CN219867923U - 用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置(WRTI)，所述热水回收装置包括增压风机、热解炉装置、热量回收装置、冷水罐、烟囱、热水使用端和若干管道；所述热解炉装置包括热解炉、燃烧装置、烟气管道，以及热解炉外部环绕的若干平行的U型热烟气管道，所述U型热烟气管道汇集于烟气管道，平行的U型热烟气管道的间隙设置为冷水管道。该热水回收装置不仅可以将低热值非甲烷总烃废气完全热解，还能将热解所需的能量以及热解所产生的能量进行回收。在降低大气污染的同时，回收能量，变废为宝，使排出的废气的温度降低至100℃以下，符合节能减排的先进理念。
Description
技术领域
本实用新型属于废气治理设备技术领域，具体涉及一种用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置。
背景技术
在经济飞速发展的同时，各行各业所产生的污染问题也日趋严重。化工、电力、冶金、油漆和喷绘等行业在生产过程中，产生了大量的低热值非甲烷总烃废气(VOCs)、NOx等污染物。
在工程应用中，热解技术是用于处理VOCs的主流技术，现有的用于处理低热值非甲烷总烃废气的装置，通常是采用高效率、技术成熟的高温热解技术。现有热解技术中，一种是需要热解温度在350℃以上，且同时在催化剂的催化作用下才能完成氧化反应；另一种是需要热解温度在600℃以上，且需要陶瓷蓄热设备，降低热量损失，减少能耗。但上述两种主流热解技术的排出烟气的温度都很高，不符合国家提倡的节能减排的思想，并且在热解过程中，还会出现催化剂在高温下永久失活、催化剂堵塞、陶瓷蓄热体损坏、处理效率不稳定等诸多问题。
因此，为解决上述问题，需要提供一种不需要催化剂或蓄热体的用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置。
本实用新型所采用的技术方案如下：
一种用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置，所述热水回收装置包括增压风机、热解炉装置、热量回收装置、冷水罐、烟囱、热水使用端和若干管道；所述热解炉装置包括热解炉、燃烧装置、烟气管道，以及热解炉外部环绕的若干平行的U型热烟气管道，所述U型热烟气管道汇集于烟气管道，平行的U型热烟气管道的间隙设置为冷水管道。
进一步地，所述热水回收装置中的热量回收装置为列管式换热器。
进一步地，所述热水回收装置在增压风机前设有第一烟气分析仪，在所述热量回收装置和热解炉装置之间设有第二烟气分析仪，在所述烟囱和热量回收装置之间设有第三烟气分析仪。
进一步地，所述热水回收装置还包括SCR脱硝装置，所述SCR脱硝装置位于热量回收装置和第二烟气分析仪之间。
进一步地，所述SCR脱硝装置上设有SCR催化剂放置窗口。
进一步地，所述热解炉装置中热解炉的半径R(m)、热解炉的设计流速V(m/s)和低热值非甲烷总烃废气的流量Q(m3/h)的关系如下式(1)所示：
πR2×3600×V＝Q (1)。
本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型的热水回收装置不需要催化剂或蓄热体，有效避免了催化剂堵塞、催化剂失活、蓄热体堵塞等问题，并且可以选择性的增加SCR脱硝设备，以适应不同的需求；此外，在SCR脱硝设备中增设SCR催化剂放置窗口，避免催化剂在高温下失活，提高脱硝效率。
2、本实用新型的热水回收装置不仅可以将低热值非甲烷总烃废气完全热解，还能将热解所需的能量以及热解所产生的能量进行回收。在降低大气污染的同时，回收能量，变废为宝，使排出的废气的温度降低至100℃以下，符合节能减排的先进理念。
附图说明
图1是本实用新型的不含SCR脱硝装置的热水回收装置的流程图。
图2是本实用新型的热解炉装置的结构示意图(箭头方向为热解后的废气的移动方向)。
图3是本实用新型的含SCR脱硝装置的热水回收装置的流程图。
其中，1-热解炉；2-燃烧装置；3-U型热烟气管道；4-烟气管道；5-冷水管道。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型提供了一种用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置(WRTI)，所述热水回收装置包括增压风机、热解炉装置、热量回收装置、冷水罐、烟囱、热水使用端和若干管道；结合图2所示，所述热解炉装置包括热解炉1、燃烧装置2、烟气管道4，以及热解炉1外部环绕的若干平行的U型热烟气管道3，所述U型热烟气管道3汇集于烟气管道4，平行的U型热烟气管道3的间隙设置为冷水管道5；
来自废气产生车间的VOCs废气通过管道被增压风机吸入，经增压后进入热解炉装置，所述VOCs废气经燃烧装置2助燃后，在热解炉1内升温热解，热解后的废气进入热解炉1外部的U型热烟气管道3内，并汇集于烟气管道4，再经管道进入热量回收装置，来自冷水罐的冷水与热解后的废气在热量回收装置内进行换热，降温后的废气从烟囱排出，升温后的冷水从热解炉装置一侧的冷水管道5进入，与U型热烟气管道3直接接触进行换热，最后从热解炉装置另一侧排出至热水使用端。
热解后的废气经过两级降温，其中，一级是在热解炉装置的热烟气管道3内与来自热量回收装置的冷水进行换热，废气的温度由850℃以上降低至350℃左右，二级是经过热量回收装置与来自冷水罐的冷水进行换热，废气的温度由350℃左右降低至100℃以下。相应地，来自冷水罐的冷水经过两级加热，其中，一级是在热量回收装置内与经过一级降温的废气进行换热，二级是在热解炉装置的冷水管道5内与热解后的废气进行换热，经过两次换热，冷水的温度升高至95℃左右，并排出至热水使用端，热水使用端的热水可以进一步应用于其他环节的加热，如原料的预加热、溶液的加热等，降低了能耗，减少了热量的损失。
所述热水回收装置中的热量回收装置为列管式换热器，所述热量回收装置、增压风机、热解炉、燃烧装置、冷水罐、管道均为常规设备，可根据实际工况进行选型，所述热水使用端可根据实际需求选择。
进一步地，所述热水回收装置在增压风机前设有第一烟气分析仪，在所述热量回收装置和热解炉装置之间设有第二烟气分析仪，在所述烟囱和热量回收装置之间设有第三烟气分析仪，用于测量VOCs和NOx的浓度，进而计算该装置的热解效率。
进一步地，如图3所示，当所述第二烟气分析仪测量的NOx浓度高于50mg/Nm3时，所述热水回收装置还包括SCR脱硝装置，所述SCR脱硝装置位于热量回收装置和第二烟气分析仪之间。
进一步地，所述SCR脱硝装置上设有SCR催化剂放置窗口，合适的窗口温度可以保护SCR催化剂，避免其在高温下失活，提高催化效率，进而提高SCR脱硝装置的脱硝效率。
进一步地，所述热解炉装置中热解炉的半径R(m)、热解炉的设计流速V(m/s)和低热值非甲烷总烃废气的流量Q(m3/h)的关系如下式(1)所示：
πR2×3600×V＝Q (1)
进一步地，所述燃烧装置所产生的热量Q燃与热解低热值非甲烷总烃废气所需的能量Q需的关系如下式(2)所示：
Q燃+QT入＝Q需 (2)
其中，QT入为低热值非甲烷总烃废气的能量。
实施例1
采用上述热水回收装置用于处理来自废气产生车间的低热值VOCs废气，所述废气中丁二烯的浓度为590mg/Nm3，NOx的浓度为200mg/Nm3，NOx浓度高于50mg/Nm3，所述热水回收装置需增设SCR脱硝装置，经过热解、脱硝后，从烟囱排出的废气中丁二烯的浓度为1.6mg/Nm3，NOx浓度为15mg/Nm3，温度为99℃，该热水回收装置的热解效率为99.73％，脱硝效率为92.5％。
实施例2
采用上述热水回收装置用于处理来自废气产生车间的低热值VOCs废气，所述废气中橡胶废气的浓度为250mg/Nm3，NOx的浓度为400mg/Nm3，NOx浓度高于50mg/Nm3，所述热水回收装置需增设SCR脱硝装置，经过热解、脱硝后，从烟囱排出的废气中橡胶废气的浓度为0.6mg/Nm3，NOx浓度为45mg/Nm3，温度为99℃，该热水回收装置的热解效率为99.76％，脱硝效率为88.75％。
由上述实施例可知，本实用新型的热水回收装置对低热值VOC废气的热解效率在99％以上，脱硝效率在88％以上，且排出废气的温度在100℃以下，符合节能减排的思想。
以上所述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置，其特征在于，所述热水回收装置包括增压风机、热解炉装置、热量回收装置、冷水罐、烟囱、热水使用端和若干管道；所述热解炉装置包括热解炉、燃烧装置、烟气管道，以及热解炉外部环绕的若干平行的U型热烟气管道，所述U型热烟气管道汇集于烟气管道，平行的U型热烟气管道的间隙设置为冷水管道。
2.根据权利要求1所述的用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置，其特征在于，所述热水回收装置中的热量回收装置为列管式换热器。
3.根据权利要求1所述的用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置，其特征在于，所述热水回收装置在增压风机前设有第一烟气分析仪，在所述热量回收装置和热解炉装置之间设有第二烟气分析仪，在所述烟囱和热量回收装置之间设有第三烟气分析仪。
4.根据权利要求3所述的用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置，其特征在于，所述热水回收装置还包括SCR脱硝装置，所述SCR脱硝装置位于热量回收装置和第二烟气分析仪之间。
5.根据权利要求4所述的用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置，其特征在于，所述SCR脱硝装置上设有SCR催化剂放置窗口。
6.根据权利要求1所述的用于处理低热值非甲烷总烃废气的热水回收装置，其特征在于，所述热解炉装置中热解炉的半径R(m)、热解炉的设计流速V(m/s)和低热值非甲烷总烃废气的流量Q(m3/h)的关系如下式(1)所示：
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