工業(yè)烘干設(shè)備廢氣的熱能利用及治理工藝

冉向陽

摘 要： 工業(yè)烘干設(shè)備在化工、醫(yī)藥、礦山等行業(yè)均有重要應(yīng)用。但是在高溫環(huán)境下，容易產(chǎn)生大量的油煙、臭氣以及其他污染性氣體。這些廢氣如果不能進(jìn)行及時(shí)有效的處理，直接排放到空氣中，容易造成嚴(yán)重的空氣污染，危害廠區(qū)及周邊地區(qū)群眾的健康。以往工業(yè)烘干設(shè)備采取的廢氣處理方式，主要有活性炭吸附、靜電吸附等幾種，但是都存在不同程度的缺陷。本文提出了一種循環(huán)式廢氣熱能利用及污染處理工藝，經(jīng)過試驗(yàn)確定最終排放的氣體符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞： 工業(yè)烘干設(shè)備;廢氣;熱能利用;治理措施

一、工業(yè)烘干設(shè)備廢氣的排放特點(diǎn)

大型工業(yè)企業(yè)中烘干設(shè)備的規(guī)模大、數(shù)量多，每天產(chǎn)生的廢氣嚴(yán)重污染廠區(qū)空氣環(huán)境。這些廢氣通常具有高溫、高濕、高污染的特點(diǎn)，通過收集廢氣進(jìn)行成分分析，可以發(fā)現(xiàn)廢氣中各類化合物的類型較多，常見的有氮氧化物、硫化物、氟化物以及油煙等等。相比于工業(yè)企業(yè)的其他廢棄物（廢水、廢渣等），廢氣的排放更加隱蔽，一些工業(yè)企業(yè)通常選擇在夜晚生產(chǎn)，逃避相關(guān)部門的監(jiān)管。大量的廢氣隨風(fēng)飄散，能夠?qū)χ苓厧坠锏目諝庠斐擅黠@污染。另外，這些排放的廢氣還會與空氣中的水蒸氣結(jié)合，隨著降水污染河水、土壤，產(chǎn)生的危害巨大。特別是對于一些工業(yè)企業(yè)比較集中的園區(qū)，加強(qiáng)工業(yè)烘干設(shè)備廢氣處理勢在必行。

二、傳統(tǒng)廢氣處理方式的弊端

1.水噴淋方式

早期工業(yè)企業(yè)采用的一種廢氣處理手段，但是廢氣中各類氧化物的水溶性較差，處理效果并不理想。即便是有部分廢氣溶于水中，也只是以另一種污染形式存在，并不會消除破壞影響。這種簡單化的廢氣處理方式逐漸淘汰。

2.活性炭吸附方式

活性炭雖然對廢氣中各類污染成分具有較強(qiáng)的吸附能力，但是在實(shí)際應(yīng)用中也存在諸多問題，例如活性炭吸附能力有限，而對于大型工業(yè)企業(yè)來說，每天排放的廢氣體積龐大，使用活性炭吸附無形中增加了處理成本。吸附了廢氣后的活性炭，如何處理仍然是一個(gè)棘手的問題。

3.前處理+靜電吸附+VOCs處理方式

這種組合式的廢氣處理方式，是目前國內(nèi)工業(yè)企業(yè)對烘干設(shè)備廢氣處理的一種主流方式，其優(yōu)點(diǎn)在于通過前處理，可以對廢氣進(jìn)行一遍簡單的篩選，例如將廢氣中的水汽、顆粒物、蠟質(zhì)等雜物處理干凈。然后采用靜電吸附的方式，可以對廢氣中主要的氧化物、VOCs（揮發(fā)性有機(jī)物）等進(jìn)行高效處理。但是在工業(yè)應(yīng)用中也面臨一定的問題，例如靜電吸附能力有限，可能會造成廢氣中部分污染物不能處理干凈，最終產(chǎn)物仍然具有污染性。另外，廢氣熱能沒有得到重復(fù)利用，也在一定程度上帶來了損失。

三、工業(yè)烘干設(shè)備廢氣的熱能利用及處理工藝

1.工藝概述

首先廢氣經(jīng)過多級自動安全防火閥，多重防火以杜絕安全隱患，再進(jìn)入多級自動除雜裝置，把廢氣中的雜物如毛團(tuán)、纖維、大顆粒物、大液滴等攔截下來。再采用氣水熱交換的方式，把廢氣中的熱能轉(zhuǎn)換到清潔水里，應(yīng)用到生產(chǎn)或生活中;或者采用氣氣熱交換方式，轉(zhuǎn)換成熱風(fēng)，回收的清潔熱風(fēng)回用到原烘干設(shè)備及其它需要清潔熱風(fēng)之處。同時(shí)根據(jù)多數(shù)廢氣中含有冷凝物的特性，在降溫過程中把冷凝物去除，降溫后的廢氣經(jīng)過多級乳化噴淋，除味、除霧等前處理工序進(jìn)行處理。而后廢氣再進(jìn)入多級立式高壓靜電裝置吸附油煙和顆粒物，如果廢氣中含有低濃度的VOCs，我們采用公司最新研發(fā)微納米氣泡技術(shù)，去除VOCs，最終排放廢氣可以達(dá)到目前最嚴(yán)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.系統(tǒng)組成

（1）多級自動防火風(fēng)門。在防火風(fēng)門上安裝有溫度傳感器，傳感器采用無線連接方式，與控制臺上的計(jì)算機(jī)完成連接。溫度傳感器上設(shè)置有報(bào)警溫度，當(dāng)溫度升高且達(dá)到報(bào)警溫度后，會觸發(fā)報(bào)警器。該信號會同步到計(jì)算機(jī)中，由計(jì)算機(jī)下達(dá)控制指令，關(guān)閉防火風(fēng)門。同時(shí)，啟動消防蒸汽滅火設(shè)備，進(jìn)行現(xiàn)場火情控制。有了多級自動防火風(fēng)門，提高了傳統(tǒng)廢氣處理設(shè)備中容易因?yàn)楦邷匾l(fā)火災(zāi)的問題，確保了整個(gè)廢氣處理流程的安全。

（2）多級自動除雜部套。廢氣進(jìn)入多級自動除雜裝置后被專有過濾網(wǎng)阻隔，積聚到一定厚度，節(jié)能電機(jī)驅(qū)動毛刷清理，被清理的雜物因負(fù)壓原理自動進(jìn)入集中儲毛箱，經(jīng)多級過濾后的廢氣進(jìn)入到下一道工序，此裝置配置有自動清洗機(jī)構(gòu)。

（3）熱交換部套。該部分是完成廢氣熱能回收利用的主要功能模塊。在設(shè)備材質(zhì)上，選擇使用導(dǎo)熱效率極高的不銹鋼，同時(shí)還具備較強(qiáng)的防腐蝕性能，延長了在高溫、高濕環(huán)境下的設(shè)備使用性能。同時(shí)，熱交換部套中還安裝了自動清洗設(shè)備，這樣每隔一段時(shí)間可以完成一次內(nèi)部清洗，避免了設(shè)備長期使用后出現(xiàn)油泥堵塞的問題。熱交換部套提供兩種熱換形式，一種是氣水交換，另一種是氣氣交換。

（4）除冷凝物部套。當(dāng)高溫廢氣的溫度逐漸降低后，會產(chǎn)生一定量的冷凝物。這些冷凝物經(jīng)常會固定在設(shè)備的內(nèi)壁上，不僅使設(shè)備內(nèi)壁增厚導(dǎo)熱性變差，增加了設(shè)備出現(xiàn)爆炸的概率，而且部分冷凝物（如硫化物、氯化物等）還會加劇設(shè)備內(nèi)壁腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命。除冷凝物部套的作用就是在冷凝物形成、且尚未附著到設(shè)備內(nèi)壁的過程中將其除去，消除設(shè)備運(yùn)行時(shí)的安全隱患。

（5）多級自動清洗部套。整套設(shè)備投入使用一段時(shí)間后，每部會積留一些雜質(zhì)，自動清洗模塊可以按照一定的周期進(jìn)行內(nèi)部除雜，保證整個(gè)系統(tǒng)順利運(yùn)行。與上文中多級除雜部套的區(qū)別在于，多級自動除雜部套是對廢氣進(jìn)行除雜，其功能是提高廢氣凈化處理效率;而多級清洗部套主要是對設(shè)備進(jìn)行清潔。

3.廢氣余熱的回收利用

本文提出的這種工業(yè)烘干設(shè)備廢氣熱能利用工藝，可以將廢氣中的熱量，轉(zhuǎn)化為無害化的熱風(fēng)或熱水。熱風(fēng)經(jīng)過儀器檢測達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，可以直接排放;熱水可以回收利用。某工業(yè)企業(yè)引進(jìn)該套處理設(shè)備后，取得了如下效益：

該企業(yè)有臺排風(fēng)量為1.8×105m3·h-1的中型烘干設(shè)備，從設(shè)備入口導(dǎo)入的廢氣平均溫度為160℃，收集設(shè)備出口排出的熱風(fēng)溫度為70℃，降溫90℃，熱能利用效果明顯。將這部分熱風(fēng)回收，結(jié)合轉(zhuǎn)換公式：

（風(fēng)量×溫差×密度×系數(shù)）/標(biāo)準(zhǔn)煤熱值=標(biāo)準(zhǔn)煤（kg）

（180000×90×1.2×0.24）/6500=60.1kg

同時(shí)，企業(yè)每月正常工作26天，每噸標(biāo)煤價(jià)格按1000元計(jì)算，通過熱能回收每年可以幫助企業(yè)節(jié)約：60.1kg×1元/kg×24h×26d×12m=44.9萬元/年。

結(jié)語：工業(yè)企業(yè)的烘干設(shè)備使用過程中，產(chǎn)生的高溫廢氣如果直接排放，會造成嚴(yán)重污染，企業(yè)也將面臨嚴(yán)厲處罰。通過引進(jìn)配套的廢氣處理設(shè)備，不僅可以凈化廢氣中的有害物質(zhì)，而且可以將廢氣的熱能回收利用，重新投入到生產(chǎn)中，幫助企業(yè)節(jié)約成本，間接的創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)利益。因此，工業(yè)企業(yè)要注重技術(shù)創(chuàng)新，使用新技術(shù)、新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)清潔、綠色生產(chǎn)，走可持續(xù)發(fā)展道路。

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