專利名稱：一種含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置及處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于尾氣節能減排、物料凈化處理、回收利用的技術領域，具體涉及200°C 以下含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置及工藝。
背景技術：
化工生產過程中產生的粉塵、揮發性組分等污染物質不可避免常隨干燥尾氣排入大氣，產生環境污染的同時也造成資源和熱能的浪費。以硫基復合肥干燥造粒尾氣為例，硫基復合肥干燥造粒尾氣中含有大量氨氣、粉塵和水汽，其溫度約為120-130°C。氨氣是有刺激性惡臭氣味的有毒性氣體，尤其對動物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用；粉塵污染大氣環境，引起呼吸道疾病；尾氣濕度過大、 局部過飽和，引起夾雜氨氣的蒸汽凝霧，惡化工廠工作人員和廠區周邊居民的生活環境；此外，尾氣的低位熱能和水的潛熱沒有有效利用，不但浪費熱能而且增加了向大氣中的熱排放。因此，此類化工尾氣的治理及其重要。現有技術采用旋風分離除塵再經文丘里濕式除塵和氨吸收的方法，將分離吸收下來的粉塵顆粒和部分氨氣返回到原料工序用作生產原料；最后采用循環水噴淋洗滌的方法，吸收尾氣中余下的氨氣。但是，尾氣的濕度和溫度相對較高，文丘里洗滌時，尾氣與酸液接觸后溫度急劇下降，析出大量水分與吸收液混合最終返回到生產工序中用作生產原料， 增加了干燥、造粒工段時的熱能消耗；此外，隨著酸洗時間的延長，酸槽內液溫上升，氨吸收效率大大降低。工廠實際情況往往是把用于物料生產的全部磷酸用來酸洗和吸收，都不能完全吸收掉尾氣中的氨氣，致使氨氣超標排放。另一方面，即使額外加入循環水噴淋吸收余下的氨氣達標排放，會額外產生一部分氨氮廢水，仍然存在物料和熱能浪費，污染環境的問題。因此，在尾氣進入文丘里酸洗之前應盡量降低尾氣的溫度和濕度，既回收尾氣熱能，降低干燥工段的熱能消耗；又大大提高氨氣的吸收效率，減少污染氣體排放變廢為寶。由于旋風除塵器不能去除所有粉塵，部分粉塵隨尾氣進入換熱設備，在冷凝水的作用下粘附在換熱設備內壁形成垢層影響換熱效果，堵塞換熱設備。因此，含塵、含濕熱尾氣的物料回收，熱能利用依然是個難點。目前為止，沒有一套針對含塵、含濕熱尾氣物料回收、熱能利用集成處理的有效工藝及裝置。
發明內容
本發明為了解決上述尾氣中環境污染，資源和熱能浪費的問題，提供了一種針對含塵、含濕熱尾氣物料回收、低位熱能利用集成處理的裝置。本發明另一目的是提供利用上述裝置的含塵、含濕熱尾氣物料回收、熱能利用集成處理工藝。本發明采用如下技術方案一種含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置，包括除塵裝置和洗滌吸收裝置，在除塵裝置和洗滌吸收裝置之間通過管路串聯換熱設備，該換熱設備中與熱尾氣接觸的壁面是低表面能、疏水性材料。換熱設備的排液口通過管路連接循環水槽。循環液槽與洗滌吸收裝置通過管路連接形成循環回路。洗滌吸收裝置的排氣口通過管路連接噴淋塔。噴淋塔與循環水槽之間通過管路連接形成循環回路。所述的換熱設備優選為列管式換熱器，洗滌吸收裝置優選為文丘里洗滌器，除塵裝置優選為旋風除塵器。上述低表面能、疏水性材料優選為含氟聚合物，最優選為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚氟乙烯或聚四氟乙烯烷氧基樹脂；即換熱器的材料也可以為含氟聚合物或金屬表面涂覆含氟聚合物。利用上述含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置的尾氣集成處理工藝，包括除塵、換熱和洗滌，含塵、含濕熱尾氣先通過除塵裝置進行除塵，除塵后的熱尾氣進入換熱設備換熱，換熱后的氣體再依次經過洗滌吸收裝置洗滌和噴淋塔水洗，對尾氣中的污染性氣體進行吸收回用。該工藝中所述的熱尾氣的溫度為80 200°C。該工藝中換熱和洗滌具體步驟可將除塵后的熱尾氣通入換熱設備與冷空氣進行熱交換從而降溫、脫濕，產生的冷凝水進入循環水槽用于噴淋塔吸收氣體；降溫、脫濕后的尾氣通入洗滌吸收裝置進行洗滌。循環液槽6中的洗滌液可以返回生產工段用作物料生產，尾氣最后通過噴淋塔4水洗后排放。本發明可對200 °C以下，特別是80 200 °C含塵、含污染性氣體以及水汽等物質的濕熱尾氣進行集成處理。污染性氣體可為酸性或堿性污染氣體。具體可以為生產硫基復合肥、磷肥、氨肥等過程中干燥造粒產生的尾氣。本發明采用的低表面能、疏水性材料換熱器具有防垢功能。特別是與熱尾氣接觸的壁面是含氟聚合物的換熱器不但具有防垢功能，可以回收熱能，降低尾氣溫度、濕度，而且換熱器冷凝下來的水可以吸收尾氣中的部分污染性氣體，解決了一般換熱設備回收利用含塵、含濕熱尾氣低位熱能容易結垢堵塞的難點。與現有技術相比，本發明具有以下優點1.采用低表面能、疏水性材料的換熱器，特別是與熱尾氣接觸的壁面是含氟聚合物換熱器可以起到熱能回收、除濕防垢、污染性氣體吸收工藝一體化。由于采用氣-氣換熱，空氣的傳熱系數較低，氣體的傳熱系數決定總傳熱系數，換熱器材質的導熱系數對總傳熱系數影響很小，避免了含氟聚合物材質導熱性能對總傳熱系數的影響；此外，由于含氟聚合物低表面能、疏水性的特性，換熱器中冷凝水在其表面形成穩定的水珠狀冷凝，大大提高了換熱效率。2.在處理工藝過程中，尾氣溫度和濕度的降低，使得洗滌吸收裝置中對污染性氣體的吸收效率大大提高。返回物料的水量減少，干燥工段的熱能消耗也相應減少。3.在處理工藝過程中，尾氣中冷凝下的水作為噴淋塔的噴淋用水，無需外加噴淋用水。4.整套裝置流程簡單，效率高，易操作。5.本發明裝置節約能源，使得污染性氣體的吸收效率高達95%以上，同時減少液體和熱量的排放，變廢為寶，降低企業成本。
圖1為本發明含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置圖。
其中，1.除塵裝置，2.換熱設備，3.洗滌吸收裝置，4.噴淋塔，5.循環水槽，6.循環液槽。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
進一步說明實施例1如圖1所示，含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置，包括除塵裝置和洗滌吸收裝置，在除塵裝置1和洗滌吸收裝置3之間通過管路串聯換熱設備2。換熱設備2的排液口通過管路連接循環水槽5。洗滌吸收裝置3的排液口通過管路連接循環液槽6的進口，循環液槽6 的出口通過管路接回洗滌吸收裝置3的第二入口。即循環液槽6與洗滌吸收裝置3通過管路連接形成循環回路。洗滌吸收裝置3的排氣口通過管路連接噴淋塔4。噴淋塔4與循環水槽5之間通過管路連接形成循環回路。所述的換熱設備2可為列管式換熱器，洗滌吸收裝置3可為文丘里洗滌器，除塵裝置1可為旋風除塵器。所述換熱設備2中與熱尾氣接觸的壁面的材料是低表面能、疏水性材料，可為含氟聚合物，優選聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚氟乙烯或聚四氟乙烯烷氧基樹脂。即換熱器的材料也可以全部為含氟聚合物或金屬表面涂覆含氟聚合物。實施例2采用實施例1含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置進行處理的工藝在硫基復合肥生產過程中，干燥造粒工段產生的尾氣含有氨氣2000ppm、粉塵 16. 3g/m3和濕度(濕含量)0. 286kg水汽/kg干空氣，其溫度為120 130°C，尾氣流量 1000m3/h。a)除塵尾氣通入擴散式旋風除塵器1進行除塵，除塵后尾氣粉塵含量1. 4g/m3， 除塵效率92%，收集的粉塵返回到生產工段作為物料重新使用。b)換熱除塵后的尾氣通入聚四氟乙烯列管式換熱器2與冷空氣進行逆流熱交換，進行熱能回收，降低尾氣溫度和濕度。聚四氟乙烯列管式換熱器2有冷空氣進口、熱能回收口、氣體進口、換熱后氣體出口和排液口共五個口，而且氣體進口端設有三通球閥(可用于清洗換熱設備)。其中，冷凝下的水進入循環水槽5用于噴淋塔吸收氨氣。冷空氣被加熱后可以用于液氨蒸發或干燥工段干燥空氣。換熱后，尾氣溫度降為55°C，濕度降為 0. 114kg水汽/kg干空氣，冷凝水量為:221. 9kg。c)洗滌降溫、脫濕后的尾氣通入文丘里洗滌器3用質量百分比濃度為30%的磷酸作為洗滌液進行洗滌，除去尾氣中殘留下的粉塵并吸收尾氣中的氨氣，循環液槽6中的洗滌液PH達到6時返回生產工段用作物料生產。d)噴淋塔水洗酸洗后的尾氣經過噴淋塔4進行水洗。經過該設備及工藝處理后的尾氣中粉塵含量為0，氨氣含量為98ppm;除塵效率 100%，氨吸收效率95%，全部達標排放。另外，流量為1000m3/h的熱尾氣，尾氣熱量和水的潛熱每小時直接節能5. 7X 105kJ ；減少干燥段水汽蒸發間接節能5. 5X 105kJ ；每小時綜合節能 1. 12X106kJ。
權利要求
1.一種含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置，包括除塵裝置和洗滌吸收裝置，其特征在于在除塵裝置(1)和洗滌吸收裝置C3)之間通過管路串聯換熱設備O)，該換熱設備( 中與熱尾氣接觸的壁面是低表面能、疏水性材料。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于換熱設備O)的排液口通過管路連接循環水槽(5)。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于循環液槽(6)與洗滌吸收裝置(3)通過管路連接形成循環回路。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于洗滌吸收裝置(3)的排氣口通過管路連接噴淋塔G)，噴淋塔(4)與循環水槽( 之間通過管路連接形成循環回路。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述的換熱設備O)為列管式換熱器；所述的洗滌吸收裝置C3)為文丘里洗滌器；所述的除塵裝置(1)為旋風除塵器。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述低表面能、疏水性材料為含氟聚合物。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于所述含氟聚合物為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚氟乙烯或聚四氟乙烯烷氧基樹脂。
8.一種應用權利要求1所述含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置的尾氣集成處理工藝，包括除塵、換熱和洗滌，其特征在于含塵、含濕熱尾氣先通過除塵裝置(1)進行除塵，除塵后的熱尾氣進入換熱設備( 換熱，換熱后的氣體再依次經過洗滌吸收裝置C3)洗滌和噴淋塔⑷水洗。
9.根據權利要求1所述的含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置的尾氣集成處理工藝，其特征在于該工藝中所述的熱尾氣的溫度為80 200°C。
10.根據權利要求8所述的含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置的尾氣集成處理工藝，其特征在于該工藝中換熱和洗滌步驟具體是除塵后的熱尾氣進入換熱設備O)與冷空氣進行熱交換從而降溫、脫濕，產生的冷凝水進入循環水槽( 用于噴淋塔(4)吸收氣體；降溫、脫濕后的尾氣進入洗滌吸收裝置( 進行洗滌。
全文摘要
本發明公開了一種含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置及其處理工藝，該裝置主要在除塵裝置(1)和洗滌吸收裝置(3)之間通過管路串聯換熱設備(2)，利用該裝置將含塵、含濕熱尾氣先通入除塵裝置(1)進行分離除塵，再將除塵后的熱尾氣通入換熱設備(2)進行熱能回收，最后再將換熱后的氣體依次通入洗滌吸收裝置(3)和噴淋塔(4)對尾氣中的污染性氣體進行吸收回用。該集成處理裝置簡單，易于操作，利用該裝置處理尾氣能減少污染性氣體、液體和熱量的排放，節約能源，變廢為寶，降低企業成本。
文檔編號B01D53/78GK102294159SQ20111018526
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月4日 優先權日2011年7月4日
發明者胡燚, 賈忱, 郝纏熙, 韓毓旺, 黃和 申請人:南京工業大學