一种高浓度油烟和颗粒物废气的处理装置及方法与流程

1.本发明涉及工业废气处理技术领域，特别是一种高浓度油烟和颗粒物废气的处理装置及方法。


背景技术：

2.部分工业生产中，会产生油烟和颗粒物浓度都较高的废气，这类废气由于颗粒物容易堵塞，而油烟的粘性又很大，设备需要经常停机清洗维护，耗材更换频繁，处理成本很高。例如印染行业常用的定型机，油烟浓度高达1000mg/m3，颗粒物浓度达到250mg/m3，这类废气通常采用喷淋+静电等组合方法，使用一段时间后，需要停机对喷淋塔，静电极板等进行清理，使生产中断，维护费用高。
3.还有废线路板在回收处理过程中，一般需要先将线路板上的元器件进行脱除，通常采用加热方法，将废线路板加热至200℃左右，焊锡熔化，实现元器件和光板的分离。由于高温加热废线路板，为产生大量的焦油以及颗粒物，这类废气污染物浓度高，异味严重，也一般采用喷淋+静电等组合方法，同样存在停机清洗维护的困难。
4.现有技术中公开了一种综合处理定型机废气的系统及方法，专利法为201910956206.4，其中具体公开了去除定型机废气中油烟和颗粒方法为干式过滤器(滤网)，喷淋，湿式静电等组合方式，辅助以换热器得方式进行废气冷却和热量回收，但可能存在过滤器堵塞更换，以及喷淋塔堵塞更换。同时采用湿式静电不能有效去除水分，为了防止烟气中水蒸气凝结产生白雾，还要进行尾气再热(将尾气升温至80℃)。综合来看废气处理流程长，运行成本较高。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种高浓度油烟和颗粒物废气的处理装置及方法。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高浓度油烟和颗粒物废气的处理装置，包括立管式静电设备，所述立管式静电设备内部设有若干圆筒电场，所述圆筒电场的中间设有针式放电极，所述立管式静电设备的管壁设有收尘极，所述圆筒电场上方设置有三通换向阀，所述三通换向阀通过程序控制，所述立管式静电设备的废气进口与气水分离器的废气出口连接，所述立管式静电设备的出口与污水分离装置的进口处连接。
7.还包括湿式文丘里除尘器，所述湿式文丘里除尘器包括收缩管、喉管和扩散管，所述收缩管处设有雾化喷嘴，所述湿式文丘里除尘器扩散管端与所述气水分离器的进口连接，所述气水分离器的出口与所述污水分离装置的进口处连接，所述污水分离装置的出水口与所述湿式文丘里除尘器的收缩管连接。
8.其中，所述气水分离器为界面为2500*2500mm的矩形，所述针式放电极与所述收尘极均采用304不锈钢制作。
9.作为本发明的进一步改进：所述三通换向阀的第一阀门与所述立管式静电设备的
废气进口连接，所述三通换向阀的第二阀门与所述立管式静电设备的清洗水进口连接，所述三通换向阀的第三阀门控制立管式静电设备的关闭。
10.作为本发明的进一步改进：所述若干圆筒电场包括工作圆筒电场、清洗圆筒电场和关闭沥干圆筒电场。
11.作为本发明的进一步改进：圆筒电场至少设有305根，工作时有235根圆筒电场处于工作状态，至少20根圆筒电场处于清洗状态，至少50根圆筒电场处于关闭或者沥干状态。
12.作为本发明的进一步改进：所述污水分离装置设有油水分离器和沉淀池，所述沉淀池位于所述污水分离装置进口的下方。
13.作为本发明的进一步改进：所述沉淀池内设有斜板和底部设有污泥排出口。
14.作为本发明的进一步改进：所述立管式静电设备底部的出口与所述污水分离装置的进口连接。
15.一种采用该装置的高浓度油烟和颗粒物废气的处理方法，
16.(1)废气先通过湿式文丘里除尘器进行预处理：湿式文丘里除尘器收缩管处的雾化喷嘴往收缩管中喷水雾，废气中的油烟、颗粒物和雾化的水滴相互接触，完成捕捉过程；
17.(2)预处理后的废气和带有油烟、颗粒物和雾化水滴的污水进入气水分离器初步净化：废气和大量油烟和颗粒物的水进行分离，污水从气水分离器的出口排入污水分离装置中，废气从所述气水分离器的废气出口进入立管式静电设备中深度净化；
18.(3)步骤(2)中的污水先进入污水分离装置中的沉淀池通过斜板进行颗粒物的分离沉淀，颗粒物以污泥的形式沉淀从沉淀池的污泥排出口排出，再进入油水分离器中进行油烟和水的分离，油烟以浮油的形式从油水分离器的上层排出，分离的水循环回到湿式文丘里除尘器的收缩管中作为雾化喷嘴的喷淋水；
19.(4)通过程序控制三通换向阀使步骤(2)中的废气进入立管式静电设备，立管式静电设备开始工作，在圆筒电场作用下废气中剩余的颗粒物和油烟向收尘极运动，并吸附在收尘极上，且程序同时控制三通换向阀使高压清洗水冲洗立管式静电设备的管壁；
20.(5)步骤(4)中的圆筒电场每一小时按照工作
‑
清洗
‑
关闭
‑
工作的状态顺序以每次10根切换，235根圆筒电场处于工作状态，至少20根圆筒电场处于清洗状态，至少50根圆筒电场处于关闭状态；
21.(6)步骤(2)的废气经立管式静电设备深度净化后从底部废气排出口释放，冲洗的颗粒物、油烟和清洗水从立管式静电设备的底部出口流入污水分离装置进行步骤(3)的处理；
22.(7)完成废气的深度净化后，程序控制三通换向阀关闭立管式静电设备的运行；
23.(8)处于关闭状态的立管式静电设备管壁上的水自然沥干，沥干水从立管式静电设备的底部出口流入污水分离装置中进行步骤(3)的处理。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.1)本发明采用湿式文丘里除尘器除尘+立管式静电设备的组合方法，可以免堵塞的清除颗粒物和油污，相对于喷淋塔等使用填料的气液接触方法，湿式文丘里除尘器对于高油烟和粉尘废气，可长期稳定使用，低成本的去除颗粒物和油烟，操作简单，维护方便。
26.2)立管式静电设备根据设计多配多组立管，并通过程序控制三通阀进而调配工作状态的立筒、清洗状态的立筒和关闭状态的立筒的数量，实现通废气和高压清洗水之间切
换。且通过程序设定好时间间隔，使立筒按顺序在线清洗，使静电设备不需要停机，实现不用停机维护或更换耗材的功能。
27.3)喷淋清洗水采用沉淀+油水分离方法，将含油烟、颗粒物的废水进行分离，且水可以循环利用，大大减少水的使用量，且不用停机维护。
附图说明
28.图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
29.现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：
30.如图1所示，本发明提供一种高浓度油烟和颗粒物废气的处理装置，包括湿式文丘里除尘器1、气水分离器2、污水分离装置、立管式静电设备4和三通换向阀5，所述湿式文丘里除尘器1的进口处与排烟管道连接，所述湿式文丘里除尘器1包括收缩管11、喉管12和扩散管13，所述收缩管11处设有雾化喷嘴，用于往所述收缩管11中喷水雾，使废气中的油烟、粉尘和雾化的水滴相互接触完成捕捉过程，所述湿式文丘里除尘器1扩散管13端与所述气水分离器2的进口21连接，所述气水分离器2的废气出口22与所述立管式静电设备4的废气进口41连接，所述气水分离器2的出口23与所述污水分离装置3的进口处33连接，所述静电设备5的出口43与所述污水分离装置3的进口处33连接，所述油水分离器3的出水口34与所述湿式文丘里除尘器1的收缩管11连接。
31.所述立管式静电设备4内部设有若干圆筒电场45，所述圆筒电场45的中间设有针式放电极，所述立管式静电设备4的圆筒管壁设有收尘极，所述针式放电极与所述收尘极均采用304不锈钢制作，电场电压为1.3
‑
1.6万伏。
32.初步净化的废气进入立管式静电设备4后，废气中剩余的颗粒物和油烟在静电场的作用下，向收尘极运动，并吸附在管壁的收尘极上，所述立管式静电设备4的底部设有净化废气排出口42。
33.所述若干圆筒电场45包括工作圆筒电场、清洗圆筒电场和关闭沥干圆筒电场。
34.考虑在线清洗的问题，常规静电设备一般为235根直径为200mm的圆筒电场，本发明中的所述立管式静电设备4将圆筒电场45至少增加30％，最少增加至305根，立管式静电设备4工作时有235根圆筒电场处于工作状态，至少20根圆筒电场处于清洗状态，至少50根圆筒电场处于关闭沥干状态，电场电压为1.3
‑
1.6万伏。
35.同时在所述立管式静电设备4的圆筒电场45上方设置有三通换向阀5，所述三通换向阀5的第一阀门与所述立管式静电设备4的废气进口41连接，所述三通换向阀5的第二阀门与所述立管式静电设备4的清洗水进口连接，所述三通换向阀5的第三阀门控制立管式静电设备4的关闭。
36.具体地，通过程序控制所述三通换向阀5的阀门切换，分别控制立管式静电设备4的工作、清洗、关闭沥干三种状态，并且循环往复。另外根据不同的废气情况和处理效果，通过程序调配立管式静电设备4中的工作状态的圆筒电场、处于清洗状态的圆筒电场和关闭沥干状态的圆筒电场的数量，通过圆筒电场45的三种工作状态的切换，使立管式静电设备4不需要停机清洗，实现设备在线清洗，降低维护费用，且大大减少了人工清洗量。
37.具体地，通过三通换向阀5阀门的切换，保障工作时有235根电场处于工作状态，同时至少20根处于清洗状态，至少50根处于关闭状态，处于关闭状态的圆筒电场45靠重力作用将管壁上的水自然沥干。
38.更具体地，所述立管式静电设备4中一共305根圆筒电场45，编号为1号到305号，启动时第1
‑
235号处于工作状态，第236
‑
285号处于沥干关闭状态，第286
‑
305号处于清洗状态；切换原则为1小时切换一次，每次10根，按照工作
‑
清洗
‑
关闭
‑
工作的状态顺序切换；
39.具体地，第一次切换(1h)：第1
‑
10号处于清洗状态，第11
‑
245号处于工作状态，第246
‑
295号处于沥干关闭状态，第296
‑
305处于清洗状态；
40.第二次切换(2h)：第1
‑
20号处于清洗状态，第21
‑
265号处于工作状态，第266
‑
305处于沥干关闭状态；
41.第三次切换(3h)：第1
‑
10号处于关闭状态，第11
‑
30号处于清洗状态，第31
‑
275处于工作状态，第276
‑
305处于沥干关闭状态。
42.通过在所述污水分离装置3设置油水分离器31和沉淀池32处理污水中的颗粒物和油烟，所述沉淀池32位于所述污水分离装置3进口33的下方，所述油水分离器31设置于所述沉淀池32的一侧。
43.具体地，所述沉淀池3内设有斜板和底部设有污泥排出口，所述斜板倾斜设置于所述沉淀池32内部，污水中的颗粒物先通过所述斜板分离、沉淀，以污泥的形式沉淀至所述沉淀池32的底部从所述污泥排出口流出。
44.具体地，污水中的油烟以浮油的形式流入所述油水分离器31分离，浮油从油水分离器31上层排出，污水经过颗粒物和油烟分离后的清水返回到所述湿式文丘里除尘器1中的收缩管11中，并作为雾化喷嘴中的喷淋水继续使用，实现水的循环使用。
45.具体地，所述气水分离器2为界面为2500*2500mm的矩形。
46.基于该高浓度油烟和颗粒物废气处理装置的一种高浓度油烟和颗粒物废气处理方法，包括以下步骤：
47.(1)废气先通过湿式文丘里除尘器进行预处理：湿式文丘里除尘器收缩管处的雾化喷嘴往收缩管中喷水雾，废气中的油烟、颗粒物和雾化的水滴相互接触，完成捕捉过程；
48.(2)预处理后的废气和带有油烟、颗粒物和雾化水滴的污水进入气水分离器初步净化：废气和大量油烟和颗粒物的水进行分离，污水从气水分离器的出口排入污水分离装置中，废气从所述气水分离器2的废气出口进入立管式静电设备中深度净化；
49.(3)步骤(2)中的污水先进入污水分离装置中的沉淀池通过斜板进行颗粒物的分离沉淀，颗粒物以污泥的形式沉淀从沉淀池的污泥排出口排出，再进入油水分离器中进行油烟和水的分离，油烟以浮油的形式从油水分离器的上层排出，分离的水循环回到湿式文丘里除尘器的收缩管中作为雾化喷嘴的喷淋水；
50.(4)通过程序控制三通换向阀使步骤(2)中的废气进入立管式静电设备，立管式静电设备开始工作，在圆筒电场作用下废气中剩余的颗粒物和油烟向收尘极运动，并吸附在收尘极上，且程序同时控制三通换向阀使高压清洗水冲洗立管式静电设备的管壁；
51.(5)步骤(4)中的圆筒电场每一小时按照工作
‑
清洗
‑
关闭
‑
工作的状态顺序以每次10根切换，235根圆筒电场处于工作状态，至少20根圆筒电场处于清洗状态，至少50根圆筒电场处于关闭状态；
52.(6)步骤(2)的废气经立管式静电设备深度净化后从底部废气排出口释放，冲洗的颗粒物、油烟和清洗水从立管式静电设备的底部出口流入污水分离装置进行步骤(3)的处理；
53.(7)完成废气的深度净化后，程序控制三通换向阀关闭立管式静电设备的运行；
54.(8)处于关闭状态的立管式静电设备管壁上的水自然沥干，沥干水从立管式静电设备的底部出口流入污水分离装置中进行步骤(3)的处理；
55.具体地，根据不同废气情况和处理效果，通过修改程序参数调配工作状态的圆筒、处于清洗状态的圆筒和关闭沥干状态的圆筒数量，实现不同废气的处理。
56.实施例：某废线路板脱元器件生产过程废气，风量约40000m3/h，烟气温度40℃，颗粒物含量90mg/m3，油烟含量约650mg/m3，采用以上处理装置和处理方法。
57.具体地，经过步骤(2)的初步净化处理的废气，油烟浓度降至250mg/m3，颗粒物浓度45mg/m3。
58.具体地，经过步骤(4)的深度净化处理的废气，油烟浓度降至5mg/m3，颗粒物浓度降至2mg/m3。
59.废气经过1000mm的排烟管道时风速为14.15m/s，进入所述湿式文丘里除尘器1后，风速变为87.58m/s，所述湿式文丘里除尘器1的进口管径为1000mm。废气经过所述湿式文丘里除尘器1的收缩管11处，所述雾化喷嘴往收缩管11中喷水雾，在收缩管11处，废气中的油烟、粉尘和雾化的水滴相互接触，完成捕捉过程，管路的突然收窄，使气相形成负压，气相负压使得液相形成水膜，通过这种方式，使气液混合接触，所述收缩管11的最小管径为400mm，不会有堵塞管路的可能。
60.废气从所述湿式文丘里除尘器1的扩张管进入所述气水分离器2时，气水分离器得截面积为6.25
㎡
，风速下降至1.76m/s，废气和捕捉了大量油污和粉尘的水进行分离，携带颗粒物和油烟的污水从所述气水分离器2的底部收集后流入所述污水分离装置中，废气则从所述气水分离器2的废气出口端进入所述立管式静电设备4中继续净化，经过所述气水分离器2的处理，油烟浓度降至约250mg/m3，颗粒物浓度降低45mg/m3，废气得到初步净化。
61.废气经过所述立管式静电设备4处理后，废气中的油烟浓度降至5mg/m3，颗粒物浓度降至2mg/m3。所述圆筒电场的清洗水和沥干水及带有油烟和颗粒物流入设备底部后，再通过所述立管式静电设备4的出口流入所述污水分离装置进行颗粒物、油烟和水分离。
62.本发明的工作原理：待处理的废气经过湿式文丘里除尘器的收缩管完成捕捉过程，进入气水分离器中进行初步净化，初步分离后的废气进入立管式静电设备深度净化，通过三通换向阀控制立管式静电设备实现每一小时每次10根圆筒电场按照工作
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清洗
‑
关闭
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工作顺序切换，完成不停机清洗；带有油烟和颗粒物的污水进入污水分离装置进行油污和颗粒物的分离，同时分离后的清水回到收缩管处的雾化喷嘴中，立管式静电设备管壁上的冲洗沥干水再次循环流入收缩管中重复利用。
63.本发明的主要功能：本发明通过设计湿式文丘里除尘器、气水分离器、污水分离装置、静电设备和三通换向阀实现废气的油烟、颗粒物净化处理，大大减少水的使用量和人工清洗量，同时实现水再循环利用，通过程序和三通换向阀实现静电设备的不停机、在线维护，降低维护成本，能连续清楚油污和颗粒物，操作简便，维护方便，不易发生填料堵塞等问题，可长期稳定使用。
64.综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。