有机废气处理设备的制作方法

本实用新型涉及有机废气处理技术领域，尤其是涉及一种有机废气处理设备。

背景技术：

大气污染是全球目前最突出的环境问题之一，其污染物的主要来源是工业废气，工业生产中会产生各种有机物废气，主要包括各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等。

这些废气的来源十分广泛，其中一些化学行业，例如石化、有机合成反应设备排气，印刷行业印墨中有机溶剂，机械行业机械喷漆，金属制品产生的气味，汽车行业汽车的喷漆、干燥炉铸件生产设备排气，五金、家私厂喷涂设备排气等。

有机废气的危害：在生产中，有机废气的排放一直是一个很突出的问题，绝大多数有机废气对人体的健康都有害。如有机废气通过呼吸道和皮肤进入人体后，能给人的呼吸、血液、肝脏等设备和器官造成暂时性和永久性病变，尤其是苯并芘类多环芳烃能使人体直接致癌，危害人体健康。有机废气还会造成严重的大气污染。一些有机物进入大气后，在一定条件下形成光化学烟雾，造成二次污染；一些有机物进入平流层后，在紫外线的照射下与臭氧发生光化学反应，造成臭氧层空洞；一些有机物具有恶臭污染和有害气体的两重性；还有一些有机物会引起温室效应。因此采用恰当的方法进行有机废气处理迫在眉睫。

现有技术中常用的直接燃烧法处理有机废气，例如燃烧设备直接与车间生产机组连通，产生的有机废气从车间生产机组排放至燃烧设备内，由于有机废气的反应温度远远高于机组排放的有机废气温度，有机废气直接进入燃烧设备，升温时会吸收设备大量的热量，为保证废气净化效果，燃烧设备需持续使用辅助燃料来维持设备内部温度在有机废气的反应温度区间，导致消耗更多的能源。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种有机废气处理设备，以解决现有技术中单独采用燃烧设备燃烧从车间生产机组排放出来的有机废气，要加热到反应所需的温度，由于有机废气燃烧后产生的热量没有被有效回收利用，有机废气没有提前预热，导致消耗更多的能源的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种有机废气处理设备，包括前置过滤装置、物理式稳热装置、直燃式燃烧装置以及冷凝装置，其中：

所述物理式稳热装置上同时设置废气进口、废气出口、净化气进口以及净化气出口，所述前置过滤装置与所述物理式稳热装置的所述废气进口连接并连通，所述物理式稳热装置的所述废气出口与所述直燃式燃烧装置的进气口连接并连通，所述直燃式燃烧装置的排气口与所述物理式稳热装置的所述净化气进口连接并连通，所述物理式稳热装置的所述净化气出口与所述冷凝装置连接并连通。

根据本实用新型一可选实施方式，还包括热能回收装置，所述热能回收装置与所述物理式稳热装置的所述净化气出口连接并连通。

根据本实用新型一可选实施方式，所述物理式稳热装置包括一级稳热装置、二级稳热装置以及三级稳热装置，所述一级稳热装置、所述二级稳热装置以及所述三级稳热装置顺次首尾连接，所述一级稳热装置与所述前置过滤装置连接，所述三级稳热装置与所述直燃式燃烧装置连接。

根据本实用新型一可选实施方式，所述热能回收装置安装于所述一级稳热装置与所述二级稳热装置或者所述二级稳热装置与所述三级稳热装置之间或者所述三级稳热装置与所述直燃式燃烧装置之间。

根据本实用新型一可选实施方式，还包括离心风机，所述离心风机与所述冷凝装置连接。

根据本实用新型一可选实施方式，所述离心风机上安装变频器，所述变频器依照需要的风量或者装置入口的净负压调节频率大小。

根据本实用新型一可选实施方式，所述直燃式燃烧装置包括点火区、预热区、反应区以及反应热仓，所述点火区、所述预热区、所述反应区以及所述反应热仓从上到下顺次布置。

根据本实用新型一可选实施方式，所述反应区内安装温度传感器。

根据本实用新型一可选实施方式，所述反应区内安装压力传感器。

根据本实用新型一可选实施方式，所述前置过滤装置与一级稳热装置之间安装防爆阀；在所述二级稳热装置与所述三级稳热装置之间安装安全阀。

本实用新型提供的有机废气处理设备，具有以下技术效果：

该种有机废气处理设备，主要包括前置过滤装置、物理式稳热装置、直燃式燃烧装置以及冷凝装置，同传统的处理设备相比，本实用新型增加了物理式稳热装置，通过物理式稳热装置为进入直燃式燃烧装置的有机废气进行预热，即直燃式燃烧装置将有机废气燃烧后，产生高温的净化气体排放至物理式稳热装置，该种方式可充分利用直燃式燃烧装置排放的净化后的气体的热量，既提高待燃烧反应的有机废气温度，又降低了净化后的高温气体降温所需的冷源量，克服了单独采用燃烧设备燃烧从车间生产机组排放出来的有机废气，要加热到反应所需的温度，由于有机废气燃烧后产生的热量没有被有效回收利用，有机废气没有提前预热，导致消耗更多的能源的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例的有机废气处理设备的流程图；

图2是图1中的直燃式燃烧装置的内部结构图。

其中，图1-图2：

100、前置过滤装置；200、物理式稳热装置；201、一级稳热装置；202、二级稳热装置；203、三级稳热装置；300、直燃式燃烧装置；400、冷凝装置；500、热能回收装置；600、热介质交换容器；700、车间生产机组；701、终端换热装置；800、离心风机；

a、废气进口；b、废气出口；c、净化气进口；d、净化气出口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

下面结合实施例对本实用新型的设备技术方案和方法技术方案进行详细的说明。

实施例1：

本实施例提供的一种有机废气处理设备，如图1所示，包括前置过滤装置100、物理式稳热装置200、直燃式燃烧装置300以及冷凝装置400，物理式稳热装置200上同时设置废气进口a、废气出口b、净化气进口c以及净化气出口d，前置过滤装置100与物理式稳热装置200的废气进口a连接并连通，物理式稳热装置200的废气出口b与直燃式燃烧装置300的进气口连接并连通，直燃式燃烧装置300的排气口与物理式稳热装置200的净化气进口c连接并连通，物理式稳热装置200的净化气出口d与冷凝装置400连接并连通。

在本实用新型一实施例中，物理式稳热装置200包括一级稳热装置201、二级稳热装置202以及三级稳热装置203，如图1所示，一级稳热装置201、二级稳热装置202以及三级稳热装置203顺次首尾连接，一级稳热装置201与前置过滤装置100连接，三级稳热装置203与直燃式燃烧装置300连接。

需要说明的是，本实用新型的物理式稳热装置200不局限于只有三级稳热装置203，还可以根据实际应用场景或者实际工艺条件来选择，只要能够达到降低净化气体的温度和同时达到为有机废气预热的目的，均在本实用新型的保护范围之内，本实用新型对此不做限定。

物理式稳热装置200分为废气进口a、废气出口b、净化气进口c及净化气出口d，有机废气从废气进口a进入，废气出口b流出；高温净化气体从净化气进口c进入，净化气出口d流出。两股气流在物理式稳热装置200中置换热量，以达到为有机废气预热升温，净化气体逐步降温的效果。预热的有机废气可有效减少直燃式燃烧装置300升温所需求的能源损耗(电热、天然气等)，降温后的净化气体可减少设备出口冷凝装置400所耗能源。

如图1所示，前置过滤装置100的进口与车间生产机组700产生的有机废气排放管道相连，一级稳热装置201的废气进口a1与前置过滤装置100的出口相连，废气出口b1与二级稳热装置202的废气进口a2相连，高温净化气体从净化气进口c1进入，净化气出口d1流出。

如图1所示，二级稳热装置202的废气进口a2与一级稳热装置201的废气出口b1相连，废气出口b2与三级稳热装置203的废气进口a3相连，高温净化气体从净化气进口c2进入，净化气出口d2流出。

如图1所示，三级稳热装置203的废气进口a3与二级稳热装置202的废气出口b2相连，废气出口b3与直燃式燃烧装置300的进气管道相连，高温净化气体从净化气进口c3进入，净化气出口d4流出。

在本实用新型进一步实施例中，为了能够回收热量，用于车间生产机组700，还包括热能回收装置500，热能回收装置500与物理式稳热装置200的净化气出口d2连接并连通。

具体的，热能回收装置500采用间壁式结构，净化后的高温气体从热源进口进入热能回收装置500，再从出口流出，热交换介质则通过介质进口和出口在热能回收装置500与热介质交换容器600之间不断循环，在此过程中，高温气体携带的热量转换到介质上，获取热量后的介质回到热介质交换容器600，热介质交换容器600另有输入管道及输出管道与车间生产机组700的终端换热装置701相连，将获取热量后的介质输送到终端换热装置701，把介质的热量转换为车间生产机组700所需热源，以此达到节能的目的。

需要说明的是，车间生产机组700所需的热源温度不同，所采用的介质也有所不同，如所需的热源温度不高，可用水为介质，如所需的热源温度高，可用导热油为介质，无论何种介质，只要能够达到导热的目的，均在本实用新型的保护范围之内。

进一步的，在二级稳热装置202和三级稳热装置203之间加装安全阀，当进入的有机废气浓度过高，或会产生爆燃，使直燃式燃烧装置300内温度及压力迅速上升，进而着火，安全阀可直接截断管道气流，防止火势往回走，进而确保前端设备的安全。

在本实用新型进一步实施例中，热能回收装置500安装于一级稳热装置201与二级稳热装置202或者二级稳热装置202与三级稳热装置203之间或者三级稳热装置203与直燃式燃烧装置300之间。

其中，热能回收装置500在有机废气处理设备中的位置并非固定，在制造设备之前，根据车间生产机组700所需的热源要求来确定热能回收装置500的安装位置，越接近直燃式燃烧装置300的净化气出口位置，可回收的热量越多，所转换出来的介质温度更高，供车间生产机组700可用的热源越多。

在本实用新型进一步实施例中，冷凝装置400则主要包含水汽分离设备，利用气流特性，装置内部采用旋流结构设计，使净化气体在冷凝装置400内自转产生漩涡状态，旋流设计加大了气体的摩擦量，延长了气体在冷凝装置400内的停留时间，快速降温时水蒸气变成液态水，由于水汽比重不同，漩涡状态下气体自然往上升，冷凝水向下汇聚，最终由排水孔排出，实现水汽分离。

净化气体在高温环境下状态不稳定，在该设备中加装冷凝装置400，是为了防止净化后的排放气体在高温时与其他物质反应，产生新的污染物。

在本实用新型进一步实施例中，还包括离心风机800，如图1所示，离心风机800与冷凝装置400连接，为了控制离心风机800的风量，离心风机800上安装变频器，变频器依照需要的风量或者装置入口的净负压调节频率大小。

进一步的，离心风机800的末端，烟囱处设置有机废气浓度检测点，当检测浓度达不到排放标准时进行报警提示，操作人员需检查反应剂是否到达更换期限，同时启动加热管及点火装置，提高燃烧设备内的温度，以达到氧化反应所需的温度。

在本实用新型更进一步的实施例中，直燃式燃烧装置300包括点火区、预热区、反应区以及反应热仓，如图2所示，点火区、预热区、反应区以及反应热仓从上到下顺次布置。

点火装置位于整个装置的侧上方，启动点火装置产生明火，在离心风机800的引力作用下，火焰向下传导，热量向下方蔓延，将预热区进行加热升温。

反应区为反应床及加热管分层交替安装，反应床上放置反应剂，位于加热管上方，当高温气流进入反应区后，与反应剂反应产生长弧高温红波。反应区设置的温度传感器，当检测到温度达到设定值后，点火装置停止运行，反应区加热管启动，保持直燃式燃烧装置300内的反应温度，此时整个装置无明火，均匀布满红外线，炉心温度可高达475℃，进入的有机废气在经过反应区后，在反应热仓进行充分地反应，分解成二氧化碳和水。

当进入直燃式燃烧装置300的有机废气浓度达到2000ppm时，有机废气氧化反应会释放大量热量，反应剂无需外在能源即可维持自燃，加热管停止运行，大大节省能量的消耗。

常规的直燃式废气处理设备采用明火，当有机废气进入时会产生气流波动，使火焰随之摆动，气体受热不均，氧化反应或不充分，进而影响处理效果。而本实用新型在产生长弧红波后，点火装置停止运行，由加热管进行升温，直燃式燃烧装置300内无明火，高温红外线布满直燃式燃烧装置300。当有机废气进入时可均匀受热并充分进行氧化反应。

进一步的，直燃式燃烧装置300还配备温度传感器、压力传感器及防爆阀片，温度传感器实时监控装置内部温度，控制点火装置及加热管的启停，可有效节省设备运行能耗。压力传感器为安全报警装置，当装置内压力超过设定警示值时，马上预警，警醒操作人员进行停机检查；当压力超过设定压力时，防爆阀片自行破裂，进行泄压，防止装置发生爆炸。

本实施例的有机废气处理设备，同传统的处理设备相比，增加了物理式稳热装置，通过物理式稳热装置200为进入直燃式燃烧装置300的有机废气进行预热，即直燃式燃烧装置300将有机废气燃烧后，产生高温的净化气体排放至物理式稳热装置200，该种方式可充分利用直燃式燃烧装置300排放的净化后的气体的热量，既提高待燃烧反应的有机废气温度，又降低了净化后的高温气体降温所需的冷源量，克服了单独采用燃烧设备燃烧从车间生产机组700排放出来的有机废气，要加热到反应所需的温度，由于有机废气燃烧后产生的热量没有被有效回收利用，有机废气没有提前预热，导致消耗更多的能源的缺陷。

实施例2：

本实施例提供了一种有机废气处理方法，包括有机废气经初步过滤后通过物理式稳热装置200预热，预热后的有机废气进入直燃式燃烧装置300，在直燃式燃烧装置300内有机废气经过净化，净化后的气体排放至物理式稳热装置200，通过物理式稳热装置200预热进入直燃式燃烧装置300的有机废气，最后通过冷凝装置400冷凝后向外排放。

具体地，车间生产机组700产生的高浓度有机废气，通过集气罩及排风管道统一收集后，送往物理式催化和直燃式燃烧设备，具体步骤如下：

(1)有机废气在离心风机800引力的作用下，经过前置过滤装置100，前置过滤装置100内含玻璃纤维、活性炭过滤棉等滤料，将有机废气中的粉尘、固体颗粒物、粘性物质截留；

(2)初步过滤后的有机废气通过一级稳热装置201，进行逐步升温，在经过一级稳热装置201后，有机废气温度可上升约60℃，之后再通过二级稳热装置202，废气温度可再提高约65℃，最后再经过三级稳热装置203，温度可再上升约110℃。

经过多级稳热装置后，从直燃式燃烧装置300排出的高温气体所带的热量逐步传递给待处理的有机废气，使有机废气得到预热，在供氧充足的情况下发生氧化反应，将部分热氧化温度低的有机废气提前进行分解；

(3)直燃式燃烧装置300先由点火装置产生明火，对预热区进行升温，随后延伸至反应区，与反应剂作用后产生长弧高温红波。随后点火装置停止，加热管启动。此时装置内无明火，均匀布满红外线，中心温度可达475℃。有机废气进入直燃式燃烧装置300产生的气流在装置内均匀受热反应，生成二氧化碳和水。有机废气得到净化。净化后的气体温度达到350-370℃左右，逐级经过三级稳热装置203、二级稳热装置202及一级稳热装置201，将所携带的热量逐步转移，用于为进入的有机废气预热；

(4)换热后的净化气体进入冷凝装置400，进行物理式降温，通过水汽分离，对净化气进行冷凝定性；

(5)经过冷凝定性的净化气经由防爆防静电的离心风机800通过烟囱排空；

(6)热能回收装置500为间壁式结构，将净化后的高温气体所携带的热量经由介质(如水、汽、导热油等)置换出来，通过热介质交换容器600，再送到车间的终端换热装置701，转换为车间机组生产所需的热源，供设备使用，实现回收再利用的目的。

其中，热能回收装置500可根据车间终端机组所需的热源温度，放置在本设备净化气体出气管道的不同位置，越接近直燃式燃烧装置300，可回收的热量更多。

本实施例的有机废气处理方法，同传统的处理方法相比，增加了有机废气预热的步骤，热量的来源是直燃式燃烧装置300燃烧产生的净化后的气体的热量，即有机废气在进入直燃式燃烧装置300燃烧前，先通过直燃式燃烧装置300排放出来的净化后的气体的预热，一方面可降低净化后的高温气体降温所需的冷源量，另一方面还能够减少直燃式燃烧装置300升温至燃烧温度时所需的热量，从而降低了设备运行的能耗。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。