去一部分焦油;然后进入电捕焦油器21,使得焦油几乎完全被清除;然后进入除萘净化塔31,在其中通过填料吸附脱除萘;然后再进入除苯系物净化塔41,在其中通过填料吸附脱除苯系物;然后由预热器54和脱氧加热器52进行加热至脱氧温度,进入脱氧塔51,经脱氧后进入冷却器53降温;然后进入气液分离器61进行气液分离;最后进入过滤器7过滤掉净化过程中产生的粉尘,即可作为原料气进入发酵系统,如此设置,脱除了铁合金尾气中对微生物菌体有毒性的成分,使得铁合金尾气可以作为生物发酵的原料气。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。