CN115727341A - 一种陶瓷窑炉尾气处理装置及其处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种陶瓷窑炉尾气处理装置及其处理工艺，该装置包括底座、高温热风炉、换热脱硝机构、干化喷雾塔、脱硫除尘器、沉淀机构，该发明通过换热脱硝机构使窑炉尾气与高温气体进行换热，一方面利用高温气体多余的热量对喷洒了氨水的窑炉尾气实现高温脱硝；另一方面原本具有一定热量的窑炉尾气能够吸收部分高温气体多余的热量，并进入高温热风炉成为后续的高温气体，减少能量损失的同时还减少了尾气的排放；通过沉淀机构将废水沉淀分层回收，大大降低了整个装置的排污量，大大降低了生产运营成本。

Description

一种陶瓷窑炉尾气处理装置及其处理工艺

技术领域

本发明涉及尾气处理技术领域，具体涉及一种陶瓷窑炉尾气处理装置及其处理工艺。

背景技术

陶瓷必须通过高温烧成才能瓷化的特性，所以陶瓷工业一直以来就是个高能耗、高资源消耗、高污染的行业。陶瓷产品在生产过程中，由于燃烧燃料如天然气、液化气、煤气、轻柴油、重油、煤炭等，会释放出大量硫化合物、氧氮化合物和氟化合物，这些有害的尾气会对自然环境造成重大影响，造成酸雨等自然灾害，并影响自然环境和人类的身心健康。

在陶瓷生产的工艺步骤中，将比较稳定均一的混合浆料进行高温干化成为干粉料是必须的一个环节。目前的生产方式就是先将加热至高温气体再通入一定量的常温空气，从而调节至适宜的温度后与混合好的浆料进行物理脱水。

该工艺步骤中存在两个问题：一是浪费了大量热能，污染物排放量较大；二是会使用于干化的气体中携带粉尘，从而增加了尾气处理的成本。

发明内容

针对上述问题本发明提供了一种陶瓷窑炉尾气处理装置及其处理工艺，目的是为了解决上述背景技术中提出的浪费了大量热能，污染物排放量较大用于干化的气体中携带粉尘，增加了尾气处理成本的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种陶瓷窑炉尾气处理装置，包括底座，所述底座的顶面一端设有高温热风炉，所述高温热风炉的输出端设有换热脱硝机构，所述换热脱硝机构设于所述底座的顶面中部，所述换热脱硝机构的第一输出端设于干化喷雾塔的第一输入端，所述干化喷雾塔设于所述底座的顶面中部，所述换热脱硝机构的第二输出端设于所述高温热风炉的输入端；

所述干化喷雾塔的第一输出端设于脱硫除尘器的第一输入端，所述脱硫除尘器设于所述底座的顶面中部，所述脱硫除尘器的第一输出端设于沉淀机构的上方，所述沉淀机构设于所述底座的顶面另一端，所述沉淀机构的第一输出端设于所述干化喷雾塔的第二输入端，所述沉淀机构的第二输出端设于所述脱硫除尘器的第二输入端。

进一步的，所述换热脱硝机构包括换热箱，所述换热箱通过支架设于所述底座的顶面中部，所述换热箱的顶面设有氨水喷洒管，所述氨水喷洒管的输入端连接外部氨气源，所述换热箱的一端上部设有高温集气管，所述换热箱的一端下部设有窑炉尾气集气管，所述窑炉尾气集气管连接外部窑炉尾气源，所述换热箱的另一端上部设有次高温气体集气管的输出端设于所述高温热风炉的输入端，所述换热箱的另一端下部设有干化气体集气管，所述干化气体集气管连接所述干化喷雾塔的第一输入端。

进一步的，所述换热箱包括多个高温气体分流层和多个窑炉尾气分流层，多个所述高温气体分流层的输入端均设于所述高温集气管的一侧，多个所述高温气体分流层的输出端均设于所述干化气体集气管的一侧，多个所述窑炉尾气分流层的输入端均设于所述窑炉尾气集气管的一侧，多个所述窑炉尾气分流层的输出端均设于所述次高温气体集气管的一侧，多个所述窑炉尾气分流层的顶面均设于所述氨水喷洒管的下端。

进一步的，多个所述高温气体分流层和多个所述窑炉尾气分流层呈逐层交叠设置。

进一步的，所述氨水喷洒管包括氨水主管，所述氨水主管的输入端连接外部氨气源，所述氨水主管联通多个氨水布管，多个所述氨水布管的下部分别设有多个氨水喷头，多个所述氨水喷头分别设于多个所述窑炉尾气分流层的顶面。

进一步的，所述次高温气体集气管的输出端设有水气分离器，所述水气分离器的输出端设于所述高温热风炉的输入端。

进一步的，所述沉淀机构包括沉淀池，所述沉淀池的中部设有泥粉泵，所述泥粉泵的输出端设于所述干化喷雾塔的第二输入端，所述沉淀池的输出端设于碱液循环泵的第一输入端，所述碱液循环泵的第二输入端连接外部碱液源，所述碱液循环泵的输出端设于所述脱硫除尘器的第二输入端。

根据以上的一种陶瓷窑炉尾气处理装置的技术方案还将提供一种陶瓷窑炉尾气处理装置的处理工艺，包括以下步骤：

步骤S1，换热脱硝：

窑炉尾气从所述窑炉尾气集气管进入多个所述窑炉尾气分流层，与从所述高温集气管进入多个所述高温气体分流层的经过所述高温热风炉加热后的高温气体进行换热，得到的干化气体，再从所述干化气体集气管输出；同时所述氨水喷洒管通过多个所述氨水喷头分别向多个所述窑炉尾气分流层内喷洒氨水，使流经所述窑炉尾气分流层内的窑炉尾气发生高温脱硝，得到脱硝后的次高温气体，再从所述次高温气体集气管输出至所述高温热风炉参与加热，成为后续的高温气体；

步骤S2，干化浆料：

所述步骤S1中得到的干化气体从所述干化喷雾塔的第一输入端输入，对从所述干化喷雾塔的第二输入口置入的混合浆料进行干化，得到原料细粉料，从所述干化喷雾塔的第二输出端输出，产生的干化尾气从所述干化喷雾塔的第一输出端输出；

步骤S3，脱硫除尘：

所述步骤S2中得到的干化尾气从所述脱硫除尘器的第一输入端输入，与喷淋碱液和喷淋水进行接触发生反应，实现干化尾气的脱硫和除尘并通过所述脱硫除尘器的第二输出端向外部排放，同时得到脱硫污水，从所述脱硫除尘器的第一输出端输出；

步骤S4，沉淀回送：

所述步骤S3中得到的脱硫污水进入所述沉淀池中沉淀分层，下层的泥粉通过所述泥粉泵输送至所述干化喷雾塔的内部与混合浆液一起进行干化，成为原料细粉料，上层的碱液流至所述沉淀池的外层，经所述碱液循环泵送入所述脱硫除尘器作为脱硫碱液循环使用。

进一步的，所述步骤S1中得到的干化气体温度区间为700～900℃。

进一步的，所述步骤S1中得到的次高温气体在进入所述高温热风炉前经过所述水气分离器降低次高温气体的湿度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过换热脱硝机构使窑炉尾气与高温气体进行换热，一方面利用高温气体多余的热量对喷洒了氨水的窑炉尾气实现高温脱硝；另一方面原本具有一定热量的窑炉尾气能够吸收部分高温气体多余的热量，并进入高温热风炉成为后续的高温气体，减少能量损失的同时还减少了尾气的排放；通过沉淀机构将废水沉淀分层回收，大大降低了整个装置的排污量，大大降低了生产运营成本。

附图说明

图1是本发明提出的陶瓷窑炉尾气处理装置的外观结构示意图；

图2是本发明提出的陶瓷窑炉尾气处理装置的外观结构示意图二；

图3是本发明提出的陶瓷窑炉尾气处理装置的内部结构拆分示意图；

图4是本发明提出的陶瓷窑炉尾气处理装置的外观结构的俯视示意图；

图5是本发明提出的陶瓷窑炉尾气处理装置中换热脱硝机构的结构拆分示意图；

图6是本发明提出的陶瓷窑炉尾气处理装置中换热箱的结构剖切示意图；

图7是本发明提出的陶瓷窑炉尾气处理装置中换热箱的另一方位的结构剖切示意图；

图8是本发明提出的陶瓷窑炉尾气处理装置中沉淀机构的结构示意图；

图9是本发明提出的处理工艺的流程示意图。

图中：1、底座；2、高温热风炉；3、换热脱硝机构；31、换热箱；311、高温气体分流层；312、窑炉尾气分流层；32、氨水喷洒管； 321、氨水主管；322、氨水布管；323、氨水喷头；33、高温集气管； 34、窑炉尾气集气管；35、次高温气体集气管；351、水气分离器； 36、干化气体集气管；4、干化喷雾塔；5、脱硫除尘器；6、沉淀机构；61、沉淀池；62、泥粉泵；63、碱液循环泵。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例，请着重参考图1至图4，一种陶瓷窑炉尾气处理装置，包括底座1，所述底座1的顶面一端设有高温热风炉2，所述高温热风炉2的输出端设有换热脱硝机构3，所述换热脱硝机构3设于所述底座1的顶面中部，所述换热脱硝机构3的第一输出端设于干化喷雾塔4的第一输入端，所述干化喷雾塔4设于所述底座1的顶面中部，所述换热脱硝机构3的第二输出端设于所述高温热风炉2的输入端；

所述干化喷雾塔4的第一输出端设于脱硫除尘器5的第一输入端，所述脱硫除尘器5设于所述底座1的顶面中部，所述脱硫除尘器5的第一输出端设于沉淀机构6的上方，所述沉淀机构6设于所述底座1 的顶面另一端，所述沉淀机构6的第一输出端设于所述干化喷雾塔4 的第二输入端，所述沉淀机构6的第二输出端设于所述脱硫除尘器5 的第二输入端。

实施例，请着重参考图5至图7，所述换热脱硝机构3包括换热箱31，所述换热箱31通过支架设于所述底座1的顶面中部，所述换热箱31的顶面设有氨水喷洒管32，所述氨水喷洒管32的输入端连接外部氨气源，所述换热箱31的一端上部设有高温集气管33，所述换热箱31的一端下部设有窑炉尾气集气管34，所述窑炉尾气集气管 34连接外部窑炉尾气源，所述换热箱31的另一端上部设有次高温气体集气管35的输出端设于所述高温热风炉2的输入端，所述换热箱 31的另一端下部设有干化气体集气管36，所述干化气体集气管36连接所述干化喷雾塔4的第一输入端；

所述换热箱31包括多个高温气体分流层311和多个窑炉尾气分流层312，多个所述高温气体分流层311的输入端均设于所述高温集气管33的一侧，多个所述高温气体分流层311的输出端均设于所述干化气体集气管36的一侧，多个所述窑炉尾气分流层312的输入端均设于所述窑炉尾气集气管34的一侧，多个所述窑炉尾气分流层312 的输出端均设于所述次高温气体集气管35的一侧，多个所述窑炉尾气分流层312的顶面均设于所述氨水喷洒管32的下端，多个所述高温气体分流层311和多个所述窑炉尾气分流层312呈逐层交叠设置；

所述氨水喷洒管32包括氨水主管321，所述氨水主管321的输入端连接外部氨气源，所述氨水主管321联通多个氨水布管322，多个所述氨水布管322的下部分别设有多个氨水喷头323，多个所述氨水喷头323分别设于多个所述窑炉尾气分流层312的顶面，所述次高温气体集气管35的输出端设有水气分离器351，所述水气分离器351 的输出端设于所述高温热风炉2的输入端，窑炉尾气通过窑炉尾气集气管34进入多个窑炉尾气分流层312中，高温气体通过高温集气管 33进入多个高温气体分流层311中，实现两种气体的换热；

高温气体的热量向窑炉尾气流失，温度降至700℃～900℃，符合干化需要，通过干化气体集气管36输送至干化喷雾塔4；窑炉尾气利用吸收的热量与氨水发生脱硝反应，脱硝后的气体携带剩余热量通过次高温气体集气管35回到高温热风炉2，从而回收部分热量。

实施例，请着重参考图8，所述沉淀机构6包括沉淀池61，所述沉淀池61的中部设有泥粉泵62，所述泥粉泵62的输出端设于所述干化喷雾塔4的第二输入端，所述沉淀池61的输出端设于碱液循环泵63的第一输入端，所述碱液循环泵63的第二输入端连接外部碱液源，所述碱液循环泵63的输出端设于所述脱硫除尘器5的第二输入端，此设计通过沉淀池61将脱硫污水沉淀分层，分别通过泥粉泵62 和碱液循环泵63回收利用，大大降低了整个装置的排污量。

根据以上实施例以及参考图9，还将提供一种陶瓷窑炉尾气处理装置的处理工艺，包括以下步骤：

步骤S1，换热脱硝：

窑炉尾气从所述窑炉尾气集气管34进入多个所述窑炉尾气分流层312，与从所述高温集气管33进入多个所述高温气体分流层311 的经过所述高温热风炉2加热后的高温气体进行换热，得到温度区间为700℃～900℃的干化气体，再从所述干化气体集气管36输出；

同时所述氨水喷洒管32通过多个所述氨水喷头323分别向多个所述窑炉尾气分流层312内喷洒氨水，使流经所述窑炉尾气分流层 312内的窑炉尾气发生高温脱硝，得到脱硝后的次高温气体经过所述水气分离器351降低次高温气体的湿度，再从所述次高温气体集气管 35输出至所述高温热风炉2参与加热，成为后续的高温气体；

步骤S2，干化浆料：

所述步骤S1中得到的干化气体从所述干化喷雾塔4的第一输入端输入，对从所述干化喷雾塔4的第二输入口置入的混合浆料进行干化，得到原料细粉料，从所述干化喷雾塔4的第二输出端输出，产生的干化尾气从所述干化喷雾塔4的第一输出端输出；

步骤S3，脱硫除尘：

所述步骤S2中得到的干化尾气从所述脱硫除尘器5的第一输入端输入，与喷淋碱液和喷淋水进行接触发生反应，实现干化尾气的脱硫和除尘并通过所述脱硫除尘器5的第二输出端向外部排放，同时得到脱硫污水，从所述脱硫除尘器5的第一输出端输出；

步骤S4，沉淀回送：

所述步骤S3中得到的脱硫污水进入所述沉淀池61中沉淀分层，下层的泥粉通过所述泥粉泵62输送至所述干化喷雾塔4的内部与混合浆液一起进行干化，成为原料细粉料，上层的碱液流至所述沉淀池 61的外层，经所述碱液循环泵63送入所述脱硫除尘器5作为脱硫碱液循环使用。

操作原理：

首先窑炉尾气从所述窑炉尾气集气管34进入多个所述窑炉尾气分流层312，与从所述高温集气管33进入多个所述高温气体分流层 311的经过所述高温热风炉2加热后的高温气体进行换热，得到温度区间为700℃～900℃的干化气体，再从所述干化气体集气管36输出；

同时所述氨水喷洒管32通过多个所述氨水喷头323分别向多个所述窑炉尾气分流层312内喷洒氨水，使流经所述窑炉尾气分流层 312内的窑炉尾气发生高温脱硝，得到脱硝后的次高温气体经过所述水气分离器351降低次高温气体的湿度，再从所述次高温气体集气管 35输出至所述高温热风炉2参与加热，成为后续的高温气体；

干化气体从所述干化喷雾塔4的第一输入端输入，对从所述干化喷雾塔4的第二输入口置入的混合浆料进行干化，得到原料细粉料，从所述干化喷雾塔4的第二输出端输出，产生的干化尾气从所述干化喷雾塔4的第一输出端输出；干化尾气从所述脱硫除尘器5的第一输入端输入，与喷淋碱液和喷淋水进行接触发生反应，实现干化尾气的脱硫和除尘并通过所述脱硫除尘器5的第二输出端向外部排放，同时得到脱硫污水，从所述脱硫除尘器5的第一输出端输出；

脱硫污水进入所述沉淀池61中沉淀分层，下层的泥粉通过所述泥粉泵62输送至所述干化喷雾塔4的内部与混合浆液一起进行干化，成为原料细粉料，上层的碱液流至所述沉淀池61的外层，经所述碱液循环泵63送入所述脱硫除尘器5作为脱硫碱液循环使用。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种陶瓷窑炉尾气处理装置，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的顶面一端设有高温热风炉(2)，所述高温热风炉(2)的输出端设有换热脱硝机构(3)，所述换热脱硝机构(3)设于所述底座(1)的顶面中部，所述换热脱硝机构(3)的第-输出端设于干化喷雾塔(4)的第一输入端，所述干化喷雾塔(4)设于所述底座(1)的顶面中部，所述换热脱硝机构(3)的第二输出端设于所述高温热风炉(2)的输入端；

所述干化喷雾塔(4)的第一输出端设于脱硫除尘器(5)的第一输入端，所述脱硫除尘器(5)设于所述底座(1)的顶面中部，所述脱硫除尘器(5)的第一输出端设于沉淀机构(6)的上方，所述沉淀机构(6)设于所述底座(1)的顶面另一端，所述沉淀机构(6)的第一输出端设于所述干化喷雾塔(4)的第二输入端，所述沉淀机构(6)的第二输出端设于所述脱硫除尘器(5)的第二输入端。

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷窑炉尾气处理装置，其特征在于，所述换热脱硝机构(3)包括换热箱(31)，所述换热箱(31)通过支架设于所述底座(1)的顶面中部，所述换热箱(31)的顶面设有氨水喷洒管(32)，所述氨水喷洒管(32)的输入端连接外部氨气源，所述换热箱(31)的一端上部设有高温集气管(33)，所述换热箱(31)的一端下部设有窑炉尾气集气管(34)，所述窑炉尾气集气管(34)连接外部窑炉尾气源，所述换热箱(31)的另一端上部设有次高温气体集气管(35)的输出端设于所述高温热风炉(2)的输入端，所述换热箱(31)的另一端下部设有干化气体集气管(36)，所述干化气体集气管(36)连接所述干化喷雾塔(4)的第一输入端。

3.根据权利要求2所述的一种陶瓷窑炉尾气处理装置，其特征在于，所述换热箱(31)包括多个高温气体分流层(311)和多个窑炉尾气分流层(312)，多个所述高温气体分流层(311)的输入端均设于所述高温集气管(33)的一侧，多个所述高温气体分流层(311)的输出端均设于所述干化气体集气管(36)的一侧，多个所述窑炉尾气分流层(312)的输入端均设于所述窑炉尾气集气管(34)的一侧，多个所述窑炉尾气分流层(312)的输出端均设于所述次高温气体集气管(35)的一侧，多个所述窑炉尾气分流层(312)的顶面均设于所述氨水喷洒管(32)的下端。

4.根据权利要求3所述的一种陶瓷窑炉尾气处理装置，其特征在于，多个所述高温气体分流层(311)和多个所述窑炉尾气分流层(312)呈逐层交叠设置。

5.根据权利要求3所述的一种陶瓷窑炉尾气处理装置，其特征在于，所述氨水喷洒管(32)包括氨水主管(321)，所述氨水主管(321)的输入端连接外部氨气源，所述氨水主管(321)联通多个氨水布管(322)，多个所述氨水布管(322)的下部分别设有多个氨水喷头(323)，多个所述氨水喷头(323)分别设于多个所述窑炉尾气分流层(312)的顶面。

6.根据权利要求2所述的一种陶瓷窑炉尾气处理装置，其特征在于，所述次高温气体集气管(35)的输出端设有水气分离器(351)，所述水气分离器(351)的输出端设于所述高温热风炉(2)的输入端。

7.根据权利要求1所述的一种陶瓷窑炉尾气处理装置，其特征在于，所述沉淀机构(6)包括沉淀池(61)，所述沉淀池(61)的中部设有泥粉泵(62)，所述泥粉泵(62)的输出端设于所述干化喷雾塔(4)的第二输入端，所述沉淀池(61)的输出端设于碱液循环泵(63)的第一输入端，所述碱液循环泵(63)的第二输入端连接外部碱液源，所述碱液循环泵(63)的输出端设于所述脱硫除尘器(5)的第二输入端。

8.一种陶瓷窑炉尾气处理装置的处理工艺，其特征在于，所述装置为如上述权利要求1至7中任意一项所述的陶瓷窑炉尾气处理装置，所述处理工艺包括如下步骤：

步骤S1、换热脱硝：

窑炉尾气从所述窑炉尾气集气管(34)进入多个所述窑炉尾气分流层(312)，与从所述高温集气管(33)进入多个所述高温气体分流层(311)的经过所述高温热风炉(2)加热后的高温气体进行换热，得到的干化气体，再从所述干化气体集气管(36)输出；同时所述氨水喷洒管(32)通过多个所述氨水喷头(323)分别向多个所述窑炉尾气分流层(312)内喷洒氨水，使流经所述窑炉尾气分流层(312)内的窑炉尾气发生高温脱硝，得到脱硝后的次高温气体，再从所述次高温气体集气管(35)输出至所述高温热风炉(2)参与加热，成为后续的高温气体；

步骤S2、干化浆料：

所述步骤S1中得到的干化气体从所述干化喷雾塔(4)的第一输入端输入，对从所述干化喷雾塔(4)的第二输入口置入的混合浆料进行干化，得到原料细粉料，从所述干化喷雾塔(4)的第二输出端输出，产生的干化尾气从所述干化喷雾塔(4)的第一输出端输出；

步骤S3、脱硫除尘：

所述步骤S2中得到的干化尾气从所述脱硫除尘器(5)的第一输入端输入，与喷淋碱液和喷淋水进行接触发生反应，实现干化尾气的脱硫和除尘并通过所述脱硫除尘器(5)的第二输出端向外部排放，同时得到脱硫污水，从所述脱硫除尘器(5)的第一输出端输出；

步骤S4、沉淀回送：

所述步骤S3中得到的脱硫污水进入所述沉淀池(61)中沉淀分层，下层的泥粉通过所述泥粉泵(62)输送至所述干化喷雾塔(4)的内部与混合浆液一起进行干化，成为原料细粉料，上层的碱液流至所述沉淀池(61)的外层，经所述碱液循环泵(63)送入所述脱硫除尘器(5)作为脱硫碱液循环使用。

9.根据权利要求8所述的一种陶瓷窑炉尾气处理装置的处理工艺，其特征在于，所述步骤S1中得到的干化气体温度区间为700℃～900℃。

10.根据权利要求8所述的一种陶瓷窑炉尾气处理装置的处理工艺，其特征在于，所述步骤S1中得到的次高温气体在进入所述高温热风炉(2)前经过所述水气分离器(351)用于降低次高温气体的湿度。

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