一種連續(xù)式廢氣處理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種連續(xù)式廢氣處理裝置，包括氧化劑存儲器、水蒸氣發(fā)生器、第一壓縮機(jī)、加熱器、第二壓縮機(jī)、蛇形反應(yīng)管及副產(chǎn)品回收器，第一壓縮機(jī)上的氧化劑入口及水蒸氣入口分別與氧化劑存儲器的出口及水蒸氣發(fā)生器的出口相連通，第一壓縮機(jī)的出口與加熱器的入口相連通，加熱器的出口與第二壓縮機(jī)的入口相連通，第二壓縮機(jī)的出口與蛇形反應(yīng)管的入口相連通，蛇形反應(yīng)管的出口與副產(chǎn)品回收器的入口相連通；所述第一壓縮機(jī)的出口與加熱器的入口通過第一閥門相連通。本實用新型可以快速對高濃度工業(yè)廢氣進(jìn)行處理。
【專利說明】一種連續(xù)式廢氣處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于工業(yè)廢氣處理領(lǐng)域，涉及一種連續(xù)式廢氣處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)廢氣包含企業(yè)廠區(qū)內(nèi)燃料燃燒和生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的各種排入空氣的含有污染物氣體等，廢氣源自化工廠，制藥廠，印染廠等工業(yè)。這些廢氣有:二氧化碳、二硫化碳、硫化氫、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氫、一氧化碳、硫酸(霧)、揮發(fā)苯及芳烴、鈹化物、煙塵及生產(chǎn)性粉塵，排入大氣，會污染空氣。這些物質(zhì)通過不同的途徑呼吸道進(jìn)入人的體內(nèi)，有的直接產(chǎn)生危害，有的還有蓄積作用，會更加嚴(yán)重的危害人的健康。目前對于工業(yè)廢氣的處理主要采取焚燒法(專利201210023570.3)、活性炭吸附(專利201310270874.4)、濕式空氣氧化法(專利200710068312.6)、光化學(xué)氧化及光催化氧化(專利201280006489.2，201280005310.1)、電化學(xué)氧化(專利201310071665.7)等方法，這些傳統(tǒng)的處理方法效率較低，尤其對于高濃度工業(yè)廢氣很難達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，有些工藝處理后的殘留物仍為污染物或危險物，需做進(jìn)一步處理才能排放，因此對工業(yè)廢氣處理的新技術(shù)和新方法有待進(jìn)一步研究開發(fā)。相關(guān)研究表明，超臨界水氧化是目前處理工業(yè)廢氣的有效途徑。
[0003]上世紀(jì)80年代初美國學(xué)者M(jìn).Modell提出的超臨界水氧化技術(shù)(SupercriticalWater Oxidat1n，簡稱SCW0)能夠徹底破壞有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，用它處理那些難生化、有毒害、高濃度的有機(jī)廢水及軍工廢料很有效。處于其臨界點(diǎn)(374°C，22.1MPa)以上的高溫、高壓狀態(tài)的水被稱為超臨界水(SCW)，在此條件下的水既具有與氣體相當(dāng)?shù)臄U(kuò)散系數(shù)(比一般液體高10-100倍)和較低的黏度，又具有與液體相近的密度和對物質(zhì)良好的溶解能力。SCff與非極性物質(zhì)如烴類、戊烷、己烷、苯和甲苯等有機(jī)物可完全互溶，氧氣、氮?dú)狻O、CO2等氣體也都能以任意比例溶于超臨界水中。正是由于SCW的溶劑化特性，使其成為有機(jī)物氧化的理想介質(zhì)，以超臨界水為載體，將有機(jī)廢物與空氣、氧氣等氧化劑在超臨界水中進(jìn)行氧化反應(yīng)而將其去除。超臨界水氧化反應(yīng)是在高溫、高壓下進(jìn)行的均相反應(yīng)，反應(yīng)速率很快(可小于Imin)，處理徹底，有機(jī)物被完全氧化成二氧化碳、水、氮?dú)庖约胞}類等無毒的小分子化合物，不形成二次污染，且無機(jī)鹽可從水中分離出來，處理效率可達(dá)99.99%以上，完全能夠達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)直接排放或回收利用。另外，當(dāng)有機(jī)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過2%時，超臨界水氧化過程可以形成自熱而不需額外供給熱量。這些特性使超臨界水氧化技術(shù)與生化處理法、濕式空氣氧化法及燃燒法等傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)相比表現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢，使其成為一種具有很大潛在優(yōu)勢的環(huán)保新技術(shù)。
[0004]基于超臨界水氧化工藝的如上優(yōu)點(diǎn)，美國等一些國家都投入了大量的人力、物力致力于SCWO技術(shù)的研究。目前美、日、德等已建成了中試裝置，1994年世界上第一套用于工業(yè)廢水處理的商業(yè)化SCWO裝置也已投產(chǎn)使用。近年來，美國利用SCWO技術(shù)已試處理過化學(xué)武器中的物質(zhì)、火箭燃料物質(zhì)、爆炸物質(zhì)、雙氧化物污染的土壤、紙漿廠料漿、城市泥槳、易揮發(fā)酸、工業(yè)料槳、人體生理垃圾等等。我國近年來也對醇類、酚類、苯類、含氮及含硫等有機(jī)廢水進(jìn)行了超臨界水氧化的研究并形成了一些相關(guān)專利，如一種超臨界水氧化處理含碳有機(jī)物的方法(201210592563.5)，一種超臨界水氧化處理乙烯廢堿液的方法(201110285736.4)等。這些研究取得了滿意的效果，但都處于小試規(guī)模，均為間歇式反應(yīng)器，缺少連續(xù)式，處理的時間長，不能進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)廢氣處理。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種連續(xù)式廢氣處理裝置，該裝置可以快速對高濃度工業(yè)廢氣進(jìn)行處理。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實用新型所述的連續(xù)式廢氣處理裝置包括氧化劑存儲器、水蒸氣發(fā)生器、第一壓縮機(jī)、加熱器、第二壓縮機(jī)、蛇形反應(yīng)管及副產(chǎn)品回收器，第一壓縮機(jī)上的氧化劑入口及水蒸氣入口分別與氧化劑存儲器的出口及水蒸氣發(fā)生器的出口相連通，第一壓縮機(jī)的出口與加熱器的入口相連通，加熱器的出口與第二壓縮機(jī)的入口相連通，第二壓縮機(jī)的出口與蛇形反應(yīng)管的入口相連通，蛇形反應(yīng)管的出口與副產(chǎn)品回收器的入口相連通；
[0007]所述第一壓縮機(jī)的出口與加熱器的入口通過第一閥門相連通。
[0008]所述加熱器的出口與第二壓縮機(jī)的入口通過第二閥門相連通。
[0009]所述第二壓縮機(jī)的出口與蛇形反應(yīng)管的入口通過第三閥門相連通。
[0010]本實用新型具有以下有益效果:
[0011]本實用新型所述的連續(xù)式廢氣處理裝置在對工業(yè)廢氣處理的過程中，先通過第一壓縮機(jī)對工業(yè)廢氣、水蒸氣及氧化劑的混合氣體進(jìn)行加壓，再通過加熱器及第一閥門進(jìn)行等體積升溫，然后再通過第二壓縮機(jī)形成超臨界流體，超臨界流體在蛇形反應(yīng)管內(nèi)反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)副產(chǎn)品回收器回收，從而實現(xiàn)高濃度工業(yè)廢氣的快速處理。工業(yè)廢氣經(jīng)本實用新型處理后各項污染物完全氧化、二次污染小，同時設(shè)備與運(yùn)行費(fèi)用低，特別適用于處理垃圾焚燒發(fā)電廠、化工廠、印染廠和制藥廠排放的高濃度工業(yè)廢氣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中，I為工業(yè)廢氣、2為氧化劑存儲器、3為水蒸氣發(fā)生器、10為第一壓縮機(jī)、20為加熱器、30為第二壓縮機(jī)、40為蛇形反應(yīng)管、50為副產(chǎn)品回收器、11為第一閥門、21為第二閥門、31為第三閥門。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0015]參考圖1，本實用新型所述連續(xù)式廢氣處理裝置包括氧化劑存儲器2、水蒸氣發(fā)生器3、第一壓縮機(jī)10、加熱器20、第二壓縮機(jī)30、蛇形反應(yīng)管40及副產(chǎn)品回收器50，第一壓縮機(jī)10上的氧化劑入口及水蒸氣入口分別與氧化劑存儲器2的出口及水蒸氣發(fā)生器3的出口相連通，第一壓縮機(jī)10的出口與加熱器20的入口相連通，加熱器20的出口與第二壓縮機(jī)30的入口相連通，第二壓縮機(jī)30的出口與蛇形反應(yīng)管40的入口相連通，蛇形反應(yīng)管40的出口與副產(chǎn)品回收器50的入口相連通；所述第一壓縮機(jī)10的出口與加熱器20的入口通過第一閥門11相連通。
[0016]需要說明的是，所述加熱器20的出口與第二壓縮機(jī)30的入口通過第二閥門21相連通，第二壓縮機(jī)30的出口與蛇形反應(yīng)管40的入口通過第三閥門31相連通。
[0017]本實用新型的具體工作過程為:
[0018]水蒸氣發(fā)生器3產(chǎn)生水蒸氣，工業(yè)廢氣1、水蒸氣及氧化器存儲器輸出的氧化劑混合后形成的混合氣體，混合氣體經(jīng)第一壓縮機(jī)10加壓后通過第一閥門11輸入到加熱器20中，加熱器20及第一閥門11對所述混合氣體進(jìn)行等體積升溫，等體積升溫后的混合氣體再經(jīng)第二壓縮機(jī)30處理后形成超臨界流體，所述超臨界流體在蛇形反應(yīng)管40內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，得到的產(chǎn)物，產(chǎn)物經(jīng)副產(chǎn)品回收器50進(jìn)行回收。
[0019]所述氧化劑為O2或O3，氧化劑的摩爾質(zhì)量為工業(yè)廢氣I完全氧化所需氧化劑的摩爾質(zhì)量的2-5倍。
[0020]所述混合氣體經(jīng)第一壓縮機(jī)10加壓后的壓強(qiáng)為3_5MPa。
[0021]所述等體積升溫后的混合氣體的溫度為400-600°C，壓強(qiáng)為15_20MPa。
[0022]所述超臨界流體的壓強(qiáng)為25_30MPa。
[0023]所述超臨界流體在蛇形反應(yīng)管40內(nèi)反應(yīng)的時間為10-100秒。
[0024]實施例一
[0025]首先將含有多氯聯(lián)苯、NH3及CO的高濃度工業(yè)廢氣1、水蒸汽及氧化劑經(jīng)第一壓縮機(jī)10加壓，其中，氧化劑為03，O3的摩爾質(zhì)量為工業(yè)廢氣I完全氧化所需氧化劑的摩爾質(zhì)量的4倍，水蒸汽為超臨界載體，第一壓縮機(jī)10入口處水蒸汽的體積占混合氣體總體積的40%。通過第一壓縮機(jī)10將工業(yè)廢氣1、臭氧和水蒸汽加壓至5MPa ；
[0026]將經(jīng)過第一壓縮機(jī)10壓縮后的混合氣體排放至加熱器20中，保持第一閥門11及第二閥門21關(guān)閉，繼續(xù)升溫至600°C，形成壓力為15MPa的高壓氣體；
[0027]通過延時開啟第二閥門21，將加熱器20中的高壓氣體排入第二壓縮機(jī)30中進(jìn)行進(jìn)一步加壓，形成壓力為26MPa/650°C的超臨界流體，通過延時開啟第三閥門31保證第二壓縮機(jī)30內(nèi)氣體的壓力；
[0028]將第二壓縮機(jī)30內(nèi)的高溫高壓混合氣體經(jīng)過噴嘴排放進(jìn)入蛇形反應(yīng)管40中，保持超臨界流體的通過蛇形反應(yīng)管40的時間為1秒，然后開啟副產(chǎn)品回收器50，副產(chǎn)品回收器50對反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行冷卻及氣液分離，并將分離出來的無害氣體CO2及N2由分離器頂部直接排除，分離處理的液態(tài)產(chǎn)物進(jìn)行回收利用。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)式廢氣處理裝置，其特征在于，包括氧化劑存儲器(2)、水蒸氣發(fā)生器(3)、第一壓縮機(jī)(10)、加熱器(20)、第二壓縮機(jī)(30)、蛇形反應(yīng)管(40)及副產(chǎn)品回收器(50)，第一壓縮機(jī)(10)上的氧化劑入口及水蒸氣入口分別與氧化劑存儲器(2)的出口及水蒸氣發(fā)生器(3)的出口相連通，第一壓縮機(jī)(10)的出口與加熱器(20)的入口相連通，加熱器(20)的出口與第二壓縮機(jī)(30)的入口相連通，第二壓縮機(jī)(30)的出口與蛇形反應(yīng)管(40)的入口相連通，蛇形反應(yīng)管(40)的出口與副產(chǎn)品回收器(50)的入口相連通； 所述第一壓縮機(jī)(10)的出口與加熱器(20)的入口通過第一閥門(11)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)式廢氣處理裝置，其特征在于，所述加熱器(20)的出口與第二壓縮機(jī)(30)的入口通過第二閥門(21)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)式廢氣處理裝置，其特征在于，所述第二壓縮機(jī)(30)的出口與蛇形反應(yīng)管(40)的入口通過第三閥門(31)相連通。
【文檔編號】B01D53/74GK203955010SQ201420371854
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】魯金濤, 谷月峰 申請人:西安熱工研究院有限公司