一种炭黑生产废气的净化处理装置的制作方法

本实用新型是一种炭黑生产废气的净化处理装置，具体涉及炭黑生产中含硫含氮废气的处理装置，属于含硫含氮废气的处理领域。

背景技术：

炭黑是目前市场上用途较为广泛的一种工业型原料，有补强、耐磨以及填充等功能，在轮胎，橡胶，塑料等行业都发挥着不可替代的作用。炭黑的工业生产方法是以燃料油（或燃气）和原料油为原料，燃料油（或燃气）在燃烧炉内产生高温高速气流，原料油由喉管处喷入经燃烧炉产生的高温高速气流迅速雾化而裂解，生成的炭黑及燃余气被急冷水迅速冷却终止反应，急冷后的炭黑烟气再经过一系列处理把炭黑收集下来后，排出的废气即是炭黑尾气。炭黑尾气的温度通常为180℃，主要成分有水蒸汽、硫氧化物、氮化物和粉尘，直接排放会造成严重的大气污染。现有情况处理情况是，炭黑尾气的湿度较高，水分含量接近40%，使用常规湿法脱硫系统，会造成系统水难以平衡；炭黑尾气的温度通常为180℃，温度较低，不适合使用常规SCR系统进行脱硝。

现有专利文献CN105597501A（一种炭黑生产过程中废气脱硫、脱硝的方法，2016.01.04）公开了一种对炭黑生产过程中废气的脱硫、脱硝方法，其处理步骤依次是炭黑尾气和干燥废气脱水；脱水尾气燃烧后与脱水废气混合换热后进行脱硝；将脱硝后的废气回收热能后与另一部分脱水废气混合进行脱硫。该技术方案将炭黑生产干燥过程的含有氮氧化物和硫氧化物的干燥废气和锅炉运行过程中的脱硝、脱硫相结合，采用现有脱水、脱硝、脱硫设备，不需要投资新建设备，废气达标排放，不造成二次污染。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种炭黑生产废气的净化处理装置，炭黑生产废气可以不经脱水处理，直接由干法脱硫反应器和除尘器除去硫氧化物和粉尘后，再加热送至脱硝反应器，脱硝后的气体与除去硫氧化物和粉尘的废气经换热后排放，一方面可以尽可能的回收净化气体的热能，减少加热器的热能使用量；另一方面，提高进入脱硝反应器的烟气温度，避免脱硝催化剂堵塞并提高反应活性。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种炭黑生产废气的净化处理装置，包括干法脱硫反应器、加热器和脱硝反应器，干法脱硫反应器连通废气通道，干法脱硫反应器和加热器之间依次连接除尘器和换热器，除尘器连通换热器的冷流通道，加热器连接脱硝反应器，脱硝反应器的气体出口连通换热器的热流通道，换热器的热流通道上设净化气出口。

所述干法脱硫反应器为干法吸收塔，设置吸收剂干粉物料箱，所述吸收剂干粉物料箱至少连通废气通道、干法吸收塔中的一项。

所述干法脱硫反应器为设有循环流化床的干法吸收塔，设置吸收剂干粉物料箱，所述吸收剂干粉物料箱至少连通废气通道、循环流化床、干法吸收塔中的一项。

所述吸收剂干粉物料箱为CaO物料箱或Ca(OH)₂物料箱。

所述除尘器包括布袋除尘器、过滤膜、电除尘器中的一种或至少两种的组合。

所述加热器包括燃烧器（烧嘴）、气气换热器（GGH）、蒸汽加热器、电加热器中的一种或至少两种的组合。

所述脱硝反应器为SCR反应器。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型采用干法脱硫反应器、加热器和脱硝反应器搭配使用，炭黑生产废气无需脱水处理，直接送至干法脱硫反应器脱除硫氧化物，解决了现有因炭黑生产废气湿度较高，使用常规湿法脱硫工艺时水系统难以平衡的问题，全干法脱硫，还能解决SO₃等气溶胶问题；加热器将脱除硫氧化物的废气送至脱硝反应器（SCR脱硝反应器）脱除氮氧化物后，获得净化气体，解决了现有炭黑生产废气温度低，不适合常规SCR脱硝工艺的问题。

（2）本实用新型采用干法脱硫反应器和除尘器可以实现炭黑生产废气中硫氧化物和粉尘的达标排放，干法脱硫反应器可采用钙系干粉吸收剂与炭黑生产废气混合，炭黑生产废气中的酸性物质如SO_X发生反应生成Ca₂SO₄和Ca₂SO₃，其中的粉尘、未反应的CaO或Ca(OH)₂干粉、反应生成Ca₂SO₄和Ca₂SO₃则通过除尘器收集，自此，完成SO_X及粉尘的排放达标。

（3）本实用新型在除尘器与加热器之间设置有换热器，用于将脱除硫氧化物和粉尘的废气与脱硝后的气体进行换热，尽可能的回收脱硝后气体的热能，降低净化气体的排烟温度，同时提高送入加热器前废气的热能，不仅能减少加热器的热能使用量，还能避免脱硝催化剂堵塞同时提高反应活性，达到节约能源、降低环保污染、提高脱硝反应效率的目的。

附图说明

图1为本实用新型的工艺流程框图（一）。

图2为本实用新型的工艺流程框图（二）。

图3为本实用新型的工艺流程框图（三）。

图4为本实用新型的工艺流程框图（四）。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例提出了一种炭黑生产废气的净化处理装置，如图1结构所示，该净化处理装置包括以下流程和相关设备：

依次连接的干法脱硫反应器、除尘器、换热器、加热器和脱硝反应器，其中，除尘器连通换热器的冷流通道，脱硝反应器的气体出口连通换热器的热流通道，换热器的热流通道上设净化气出口。实际操作时，来自炭黑生产工艺产生的炭黑生产废气（220℃）送至干法脱硫反应器，使用CaO作为干粉吸收剂，经干法脱硫后产生的脱硫废气送至除尘器，除去其中的粉尘、未反应的CaO干粉、反应生成的Ca2SO4和Ca2SO3后，送至换热器对剩余脱硫废气（210℃）进行换热，换热后的脱硫废气（255℃）被送至加热器加热至260℃以上，再进入脱硝反应器（SCR反应器）脱除其中的氮氧化物；完成上述脱硫脱硝工艺的气体被送至换热器与剩余脱硫废气换热后，再作为净化气体由净化气出口排出。

实施例2：

本实施例提出了一种炭黑生产废气的净化处理装置，如图2结构所示，该净化处理装置包括以下流程和相关设备：

依次连接的干法吸收塔、布袋除尘器、换热器、燃烧器（烧嘴）和SCR反应器，其中，布袋除尘器连通换热器的冷流通道，SCR反应器的气体出口连通换热器的热流通道，换热器的热流通道上设净化气出口。实际操作时，来自炭黑生产工艺产生的炭黑生产废气（150℃）送至干法吸收塔，使用CaO作为干粉吸收剂，可设置CaO物料箱，使用时，将CaO物料箱内的CaO干粉喷入废气通道或干法吸收塔，或同时喷入废气通道和干法吸收塔，与其中的炭黑生产废气混合，并与其中的酸性物质如SOX发生反应生成Ca2SO4和Ca2SO3；粉尘、未反应的CaO干粉、反应生成的Ca2SO4和Ca2SO3通过布袋除尘器收集，剩余脱硫废气（120℃）送至换热器进行换热，换热后的脱硫废气（220℃）被送至燃烧器加热至260℃以上，再进入SCR反应器脱除其中的氮氧化物；完成上述脱硫脱硝工艺的气体被送至换热器与剩余脱硫废气换热后，再作为净化气体由净化气出口排出。

实施例3：

本实施例提出了一种炭黑生产废气的净化处理装置，如图3结构所示，该净化处理装置包括以下流程和相关设备：

依次连接的干法吸收塔、电除尘器、换热器、蒸汽加热器和SCR反应器，其中，干法吸收塔上设置有循环流化床，电除尘器连通换热器的冷流通道，SCR反应器的气体出口连通换热器的热流通道，换热器的热流通道上设净化气出口。实际操作时，来自炭黑生产工艺产生的炭黑生产废气（180℃）送至干法吸收塔，使用Ca(OH)2作为干粉吸收剂，可设置Ca(OH)2物料箱，使用时，将Ca(OH)2物料箱内的Ca(OH)2干粉喷入废气通道或者循环流化床或者干法吸收塔，或同时喷入废气通道、循环流化床和干法吸收塔，或者其中两者的任意组合，与其中的炭黑生产废气混合，并与其中的酸性物质如SOX发生反应生成Ca2SO4和Ca2SO3；粉尘、未反应的CaO干粉、反应生成的Ca2SO4和Ca2SO3通过电除尘器收集，剩余脱硫废气（160℃）送至换热器进行换热，换热后的脱硫废气（240℃）被送至蒸汽加热器加热至260℃以上，再进入SCR反应器脱除其中的氮氧化物；完成上述脱硫脱硝工艺的气体被送至换热器与剩余脱硫废气换热后，再作为净化气体由净化气出口排出。

实施例4：

本实施例提出了一种炭黑生产废气的净化处理装置，如图4结构所示，该净化处理装置包括以下流程和相关设备：

依次连接的干法吸收塔、除尘器、换热器、加热器和SCR反应器，其中，干法吸收塔上设置有循环流化床，除尘器连通换热器的冷流通道，SCR反应器的气体出口连通换热器的热流通道，换热器的热流通道上设净化气出口。实际操作时，来自炭黑生产工艺产生的炭黑生产废气（200℃）送至干法吸收塔，使用Ca(OH)2作为干粉吸收剂，可设置Ca(OH)2物料箱，使用时，将Ca(OH)2物料箱内的Ca(OH)2干粉喷入废气通道或者循环流化床或者干法吸收塔，或同时喷入废气通道、循环流化床和干法吸收塔，或者其中两者的任意组合，与其中的炭黑生产废气混合，并与其中的酸性物质如SOX发生反应生成Ca2SO4和Ca2SO3；粉尘、未反应的CaO干粉、反应生成的Ca2SO4和Ca2SO3通过除尘器收集，除尘器采用布袋除尘器和过滤膜的组合使用，剩余脱硫废气（185℃）送至换热器进行换热，换热后的脱硫废气（250℃）被送至加热器（采用燃烧器、气气换热器和电加热器的组合使用）加热至260℃以上，再进入SCR反应器脱除其中的氮氧化物；完成上述脱硫脱硝工艺的气体被送至换热器与剩余脱硫废气换热后，再作为净化气体由净化气出口排出。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。