有机废气处理装置以及有机废气处理方法 |
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| 申请号 | CN201610080191.6 | 申请日 | 2016-02-04 | 公开(公告)号 | CN107036107A | 公开(公告)日 | 2017-08-11 |
| 申请人 | 北京建工环境修复股份有限公司; | 发明人 | 李书鹏; 魏晓飞; 刘渊文; 孙尧; 郭丽莉; 李庆; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种有机废气处理装置以及有机废气处理方法，有机废气处理装置包括： 燃烧室 ，用于燃烧分解含污染物气体中的有机污染物，得到燃烧后废气； 空气预热器 ，利用燃烧后废气对空气进行加热，得到热空气和第一降温后废气，热空气作为助燃气通入燃烧室中以对含污染物气体进行燃烧分解；急冷塔，用于对第一降温后废气进行冷却，得到第二降温后废气；除尘除污装置，用于去除第二降温后废气中的颗粒物和气态污染物。由于热空气通入燃烧室中以促进含污染物气体燃烧分解，从而提高了废气的燃烧效率和热量利用率；利用急冷塔和除尘除污装置去除第二降温后废气中的颗粒物和气态污染物，使得废气达标排放，提高污染物去除率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种有机废气处理装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 有机废气处理装置以及有机废气处理方法技术领域背景技术[0002] 随着我国城市化和工业化进程的加快，产业结构调整力度不断加大，一些位于城区的工业企业或关停或搬迁，而大量的污染场地被遗留在城区，带来严重的环境风险,同时也制约了城市的建设和发展。在众多退役的工业污染场地中又以有机污染场地居多，有机污染物的主要种类包括：石油烃类污染物、卤代烃类污染物，农药类污染物、多环芳烃、多氯联苯、二噁英、邻苯二甲酸酯等有机污染物。 [0003] 目前，通常采用热脱附技术来处理有机污染土壤。所谓热脱附技术是指通过加热的方式，将污染土壤内的污染物以气态的形式分离出来，并对气态形式的污染物(即有机废气)进行处理，从而达到土壤修复的目的。热脱附技术是一种成熟可靠的土壤修复技术，能有效地处理含挥发性、半挥发性和持久性有机物的污染土壤，在国外已得到了广泛应用。 [0004] 同时，在现有技术中需要对热脱附过程中产生的有机废气进行处理，以去除有机废气中的污染物。例如，中国专利CN204187638U公开了一种车载移动式有害废物集成处理系统，该系统包括依次连接的一燃室、二燃室、急冷塔、布袋除尘器、湿法脱酸塔、引风机和排气烟囱，在所述一燃室和二燃室内分别设有燃烧器，在所述急冷塔的顶部设置有第一双螺旋雾化喷嘴，在急冷塔和布袋除尘器间的管道上设有活性炭喷射装置，在所述湿法脱酸塔内设置有第二和第三双螺旋雾化喷嘴，所述第一、第二和第三双螺旋雾化喷嘴通过管路与储存有含碱液体的储液罐相连，所述系统还包括与所述一燃室和二燃室连通的污泥泵、废液泵、柴油输送泵以及鼓风机。 [0005] 然而，上述有机废气处理系统中，由于一燃室和二燃室的燃烧效率较低，使得有机废气中污染物去除率低，成为限制热脱附技术发展的主要因素。因此，如何提供一种污染物去除率高的有机废气处理装置和处理方法，成为目前亟待解决的技术难题。 发明内容[0007] 为此，本发明提供了一种有机废气处理装置，包括：燃烧室，用于燃烧分解含污染物气体中的有机污染物，得到燃烧后废气；空气预热器，利用所述燃烧后废气对空气进行加热，得到热空气和第一降温后废气，所述热空气作为助燃气通入所述燃烧室中以对所述含污染物气体进行燃烧分解；急冷塔，用于对所述第一降温后废气进行冷却，得到第二降温后废气；除尘除污装置，用于去除所述第二降温后废气中的颗粒物和气态污染物。 [0008] 作为优选，所述除尘除污装置包括依次连通的干式吸收装置、布袋除尘器和活性炭吸附装置，所述干式吸收装置中装有活性炭和/或消石灰，所述活性炭吸附装置包括多层吸附单元，每层吸附单元装填有活性炭；所述干式吸收装置与急冷塔连通。 [0009] 作为优选，所述燃烧室包括可拆卸连接的燃烧室上段和燃烧室下段，所述急冷塔包括可拆卸连接的急冷塔上段和急冷塔下段，且所述空气预热器设置于所述燃烧室和所述急冷塔的上方；所述干式吸收装置包括可拆卸连接的干式吸收装置上段和干式吸收装置下段，所述布袋除尘器设置于所述活性炭吸附装置的上方，且所述干式吸收装置上段与所述布袋除尘器连通，所述干式吸收装置下段与所述急冷塔下段连通。 [0010] 作为优选，所述有机废气处理装置还包括上部框架和下部框架，所述燃烧室上段、所述急冷塔上段、所述空气预热器、所述干式吸收装置上段和所述布袋除尘器均固定设置于所述上部框架中，所述燃烧室下段、所述急冷塔下段、所述干式吸收装置下段和所述活性炭吸附装置均固定设置于所述下部框架上。 [0011] 作为优选，所述有机废气处理装置还包括与所述燃烧室连通的旋风分离器，包括可拆卸连接的旋风分离器上段和旋风分离器下段，所述旋风分离器上段固定设置于所述上部框架中，所述旋风分离器下段固定设置于所述下部框架上。 [0012] 作为优选，所述有机废气处理装置还包括与所述活性炭吸附装置依次连通的引风机和烟囱，所述引风机固定设置于所述下部框架上，所述烟囱包括可拆卸连接的烟囱上段、烟囱中段和烟囱下段，所述烟囱上段设置于所述上部框架上方，所述烟囱中段设置于所述上部框架中，所述烟囱下段设置于所述上部框架中。 [0013] 作为优选，所述空气预热器包括连通所述燃烧室与所述急冷塔的内层通道和向所述燃烧室的下部引入空气的外层通道，所述外层通道套设在所述内层通道外部，所述内层通道用于将所述燃烧后废气从所述燃烧室引入到所述急冷塔，并利用所述燃烧后废气对所述外层通道中流过的空气进行加热。 [0014] 作为优选，所述急冷塔设置有喷嘴，包括内管、套设于所述内管上的外管和喷嘴头，所述内管内通入碱液，所述外管内通入空气，所述碱液与所述空气的混合物从所述喷嘴头喷出得到所述雾化后碱液。 [0015] 本发明还提供了一种有机废气处理方法，包括以下步骤：步骤S1、燃烧分解废气中的有机污染物，得到燃烧后废气；步骤S2、利用所述燃烧后废气对空气进行加热，得到热空气和第一降温后废气，所述热空气返回至所述步骤S1中以对所述废气进行燃烧分解；步骤S3、对所述第一降温后废气进行冷却，得到第二降温后废气；步骤S4、去除所述第二降温后废气中的颗粒物和气态污染物。 [0016] 作为优选，所述步骤S4包括：依次对所述第二降温后废气进行吸收反应处理、除尘处理和活性炭吸附处理，所述吸收反应处理为利用活性炭粉和/或消石灰粉对所述第二降温后废气进行处理。 [0017] 作为优选，所述步骤S1中，燃烧温度为1100-1200℃，燃烧时间为2-5秒；所述步骤S2中，所述第一降温后废气的温度为800-900℃。 [0018] 作为优选，所述步骤S3包括：采用雾化碱液与所述第一降温后废气接触以对所述第一降温后废气进行冷却，得到温度为150-250℃的所述第二降温后废气。 [0019] 作为优选，所述有机废气处理方法还包括：在所述步骤S1之前对废气进行旋风分离，去除所述废气中粒径在5μm以上的灰尘。 [0020] 本发明技术方案，具有如下优点： [0021] 1、本发明提供的有机废气处理装置，包括燃烧室、空气预热器、急冷塔和除尘除污装置，并利用燃烧室燃烧分解含污染物气体中的有机物得到燃烧后废气，以及利用空气预热器对燃烧后废气对空气进行加热得到热空气和第一降温后废气，而所述热空气通入所述燃烧室中以促进含污染物气体燃烧分解，从而提高了废气的燃烧效率和热量利用率；同时，利用急冷塔对所述第一降温后废气进行冷却得到第二降温后废气，并利用除尘除污装置去除所述第二降温后废气中的颗粒物和气态污染物，使得废气达标排放、不产生二次污染，从而彻底去除废气中的污染物，提高了污染物去除率。 [0022] 2、本发明提供的有机废气处理装置，所述除尘除污装置包括依次连通的干式吸收装置、布袋除尘器和活性炭吸附装置，所述干式吸收装置中装有活性炭和/或消石灰，所述活性炭吸附装置包括多层吸附单元，每层吸附单元装填有活性炭，并利用活性炭吸附二噁英与重金属等，利用消石灰除去酸性组份；而且，该除尘除污装置中干式吸收装置、布袋除尘器和活性炭吸附装置依次设置，使得废气中的污染物经过三次吸收处理，从而进一步提高了污染物去除率。 [0023] 3、本发明提供的有机废气处理装置，燃烧室包括可拆卸连接的燃烧室上段和燃烧室下段，所述急冷塔包括可拆卸连接的急冷塔上段和急冷塔下段，且所述空气预热器设置于所述燃烧室和所述急冷塔的上方；所述干式吸收装置包括可拆卸连接的干式吸收装置上段和干式吸收装置下段，所述布袋除尘器设置于所述活性炭吸附装置的上方，且所述干式吸收装置上段与所述布袋除尘器连通，所述干式吸收装置下段与所述急冷塔下段连通。因此，该有机废气处理装置具有快速安装调试、移动灵活方便等特点，特别适用于应急事故场地的快速污染土壤处理。 [0024] 4、本发明提供的有机废气处理装置，还包括上部框架和下部框架，所述燃烧室上段、所述急冷塔上段、所述空气预热器、所述干式吸收装置上段和所述布袋除尘器均固定设置于所述上部框架中，所述燃烧室下段、所述急冷塔下段、所述干式吸收装置下段和所述活性炭吸附装置均固定设置于所述下部框架上。因此，该有机废气处理装置不需要基础建设,可模块化安装，使其安装过程快速且便捷。附图说明 [0025] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0026] 图1为本发明的实施方式提供的有机废气处理装置的结构示意图。 [0027] 1-旋风分离器；2-燃烧室；3-空气预热器；31-内层通道；32-外层通道；4-急冷塔；5-干式吸收装置；6-布袋除尘器；8-活性炭吸附装置；9-烟囱；10-可拆卸装置；11-上部框架；12-下部框架。 具体实施方式[0028] 下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。 [0029] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。 [0030] 实施例1 [0031] 本实施例提供了一种有机废气处理装置，如图1所示，包括： [0032] 燃烧室2，用于燃烧分解含污染物气体中的有机污染物，得到燃烧后废气； [0033] 空气预热器3，利用所述燃烧后废气对空气进行加热，得到热空气和第一降温后废气，所述热空气作为助燃气通入所述燃烧室2中以对所述含污染物气体进行燃烧分解； [0034] 急冷塔4，用于对所述第一降温后废气进行冷却，得到第二降温后废气； [0035] 除尘除污装置，用于去除所述第二降温后废气中的颗粒物和气态污染物。 [0036] 本实施例提供的有机废气处理装置，包括燃烧室、空气预热器、急冷塔和除尘除污装置，并利用燃烧室燃烧分解含污染物气体中的有机物得到燃烧后废气，以及利用空气预热器对燃烧后废气对空气进行加热得到热空气和第一降温后废气，而所述热空气通入所述燃烧室中以促进含污染物气体燃烧分解，从而提高了废气的燃烧效率和热量利用率；同时，利用急冷塔对所述第一降温后废气进行冷却得到第二降温后废气，并利用除尘除污装置去除所述第二降温后废气中的颗粒物和气态污染物，使得废气达标排放、不产生二次污染，从而彻底去除废气中的污染物，提高了污染物去除率。 [0038] 作为优选的实施方式，所述除尘除污装置例如可以包括依次连通的干式吸收装置5、布袋除尘器6和活性炭吸附装置7，进一步优选地，所述干式吸收装置5中装有活性炭和/或消石灰，所述活性炭吸附装置7包括多层吸附单元，每层吸附单元装填有活性炭。 [0039] 利用活性炭吸附二噁英与重金属等，利用消石灰除去酸性组份；而且，该除尘除污装置中干式吸收装置、布袋除尘器和活性炭吸附装置依次设置，使得废气中的污染物经过三次吸收处理，从而进一步提高了污染物去除率。 [0040] 干式吸收装置5、布袋除尘器6和活性炭吸附装置7可以采用现有技术中任何型号，其结构也有多种实现形式。作为可选的，干式吸收装置5由石灰仓、活性炭仓和文丘里反应器组成。石灰仓、活性炭仓配置给料装置，可连续加料，可调节加料量。料仓全封闭设计，防止板结、受潮。 [0041] 作为可选的技术方案，布袋除尘器6由除尘器主体、进出风箱体、脉冲清灰装置、压缩空气管路及卸灰装置组成。布袋除尘器6为脉冲袋式除尘器，采用分室停风脉冲喷吹清灰技术，分室反吹，由室顶脉冲阀对各室滤袋进行分室停风除尘。压缩空气从滤袋背面吹出，使灰尘脱落。 [0042] 含尘气体由进风口进入灰斗，一部分较粗的尘粒受惯性或自然沉降落入灰斗，其余大部分尘粒随气流上升进入袋室，经滤袋过滤，从而达到除尘的目的。随着过滤的不断进行，除尘器阻力也随之上升，当阻力达到一定值时，清灰控制器发出清灰命令，首先将提升阀板关闭，切断过滤气流；然后，清灰控制器向脉冲电磁阀发出信号，随着脉冲阀把用作清灰的高压逆向气流送入袋内，滤袋迅速鼓胀，并产生强烈抖动，导致滤袋外侧的灰尘抖落，达到清灰的目的。 [0043] 作为可选的技术方案，活性炭吸附装置7是一种干式废气处理设备。由箱体和装填在箱体内的吸附单元组成。箱体可以由碳钢、316不锈钢、304不锈钢、玻璃钢或PP材质等制作，内部进行防腐蚀处理，具有抗强酸碱及盐份的腐蚀，在长期运转使用状况下，不受其它因素氧化腐蚀。 [0044] 可选的，所述活性炭吸附装置7包括多层沿竖直方向设置的吸附单元，且相邻吸附单元之间具有相同的间隔，每层吸附单元中装有相同量的吸附剂。可选的，每个吸附单元可装填约35kg吸附剂(颗粒活性炭、活性炭纤维毡等)。吸附单元在设备箱体内分层抽屉式安装，能够非常方便从两侧的检查门取出。检查门开启方便、密封严密。 [0045] 作为可选的技术方案，燃烧室2由燃烧器、燃烧室、陶瓷内衬和紧急排放口组成。燃烧室内衬特级含锆陶瓷模块，其低容重，低热容，低导热，大大缩短了窑炉升温降温时间；重量相比传统的耐火材料大大降低；有良好的抗热震性、抗气流冲刷及机械强度。可选的，在二燃室的顶部有紧急排放口，通过气动机构控制开闭。当炉内出现爆燃或发生停电等意外情况时，紧急排放口开启，释放高温烟气。 [0046] 作为优选的实施方式，所述燃烧室2包括可拆卸连接的燃烧室上段和燃烧室下段，所述急冷塔4包括可拆卸连接的急冷塔上段和急冷塔下段，且所述空气预热器3设置于所述燃烧室2和所述急冷塔4的上方；所述干式吸收装置5包括可拆卸连接的干式吸收装置上段和干式吸收装置下段，所述布袋除尘器6设置于所述活性炭吸附装置7的上方，且所述干式吸收装置5上段与所述布袋除尘器6连通，所述干式吸收装置5下段与所述急冷塔下段连通。 [0047] 上述设置的有机废气处理装置具有不需要基础建设、可快速安装调试、移动灵活方便等特点，特别适用于应急事故场地的快速污染土壤处理。 [0048] 需要说明的是，上部框架11的底面板和下部框架12的顶面板中均设置有开口结构，用于安装燃烧室2，急冷塔4，干式吸收装置5。而且，可拆卸装置10位于所述开口结构处。 [0049] 优选地，所述燃烧室2、所述急冷塔4、干式吸收装置5的上下部分通过可拆卸装置10连接。可拆卸装置10可以为法兰等。 [0050] 作为进一步优选的实施方式，所述有机废气处理装置还包括上部框架11和下部框架12，所述燃烧室上段、所述急冷塔上段、所述空气预热器3、所述干式吸收装置上段和所述布袋除尘器6均固定设置于所述上部框架11中，所述燃烧室下段、所述急冷塔下段、所述干式吸收装置下段和所述活性炭吸附装置7均固定设置于所述下部框架12上。 [0051] 上述设置的有机废气处理装置可模块化安装，使其安装过程快速且便捷。 [0053] 作为优选的实施方式，所述有机废气处理装置还包括与所述燃烧室2连通的旋风分离器1，包括可拆卸连接的旋风分离器上段和旋风分离器下段，所述旋风分离器上段固定设置于所述上部框架11中，所述旋风分离器下段固定设置于所述下部框架12上。 [0054] 旋风除尘器1用于除去废气中的大颗粒灰尘(粒径在5μm以上)。其工作原理：使含尘气流作旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗，出灰螺旋定期将灰斗中的灰尘清理。 [0055] 旋风除尘器1可以采用任何常用的型号，其结构也有多种实现形式。可选的，旋风除尘器由进气口、排气口、圆筒体、圆锥体、灰斗和出灰螺旋组成，其中圆筒体、圆锥体和灰斗相连，排气口在圆筒体上部，出灰螺旋在灰斗下部。 [0056] 作为进一步优选的实施方式，所述有机废气处理装置还包括与所述活性炭吸附装置7依次连通的引风机8和烟囱9，所述引风机8固定设置于所述下部框架12上，所述烟囱9包括可拆卸连接的烟囱上段、烟囱中段和烟囱下段，所述烟囱上段设置于所述上部框架11上方，所述烟囱中段设置于所述上部框架11中，所述烟囱下段设置于所述上部框架11中。引风机8和烟囱9用于排放处理后的废气。 [0057] 所述空气预热器3和所述急冷塔4可以采用任何常用的型号，其结构也有多种实现形式。作为优选的实施方式，所述空气预热器3包括连通所述燃烧室2与所述急冷塔4的内层通道31和向所述燃烧室2的下部引入空气的外层通道32，所述外层通道32套设在所述内层通道31外部，所述内层通道31用于将所述燃烧后废气从所述燃烧室2引入到所述急冷塔4，并利用所述燃烧后废气对所述外层通道32中流过的空气进行加热；所述急冷塔4采用雾化后碱液与所述第一降温后废气接触以对所述第一降温后废气进行冷却。 [0058] 上述空气预热器3产生的热空气通入燃烧室，使废气中有机污染物的燃烧稳定、提高燃烧效率，实现能量回收利用并降低设备能耗。经过上述空气预热器3，废气由1100℃降低到900℃。再经经过上述急冷塔4，废气由900℃降低到200℃左右。 [0059] 作为进一步优选的实施方式，所述急冷塔4设置有喷嘴，包括内管、套设于所述内管上的外管和喷嘴头，所述内管内通入碱液，所述外管内通入空气，所述碱液与所述空气的混合物从所述喷嘴头喷出得到所述雾化后碱液。 [0060] 上述急冷塔4的工作过程为：碱液与压缩空气在喷嘴头处混合后从喷嘴喷出，从而使碱液雾化为细小的颗粒。根据温度自动调节喷水量，底部不会积水。 [0061] 喷嘴的材料可采用耐高温的硬质合金或其他材料。作为改进的技术方案，急冷塔4下端设有除灰口，定期人工除灰。 [0062] 实施例2 [0063] 本发明还提供了一种有机废气处理方法，包括以下步骤：步骤S1、燃烧分解废气中的有机污染物，得到燃烧后废气；步骤S2、利用所述燃烧后废气对空气进行加热，得到热空气和第一降温后废气，所述热空气返回至所述步骤S1中以对所述废气进行燃烧分解；步骤S3、对所述第一降温后废气进行冷却，得到第二降温后废气；步骤S4、去除所述第二降温后废气中的颗粒物和气态污染物。 [0064] 作为优选的实施方式，所述步骤S4包括：依次对所述第二降温后废气进行吸收反应处理、除尘处理和活性炭吸附处理，所述吸收反应处理为利用活性炭粉和/或消石灰粉对所述第二降温后废气进行处理；所述步骤S1中，燃烧温度为1100-1200℃，燃烧时间为2-5秒；所述步骤S2中，所述第一降温后废气的温度为800-900℃；所述步骤S3包括：采用雾化碱液与所述第一降温后废气接触以对所述第一降温后废气进行冷却，得到温度为150-250℃的所述第二降温后废气。 [0065] 优选地，所述有机废气处理方法还包括：在所述步骤S1之前对废气进行旋风分离，去除所述废气中粒径在5μm以上的灰尘。 [0066] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 |
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