一种用于净化低温甲醇洗CO2废气的装置的制作方法

本实用新型涉及有机废气处理技术领域，具体涉及一种用于净化低温甲醇洗CO2废气的装置。

背景技术：

煤化工领域中，采用鲁奇Mark-Ⅳ型气化炉生产粗煤气的项目，在低温甲醇洗工艺会释放的大量CO2废气，其中含有存在造成雾霾、致癌等问题的挥发性有机化合物（VOCs），不能直接对空排放。

采用鲁奇Mark-Ⅳ型气化炉生产粗煤气的项目中涉及低温甲醇洗工艺，该工艺利用气提原理，气提是物理过程，它用于破坏原气液平衡而建立一种新的气液平衡状态，达到分离物质的目的。其实质是利用甲醇洗脱出酸性气体的工艺，在甲醇再生过程中会产生含大量CO2的低温甲醇洗废气，其气体主要特性如下：

1、热值波动大----即低温甲醇洗CO2废气中VOCs浓度含量高低波动；

2、含有微量氧气----即低温甲醇洗CO2废气中微量氧气不足以满足VOCs氧化耗氧量。

在现有的VOCs治理工艺中，采用蓄热式热氧化工艺时，一般要求蓄热式热氧化炉入口的废气中VOCs的占比要低于其爆炸极限的25%。这就意味着利用该工艺能有效的治理低浓度低温甲醇洗CO2废气，但为了同时能处理高浓度低温甲醇洗CO2废气，首先保证设备安全性需要掺入大量稀释空气，其次保证燃烧室内不超温亦需要掺入大量稀释空气，从而导致设备体力庞大、初期投资成本很高；在现有的VOCs治理工艺中，同样可以采用直燃式热氧化工艺能有效治理高浓度低温甲醇洗CO2废气，但为了同时能处理低浓度低温甲醇洗CO2废气，需要不断消耗燃料气来保障燃烧室内温度，运行成本很高。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种采用鲁奇Mark-Ⅳ型气化炉生产粗煤气过程中产生的低温甲醇洗CO2废气的净化装置。本实用新型既能实现治理低浓度低温甲醇洗CO2废气时不大量消耗燃料气，又能实现治理高浓度低温甲醇洗CO2废气时，保障燃烧室不超温。

为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种用于净化低温甲醇洗CO2废气的装置，包括进气管路、燃烧室、废热锅炉、烟囱，所述的进气管路包括相并联的低温甲醇洗CO2废气总管路和新鲜空气总管路，所述的低温甲醇洗CO2废气总管路包括相并联的低浓度低温甲醇洗CO2废气管路和高浓度低温甲醇洗CO2废气管路，所述的新鲜空气总管路包括相并联的低浓度空气管路和高浓度空气管路；所述的低温甲醇洗CO2废气总管路入口端依次设置有过滤器、VOCs浓度检测仪表和LEL检测仪表，所述的低浓度低温甲醇洗CO2废气管路上设置有第一入口阀，所述的高浓度低温甲醇洗CO2废气管路设置有第二入口阀，所述的低浓度空气管路设置有第三入口阀，所述的高浓度空气管路设置有第四入口阀。

所述的燃烧室内部对称设置有两个燃烧器、多个温度检测仪表，所述的燃烧室底部设置有多个蓄热室，所述的多个蓄热室之间通过管路和控制阀相连接，所述的蓄热室出口通过管路与烟囱相连通，所述的蓄热室与烟囱之间的管路上设置有低浓度低温甲醇洗CO2风机。

所述的低浓度低温甲醇洗CO2废气管路和低浓度空气管路相串联后通过控制阀与蓄热室入口相连通，所述的高浓度低温甲醇洗CO2废气管路和高浓度空气管路分别与燃烧室的入口相连通，所述的燃烧室的出口与废热锅炉入口相连通，废热锅炉通过管路与烟囱相连通，在废热锅炉与烟囱的连接管路上依次设置有废热锅炉省煤器、高浓度低温甲醇洗CO2风机、氧浓度检测仪表。

进一步的，所述的燃烧室入口设置有气体注入环。

过滤器可以防止粉尘等颗粒物对后续装置中蓄热陶瓷造成堵塞，延长蓄热陶瓷的使用寿命。

设置爆炸下限（LEL）检测仪表、VOCs浓度检测仪表，能严格控制高低浓度低温甲醇洗CO2废气的治理工艺，安全可靠。

设置气体注入环可使废气与空气充分混合。

燃烧室内设置有两个对称分布的燃烧器，使燃烧室内温度分布更均匀，避免出现局部温度过高的问题。

燃烧室内安装有多支温度检测仪表，能监测燃烧室内温度分布情况，避免因燃烧室温度过高造成热废热锅炉与燃烧室直接相连。

利用废热锅炉最大程度的回收低温甲醇洗CO2废气中VOCs的显热，热回收效率高，排烟温度低。

烟囱入口前的管路上安装有氧浓度检测仪表，严格控制烟气中氧含量＞3%，保障VOCs的去除率。

本实用新型与现有技术相比具有如下列有益效果。

本实用新型提供一种既能满足治理低浓度低温甲醇洗CO2废气，又能实现治理高浓度低温甲醇洗CO2废气的净化装置，高低浓度废气净化可实现自动切换，操作弹性大，同时，装置结构简单、安全系数高、节能效果显著、可用于多种环境下废气的净化。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图。

其中，1为过滤器，2为LEL检测仪表，3为VOCs浓度检测仪表，4为第三入口阀，5为第一入口阀，6为第四入口阀，7为第二入口阀，8为燃烧器，9为蓄热室，10为燃烧室，11为温度检测仪表，12为废热锅炉，13为废热锅炉省煤器，14为高浓度低温甲醇洗CO2风机，15为低浓度低温甲醇洗CO2风机，16为氧浓度检测仪表，17为烟囱，18为气体注入环，19为低温甲醇洗CO2废气总管，20为新鲜空气总管路，191为低浓度低温甲醇洗CO2废气管路，192为高浓度低温甲醇洗CO2废气管路，201为低浓度空气管路，202为高浓度空气管路。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

一种用于净化低温甲醇洗CO2废气的装置，包括进气管路、燃烧室10、废热锅炉12、烟囱17，所述的进气管路包括相并联的低温甲醇洗CO2废气总管路19和新鲜空气总管路20，所述的低温甲醇洗CO2废气总管路19包括相并联的低浓度低温甲醇洗CO2废气管路191和高浓度低温甲醇洗CO2废气管路192，所述的新鲜空气总管路20包括相并联的低浓度空气管路201和高浓度空气管路202；所述的低温甲醇洗CO2废气总管路19入口端依次设置有过滤器1、VOCs浓度检测仪表3和LEL检测仪表2，所述的低浓度低温甲醇洗CO2废气管路191上设置有第一入口阀5，所述的高浓度低温甲醇洗CO2废气管路192设置有第二入口阀7，所述的低浓度空气管路201设置有第三入口阀4，所述的高浓度空气管路202设置有第四入口阀6。

所述的燃烧室10内部对称设置有两个燃烧器8和温度检测仪表11，所述的燃烧室10底部设置有三个蓄热室9，所述的多个蓄热室9之间通过管路和控制阀相连接，所述的蓄热室9出口通过管路与烟囱17相连通，所述的蓄热室9与烟囱17之间的管路上设置有低浓度低温甲醇洗CO2风机15。

所述的低浓度低温甲醇洗CO2废气管路191和低浓度空气管路201相串联后通过控制阀与蓄热室9入口相连通，所述的高浓度低温甲醇洗CO2废气管路192与燃烧室10的入口相连通，高浓度空气管路202通过燃烧室10入口设置的气体注入环18进入燃烧室10，所述的燃烧室10的出口与废热锅炉12入口相连通，废热锅炉12通过管路与烟囱17相连通，在废热锅炉12与烟囱17的连接管路上依次设置有废热锅炉省煤器13、高浓度低温甲醇洗CO2风机14、氧浓度检测仪表16。

具体工作过程为。

低温甲醇洗CO2废气首先经过过滤器1去除废气中颗粒物后，送入本装置。利用入口管路上设置的VOCs浓度检测仪表3和LEL检测仪表2，判断低温甲醇洗CO2废气为高浓度还是低浓度。

当来气浓度为低浓度时，第一入口阀5、第三入口阀4和低浓度低温甲醇洗CO2风机15开启，保证进入本装置前VOCs的体积占比＜LEL的0.25%；第二入口阀7、第四入口阀6和高浓度低温甲醇洗CO2风机14保持关闭状态，本装置形成三室蓄热式氧化炉，每个蓄热室依次经历蓄热-放热-清扫等程序，周而复始，连续工作。

当利用入口管路上设置的VOCs浓度检测仪表3和LEL检测仪表2检测到来气浓度为高浓度时，第一入口阀5、第三入口阀4和低浓度低温甲醇洗CO2风机15关闭，三个蓄热室下方对应的进气阀、出气阀、反吹阀均停止工作，第二入口阀7、第四入口阀6和高浓度低温甲醇洗CO2风机14开启，新鲜空气通过气体注入环18与低温甲醇洗CO2废气分别进入燃烧室的高温炉膛，不提前在管路中混合，不存在爆炸的危险。从燃烧室出来的高温烟气先经废热锅炉换热后再排放。

无论是处理高浓度低温甲醇洗CO2废气，还是处理低浓度低温甲醇洗CO2废气，利用燃烧室内设置的多支温度检测仪表以及烟囱前管路上设置的氧浓度检测仪表，严格控制燃烧室温度，防止热力型氮氧化物的生成，并保证VOCs的净化效率，实现达标排放。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。