CN107376604A - 一种工业发酵废气除湿方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业发酵废气除湿方法及装置，该装置包括通过管路相连的三维管除湿器、变频风机、喷水设备、冷水箱、变频水泵、三维管加热器和等离子反应器。发酵废气依次经三维管加热器、三维管除湿器处理后，回送到三维管加热器，再进入等离子反应器，充分反应后经引风机通过管道排放；所述三维管除湿器的壳侧为废气，管侧为空气，空气经喷水设备降温增湿通过变频风机与室外空气相连通，所述三维管除湿器配有喷水设备，该喷水设备通过变频水泵连接一冷水箱，冷水箱冷水由制冷设备制备，所述制冷设备内置有冷水循环水泵。本发明使用寿命长；装置中三维管除湿器、三维管加热器均可单台布置，适用于大流量废气的设计及使用，占地面积小。
Description
技术领域
本发明涉及化工、制药等领域，具体涉及一种工业发酵废气除湿方法及装置。
背景技术
等离子体处理净化废气中的恶臭异味、有毒有害物资是一种比较成熟的技术，在石油、化工、制药、垃圾处理场等领域得到了大量的推广和应用。按照等离子体处理工业发酵废气装置的技术流程(见图1)，由发酵罐废气回收***收集的异味气体，需要经过预处理装置除湿、降温或升温后再进入等离子体反应器，消除异味净化的气体经排气管道高空排放。一般工业发酵废气温度在30-65℃，相对湿度在95-100％，通过预处理装置除湿、升温或降温后，相对湿度≤85％，温度≤48℃(温度升降视工艺而定)。工业废气具有一定的腐蚀性，个别气源腐蚀较为严重。为满足等离子体反应器的技术要求，目前大多数预处理设备采用空气除湿机干燥废气，以空气作为气源的除湿机，蒸发器和冷凝器采用铜管外套钛鋁翅片，该设备用于具有腐蚀性的气体，其抗腐蚀能力差，使用寿命短。另外，空气除湿机处理气体量小，对于大流量工业废气需要多台布置，占地面积大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种工业发酵废气除湿方法及装置，使用寿命长；装置中三维管除湿器、三维管加热器均可单台布置，适用于大流量废气的设计及使用，占地面积小。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种工业发酵废气除湿装置，包括通过管路相连的三维管除湿器、变频风机、喷水设备、冷水箱、变频水泵、三维管加热器和等离子反应器，发酵废气依次经三维管加热器、三维管除湿器处理后，回送到三维管加热器，再进入等离子反应器，充分反应后经引风机通过管道排放；所述三维管除湿器的壳侧为废气，管侧为空气，空气经喷水设备降温增湿通过变频风机与室外空气相连通，所述三维管除湿器配有喷水设备，该喷水设备通过变频水泵连接一冷水箱，冷水箱冷水由制冷设备制备，所述制冷设备内置有冷水循环水泵，还包括一控制器，该控制器的输出端与所述三维管除湿器、三维管加热器、等离子反应器、引风机、变频风机、变频水泵、循环水泵和制冷设备相连，所述喷水设备根据入口空气温度高低调节喷水量。
优选地，所述三维管除湿器、三维管加热器采用耐腐蚀材料制造。
优选地，所述三维管加热器的一个进气端与发酵废气相连的管路、三维管加热器的一个出气端与三维管除湿器相连的管路、三维管除湿器的出气端与三维管加热器另一进气端相连的管路上均安装有第一温度传感器和湿度传感器，三维管加热器的另一个出气端与等离子反应器的进气端相连的管路、三维管除湿器与变频风机连接的管路、变频水泵与喷水设备连接的管路、喷水设备的出水端均安装有第二温度传感器和流量传感器，第一温度传感器、第二温度传感器、湿度传感器和流量传感器均与所述控制器的输入端相连。温度、湿度和流量测量仪表通过硬件将数据输入数据采集***，实时监控各仪表测量数据，数据采集***由硬件和软件组成。
本发明还提供了一种工业发酵废气除湿方法，利用冷风作为冷却介质，将工业发酵废气的热量通过除湿器传递给冷风，在除湿器废气侧表面实现冷凝，析出凝结水，从而达到降温除湿目的；具体的：
S1、采用三维管加热器、三维管除湿器对发酵废气进行降温除湿处理，三维管除湿器壳侧为废气，管侧为室外空气；三维管加热器壳侧为除湿后废气，管侧为除湿前废气。
S2、采用三维管加热器对经步骤S1处理后的发酵废气进行等湿升温处理，使其达到等离子体反应器要求的状态，三维管加热器壳侧为除湿后废气，管侧为除湿前废气；
S3、完成等湿升温处理后，使得发酵废气进入等离子反应器内，充分反应后经引风机通过管道排放。
优选地，所述步骤S1中三维管加热器进气端的发酵废气参数为：干球温度58℃，相对湿度100％，焓湿量137.9g/(kg.干空气)；三维管加热器出气端与三维管除湿器进气端之间的发酵废气参数为：干球温度57.8℃，相对湿度100％，焓湿量136.5g/(kg.干空气)；三维管除湿器另一出气端与三维管加热器另一个进气端之间的发酵废气参数为：干球温度44.8℃，相对湿度100％，焓湿量65.2g/(kg.干空气)。
优选地，所述步骤S2中三维管加热器出气端与等离子反应器的进气端之间的发酵废气参数为：干球温度48℃，相对湿度85％,焓湿量65.2g/(kg.干空气)。
优选地，当三维管除湿器入口空气温度高于20℃时，自动开启变频水泵，喷水量根据室外空气参数确定，当喷水装置入口空气温度为31.5℃,相对湿度47％,大气压88140Pa时，喷水量为1801kg/h，喷水温度为6℃。
优选地，当三维管除湿器入口空气温度低于20℃时，自动停止变频水泵运行；当三维管除湿器出口废气温度低于44.8℃时，可减小变频风机风量，风量减小值根据室外空气状态参数变化设计。
优选地，夏季夜间运行制冷设备，制备低温冷水储存于冷水(保温)箱，以供白天喷水设备使用，储存水量根据喷水设备运行时间和室外空气状态参数设计确定。
本发明具有以下有益效果：
本发明装置中三维管除湿器、三维管加热器均可用耐腐蚀材料制造，使用寿命长。本发明装置中三维管除湿器、三维管加热器均可单台布置，适用于大流量废气的设计及使用，占地面积小。使用时，夏季夜间运行制冷设备，将制备冷水储存于冷水(保温)箱，供白天喷水设备使用，夜间用电价格低，另外夜间室外环境温度低，制冷效率高，而在春季、秋季、冬季，室外空气温度低于20℃，因此不需要运行喷水设备，节约运行费用；按示例参数计算，节能效果显著。采用本发明装置与采用空气除湿机比较，除湿机处理费用521元/小时；本发明装置处理费用99.5元/小时(含水费)，每年按5000小时运行计算，本发明装置年节约运行费用214万元。
附图说明
图1为现有技术中等离子体处理工业发酵废气装置的技术流程图。
图2为本发明实施例一种工业发酵废气除湿装置的流程示意图。
图3为本发明实施例一种工业发酵废气除湿装置的热工测量及控制示意图。
图4为本发明实施例一种工业发酵废气除湿方法过程中的示意焓湿图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2、图3所示，本发明实施例提供了一种工业发酵废气除湿装置，包括通过管路相连的三维管除湿器、变频风机、喷水设备、冷水箱、变频水泵、三维管加热器和等离子反应器，发酵废气依次经三维管加热器、三维管除湿器处理后，回送到三维管加热器，再进入等离子反应器，充分反应后经引风机通过管道排放；所述三维管除湿器的壳侧为废气，管侧为空气，空气经喷水设备降温增湿通过变频风机与室外空气相连通，所述三维管除湿器配有喷水设备，该喷水设备通过变频水泵连接一冷水箱，冷水箱冷水由制冷设备制备，所述制冷设备内置有冷水循环水泵，还包括一控制器，该控制器的输出端与所述三维管除湿器、三维管加热器、等离子反应器、引风机、变频风机、变频水泵、循环水泵和制冷设备相连，所述喷水设备根据入口空气温度高低调节喷水量，所述三维管除湿器、三维管加热器采用耐腐蚀材料制造，使用寿命长，且三维管除湿器、三维管加热器均可单台布置，适用于大流量废气的设计及使用，占地面积小，所述三维管加热器的一个进气端与发酵废气相连的管路、三维管加热器的一个出气端与三维管除湿器相连的管路、三维管除湿器的出气端与三维管加热器另一进气端相连的管路上均安装有第一温度传感器和湿度传感器，三维管加热器的另一个出气端与等离子反应器的进气端相连的管路、三维管除湿器与变频风机连接的管路、变频水泵与喷水设备连接的管路、喷水设备的出水端均安装有第二温度传感器和流量传感器，第一温度传感器、第二温度传感器、湿度传感器和流量传感器均与所述控制器的输入端相连。温度、湿度和流量测量仪表通过硬件将数据输入数据采集***，实时监控各仪表测量数据，数据采集***由硬件和软件组成。
本发明还提供了一种工业发酵废气除湿方法，利用冷风作为冷却介质，将工业发酵废气的热量通过除湿器传递给冷风，在除湿器废气侧表面实现冷凝，析出凝结水，从而达到降温除湿目的；具体的：
S1、采用三维管加热器、三维管除湿器对发酵废气进行降温除湿处理，三维管除湿器壳侧为废气，管侧为室外空气；
S2、采用三维管加热器对经步骤S1处理后的发酵废气进行等湿升温处理，使其达到等离子体反应器要求的状态，三维管加热器壳侧为除湿后废气，管侧为除湿前废气；
S3、完成等湿升温处理后，使得发酵废气进入等离子反应器内，充分反应后经引风机通过管道排放。
如图2和图4所示，所述步骤S1中三维管加热器进气端A的发酵废气参数为：干球温度58℃，相对湿度100％，焓湿量137.9g/(kg.干空气)；三维管加热器出气端与三维管除湿器进气端之间的发酵废气参数为：干球温度57.8℃，相对湿度100％，焓湿量136.5g/(kg.干空气)；三维管除湿器出气端B与三维管加热器另一个进气端之间的发酵废气参数为：干球温度44.8℃，相对湿度100％，焓湿量65.2g/(kg.干空气)，所述步骤S2中三维管加热器另一出气端C与等离子反应器的进气端之间的发酵废气参数为：干球温度48℃，相对湿度85％,焓湿量65.2g/(kg.干空气)。
优选地，当三维管除湿器入口空气温度高于20℃时，自动开启变频水泵，喷水量根据室外空气参数确定，当喷水装置入口空气温度为31.5℃,相对湿度47％,大气压88140Pa时，喷水量为1801kg/h，喷水温度为6℃，当三维管除湿器入口空气温度低于20℃时，自动停止变频水泵运行；当三维管除湿器出口废气温度低于44.8℃时，可减小变频风机风量，风量减小值根据室外空气状态参数变化设计，夏季夜间运行制冷设备，制备低温冷水储存于冷水(保温)箱，以供白天喷水设备使用，储存水量根据喷水设备运行时间和室外空气状态参数设计确定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种工业发酵废气除湿装置，其特征在于，包括通过管路相连的三维管除湿器、变频风机、喷水设备、冷水箱、变频水泵、三维管加热器和等离子反应器，发酵废气依次经三维管加热器、三维管除湿器处理后，回送到三维管加热器，再进入等离子反应器，充分反应后经引风机通过管道排放；所述三维管除湿器的壳侧为废气，管侧为空气，空气经喷水设备降温增湿通过变频风机与室外空气相连通，所述三维管除湿器配有喷水设备，该喷水设备通过变频水泵连接一冷水箱，冷水箱冷水由制冷设备制备，所述制冷设备内置有冷水循环水泵，还包括一控制器，该控制器的输出端与所述三维管除湿器、三维管加热器、等离子反应器、引风机、变频风机、变频水泵、循环水泵和制冷设备相连，所述喷水设备根据入口空气温度高低调节喷水量。
2.如权利要求1所述的一种工业发酵废气除湿装置，其特征在于，所述三维管除湿器、三维管加热器采用耐腐蚀材料制造。
3.如权利要求1所述的一种工业发酵废气除湿装置，其特征在于，所述三维管采用三维肋片管，管子内表面和外表面均为三维肋片结构，用耐腐蚀管子加工制造。
4.如权利要求1所述的一种工业发酵废气除湿装置，其特征在于，所述三维管加热器的一个进气端与发酵废气相连的管路、三维管加热器的一个出气端与三维管除湿器相连的管路、三维管除湿器的出气端与三维管加热器另一进气端相连的管路上均安装有第一温度传感器和湿度传感器，三维管加热器的另一个出气端与等离子反应器的进气端相连的管路、三维管除湿器与变频风机连接的管路、变频水泵与喷水设备连接的管路、喷水设备的出水端均安装有第二温度传感器和流量传感器，第一温度传感器、第二温度传感器、湿度传感器和流量传感器均与所述控制器的输入端相连。
5.一种工业发酵废气除湿方法，其特征在于，利用冷风作为冷却介质，将工业发酵废气的热量通过除湿器传递给冷风，在除湿器废气侧表面实现冷凝，析出凝结水，从而达到降温除湿目的；具体的：
S1、采用三维管加热器、三维管除湿器对发酵废气进行降温除湿处理，三维管除湿器壳侧为废气，管侧为室外空气，三维管加热器壳侧为除湿后废气，管侧为除湿前废气；
S2、采用三维管加热器对经步骤S1处理后的发酵废气进行等湿升温处理，使其达到等离子体反应器要求的状态，三维管加热器壳侧为除湿后废气，管侧为除湿前废气；
S3、完成等湿升温处理后，使得发酵废气进入等离子反应器内，充分反应后经引风机通过管道排放。
6.如权利要求5所述的一种工业发酵废气除湿方法，其特征在于，所述步骤S1中三维管加热器进气端的发酵废气参数为：干球温度58℃，相对湿度100％，焓湿量137.9g/(kg.干空气)；三维管加热器出气端与三维管除湿器进气端之间的发酵废气参数为：干球温度57.8℃，相对湿度100％，焓湿量136.5g/(kg.干空气)；三维管除湿器另一个出气端与三维管加热器另一个进气端之间的发酵废气参数为：干球温度44.8℃，相对湿度100％，焓湿量65.2g/(kg.干空气)。
7.如权利要求5所述的一种工业发酵废气除湿方法，其特征在于，所述步骤S2中三维管加热器出气端与等离子反应器的进气端之间的发酵废气参数为：干球温度48℃，相对湿度85％,焓湿量65.2g/(kg.干空气)。
8.如权利要求5所述的一种工业发酵废气除湿方法，其特征在于，当三维管除湿器入口空气温度高于20℃时，自动开启变频水泵，喷水量根据室外空气参数确定，当喷水装置入口空气温度为31.5℃,相对湿度47％,大气压88140Pa时，喷水量为1801kg/h，喷水温度为6℃。
9.如权利要求5所述的一种工业发酵废气除湿方法，其特征在于，当三维管除湿器入口空气温度低于20℃时，自动停止变频水泵运行；当三维管除湿器出口废气温度低于44.8℃时，可减小变频风机风量，风量减小值根据室外空气状态参数变化设计。
10.如权利要求5所述的一种工业发酵废气除湿方法，其特征在于，夏季夜间运行制冷设备，制备低温冷水储存于冷水箱，以供白天喷水设备使用，储存水量根据喷水设备运行时间和室外空气状态参数设计确定，夜间电价低节省运行费用，夜间环境温度低，制冷效率高于白天。
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