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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于尾氣節(jié)能減排、物料凈化處理、回收利用的技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵、揮發(fā)性組分等污染物質(zhì)不可避免常隨干燥尾氣排入大氣，產(chǎn)生環(huán)境污染的同時(shí)也造成資源和熱能的浪費(fèi)。以硫基復(fù)合肥干燥造粒尾氣為例，硫基復(fù)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(duì)動(dòng)物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用；粉塵污染大氣環(huán)境，引起呼吸道疾??；尾氣濕度過(guò)大、 局部過(guò)飽和，引起夾雜氨氣的蒸汽凝霧，惡化工廠工作人員和廠區(qū)周邊居民的生活環(huán)境；此外，尾氣的低位熱能和水的潛熱沒(méi)有有效利用，不但浪費(fèi)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?，F(xiàn)有技術(shù)采用旋風(fēng)分離除塵再經(jīng)文丘里濕式除塵和氨吸收的方法，將分離吸收下來(lái)的粉塵顆粒和部分氨氣返回到原料工序用作生產(chǎn)原料；最后采用循環(huán)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(duì)較高，文丘里洗滌時(shí)，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(chǎn)工序中用作生產(chǎn)原料， 增加了干燥、造粒工段時(shí)的熱能消耗；此外，隨著酸洗時(shí)間的延長(zhǎng)，酸槽內(nèi)液溫上升，氨吸收效率大大降低。工廠實(shí)際情況往往是把用于物料生產(chǎn)的全部磷酸用來(lái)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(biāo)排放。另一方面，即使額外加入循環(huán)水噴淋吸收余下的氨氣達(dá)標(biāo)排放，會(huì)額外產(chǎn)生一部分氨氮廢水，仍然存在物料和熱能浪費(fèi)，污染環(huán)境的問(wèn)題。因此，在尾氣進(jìn)入文丘里酸洗之前應(yīng)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(fēng)除塵器不能去除所有粉塵，部分粉塵隨尾氣進(jìn)入換熱設(shè)備，在冷凝水的作用下粘附在換熱設(shè)備內(nèi)壁形成垢層影響換熱效果，堵塞換熱設(shè)備。因此，含塵、含濕熱尾氣的物料回收，熱能利用依然是個(gè)難點(diǎn)。目前為止，沒(méi)有一套針對(duì)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述尾氣中環(huán)境污染，資源和熱能浪費(fèi)的問(wèn)題，提供了一種針對(duì)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(fā)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(fā)明采用如下技術(shù)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(guò)管路串聯(lián)換熱設(shè)備，該換熱設(shè)備中與熱尾氣接觸的壁面是低表面能、疏水性材料。換熱設(shè)備的排液口通過(guò)管路連接循環(huán)水槽。循環(huán)液槽與洗滌吸收裝置通過(guò)管路連接形成循環(huán)回路。洗滌吸收裝置的排氣口通過(guò)管路連接噴淋塔。噴淋塔與循環(huán)水槽之間通過(guò)管路連接形成循環(huán)回路。所述的換熱設(shè)備優(yōu)選為列管式換熱器，洗滌吸收裝置優(yōu)選為文丘里洗滌器，除塵裝置優(yōu)選為旋風(fēng)除塵器。上述低表面能、疏水性材料優(yōu)選為含氟聚合物，最優(yōu)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(shù)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(guò)除塵裝置進(jìn)行除塵，除塵后的熱尾氣進(jìn)入換熱設(shè)備換熱，換熱后的氣體再依次經(jīng)過(guò)洗滌吸收裝置洗滌和噴淋塔水洗，對(duì)尾氣中的污染性氣體進(jìn)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(shè)備與冷空氣進(jìn)行熱交換從而降溫、脫濕，產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)入循環(huán)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(jìn)行洗滌。循環(huán)液槽6中的洗滌液可以返回生產(chǎn)工段用作物料生產(chǎn)，尾氣最后通過(guò)噴淋塔4水洗后排放。本發(fā)明可對(duì)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(zhì)的濕熱尾氣進(jìn)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(chǎn)硫基復(fù)合肥、磷肥、氨肥等過(guò)程中干燥造粒產(chǎn)生的尾氣。本發(fā)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(lái)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(shè)備回收利用含塵、含濕熱尾氣低位熱能容易結(jié)垢堵塞的難點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)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(shù)較低，氣體的傳熱系數(shù)決定總傳熱系數(shù)，換熱器材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)總傳熱系數(shù)影響很小，避免了含氟聚合物材質(zhì)導(dǎo)熱性能對(duì)總傳熱系數(shù)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(wěn)定的水珠狀冷凝，大大提高了換熱效率。2.在處理工藝過(guò)程中，尾氣溫度和濕度的降低，使得洗滌吸收裝置中對(duì)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(yīng)減少。3.在處理工藝過(guò)程中，尾氣中冷凝下的水作為噴淋塔的噴淋用水，無(wú)需外加噴淋用水。4.整套裝置流程簡(jiǎn)單，效率高，易操作。5.本發(fā)明裝置節(jié)約能源，使得污染性氣體的吸收效率高達(dá)95%以上，同時(shí)減少液體和熱量的排放，變廢為寶，降低企業(yè)成本。


圖1為本發(fā)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(shè)備，3.洗滌吸收裝置，4.噴淋塔，5.循環(huán)水槽，6.循環(huán)液槽。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)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(guò)管路串聯(lián)換熱設(shè)備2。換熱設(shè)備2的排液口通過(guò)管路連接循環(huán)水槽5。洗滌吸收裝置3的排液口通過(guò)管路連接循環(huán)液槽6的進(jìn)口，循環(huán)液槽6 的出口通過(guò)管路接回洗滌吸收裝置3的第二入口。即循環(huán)液槽6與洗滌吸收裝置3通過(guò)管路連接形成循環(huán)回路。洗滌吸收裝置3的排氣口通過(guò)管路連接噴淋塔4。噴淋塔4與循環(huán)水槽5之間通過(guò)管路連接形成循環(huán)回路。所述的換熱設(shè)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(fēng)除塵器。所述換熱設(shè)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(yōu)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(shù)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(shí)施例2采用實(shí)施例1含塵、含濕熱尾氣集成處理裝置進(jìn)行處理的工藝在硫基復(fù)合肥生產(chǎn)過(guò)程中，干燥造粒工段產(chǎn)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(kuò)散式旋風(fēng)除塵器1進(jìn)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(chǎn)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(jìn)行逆流熱交換，進(jìn)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(jìn)口、熱能回收口、氣體進(jìn)口、換熱后氣體出口和排液口共五個(gè)口，而且氣體進(jìn)口端設(shè)有三通球閥(可用于清洗換熱設(shè)備)。其中，冷凝下的水進(jìn)入循環(huán)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(fā)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(zhì)量百分比濃度為30%的磷酸作為洗滌液進(jìn)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(huán)液槽6中的洗滌液PH達(dá)到6時(shí)返回生產(chǎn)工段用作物料生產(chǎn)。d)噴淋塔水洗酸洗后的尾氣經(jīng)過(guò)噴淋塔4進(jìn)行水洗。經(jīng)過(guò)該設(shè)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(dá)標(biāo)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(shí)直接節(jié)能5. 7X 105kJ ；減少干燥段水汽蒸發(fā)間接節(jié)能5. 5X 105kJ ；每小時(shí)綜合節(jié)能 1. 12X106kJ。
權(quán)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(guò)管路串聯(lián)換熱設(shè)備O)，該換熱設(shè)備( 中與熱尾氣接觸的壁面是低表面能、疏水性材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于換熱設(shè)備O)的排液口通過(guò)管路連接循環(huán)水槽(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于循環(huán)液槽(6)與洗滌吸收裝置(3)通過(guò)管路連接形成循環(huán)回路。
4.根據(jù)權(quán)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(guò)管路連接噴淋塔G)，噴淋塔(4)與循環(huán)水槽( 之間通過(guò)管路連接形成循環(huán)回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的換熱設(shè)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(fēng)除塵器。
6.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(shù)脂。
8.一種應(yīng)用權(quán)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(guò)除塵裝置(1)進(jìn)行除塵，除塵后的熱尾氣進(jìn)入換熱設(shè)備( 換熱，換熱后的氣體再依次經(jīng)過(guò)洗滌吸收裝置C3)洗滌和噴淋塔⑷水洗。
9.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jìn)入換熱設(shè)備O)與冷空氣進(jìn)行熱交換從而降溫、脫濕，產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)入循環(huán)水槽( 用于噴淋塔(4)吸收氣體；降溫、脫濕后的尾氣進(jìn)入洗滌吸收裝置( 進(jìn)行洗滌。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)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(guò)管路串聯(lián)換熱設(shè)備(2)，利用該裝置將含塵、含濕熱尾氣先通入除塵裝置(1)進(jìn)行分離除塵，再將除塵后的熱尾氣通入換熱設(shè)備(2)進(jìn)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(duì)尾氣中的污染性氣體進(jìn)行吸收回用。該集成處理裝置簡(jiǎn)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(jié)約能源，變廢為寶，降低企業(yè)成本。
文檔編號(hào)B01D53/78GK102294159SQ20111018526
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者胡燚, 賈忱, 郝纏熙, 韓毓旺, 黃和 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)