CN113332843A - 一种铸造烟气的除臭、除渣工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸造烟气的除臭、除渣工艺，包括步骤：雾化吸收：药剂溶液经第一吸收塔内雾化喷头雾化；烟气在第一吸收塔内被雾化的药剂吸附反应形成含水雾气体；喷淋除雾：药剂溶液经第二吸收塔内多层填料层上部设置的喷淋装置喷淋，处理后的含水雾气体经由所述第二吸收塔底部进入，被多层填料层内部和上方的药剂吸附反应及除水雾，形成含苯系物气体；除味：含苯系物气体经由除臭装置内的吸附填料吸附反应形成待排放气体；除渣：第二吸收塔通过底部药剂溶液输送返回至所述药剂槽；药剂槽中设置有隔网防止废渣进入泵的进液口；通过泵将药剂槽中药剂溶液循环输送至雾化喷头、喷淋装置。本发明的工艺能够有效处理铸造烟气，达到排放标准。
Description
技术领域
本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种铸造烟气的除臭、除渣工艺。
背景技术
随着铸造工艺的发展，我国铸造业已广泛采用树脂砂型，如自硬呋喃树脂、酚醛树脂砂，这不仅缩短了生产周期，提高了生产效率，而且也提高了铸件外观质量。但是树脂砂型在浇注和冷却时，会散发出很浓的烟气，因受高温铝水、铁水以及钢水的烘烤，烟气成分不仅有烟尘和CO，还会产生分解出来的有机物质和粘度较大的树脂油性挥发物，这些树脂油性挥发物与烟尘混合会产生粘性很强且易燃的黑色油腻物，很容易粘在通风除尘管道的管壁和袋式除尘器的滤袋上，时间一长会使滤袋阻力增加直至堵塞，从而导致过滤功能失效。因此，目前我国的铸造业在树脂砂造型生产线上，凡浇注段和冷却通廊的烟气一般均采用风机直排，不设置除尘器，这样就导致了污染转移，虽清洁了室内环境，但污染了大气，排放并不达标。这些混于空气中形成有机废气，不仅造成了环境污染，而且伤害了人的身体健康，铸造生产中的有机废气污染已成为行业关注的焦点问题之一。采取经济、有效的方法解决铸造生产中的有机废气污染问题，对铸造行业可持续发展和我国的生态文明建设具有重要的现实意义。
目前对铸造车间产生的含其他成分有机废气的治理问题(即能有效过滤烟气粉尘又能有效处理有害气体)，还未见相关报道，铸造车间有机废气污染治理工作才刚刚起步。
然而，在石油、化工、印刷等行业，对有机废气处理已有多种经济、有效的处理方法。但是，由于铸造行业有机废气有机物浓度低，产气量少等特点，很难直接将上述各行业的有机废气处理方法直接照搬使用。
发明内容
本发明提供一种铸造烟气的除臭、除渣工艺，能够有效处理铸造烟气中有害气气体及其产生的废渣，达到排放标准。
本发明的技术方案如下：
一种铸造烟气的除臭、除渣工艺，包括如下步骤：
雾化吸收：药剂溶液经第一吸收塔内上部设置的雾化喷头雾化；烟气在所述第一吸收塔内被雾化的药剂吸附反应形成含水雾气体；
喷淋除雾：药剂溶液经第二吸收塔内多层填料层上部设置的喷淋装置喷淋，所述第一吸收塔处理后的含水雾气体经由所述第二吸收塔底部进入，被多层填料层内部和上方的药剂吸附反应及除水雾，形成含苯系物气体；
除味：经过所述第二吸收塔的含苯系物气体经由除臭装置内的吸附填料吸附反应形成待排放气体；
除渣：所述第二吸收塔通过底部设置排液口将药剂溶液输送返回至所述药剂槽；所述药剂槽中设置有隔网，所述排液口、所述泵的进液口位于所述隔网的两侧，防止废渣进入泵的进液口；通过泵将药剂槽中药剂溶液循环输送至所述雾化喷头、喷淋装置。
优选的，所述第一吸收塔底部和/或所述第二吸收塔底部设置为旋风分离器。
优选的，所述第二吸收塔包括多层间隔设置的填料层，每层填料层上对应设置有不同喷淋头装置。
优选的，喷淋头装置包括消防喷淋头、水雾喷嘴，经由所述消防喷淋头使水形成伞状水流层，经由所述水雾喷嘴使水形成0.01-0.15mm的颗粒状水雾或者雾。
优选的，所述第二吸收塔上部设置有出气口，下部设置有进气口，所述消防喷淋头设置于所述第二吸收塔的最上层填料的上方。
优选的，其特征在于，所述水雾喷嘴包括螺旋喷嘴、实心锥喷嘴；优选的，所述螺旋喷嘴设置于所述实心锥喷嘴上方。
优选的，所述填料层选自环形填料、球形填料、水帘填料，优选为水帘填料。
优选的，所述第一吸收塔内沿水平方向间隔布置有多个所述雾化喷头，沿竖直方向间隔布置有多个所述雾化喷头，所述雾化喷头为高压喷头。
优选的，所述药剂槽设置为一个或者多个，所述药剂槽中药剂溶液相同或者不同，从药剂槽中进入第一吸收塔、第二吸收塔的药剂溶液相同或者不同；所述第一吸收塔底部设置第一排液口，所述第一吸收塔内药剂溶液通过所述第一排液口输送至第二吸收塔或药剂槽；所述第二吸收塔底部设置第二排液口，所述第二吸收塔内药剂溶液通过所述第二排液口输送至所述药剂槽。
优选的，所述除臭装置内填充的吸附填料包括活性炭、分子筛，所述吸附填料内负载有常温催化剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
第一.本发明的工艺通过串联的两个吸收塔、除臭装置、药剂槽处理铸造烟气，结合顶部雾化喷头将药剂溶液形成药剂喷雾，以充分与烟气接触，一方面药剂喷雾接触与烟气中的气体反应达到除去有害气体，另一方面药剂喷雾与粉尘接触并凝聚达到进一步降尘作用，第二吸收塔通过设置不同的喷淋头，进一步反应除去有害气体及少量的尘；第二吸收塔进一步吸收、除雾；通过除臭装置除去前面两个湿式吸收塔未能反应的苯系物，实现除臭；通过药剂槽内设置隔网实现除渣，并实现药剂的循环使用；
第二.本发明第一吸收塔和/或第二吸收塔塔底通过塔底部的旋风分离器初步分离粉尘，并使得气体形成螺旋气流，降低气体流速，为后续雾化除尘增加停留时间；
第三.本发明第二吸收塔通过选用不同的喷头，通过消防喷淋头形成水流与气体反应，另一方面，非雾状的水流吸附可除去水雾；优选的将消防喷淋头设置在最上层填料上方(相较于其他喷淋装置更靠近出口)，防止水雾进入后续阶段；采用水雾喷嘴，形成水雾或者雾，可以进一步与气体接触反应，提高吸收效果；
第四.本发明的实心喷嘴处的药剂主要呈雾状，用于与气体反应，在螺旋喷嘴处的药剂主要呈大液滴水雾或者是水流及大液滴水雾，用于与气体反应以及吸附水雾，经由螺旋喷嘴喷射的水体流动产生静电可进一步除雾，将螺旋喷嘴设置于实心锥喷嘴上方，在强化吸收的同时，螺旋喷嘴初步除雾衔接后续消防喷淋头除雾，能够增强除雾效果；
第五.本发明的填料选择水帘填料，液体滴落在水帘填料上后顺着填料上纤维状自上而下流动，整体形成层层水膜，同时与进入的气体进行接触，能够实现气液的充分接触，并且，经过水帘的气体压降低，从而风机功率要求低，使得运行成本低。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例铸造烟气的除臭、除渣工艺流程图；
图2为本实用新型实施例第一吸收塔的结构示意图；
图3为本实用新型实施例第二吸收塔的结构示意图；
图4为本实用新型实施例另一第二吸收塔的结构示意图；
图5为本实用新型实施例第二吸收塔的一喷淋装置的结构示意图；
图6为本实用新型实施例第二吸收塔的另一喷淋装置的结构示意图；
图7为本实用新型实施例第二吸收塔的另一喷淋装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
为了更好的说明本发明，下方结合附图1-7对本发明进行详细的描述。
实施例
参见图1，一种铸造烟气的除臭、除渣工艺，包括如下步骤：
雾化吸收：药剂溶液经第一吸收塔1内上部设置的雾化喷头雾化；烟气在所述第一吸收塔内被雾化的药剂吸附反应形成含水雾气体；
喷淋除雾：药剂溶液经第二吸收塔内多层填料层上部设置的喷淋装置喷淋，所述第一吸收塔处理后的含水雾气体经由所述第二吸收塔底部进入，被多层填料层内部和上方的药剂吸附反应及除水雾，形成含苯系物气体；
除味：经过所述第二吸收塔的含苯系物气体经由除臭装置内的吸附填料吸附反应形成待排放气体；
除渣：所述第二吸收塔通过底部设置排液口将药剂溶液输送返回至所述药剂槽；所述药剂槽中设置有隔网，所述排液口、所述泵的进液口位于所述隔网的两侧，防止废渣进入泵的进液口；通过泵将药剂槽中药剂溶液循环输送至所述雾化喷头、喷淋装置。
通过串联的两个吸收塔1、2，结合第一个吸收塔1上部雾化喷头12将药剂溶液形成药剂喷雾，以充分与烟气接触，一方面药剂喷雾接触与烟气中的气体反应达到除去有害气体，另一方面药剂喷雾与粉尘接触并凝聚达到进一步降尘作用，第二个吸收塔2通过多层填料层24设置不同的喷淋装置22，分别形成水流、水雾，水雾主要起到继续除尘、反应，水流主要起到除水雾兼具反应、降尘作用，能进一步反应除去有害气体及少量的尘，并可去除水雾。前面的两个塔实现灰尘、水溶性较高的气体的吸收；烟气经过前面两个湿式吸收塔吸收后，苯系物由于其低水溶性，因此其在两个吸收塔内停留时间较短，吸收效果较差，因此设置除臭装置进行进一步处理。所述除臭装置内填充的吸附填料包括活性炭、分子筛，所述吸附填料内负载有催化剂，比如常温催化剂，气体进入吸附填料的空隙内，被空隙内的催化剂催化反应。通过本工艺处理，烟气得以充分处理，烟气处理率达到90％，并且除去苯系物。
参见图4，第二吸收塔底部设置为旋风分离器4时，第二吸收塔底部进气口25与旋风分离器4进气口连通，来自第一吸收塔的气体通过进气口25进入旋风分离器4，旋风分离后从旋风分离器4顶部开口进入所述第二吸收塔2，经多层填料层24处理后，从出气口21排出，可以排空或者通入下一处理装置。
第一吸收塔底部开口13可以作为进气口，上部开口14可以作为出气口；相反的，第一吸收塔底部开口13可以作为出气口，上部开口14可以作为进气口。当第一吸收塔塔底1设置为旋风分离器时，图中未示出，可以参考图4，所述第一吸收塔底部开口13可以作为进气口，底部开口13同时也是与旋风分离器进气口连通，上部开口14可以作为出气口，铸造烟气经过底部开口13进入旋风分离器，旋风分离后，从旋风分离器顶部开口进入所述第一吸收塔1，在第一吸收塔1内与喷雾作用后，从上部开口14排出通入第二吸收塔2。
第一个吸收塔1通过塔底部的旋风分离器分离粉尘和/或第二个吸收塔通过塔底部的旋风分离器分离粉尘，并使得气体形成螺旋气流，降低气体流速，为后续雾化除尘增加停留时间，并且第一/第二吸收塔内的液体药剂大部分从旋风分离器出气口流入旋风分离器，从旋风分离器锥形下口流动第一/第二吸收塔塔底，旋风分离器内药剂液流也能够起到一定的降尘作用。
所述第一吸收塔1内通过水管11沿水平方向间隔布置有多个所述雾化喷头12，通过水管沿竖直方向间隔布置有多个所述雾化喷头12，通过雾化喷头12的设置，使得第一吸收塔内能充满药剂水雾，并且沿着烟气的进入方向形成多级吸收状态。进一步优选的，所述雾化喷头12为高压喷头，将液体药剂充分雾化，形成颗粒更小的雾状，以便于提高吸收、除尘效率。
第二吸收塔2通过不同的喷淋装置22，可以将药剂溶液形成不同的水流/水雾状态，以实现吸水、除雾效果，具体的，参见图5-7，喷淋装置22可以包括消防喷淋头231、水雾喷嘴232、233，药剂溶液经由所述消防喷淋头231形成伞状水流，伞状水流水体厚度较大，与气体反应，并更有利于除去水雾，消防喷淋头结构示意图可以参见图5，当然，也可根据需要选择其他结构合适的消防喷淋头；消防喷淋头231的多个出水口形成将塔体全覆盖的伞状水流层，含水雾的气体进入该水流层，水雾被水流层吸收实现较好的除雾效果，并且水流层的气流阻力小；更优的实施例中可以结合多个并列设置的消防喷淋头形成将塔体全覆盖的更厚水流层，厚水流层的吸收、除雾效果更好。如果第二吸收塔后续还设置有催化氧化的除味装置，其内催化剂的催化效果会受水雾影响，或者需要达到排放要求的“消白”，则需要加强第二吸收塔内除水雾效果，优选的，可以将所述消防喷淋头设置于所述第二吸收塔的最上层填料的上方，较其他喷淋装置更靠近出气口，以确保气体在第二吸收塔内最后一道工序的除水雾效果。
药剂溶液经由所述水雾喷嘴232、233形成0.01-0.15mm的颗粒状水雾或者雾，一方面吸附烟气中水雾滴，一方面与气体反应。可选的，所述水雾喷嘴包括但不限于螺旋喷嘴232、实心锥喷嘴233。在螺旋喷嘴处的药剂主要呈大液滴水雾或者是水流及大液滴水雾，用于与气体反应以及吸附水雾，经由螺旋喷嘴喷射的水体流动产生静电可进一步除雾，螺旋喷嘴结构示意图参见图6。药剂溶液在实心锥喷嘴处雾化，主要用于与气体发生反应，实心锥喷嘴结构示意图可以参见图7。螺旋喷嘴、实心锥喷嘴在塔中位置不限，当然，为了达到最优的除雾效果，将消防喷淋头设置于最上层主要用于除雾时，优选的可以将螺旋喷嘴设置于实心锥喷嘴上方，使得螺旋喷嘴初步除雾能与后续消防喷淋头除雾衔接递进，从而增强除雾效果。
喷淋装置22的种类、填料层24的层数可以根据需要设置，对于较低标准的烟气处理排放要求，填料层24可设置为两层时，喷淋装置22可以根据需要选择消防喷淋头231、螺旋喷嘴232、实心锥喷嘴233中的两种；当烟气处理排放标准更高时，填料层24设置为三层或者更多层时，喷淋装置22可以根据需要选择消防喷淋头231、螺旋喷嘴232、实心锥喷嘴233中的至少两种；如需要更好的除雾效果，可以选择消防喷淋头与其他喷淋装置结合使用，并将消防喷淋头设置在最上层填料上方。
消防喷淋头231一般用于消防领域，螺旋喷嘴232一般用于大型煤电厂大范围除尘，实心锥喷嘴233一般用于农业农药的喷洒，申请人通过对浇铸烟气的深入研究，将不同领域的喷淋装置结合、分配用于铸造烟气处理，设计获得更适合处理铸造烟气的吸收塔。消防喷淋头231、螺旋喷嘴232、实心锥喷嘴233具体结构、型号、尺寸等参数，可以根据具体的需要选择，此处不具体展开。
对于每个填料层24，填料可以选自环形填料、球形填料、水帘填料等现有填料，当然优选为水帘填料，液体滴落在水帘填料上后顺着填料上纤维状自上而下流动，整体形成层层水膜，同时与进入的气体进行接触，能够实现气液的充分接触，并且，水帘的缝隙宽度阻力一致，风阻小，经过水帘的气体压降大大降低，从而风机功率要求低，使得运行成本低。
所述第一吸收塔底部设置第一排液口，所述第一吸收塔底药剂溶液较少，可以将所述第一吸收塔内药剂溶液通过所述第一排液口输送至第二吸收塔或药剂槽；所述第二吸收塔底部设置第二排液口，所述第二吸收塔内药剂溶液通过所述第二排液口输送至所述药剂槽。
所述药剂槽3中设置有隔网(图中未示出)，所述隔网将所述第一排液口/第二排液口分隔与所述泵的进液口分隔开，在所述第一吸收塔、所述第二吸收塔内反应产生的盐、烟气中固体颗粒沉降下来尘粒组成固体废渣，通过排液口进入所述药剂槽，隔网的设置可以防止固体废渣进入泵的进液口。
进一步的，为了降低能耗，可设置仅一台泵与所述第一吸收塔、所述第二吸收对应的雾化喷头、喷淋装置连接，以降低能耗，进一步通过各个管路选择不同管径、或者各管路阀门开度，可以实现各个管路不同的水流速、压力用以匹配对应的雾化喷头、喷淋装置，以便合适的形成水流或水雾，比如，消防喷淋头的管路管径、或者阀门开度相较其他的管路更大一些。
在以上实施例中，如图1所述，所述药剂槽3设置为一个，所述药剂槽中药剂溶液相同，从药剂槽中进入第一吸收塔、第二吸收塔的药剂溶液相同。当然，在其他实施例中(图中未示出)，所述药剂槽设置为多个，比如两个，两个药剂槽中药剂溶液不同，从药剂槽中进入第一吸收塔、第二吸收塔的药剂溶液也者不同。
通过本发明，形成三级处理，可以达到各级分别处理不同类物质。一级喷雾塔可处理醇类、烯类、环烷类物质；二级喷淋塔可处理酮类、酚类、脂类、酸酐、呋喃类物质；三级分子筛催化剂处理苯系物、醛类、甲基荼，氧杂蒽、氮氧化物、碳氧化物类，以及前二级处理不完全而逃逸到三级的气体。或者通过药剂溶液的互换，使得一级喷雾塔可处理酮类、酚类、脂类、酸酐、呋喃类物质；二级喷淋塔可处理醇类、烯类、环烷类物质。具体的可以根据不同树脂高温裂解成分不同，在两个吸收塔设置相同或者不同的药剂，以实现裂解烟气的有效吸收。本发明的三级处理形成综合方案，以保障在高峰低谷的各种浓度气态下的稳定经济性运行。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种铸造烟气的除臭、除渣工艺，其特征在于，包括如下步骤：
雾化吸收：药剂溶液经第一吸收塔内上部设置的雾化喷头雾化；烟气在所述第一吸收塔内被雾化的药剂吸附反应形成含水雾气体；
喷淋除雾：药剂溶液经第二吸收塔内多层填料层上部设置的喷淋装置喷淋，所述第一吸收塔处理后的含水雾气体经由所述第二吸收塔底部进入，被多层填料层内部和上方的药剂吸附反应及除水雾，形成含苯系物气体；
除味：经过所述第二吸收塔的含苯系物气体经由除臭装置内的吸附填料吸附反应形成待排放气体；
除渣：所述第二吸收塔通过底部设置排液口将药剂溶液输送返回至所述药剂槽；所述药剂槽中设置有隔网，所述排液口、所述泵的进液口位于所述隔网的两侧，防止废渣进入泵的进液口；通过泵将药剂槽中药剂溶液循环输送至所述雾化喷头、喷淋装置。
2.根据权利要求1所述的铸造烟气的除臭、除渣工艺，其特征在于，所述第一吸收塔底部和/或所述第二吸收塔底部设置为旋风分离器。
3.根据权利要求1所述的铸造烟气的除臭、除渣工艺，其特征在于，所述第二吸收塔包括多层间隔设置的填料层，每层填料层上对应设置有不同喷淋头装置。
4.根据权利要求3所述的铸造烟气的除臭、除渣工艺，其特征在于，喷淋头装置包括消防喷淋头、水雾喷嘴，经由所述消防喷淋头使水形成伞状水流层，经由所述水雾喷嘴使水形成0.01-0.15mm的颗粒状水雾或者雾。
5.根据权利要求4所述的铸造烟气的除臭、除渣工艺，其特征在于，所述第二吸收塔上部设置有出气口，下部设置有进气口，所述消防喷淋头设置于所述第二吸收塔的最上层填料的上方。
6.根据权利要求4或5所述的铸造烟气的除臭、除渣工艺，其特征在于，所述水雾喷嘴包括螺旋喷嘴、实心锥喷嘴；优选的，所述螺旋喷嘴设置于所述实心锥喷嘴上方。
7.根据权利要求1所述的铸造烟气的除臭、除渣工艺，其特征在于，所述填料层选自环形填料、球形填料、水帘填料，优选为水帘填料。
8.根据权利要求1所述的铸造烟气的除臭、除渣工艺，其特征在于，所述第一吸收塔内沿水平方向间隔布置有多个所述雾化喷头，沿竖直方向间隔布置有多个所述雾化喷头，所述雾化喷头为高压喷头。
9.根据权利要求1所述的铸造烟气的除臭、除渣工艺，其特征在于，所述药剂槽设置为一个或者多个，所述药剂槽中药剂溶液相同或者不同，从药剂槽中进入第一吸收塔、第二吸收塔的药剂溶液相同或者不同；所述第一吸收塔底部设置第一排液口，所述第一吸收塔内药剂溶液通过所述第一排液口输送至第二吸收塔或药剂槽；所述第二吸收塔底部设置第二排液口，所述第二吸收塔内药剂溶液通过所述第二排液口输送至所述药剂槽。
10.根据权利要求1所述的铸造烟气的除臭、除渣工艺，其特征在于，所述除臭装置内填充的吸附填料包括活性炭、分子筛，所述吸附填料内负载有常温催化剂。
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