CN116850750B - 有机废气治理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了有机废气治理方法及装置，涉及有机废气治理技术领域。本申请包括以下步骤：S1：设定温度阈值，将低于温度阈值的低温废气通入低温管，将高于温度阈值的高温废气通过高温管；S2：将低温废气引入吸收液进行净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收；S3：将高温废气引入换热机构，通过换热机构将高温废气的热量转移至S2步骤的加热工序中，之后将高温废气引入喷淋机构。本申请以现有技术中的吸收法作为基础进行改进，适用于低温度和高温度的废气，提升适用范围，降低局限性，将高温废气中的热量进行回收利用，降低加热工序所需的能耗。
Description
技术领域
本申请涉及有机废气治理技术领域，具体涉及有机废气治理方法及装置。
背景技术
有机废气治理是指用多种技术措施，通过不同途径减少石油损耗、减少有机溶剂用量或排气净化以消除有机废气污染，有机废气污染源分布广泛，为防止污染，除减少石油损耗、减少有机溶剂用量以减少有机废气的产生和排放外，排气净化是切实可行的治理途径，有机废气的治理方法除了常用的吸附法、吸收法、催化燃烧法、热力燃烧法之外，还有生物试剂喷淋法，选用净化方法时，应根据具体情况优先选用费用低、耗能少、无二次污染的方法，尽量做到化害为利，充分回收利用成分和余热。
吸收法一般采用物理吸收，即将废气引入吸收液进行净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收，适用于大气量、低温度、低浓度的废气，工艺简单、适应性强、占地面积小、二次污染少、投资及运行成本低，作为一种重要的末端处理技术，被广泛应用于石油化工、表面涂装、包装印刷、医药电子等行业。
但吸收法也存在一定的缺点，即只能适用于低温度的废气，吸收液饱和后废气需要经过加热，而加热又会增加额外的能耗，从而造成适用范围较为局限，耗能较大，因此提出有机废气治理方法及装置。
发明内容
本申请的目的在于：为解决吸收法也存在一定的缺点，即只能适用于低温度的废气，吸收液饱和后废气需要经过加热，而加热又会增加额外的能耗，从而造成适用范围较为局限，耗能较大的技术问题，本申请提供了有机废气治理方法及装置。
本申请为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
有机废气治理方法，包括以下步骤：
S1：设定温度阈值，将低于温度阈值的低温废气通入低温管，将高于温度阈值的高温废气通过高温管；
S2：将低温废气引入吸收液进行净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收；
S3：将高温废气引入换热机构，通过换热机构将高温废气的热量转移至S2步骤的加热工序中，之后将高温废气引入喷淋机构，通过喷淋机构对高温废气进行喷淋降温，使高温废气的温度低于S1步骤中的温度阈值，之后将废气引入S1步骤中的低温管内。
进一步地，所述S2步骤中，根据低温废气的物理化学性质，选择水、有机溶剂、表面活性剂、微乳液以及离子液体中的其中一种或多种作为吸收液。
有机废气治理装置，包括三通管、净化机构、热风干燥器、换热机构以及喷淋机构，所述三通管的三个支管分别为进气管、低温管以及高温管，所述进气管上设置有温度传感器，所述低温管与高温管上均设置有电磁阀，所述低温管与热风干燥器之间通过净化机构连接，所述高温管与喷淋机构之间通过换热机构连接，所述换热机构与热风干燥器连接，所述喷淋机构与低温管连接。
进一步地，所述净化机构包括净化箱与循环泵，所述低温管的自由端与净化箱连接，所述净化箱与热风干燥器之间通过管路连接，所述净化箱内自下而上依次设置有第一填料层、第二填料层以及除雾器，所述第二填料层的相背侧均设置有喷淋管，所述循环泵的输入端与净化箱连接、输出端与两个喷淋管连接。
进一步地，所述喷淋管的自由端贯穿净化箱且设置有流量计。
进一步地，所述换热机构包括换热箱与进风管，所述换热箱内构造有第一空腔与第二空腔，所述高温管的自由端与第一空腔连接，所述进风管的一端与第二空腔连接，所述第一空腔与第二空腔内均填充有换热填料，所述第一空腔与第二空腔之间通过换热棒连通，所述第二空腔与热风干燥器之间通过管路连接，所述第一空腔与喷淋机构之间通过连接管连接。
进一步地，所述换热填料为陶瓷球，所述换热棒的材质为红铜。
进一步地，所述喷淋机构包括喷淋箱与水泵，所述喷淋箱与低温管之间通过管路连接，所述第一空腔与喷淋箱之间通过连接管连接，所述喷淋箱内设置有降温管，所述水泵的输入端与输出端分别与喷淋箱以及降温管连接。
进一步地，所述降温管转动设置在喷淋箱内且自由端延伸至外界，所述降温管的自由端与水泵的输出端转动连接，所述第一空腔与连接管之间设置有驱动机构，通过驱动机构将废气的风力转换成驱动力并驱使降温管转动。
进一步地，所述驱动机构包括加速管、固定筒、转杆以及桨叶轮，所述加速管由多个依次连通的直管与弯管组成，所述加速管的两端分别与第一空腔以及固定筒连接，所述固定筒与喷淋箱之间通过连接管连接，所述转杆转动设置在固定筒内且自由端延伸至喷淋箱上，所述桨叶轮位于固定筒内且套设在转杆上，所述转杆与降温管之间通过皮带轮组件传动连接。
本申请的有益效果如下：本申请以现有技术中的吸收法作为基础进行改进，适用于低温度和高温度的废气，提升适用范围，降低局限性，将高温废气中的热量进行回收利用，降低加热工序所需的能耗，对高温废气进行喷淋降温，使高温废气的温度满足吸收法所适用的温度，因此更具有实用性。
附图说明
图1是本申请有机废气治理方法的流程图；
图2是本申请有机废气治理装置的结构立体图；
图3是本申请图2的左视图；
图4是本申请图图3中A-A方向的剖视图；
图5是本申请图4中B处的放大图。
图6是本申请图4中C处的放大图。
图7是本申请图4中D处的放大图。
附图标记：1、三通管；101、进气管；102、低温管；103、高温管；2、净化机构；201、净化箱；202、循环泵；203、第一填料层；204、第二填料层；205、除雾器；206、喷淋管；207、流量计；3、热风干燥器；4、换热机构；401、换热箱；402、进风管；403、第一空腔；404、第二空腔；405、换热填料；406、换热棒；407、连接管；5、喷淋机构；501、喷淋箱；502、水泵；503、降温管；6、温度传感器；7、电磁阀；8、驱动机构；801、加速管；802、固定筒；803、转杆；804、桨叶轮；805、皮带轮组件。
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。
如图1所示，本申请一个实施例提出的有机废气治理方法，包括以下步骤：
S1：设定温度阈值，将低于温度阈值的低温废气通入低温管，将高于温度阈值的高温废气通过高温管；
S2：将低温废气引入吸收液进行净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收；
S3：将高温废气引入换热机构，通过换热机构将高温废气的热量转移至S2步骤的加热工序中，之后将高温废气引入喷淋机构，通过喷淋机构对高温废气进行喷淋降温，使高温废气的温度低于S1步骤中的温度阈值，之后将废气引入S1步骤中的低温管内；
本申请以现有技术中的吸收法作为基础进行改进，适用于低温度和高温度的废气，提升适用范围，降低局限性，将高温废气中的热量进行回收利用，降低加热工序所需的能耗，对高温废气进行喷淋降温，使高温废气的温度满足吸收法所适用的温度，因此更具有实用性。
如图1所示，在一些实施例中，S2步骤中，根据低温废气的物理化学性质，选择水、有机溶剂、表面活性剂、微乳液以及离子液体中的其中一种或多种作为吸收液，水作为一种廉价、易得、安全的理想吸收液，广泛应用于吸收净化H2S、NH3等易溶性废气，但有机废气打过水溶性较差，以水为吸收剂，往往吸收净化效率较低，有机溶剂吸收液主要是一些具有较高沸点的油类物质，如废机油、润滑油、洗油、生物柴油、0号柴油等，也有一些有机溶剂，虽然有机溶剂吸收液对有机废气有较高的吸收容量，但大部分有机溶剂易燃烧、易挥发、存在安全隐患与二次污染，也有部分有机溶剂成本昂贵且黏度较高，易导致吸收设备中液体分布不均及压降增大，表面活性剂是一类分子中同时亲水基团和疏水基团的物质，溶液相中表面活性剂达到一定浓度时可在内部微环境中自发形成非极性胶束，显著增大不溶或难溶有机物在溶液相中的溶解性能，微乳液是由助表面活性剂、表面活性剂、水或盐水、油等组分在适当配比下自发生成的一种热力学稳定体系，因其对有机污染物具有较强的增溶作用，近年来被用于吸收净化有机废气，离子液体是由有机阳离子或无机阴离子构成的，在室温或进于室温下呈液态的离子化合物，离子液体作为一种新型吸收液，在净化处理有机废气方面呈现出良好的应用前景，在实际使用时，由于有机废气往往组分复杂，含量波动较大，多采用有机溶剂、表面活性剂、离子液体等多种物质复配形成的吸收液。
如图2-图6所示，本申请一个实施例提出的有机废气治理装置，在本实施例中，为了便于理解，解析和冷凝回收的设备未在说明书附图中示出，包括三通管1、净化机构2、热风干燥器3、换热机构4以及喷淋机构5，三通管1由三个连通的支管组成，三通管1的三个支管分别为进气管101、低温管102以及高温管103，进气管101与有机废气排放设备连接，进气管101上设置有温度传感器6，通过温度传感器6对经过进气管101的有机废气进行测温，低温管102与高温管103上均设置有电磁阀7，在实际使用时，应将温度传感器6与两个电磁阀7外接控制系统，通过控制系统预先设置温度传感器6的触发值，触发值即为温度阈值，当进气管101内的有机废气温度低于温度阈值时，通过控制系统控制低温管102上的电磁阀7开启，有机废气由进气管101进入低温管102，反之，当进气管101内的有机废气温度高于温度阈值时，通过控制系统控制高温管103上的电磁阀7开启，有机废气由进气管101进入高温管103，低温管102与热风干燥器3之间通过净化机构2连接，高温管103与喷淋机构5之间通过换热机构4连接，换热机构4与热风干燥器3连接，喷淋机构5与低温管102连接，净化机构2用于将低温废气引入吸收液进行净化，热风干燥器3用于在吸收液饱和后对废气进行加热，换热机构4用于将高温废气中的热量转移至热风干燥器3，以实现将高温废气中的热量进行回收利用，降低热风干燥器3所需的能耗，喷淋机构5用于对高温废气进行喷淋降温，使高温废气的温度满足净化机构2所适用的温度；
在使用时，将有机废气引入进气管101，当有机废气温度低于温度阈值时，由低温管102进入净化机构2，通过净化机构2将低温废气引入吸收液进行净化，之后低温废气由净化机构2进入热风干燥器3，通过热风干燥器3对低温废气进行加热，加热后的废气依次经过解析和冷凝回收设备，当有机废气温度高于温度阈值时，由高温管103进入换热机构4，通过换热机构4将高温废气中的热量转移至热风干燥器3，以实现将高温废气中的热量进行回收利用，降低热风干燥器3所需的能耗，之后高温废气由换热机构4进入喷淋机构5，通过喷淋机构5对高温废气进行喷淋降温，使高温废气的温度满足净化机构2所适用的温度，最后废气由喷淋机构5进入低温管102，以实现一个完整的循环。
如图4-图5所示，在一些实施例中,净化机构2包括净化箱201与循环泵202，净化箱201呈竖直方向且顶端构造呈锥形，净化箱201的内底部盛有吸收液，此设计便于低温废气的汇集到净化箱201的顶部，低温管102的自由端与净化箱201连接，净化箱201与热风干燥器3之间通过管路连接，净化箱201内自下而上依次设置有第一填料层203、第二填料层204以及除雾器205，低温管102与净化箱201的连接处高度低于第一填料层203的高度，第二填料层204的相背侧均设置有喷淋管206，喷淋管206呈水平方向，循环泵202的输入端与净化箱201连接、输出端与两个喷淋管206连接，参照上文，低温废气由低温管102进入净化箱201，打开循环泵202，循环泵202将吸收液由两个喷淋管206喷出，低温废气与第一填料层203和第二填料层204表面流动的吸收液充分接触，以净化低温废气中所含的有害物质，穿过第一填料层203和第二填料层204的低温废气与两个喷淋管206喷出的水雾进行充分混合，进一步净化低温废气，最后低温废气经过除雾器205，通过除雾器205去除夹杂在低温废气中的液滴，经过净化的低温废气由管路进入热风干燥器3。
如图5所示，在一些实施例中,喷淋管206的自由端贯穿净化箱201且设置有流量计207，参照上文，在使用时，通过两个流量计207分别控制进入两个喷淋管206的吸收液的流量，在实际使用时，可使进入上方喷淋管206的吸收液流量小于进入下方喷淋管206的吸收液流量，从而使下方喷淋管206的喷洒速度大于上方喷淋管206的喷洒速度，从而进一步提升对低温废气的净化效果。
如图6所示，在一些实施例中,换热机构4包括换热箱401与进风管402，换热箱401内构造有第一空腔403与第二空腔404，高温管103的自由端与第一空腔403连接，进风管402的一端与第二空腔404连接，第一空腔403与第二空腔404内均填充有换热填料405，第一空腔403与第二空腔404之间通过换热棒406连通，第二空腔404与热风干燥器3之间通过管路连接，第一空腔403与喷淋机构5之间通过连接管407连接，参照上文，高温废气由高温管103进入第一空腔403，第一空腔403内的换热填料405将高温废气中的热量置换出来，换热填料405温度上升，通过换热棒406将换热填料405的热量传递至第二空腔404，使第二空腔404内的换热填料405温度上升，之后高温废气由连接管407进入喷淋机构5，与此同时，将外界自然风由进风管402引入第二空腔404，第二空腔404内的换热填料405将热量传递至外界自然风，使外界自然风温度升高，形成热风，之后热风通过管路进入热风干燥器3，从而将高温废气中的热量转移至热风干燥器3，以实现将高温废气中的热量进行回收利用，降低热风干燥器3所需的能耗。
如图6所示，在一些实施例中,换热填料405为陶瓷球，陶瓷具有很强的耐化学腐蚀特性，可以避免高温废气中的化学物质造成的腐蚀，提高使用寿命，同时陶瓷热容量小，本身不蓄热，直接散热，陶瓷本身微孔洞的结构，极大地增加了与空气接触的散热面积，同时在高低温环境或者其它恶劣条件下具有很高的稳定性，从而在一定程度上提高热量的回收利用效果，换热棒406的材质为红铜，红铜即纯铜，又名紫铜，具有很高的导电性和导热性，可以进一步提高热量的回收利用效果。
如图2-图7所示，在一些实施例中,喷淋机构5包括喷淋箱501与水泵502，喷淋箱501呈竖直方向，喷淋箱501的内底部盛有冷却水，喷淋箱501与低温管102之间通过管路连接，第一空腔403与喷淋箱501之间通过连接管407连接，喷淋箱501内设置有降温管503，降温管503呈水平方向且位于喷淋箱501的内顶部，水泵502的输入端与输出端分别与喷淋箱501以及降温管503连接，参照上文，在使用时，高温废气由连接管407进入喷淋箱501，打开水泵502，水泵502将冷却水由降温管503喷出，高温废气和水雾充分接触，使高温废气温度降低，之后废气由管路进入低温管102，以实现对高温废气进行喷淋降温。
如图2所示，在一些实施例中,降温管503转动设置在喷淋箱501内且自由端延伸至外界，降温管503的自由端与水泵502的输出端转动连接，第一空腔403与连接管407之间设置有驱动机构8，通过驱动机构8将废气的风力转换成驱动力并驱使降温管503转动，参照上文，在使用时，高温废气由第一空腔403进入驱动机构8，再由驱动机构8进入喷淋箱501，在此过程中，通过驱动机构8将废气的风力转化成驱动力并驱使降温管503转动，通过转动的降温管503提高对高温废气的喷淋降温面积，从而提高对高温废气的喷淋降温效果，同时由于驱动力是高温废气的风力，因此无需额外能耗。
如图4-图7所示，在一些实施例中,驱动机构8包括加速管801、固定筒802、转杆803以及桨叶轮804，加速管801由多个依次连通的直管与弯管组成，多个支管与弯管形成类似特斯拉阀的结构，当高温废气进入加速管801时，会使高温废气加速流动，从而提升高温废气的风力，加速管801的两端分别与第一空腔403以及固定筒802连接，固定筒802与喷淋箱501之间通过连接管407连接，转杆803转动设置在固定筒802内且自由端延伸至喷淋箱501上，固定筒802呈水平方向，转杆803呈竖直方向，转杆803的自由端与喷淋箱501转动连接，桨叶轮804位于固定筒802内且套设在转杆803上，桨叶轮804与转杆803固定连接，转杆803与降温管503之间通过皮带轮组件805传动连接，皮带轮组件805由两个皮带轮和一个连接皮带组成，两个皮带轮分别套设在转杆803与降温管503上，连接皮带绕设在两个皮带轮上，当转杆803转动时，通过皮带轮组件805带动降温管503一同转动，参照上文，在使用时，高温废气由第一空腔403进入加速管801，通过加速管801使高温废气加速流动，提升高温废气的风力，之后高温废气依次进入固定筒802与喷淋箱501，在此过程中，桨叶轮804在风力吹动下转动，从而带动转杆803一同转动，再通过皮带轮组件805带动降温管503一同转动。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.有机废气治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：设定温度阈值，将低于温度阈值的低温废气通入低温管，将高于温度阈值的高温废气通过高温管；
S2：将低温废气引入吸收液进行净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收；
S3：将高温废气引入换热机构，通过换热机构将高温废气的热量转移至S2步骤的加热工序中，之后将高温废气引入喷淋机构，通过喷淋机构对高温废气进行喷淋降温，使高温废气的温度低于S1步骤中的温度阈值，之后将废气引入S1步骤中的低温管内。
2.根据权利要求1所述的有机废气治理方法，其特征在于，所述S2步骤中，根据低温废气的物理化学性质，选择水、有机溶剂、表面活性剂、微乳液以及离子液体中的其中一种或多种作为吸收液。
3.有机废气治理装置，其使用如权利要求2所述的有机废气治理方法，其特征在于，包括三通管(1)、净化机构(2)、热风干燥器(3)、换热机构(4)以及喷淋机构(5)，所述三通管(1)的三个支管分别为进气管(101)、低温管(102)以及高温管(103)，所述进气管(101)上设置有温度传感器(6)，所述低温管(102)与高温管(103)上均设置有电磁阀(7)，所述低温管(102)与热风干燥器(3)之间通过净化机构(2)连接，所述高温管(103)与喷淋机构(5)之间通过换热机构(4)连接，所述换热机构(4)与热风干燥器(3)连接，所述喷淋机构(5)与低温管(102)连接,所述净化机构(2)包括净化箱(201)与循环泵(202)，所述低温管(102)的自由端与净化箱(201)连接，所述净化箱(201)与热风干燥器(3)之间通过管路连接，所述净化箱(201)内自下而上依次设置有第一填料层(203)、第二填料层(204)以及除雾器(205)，所述第二填料层(204)的相背侧均设置有喷淋管(206)，所述循环泵(202)的输入端与净化箱(201)连接、输出端与两个喷淋管(206)连接，所述换热机构(4)包括换热箱(401)与进风管(402)，所述换热箱(401)内构造有第一空腔(403)与第二空腔(404)，所述高温管(103)的自由端与第一空腔(403)连接，所述进风管(402)的一端与第二空腔(404)连接，所述第一空腔(403)与第二空腔(404)内均填充有换热填料(405)，所述第一空腔(403)与第二空腔(404)之间通过换热棒(406)连通，所述第二空腔(404)与热风干燥器(3)之间通过管路连接，所述第一空腔(403)与喷淋机构(5)之间通过连接管(407)连接，所述喷淋机构(5)包括喷淋箱(501)与水泵(502)，所述喷淋箱(501)与低温管(102)之间通过管路连接，所述第一空腔(403)与喷淋箱(501)之间通过连接管(407)连接，所述喷淋箱(501)内设置有降温管(503)，所述水泵(502)的输入端与输出端分别与喷淋箱(501)以及降温管(503)连接，所述降温管(503)转动设置在喷淋箱(501)内且自由端延伸至外界，所述降温管(503)的自由端与水泵(502)的输出端转动连接，所述第一空腔(403)与连接管(407)之间设置有驱动机构(8)，通过驱动机构(8)将废气的风力转换成驱动力并驱使降温管(503)转动，所述驱动机构(8)包括加速管(801)、固定筒(802)、转杆(803)以及桨叶轮(804)，所述加速管(801)由多个依次连通的直管与弯管组成，所述加速管(801)的两端分别与第一空腔(403)以及固定筒(802)连接，所述固定筒(802)与喷淋箱(501)之间通过连接管(407)连接，所述转杆(803)转动设置在固定筒(802)内且自由端延伸至喷淋箱(501)上，所述桨叶轮(804)位于固定筒(802)内且套设在转杆(803)上，所述转杆(803)与降温管(503)之间通过皮带轮组件(805)传动连接。
4.根据权利要求3所述的有机废气治理装置，其特征在于，所述喷淋管(206)的自由端贯穿净化箱(201)且设置有流量计(207)。
5.根据权利要求3所述的有机废气治理装置，其特征在于，所述换热填料(405)为陶瓷球，所述换热棒(406)的材质为红铜。
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