CN217635673U - 一种炭黑尾气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种炭黑尾气处理系统，与炭黑生产线的炭黑尾气气源连通，包括通过管路与炭黑尾气气源连通的升温系统，且升温系统还通过管路分别连接有空气气源、天然气气源；升温系统的出气端通过管路连通有脱硝系统，且脱硝系统通过管路分别连通有压缩空气、脱硝还原剂；脱硝系统的出气端通过管路连通有余热回收器，余热回收器的顶端连通有蒸汽收集箱；余热回收器的出气端通过管路连通有脱硫系统，且脱硫系统通过管路连通有脱硫水剂罐、脱硫粉剂罐；脱硫系统的出气端连接除尘系统，除尘系统的出气端连接有烟囱。本实用新型具有处理成本低，可去除有害物质，且炭黑废气的原有热值能得到充分利用的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及尾气处理技术领域，更具体涉及一种炭黑尾气处理系统。
背景技术
炭黑尾气是炭黑生产过程中排放的含可燃成分的低热值有害气体。生产一吨炭黑大约能产生3000～4000Nm3的炭黑尾气。炭黑尾气中包括有CO、H2、CH4、CO2、H2S以及SO2等成分。炭黑作为高能耗产业，其生产成本中能源成本占了90％以上，其中，炭黑尾气蕴含的化学热占炭黑生产总输入能量的51 .1％。因此，炭黑尾气的综合利用对降低生产成本、提高效益和保护环境极为重要。
目前，国内对炭黑尾气的处理主要途径为：通过焚烧炉焚烧后直接高空排放，这种办法虽然基本达到环保要求，但没有有效利用热源，经济性不好。
针对上述问题，发明专利《一种炭黑尾气处理装置、方法及其应用》中公开了一种处理炭黑尾气装置，将炭黑尾气进行燃烧后产生蒸汽，后经脱硝脱硫除尘后达标排放。该种处理装置中，去除了炭黑尾气中含有的CO、H2、CH4等可燃性气体，但烟气中有害物质未完全去除，且炭黑废气的原有热值不能得到充分的利用。
因此，如何设计一种炭黑尾气处理系统，利用其热值的同时，降低炭黑尾气处理成本，并产生附加经济价值，具有十分重要的现实意义。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种炭黑尾气处理系统，以解决背景技术中的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
一种炭黑尾气处理系统，与炭黑生产线的炭黑尾气气源连通，包括通过管路与炭黑尾气气源连通的升温系统，且升温系统还通过管路分别连接有空气气源、天然气气源；所述升温系统的出气端通过管路连通有脱硝系统，且脱硝系统通过管路分别连通有压缩空气、脱硝还原剂；所述脱硝系统的出气端通过管路连通有余热回收器，余热回收器的顶端连通有蒸汽收集箱；所述余热回收器的出气端通过管路连通有脱硫系统，且脱硫系统通过管路连通有脱硫水剂罐、脱硫粉剂罐；所述脱硫系统的出气端连接除尘系统，除尘系统的出气端连接有用于排出处理后炭黑尾气的烟囱。
进一步优化技术方案，所述脱硝系统和升温系统之间的管路上连通有锅炉废气气源。
进一步优化技术方案，所述除尘系统与烟囱之间设置有两个并列设置、用于加速气流速度的排气气泵。
进一步优化技术方案，所述除尘系统为反吹布袋除尘器，反吹布袋除尘器连接有用于定期清理除尘系统的反吹风机。
进一步优化技术方案，每段管路上均设置至少一个电磁阀。
进一步优化技术方案，所述空气气源与升温系统之间的管路上设置有空气气泵。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
本实用新型提供的一种炭黑尾气处理系统，通过将炭黑尾气进行燃烧处理，降低了脱硝系统的成本；通过余热回收将炭黑尾气中的饱和蒸汽利用到其他工艺中；通过设置半干法或干法脱硫节约了成本和占地面积。本实用新型具有处理成本低，可去除有害物质，且炭黑废气的原有热值能得到充分利用的优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
其中：1、炭黑尾气气源，2、空气气源，3、天然气气源，4、升温系统，5、锅炉废气气源，6、压缩空气，7、脱硝还原剂，8、脱硝系统，9、余热回收器，10、脱硫系统，11、脱硫粉剂罐，12、脱硫水剂罐，13、除尘系统，14、蒸汽收集箱，15、烟囱，16、反吹风机，17、排气气泵。
具体实施方式
一种炭黑尾气处理系统，与炭黑生产线上的炭黑尾气气源1连通，结合图1所示，包括炭黑尾气气源1、空气气源2、天然气气源3、升温系统4、锅炉废气气源5、压缩空气6、脱硝还原剂7、脱硝系统8、余热回收器9、脱硫系统10、脱硫粉剂罐11、脱硫水剂罐12、除尘系统13、蒸汽收集箱14、烟囱15、反吹风机16、排气气泵17。
炭黑尾气气源1通过管路连通升温系统4，升温系统4还通过管路分别连接有空气气源2、天然气气源3。空气气源2与升温系统4之间的管路上设置有空气气泵。天然气将升温系统4中的炉膛升温至一定温度，再通入炭黑尾气，并配比一定量空气，以使得炭黑废气可以自行燃烧。燃烧后的炭黑废气中的有毒有害物质得以去除，烟气温度也升高至中高温烟气脱硝的温度区间。
脱硝系统8和升温系统4之间的管路上连通有锅炉废气气源5，并控制废气流量，同时，设置有火焰监测、烟风流量、废气放散、气体泄漏报警等多重安全配置系统进行实时检测。
升温系统4的出气端通过管路连通有脱硝系统8，由于烟气温度升高至中高温烟气脱硝的温度区间，因此，可采用价格相对较低的脱硝催化剂，后续使用成本也相对较低。脱硝系统8通过管路分别连通有压缩空气6、脱硝还原剂7，其中，脱硝还原剂7采取氨水系统，包括：氨水储存、氨水输送，氨水分配，氨水喷射等系统组成。
脱硝系统8的出气端通过管路连通有余热回收器9，处理后的烟气进入余热回收器9。脱硝后的炭黑废气温度、焓值较高，余热回收器9的顶端连通有蒸汽收集箱14，将产生的蒸汽回收起来，可并入炭黑生产系统蒸汽管网内，用于烘干造粒等下游工序。
余热回收器9的出气端通过管路连通有脱硫系统10，且脱硫系统10通过管路连通有脱硫水剂罐12、脱硫粉剂罐11，采用空塔喷淋的方式并配合脱硫粉剂共同脱硫，将大大节约水耗及电耗以及占地面积，使得本系统在整个炭和系统中投资占比、用地、运行费用等各方面都非常具有优势。
脱硫系统10的出气端连接除尘系统13，除尘系统13为反吹布袋除尘器，反吹布袋除尘器连接有用于定期清理除尘系统13的反吹风机16，不采用压缩空气6，能耗低。
除尘系统13的出气端连接有烟囱15，用于排出处理后炭黑尾气。除尘系统13与烟囱15之间设置有两个并列设置的排气气泵17，用于加速气流速度，保证气体顺利排出。
本系统中每段管路上均设置至少一个电磁阀。
下面将具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
实施例1：
将来自炭黑生产线的炭黑尾气作为炭黑尾气气源1，炭黑尾气气源1通过管路连通升温系统4，升温系统4内天然气将温度提升至一定温度，炭黑尾气与空气燃烧。燃烧过程中去除有毒有害物质，且产生的烟气温度刚好到达脱硝的温度范围，然后到达脱硝系统8内，与氨水系统反应。处理后的烟气进入余热回收器9进行余热回收，产生的蒸汽运输到炭黑生产系统中蒸汽管网内用于烘干造粒等下游工序使用。将经历余热回收后的炭黑尾气引入脱硫系统10内，采用空塔喷淋的方式并配合脱硫粉剂共同脱硫。将经过脱硫后的炭黑尾气采用反吹布袋除尘器进行除尘，采用反吹内滤式清灰方式，不需要压缩空气6，能耗低。
本实施例中的炭黑尾气NOx浓度为660mg/Nm3、SO2浓度为580mg/Nm3、粉尘浓度为1500mg/Nm3；H2S浓度为110mg/Nm3，经整套系统处理以后，得到的炭黑尾气：NOx浓度为25mg/Nm3、SO2浓度为29mg/Nm3、粉尘浓度为10mg/Nm3、H2S浓度10mg/Nm3。从上述数据可以看出，脱水炭黑尾气中所含的NOx、SO2、粉尘、H2S组成的浓度相比较原始的炭黑尾气脱除率分别为96.21％、95.00％、99.33％、90.91％。
实施例2：
将来自炭黑生产线的炭黑尾气作为炭黑尾气气源1，炭黑尾气气源1通过管路连通升温系统4，升温系统4内天然气将温度提升至一定温度，炭黑尾气与空气燃烧。燃烧过程中去除有毒有害物质，且产生的烟气温度刚好到达脱硝的温度范围，然后到达脱硝系统8内，与氨水系统反应。处理后的烟气进入余热回收器9进行余热回收，产生的蒸汽运输到炭黑生产系统中蒸汽管网内用于烘干造粒等下游工序使用。将经历余热回收后的炭黑尾气引入脱硫系统10内，采用空塔喷淋的方式并配合脱硫粉剂共同脱硫。将经过脱硫后的炭黑尾气采用反吹布袋除尘器进行除尘，采用反吹内滤式清灰方式，不需要压缩空气6，能耗低。
本实施例中的炭黑尾气NOx浓度为600mg/Nm3、SO2浓度为610mg/Nm3、粉尘浓度为1200mg/Nm3；H2S浓度为119mg/Nm3，经整套系统处理以后，得到的炭黑尾气：NOx浓度为19mg/Nm3、SO2浓度为30mg/Nm3、粉尘浓度为9mg/Nm3、H2S浓度8mg/Nm3。从上述数据可以看出，脱水炭黑尾气中所含的NOx、SO2、粉尘、H2S组成的浓度相比较原始的炭黑尾气脱除率分别为96.83％、95.08％、99.33％、91.81％。
实施例3：
将来自炭黑生产线的炭黑尾气作为炭黑尾气气源1，炭黑尾气气源1通过管路连通升温系统4，升温系统4内天然气将温度提升至一定温度，炭黑尾气与空气燃烧。燃烧过程中去除有毒有害物质，且产生的烟气温度刚好到达脱硝的温度范围，然后到达脱硝系统8内，与氨水系统反应。处理后的烟气进入余热回收器9进行余热回收，产生的蒸汽运输到炭黑生产系统中蒸汽管网内用于烘干造粒等下游工序使用。将经历余热回收后的炭黑尾气引入脱硫系统10内，采用空塔喷淋的方式并配合脱硫粉剂共同脱硫。将经过脱硫后的炭黑尾气采用反吹布袋除尘器进行除尘，采用反吹内滤式清灰方式，不需要压缩空气6，能耗低。
本实施例中的炭黑尾气NOx浓度为630mg/Nm3、SO2浓度为600mg/Nm3、粉尘浓度为1300mg/Nm3；H2S浓度为120mg/Nm3，经整套系统处理以后，得到的炭黑尾气：NOx浓度为27mg/Nm3、SO2浓度为30mg/Nm3、粉尘浓度为8mg/Nm3、H2S浓度11mg/Nm3。从上述数据可以看出，脱水炭黑尾气中所含的NOx、SO2、粉尘、H2S组成的浓度相比较原始的炭黑尾气脱除率分别为96.35.％、95.13％、99.42％、90.99％。
Claims (6)
1.一种炭黑尾气处理系统，与炭黑生产线的炭黑尾气气源（1）连通，其特征在于：包括通过管路与炭黑尾气气源（1）连通的升温系统（4），且升温系统（4）还通过管路分别连接有空气气源（2）、天然气气源（3）；所述升温系统（4）的出气端通过管路连通有脱硝系统（8），且脱硝系统（8）通过管路分别连通有压缩空气（6）、脱硝还原剂（7）；所述脱硝系统（8）的出气端通过管路连通有余热回收器（9），余热回收器（9）的顶端连通有蒸汽收集箱（14）；所述余热回收器（9）的出气端通过管路连通有脱硫系统（10），且脱硫系统（10）通过管路连通有脱硫水剂罐（12）、脱硫粉剂罐（11）；所述脱硫系统（10）的出气端连接除尘系统（13），除尘系统（13）的出气端连接有用于排出处理后炭黑尾气的烟囱（15）。
2.根据权利要求1所述的一种炭黑尾气处理系统，其特征在于：所述脱硝系统（8）和升温系统（4）之间的管路上连通有锅炉废气气源（5）。
3.根据权利要求1所述的一种炭黑尾气处理系统，其特征在于：所述除尘系统（13）与烟囱（15）之间设置有两个并列设置、用于加速气流速度的排气气泵（17）。
4.根据权利要求3所述的一种炭黑尾气处理系统，其特征在于：所述除尘系统（13）为反吹布袋除尘器，反吹布袋除尘器连接有用于定期清理除尘系统（13）的反吹风机（16）。
5.根据权利要求1所述的一种炭黑尾气处理系统，其特征在于：每段管路上均设置至少一个电磁阀。
6.根据权利要求1所述的一种炭黑尾气处理系统，其特征在于：所述空气气源（2）与升温系统（4）之间的管路上设置有空气气泵。
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