一种以可燃冰为燃料的活性炭环保脱附循环处理系统及方法

文档序号:1918834 发布日期:2021-12-03 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 一种以可燃冰为燃料的活性炭环保脱附循环处理系统及方法 (Activated carbon environment-friendly desorption cyclic treatment system and method using combustible ice as fuel ) 是由 刘效洲 文水润 陈法伊 于 2021-08-24 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种以可燃冰为燃料的活性炭环保脱附循环处理系统,包括活性炭脱附装置、蒸汽锅炉装置和加热炉装置,活性炭脱附装置包括暂时脱附器和永久脱附器,蒸汽锅炉装置包括余热锅炉,加热炉装置包括燃料罐、引射器、焚烧炉和缺氧燃烧还原炉;燃料罐依次连接引射器和焚烧炉,焚烧炉连接余热锅炉和缺氧燃烧还原炉,余热锅炉的蒸汽出口连接暂时脱附器的入口,缺氧燃烧还原炉的出口连接永久脱附器的入口,暂时脱附器和永久脱附器的出口分别连接引射器。本方案还提供了一种环保型活性炭脱附处理方法,本设计采用两种脱附器进行活性炭脱附处理,脱附处理产生的VOC有机废气又被送回焚烧炉处理掉,实现了循环经济,节能减排。(The invention discloses an active carbon environment-friendly desorption circulating treatment system taking combustible ice as fuel, which comprises an active carbon desorption device, a steam boiler device and a heating furnace device, wherein the active carbon desorption device comprises a temporary desorption device and a permanent desorption device; the fuel tank is sequentially connected with the ejector and the incinerator, the incinerator is connected with the waste heat boiler and the anoxic combustion reduction furnace, a steam outlet of the waste heat boiler is connected with an inlet of the temporary desorption device, an outlet of the anoxic combustion reduction furnace is connected with an inlet of the permanent desorption device, and outlets of the temporary desorption device and the permanent desorption device are respectively connected with the ejector. The scheme also provides an environment-friendly activated carbon desorption treatment method, the design adopts two kinds of desorption devices to carry out activated carbon desorption treatment, and VOC organic waste gas generated by desorption treatment is sent back to the incinerator to be treated, so that the circular economy, energy conservation and emission reduction are realized.)

一种以可燃冰为燃料的活性炭环保脱附循环处理系统及方法

技术领域

本发明涉及有机废气处理技术领域,具体为一种以可燃冰为燃料的活性炭环保脱附循环处理系统及方法。

背景技术

现有的工业有机废气含有多种空气污染物,简称VOCS,如果直接将工业有机废气排放到大气中,将会对大气环境造成严重的污染,直接危害人类的身体健康。工业有机废气的净化方法已经成为社会普遍关注的问题。

目前对工业有机废气的处理,一般采用活性炭吸附法进行净化处理,但是一般的活性炭吸附系统吸附到一定量时会达到饱和不能再有效地进行吸附,需要对活性炭进行脱附处理,但是现有的活性炭脱附处理过程中也会产生含有VOCS有机废气的气体,环保效果不佳。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的问题,本方案提供一种以可燃冰为燃料的活性炭环保脱附循环处理系统和方法,通过优化系统,对活性炭脱附处理过程中产生的废气作循环使用,达到环保节能的目的。

本发明解决其技术问题所采用技术方案为:一种以可燃冰为燃料的活性炭环保脱附循环处理系统,包括活性炭脱附装置、以及分别为所述活性炭脱附装置提供热能以脱附的蒸汽锅炉装置和加热炉装置,所述活性炭脱附装置包括暂时脱附器和永久脱附器,所述蒸汽锅炉装置包括余热锅炉,所述加热炉装置包括燃料罐、引射器、焚烧炉和缺氧燃烧还原炉;所述燃料罐依次连接所述引射器和焚烧炉,所述焚烧炉设有第一出口和第二出口,所述第一出口连接所述余热锅炉,所述第二出口连接所述缺氧燃烧还原炉,所述余热锅炉的蒸汽出口连接所述暂时脱附器的入口,所述缺氧燃烧还原炉的出口连接所述永久脱附器的入口,所述暂时脱附器和永久脱附器的出口分别连接所述引射器。本设计采用焚烧炉分别将热能给予余热锅炉和缺氧燃烧还原炉,余热锅炉和缺氧燃烧还原炉分别对暂时脱附器和永久脱附器进行低温和高温的脱附处理,一方面可满足不同用户的需求,另一方面暂时脱附器和永久脱附器处理过程中产生的废气将回收至引射器中,在焚烧炉中循环加热使用,达到环保、节能和减排的目的。

进一步的,所述燃料罐内装有固态可燃冰燃料,天然气水合物(Natural GasHydrate/Gas Hydrate)即可燃冰,是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。可燃冰燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水,污染远小于煤、石油等,且储量巨大,被国际公认为石油等的接替能源。

进一步的,还包括有冷却装置,所述冷却装置包括依次循环连接的水箱、水泵、水套和换热器,所述燃料罐浸入所述水套内,该设计的冷却装置工作原理为:所述水泵抽取所述水箱的水至所述水套,所述水套吸收所述燃料罐中可燃冰气化释出的冷能,所述水套产生的冷水进入换热器,换热器中可以对厂房产生的热空气进行冷却,冷却产生的冷风可以供空调房使用,所述换热器排出的水再循环至所述水箱里,达到循环使用,节能环保的目的。其中,所述水泵设有第一出水口和第二出水口,所述第一出水口连接所述水套,所述第二出水口连接所述余热锅炉,所述水泵还可以为所述余热锅炉主动提供水,所述余热锅炉的入水口可以设置有液位控制阀(或者在所述第二出水口出设置控制阀),以自动控制所述水泵补水。

进一步的,所述蒸汽锅炉装置还包括有烟囱,所述烟囱连接所述余热锅炉的烟气出口。

进一步的,所述加热炉装置还包括有鼓风机,所述鼓风机连接所述焚烧炉,为所述焚烧炉补充新鲜空气以助燃。

进一步的,所述焚烧炉第一出口的管路上设置有第一控制阀,所述焚烧炉第二出口的管道上设有第二控制阀。其中,所述引射器设有第一燃气口和第二燃气口,所述第一燃气口连接所述焚烧炉,所述第二燃气口连接所述缺氧燃烧还原炉,所述第二燃气口处设有第三控制阀。

本发明还提供一种环保型活性炭脱附处理方法,基于上述的一种以可燃冰为燃料的活性炭环保脱附循环处理系统,所述燃料罐和引射器为所述焚烧炉和所述缺氧燃烧还原炉提供燃气,所述焚烧炉分别输出含氧量8%~13%(优选为10%)、温度为600℃~850℃(优选为800℃左右)的中温烟气至所述余热锅炉和所述缺氧燃烧还原炉,所述余热锅炉为所述暂时脱附器提供150℃~170℃(优选为160℃左右)的蒸汽进行脱附处理,所述缺氧燃烧还原炉为所述永久脱附器提供900℃~1100℃(1000℃左右)的高温烟气进行脱附处理,所述暂时脱附器和永久脱附器分别产生的低温脱附气体和高温脱附气体分别回流至所述引射器中循环使用。其中,所述高温烟气为CO2+CO+N2混合体,所述低温脱附气体为H2O+VOCS混合体,所述高温脱附气体为CO2+CO+N2+VOCS,本方法通过对低温脱附气体和高温脱附气体作回流二次燃烧处理,减少VOCS有机废气对环境的污染,而且节能环保,脱附效果好。

本发明的有益效果是:本方案结构科学合理,脱附效果好,采用可燃冰为焚烧炉和缺氧燃烧还原炉提供清洁的燃气,余热锅炉和缺氧燃烧还原炉分别对暂时脱附器和永久脱附器进行不同程度的脱附处理,以满足不同需求的用户;暂时脱附器和永久脱附器在脱附处理产生的VOCs有机废气又被引射器送回焚烧炉和缺氧燃烧中处理掉,实现了循环经济,节能减排。为提高可燃冰的持续燃烧,本设计还引入了冷却循环系统,通过水套对可燃冰罐体提供气化的热量,水套产生的冷水可以通过换热器为厂房提供冷风,提高厂房工作环境质量。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。值得注意的是,这些具体实施例仅为本发明代表性之具体实施例,其中所举例之特定方法、装置、条件、材质等并非用以限定本发明或对应之具体实施例,具体的,本实施例中关于蒸汽、空气、烟气等的温度说明为其最优例,并不限定其具体工作温度。此为,图中各装置仅用于表达其相对位置且未按其实际比例绘述,合先叙明。其中,附图中箭头标示为流质的流向。

如图1所示,一种以可燃冰为燃料的活性炭环保脱附循环处理系统,包括活性炭脱附装置、以及分别为所述活性炭脱附装置提供热能用来脱附VOCs气体的蒸汽锅炉装置和加热炉装置。其中,所述活性炭脱附装置由暂时脱附器和永久脱附器组成。所述蒸汽锅炉装置包括余热锅炉和烟囱,所述烟囱连接所述余热锅炉的烟气出口。所述加热炉装置包括有鼓风机、燃料罐、引射器、焚烧炉和缺氧燃烧还原炉;所述焚烧炉设有第一出口和第二出口,所述第一出口连接所述余热锅炉,所述第二出口连接所述缺氧燃烧还原炉,所述引射器的一端连接所述燃料罐,另一端设有第一燃气口和第二燃气口,所述第一燃气口连接所述焚烧炉,所述第二燃气口连接所述缺氧燃烧还原炉,所述燃料罐通过所述引射器为所述焚烧炉和缺氧燃烧还原炉提供燃料。所述鼓风机连接所述焚烧炉,为所述焚烧炉补充新鲜助燃空气。所述余热锅炉的蒸汽出口连接所述暂时脱附器的入口,所述缺氧燃烧还原炉的出口连接所述永久脱附器的入口,所述暂时脱附器和永久脱附器的出口分别连接所述引射器,形成循环回路。本设计采用焚烧炉分别将热能给予余热锅炉和缺氧燃烧还原炉,余热锅炉和缺氧燃烧还原炉分别对暂时脱附器和永久脱附器进行中低温和高温的脱附处理,活性炭可以先在暂时脱附器处理后再移到永久脱附器中处理,一方面提高了脱附效果和工作效率,另一方面暂时脱附器和永久脱附器处理过程中产生的废气将回收至引射器中,在焚烧炉中燃烧使用,达到环保、节能和减排的目的。

进一步的,所述燃料罐内装有可燃冰固体,天然气水合物(Natural Gas Hydrate/Gas Hydrate)即可燃冰,是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。可燃冰燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水,污染远小于煤、石油等,且储量巨大,被国际公认为石油等的接替能源。

进一步的,还包括有冷却装置,所述冷却装置包括依次循环连接的水箱、水泵、水套和换热器,所述燃料罐浸入所述水套内,该设计的冷却装置工作原理为:所述水泵抽取所述水箱的水至所述水套,所述水套对所述燃料罐中燃气的气化释出提供热能,所述水套产生的冷水进入换热器,换热器中可以对厂房产生的热空气进行冷却,冷却产生的冷风可以供空调房使用,所述换热器排出的水再循环至所述水箱里,达到循环使用,节能环保的目的。其中,所述水泵设有第一出水口和第二出水口,所述第一出水口连接所述水套,所述第二出水口连接所述余热锅炉,所述水泵还可以为所述余热锅炉主动补水,所述余热锅炉的入水口可以设置有液位控制阀(或者在所述第二出水口出设置控制阀),以自动控制所述水泵补水。

进一步的,所述焚烧炉第一出口的管道上设置有第一控制阀,所述焚烧炉第二出口的管道上设有第二控制阀,所述第二燃气口的管道上设有第三控制阀;第一控制阀和第二控制阀可调控焚烧炉输出中温烟气的量,第三控制阀用于控制缺氧燃烧还原炉的燃料量供给。

本发明还提供一种环保型活性炭脱附处理方法,基于上述的一种以可燃冰为燃料的活性炭环保脱附循环处理系统,所述燃料罐和引射器为所述焚烧炉和所述缺氧燃烧还原炉提供燃气,所述焚烧炉分别输出含氧量8%~13%(优选为10%)、温度为600℃~850℃(优选为800℃左右)的中温烟气至所述余热锅炉和所述缺氧燃烧还原炉,所述余热锅炉为所述暂时脱附器提供150℃~170℃(优选为160℃左右)的蒸汽进行脱附处理,所述缺氧燃烧还原炉为所述永久脱附器提供900℃~1100℃(1000℃左右)的高温烟气进行脱附处理,所述暂时脱附器和永久脱附器分别产生的低温脱附气体和高温脱附气体分别回流至所述引射器中循环使用。其中,所述高温烟气为CO2+CO+N2混合体,所述低温脱附气体为H2O+VOCS混合体,所述高温脱附气体为CO2+CO+N2+VOCS,本方法通过对低温脱附气体和高温脱附气体作回收二次燃烧处理,减少VOCS有机废气对环境的污染,而且节能环保,脱附效果好。

以上所述者,仅为本发明的较佳实施例而已,当不能以此限定本发明实施的范围,即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单等效变化与修饰,皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

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