CN107321119A - 一种废液焚烧烟气净化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种废液焚烧烟气净化设备,主要包括气体混合器、旋风除尘器、陶瓷膜集成过滤器、脉冲反吹装置及净气室。将高温烟气与空气在气体混合器进行混合降温,析出高温烟气中的固体盐颗粒。含有盐颗粒粉尘的混合气先经过旋风除尘器去除一部分颗粒,另一部分则进入陶瓷膜除尘器,进行二次分离净化。本发明设备结构紧凑,除尘精度高,耐高温、耐酸碱,使用寿命长,可有效防止盐在设备表面的粘附,对有机废液焚烧烟气净化具有很强的适用性,也可用于其他高温烟气净化的处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种废液焚烧烟气净化设备,尤其涉及一种可用于高温含盐烟气的净化设备,该设备也可用于窑炉、催化剂回收等高温烟气的净化处理。
背景技术
废液焚烧是目前处理工业废液的一种有效的方法,在众多工业过程中具有广泛的应用。废液焚烧产生的烟气净化过程主要有两方面的问题,一是高温烟气中的热量需要回收利用;二是烟气中的盐需要回收或去除,使烟气达标排放。在废液焚烧过程中,尤其是高盐废液的燃烧过程中,呈熔融状态的盐颗粒极易粘附在换热器设备内壁,一方面会造成管道的堵塞和腐蚀,另一方面会造成锅炉受热不均,有爆裂的危险。通过湿法喷淋虽然可以去除烟气中的颗粒物,但是产生的废水形成二次污染需要二次处理后才能排放,对具有高回收价值的盐,提取难度也较高。另外湿法喷淋无法回收烟气中的热量,造成了能源的浪费。
因而急需一种既可充分利用回收烟气热量,又可以有效回收烟气中盐,使烟气达标排放的高效废液烟气净化技术。
袋式除尘尤其是覆膜滤袋除尘具有很高的除尘效率,对平均粒径为2.5μm的去除率可达到99.99%以上。但通入空气冷却后的烟气温度仍达到600~700度,普通滤料无法满足耐温要求。若将通过换热器将烟气温度降到滤袋的适用范围260度以下,析出的盐会不可避免的吸附在换热器内壁,造成隐患,不利于热量的利用。
CN105169815A公布了一种高含盐废液焚烧炉的高温烟气的除尘方法,先通过管道通入空气冷却烟气,再通过惯性除尘器实现固体颗粒盐与烟气的分离,避免盐颗粒在换热锅炉表面粘结。但通过简单的管路通空气冷却,其混合效率比较低,不利于盐颗粒的析出。且惯性除尘器除尘效率较低,会有相当量的颗粒仍无法被去除。
CN101520182A公布了一种全自动废液焚烧炉,利用二次燃烧室的换热器利用烟气余热,并先通过水冷除尘器去除其中的部分细小颗粒,在经过袋式除尘器去除剩余的颗粒。其工艺路线复杂,带有颗粒物的烟气在经过换热器降温时会有有盐吸附在内壁。另外,水冷除尘器产生的废水会造成二次污染问题,还需要对废水进行净化处理。经过水洗的烟气湿度较大,不利于后续的袋式除尘器运行,易造成堵塞。
由于陶瓷膜是无机颗粒在高温下烧结而成,所以可以耐温1000℃以上,因而其使用寿命可得到极大提高。另外,由于陶瓷膜具有非对称结构,利用表面过滤技术可解决透气量与粉尘截留率不可兼得的问题,使设备具有气体处理量大和粉尘截留率高的优点。陶瓷膜已越来越多的被应用于高温气体的净化中,但对于废液焚烧烟气尤其是含熔融盐烟气的处理还未见报道。
CN206103562 U公布了一种高温烟气净化装置,可用于普通有机滤袋无法处理的高温烟气领域。但是该烟气装置不带有烟气冷却功能,无法应用到废液焚烧过程中。另外,该装置只是简单的过滤***,对粉尘浓度较大的场合,极易造成架桥堵塞,造成过滤阻力急剧上升。
发明内容
本发明设备在陶瓷膜集成过滤区下方设置有旋风除尘器,一方面可用于高温烟气与空气的充分混合,是熔融状态的盐颗粒析出陈固态颗粒;另一方面,可去除烟气中析出的部分盐颗粒,使进入陶瓷膜过滤区的粉尘颗粒浓度减小,有利于减小运行压差和使用寿命,达到双重效果。
本发明提供一种废液焚烧烟气净化设备,其目的是在不造成换气内壁吸附盐而造成腐蚀堵塞的情况下,充分利用烟气中的热量,还可有效回收烟气中的盐,且不会造成任何的二次污染。使用耐高温和耐腐蚀的陶瓷膜为滤材,对高温烟气及具有很好的适用性,陶瓷膜具有高透气量和高过滤精度的双重优势。
本发明的另一重要目的是将换热降温、除尘过程充分结合,一方面强化了换热过程,通过提供气流的混合区,使烟气中的盐有效析出。另一方面旋风结构使生成的盐被先去除。设备结构紧凑,形成了多种设备的有效耦合,显著提高了设备的运行效率。
本发明的技术方案如下:
一种废液焚烧烟气净化设备,包括气体混合器、旋风除尘器、陶瓷膜集成过滤器、脉冲反吹装置及净气室;气体混合器侧面有高温烟气进口和空气进口;旋风除尘器和陶瓷膜集成过滤器分别与气体混合器的两端相连,气体混合器下方为旋风除尘器,气体混合器上方为陶瓷膜集成过滤器;陶瓷膜集成过滤器进气口位于气体混合器的高温烟气进口下方,陶瓷膜集成过滤器中气流上升速度为1.5~10m/s;净气室位于陶瓷膜集成过滤器顶部,净气室侧壁设有出气口,净气室内设有脉冲反吹装置。
本发明中空气进口带有空气进气阀门,高温烟气进口和空气进口两个进口与气体混合器的壳体成切线方向,高温烟气进口和空气进口位于同一水平高度,两个进口之间为对向分布或成角度分布,角度为45~180度;气体混合器下部带有温度传感器,检测混合之后烟气的温度。
旋风除尘器根据粉尘颗粒的浓度、粒径不同,旋风除尘器侧壁倾斜角度调整为60~80度,旋风除尘器底部有卸灰口。
陶瓷膜集成过滤器的陶瓷膜管直径为20~150mm,长度为300~3000mm,平均孔径为50nm~20μm;陶瓷膜管排布方式为同心圆排布或三角形排布或矩形排布,陶瓷膜管中心间距为膜管直径的1.5~2.5倍;陶瓷膜集成过滤器中陶瓷膜管采用高温密封圈密封。
高温密封圈材质为石棉密封圈、石墨密封圈、陶瓷纤维密封圈或不锈钢毡密封圈。
脉冲反吹装置由脉冲阀和喷吹管组成,喷吹管口设有喷吹口,喷吹口与陶瓷膜管的正中心相对,喷吹口下端离陶瓷膜管顶端的距离为10~30cm。脉冲喷吹压力为0.3~0.8MPa。
本发明的有益效果:
1)本发明将气体混合器,旋风除尘器和陶瓷膜集成过滤器耦合到一个设备中,一方面强化了气体混合过程,有利于熔融盐的析出;另一方面减小了设备的空间,使多个过程有效耦合。
2)本发明中针对废液焚烧过程烟气净化,也可用于窑炉、锅炉等高温烟气净化过程,过滤元件使用耐高温的陶瓷膜,具有除尘精度高,强度高、耐高温、耐酸碱,使用寿命长的优点。
附图说明
图1为废液焚烧烟气净化设备图,其中:1-高温烟气进气口;2-脉冲反吹装置;3-净气室;4-陶瓷膜集成过滤器;5-空气进口;6-空气进气阀门,7-陶瓷膜集成过滤器进气口;8-温度传感器;9-卸灰口;10-旋风除尘器;11-气体混合器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明,但并不用来限定本发明的实施范围。
一种废液焚烧烟气净化设备,包括气体混合器11、旋风除尘器10、陶瓷膜集成过滤器4、脉冲反吹装置2及净气室3;气体混合器11侧面有高温烟气进口1和空气进口5;旋风除尘器10和陶瓷膜集成过滤器4分别与气体混合器11的两端相连,气体混合器11下方为旋风除尘器10,气体混合器11上方为陶瓷膜集成过滤器4;陶瓷膜集成过滤器进气口7位于气体混合器11的高温烟气进口1下方,陶瓷膜集成过滤器4中气流上升速度为1.5~10m/s;净气室3位于陶瓷膜集成过滤器4顶部,净气室3侧壁设有出气口,净气室3内设有脉冲反吹装置2。
本发明中空气进口5带有空气进气阀门6,高温烟气进口1和空气进口5两个进口与气体混合器11的壳体成切线方向,高温烟气进口1和空气进口5位于同一水平高度,两个进口之间为对向分布或成角度分布,角度为45~180度;气体混合器11下部带有温度传感器8,检测混合之后烟气的温度。
旋风除尘器10根据粉尘颗粒的浓度、粒径不同,旋风除尘器10侧壁倾斜角度调整为60~80度,旋风除尘器10底部有卸灰口9。
陶瓷膜集成过滤器4的陶瓷膜管直径为20~150mm,长度为300~3000mm,平均孔径为50nm~20μm;陶瓷膜管排布方式为同心圆排布或三角形排布或矩形排布,陶瓷膜管中心间距为膜管直径的1.5~2.5倍;陶瓷膜集成过滤器4中陶瓷膜管采用高温密封圈密封。
高温密封圈材质为石棉密封圈、石墨密封圈、陶瓷纤维密封圈或不锈钢毡密封圈。脉冲喷吹压力为0.3~0.8MPa。
本废液焚烧烟气净化设备的工作过程如下:在负压作用下,含有熔融状态盐的高温烟气从高温烟气进气口1进入气体混合器11;空气从空气进口5进入气体混合器11,两股气流在气体混合器11中充分混合,调节空气进气阀门6的开度来控制混合气体的温度,高温烟气温度下降,温度传感器8检测混合之后烟气的温度。其中的熔融状态盐析出为固态颗粒盐,两股气流混合向下运动,经过下方旋风除尘器10的时候大颗粒盐会被去除,从卸灰口9被排出。经过旋风除尘器10后,混合后的气流夹杂着未被去除的盐颗粒,从陶瓷膜集成过滤器进气口7进入陶瓷膜集成过滤器4,气体透过多孔结构的陶瓷膜管除尘,净化后的烟气从净气室3排出。而盐颗粒被截留在陶瓷膜管表面,通过脉冲反吹装置2的反向气流作用,陶瓷膜管表面的盐颗粒粉尘被剥落去除,落入下方旋风除尘器10,与旋风除尘器10去除的颗粒一起从卸灰口9被排出。
实施例1
本实施例使用外径为20mm,长为300mm、平均孔径为50nm的氧化铝陶瓷膜管,高温烟气进口1和空气进口5两个进口之间成45度角度分布;打开空气进气阀门6,调节高温烟气温度到500℃,旋风除尘器10的侧面倾角为75度,陶瓷膜集成过滤器4下端的进气速率为1.5m/s,氧化铝陶瓷膜管采用不锈钢毡做密封圈。氧化铝陶瓷膜管均按三角排布,膜管中心距离为50mm,设备阻力小于800Pa,除尘效率达到99.95%。
实施例2
本实施例使用外径为60mm,长为1500mm、平均孔径为5μm的碳化硅陶瓷膜管,高温烟气进口1和空气进口5两个进口之间成90度角度分布;打开空气进气阀门6,调节高温烟气温度到700℃,旋风除尘器10的侧面倾角为60度,陶瓷膜集成过滤器4下端的进气速率为5m/s,碳化硅陶瓷膜管采用陶瓷纤维做密封圈。碳化硅陶瓷膜均按同心圆形排列,膜管中心距离为90mm。设备阻力小于1500Pa。粉尘截留率大于99.99%。
实施例3
本实施例使用外径为150mm,长为3000mm、平均孔径为20μm的陶瓷纤维膜管,高温烟气进口1和空气进口5两个进口之间成180度角度分布;打开空气进口阀门6,调节高温烟气温度为500℃。旋风除尘器10的侧面倾角为80度,陶瓷膜集成过滤器4下端的进气速率为10m/s,碳化硅陶瓷膜管采用石棉密封圈做密封圈。陶瓷膜集成过滤器4按矩形排布,陶瓷纤维膜中心距离均为230mm。设备阻力小于3000Pa,粉尘截留率大于99.9%。
Claims (6)
1.一种废液焚烧烟气净化设备,其特征在于,包括气体混合器(11)、旋风除尘器(10)、陶瓷膜集成过滤器(4)、脉冲反吹装置(2)及净气室(3);气体混合器(11)侧面有高温烟气进口(1)和空气进口(5);旋风除尘器(10)和陶瓷膜集成过滤器(4)分别与气体混合器(11)的两端相连,气体混合器(11)下方为旋风除尘器(10),气体混合器(11)上方为陶瓷膜集成过滤器(4);陶瓷膜集成过滤器进气口(7)位于气体混合器(11)的高温烟气进口(1)下方,陶瓷膜集成过滤器(4)中气流上升速度为1.5~10m/s;净气室(3)位于陶瓷膜集成过滤器(4)顶部,净气室(3)侧壁设有出气口,净气室(3)内设有脉冲反吹装置(2)。
2.根据权利要求1所述一种废液焚烧烟气净化设备,其特征在于,空气进口(5)带有空气进气阀门(6),高温烟气进口(1)和空气进口(5)两个进口与气体混合器(11)的壳体成切线方向,高温烟气进口(1)和空气进口(5)位于同一水平高度,两个进口之间为对向分布或成角度分布,角度为45~180度;气体混合器(11)下部带有温度传感器(8),检测混合之后烟气的温度。
3.根据权利要求1所述一种废液焚烧烟气净化设备,其特征在于,根据粉尘颗粒的浓度、粒径不同,旋风除尘器(10)侧壁倾斜角度调整为60~80度,旋风除尘器(10)底部有卸灰口(9)。
4.根据权利要求1所述一种废液焚烧烟气净化设备,其特征在于,陶瓷膜集成过滤器(4)的陶瓷膜管直径为20~150mm,长度为300~3000mm,平均孔径为50nm~20μm;陶瓷膜管排布方式为同心圆排布或三角形排布或矩形排布,陶瓷膜管中心间距为膜管直径的1.5~2.5倍;陶瓷膜集成过滤器(4)中陶瓷膜管采用高温密封圈密封。
5.根据权利要求4所述一种废液焚烧烟气净化设备,其特征在于,高温密封圈材质为石棉密封圈、石墨密封圈、陶瓷纤维密封圈或不锈钢毡密封圈。
6.根据权利要求1所述一种废液焚烧烟气净化设备,其特征在于,脉冲反吹装置(2)由脉冲阀和喷吹管组成,喷吹管水平置于净气室内,喷吹管侧壁上设有喷吹口,喷吹口与陶瓷膜管的正中心相对,喷吹口下端离陶瓷膜管顶端的距离为10~30cm。
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