一种含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及工业废气处理技术领域，特别是涉及一种含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置。


背景技术：

2.在现代制造业中，诸如电池材料烧结、纯碱生产等不同行业都存在含氨、焦油废气的产生情况，氨气是高水溶性且无色的碱性刺激性气体，焦油是一种具有恶臭气味的危害气体，排入大气环境中的含氨、焦油废气不仅对人产生一定生命危害，同时污染大气及自然环境。
3.在现有技术中，焦油主要采取焚烧、吸附等方式处理，且焦油处理不彻底会影响氨气的处理效果；氨气主要采取酸吸收和水吸收等方式:用水吸收氨气的方案中，氨水浓度较低，造成需回收的氨水量大；采用酸吸收方式则会产生大量的铵盐，消耗酸多，导致处理成本高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对背景技术中所述的现有的含有氨气和焦油的废气中的焦油和氨气处理效率低，处理成本高等问题，提供一种含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置。
5.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置，其包括焦油处理组件、风机增压组件和氨气催化裂解组件，焦油处理组件包括冷冻除油器和除油过滤器，冷冻除油器的进气端输入待处理的尾气，冷冻除油器的出气端通过管道与除油过滤器的气体输入端连接，除油过滤器的气体输出端通过管道与风机增压组件的进气口连接，风机增压组件的出气口通过管道与氨气催化裂解组件的进气端连接，氨气催化裂解组件的出气端连接排空管道，在冷冻除油器的进气端设有检测气体压力的第一压力表和第一压力传感器，在除油过滤器的气体输出端的管道上设有流量计，在风机增压组件的出气口连接的管道上设有自动调节阀、第二气压表和第二压力传感器，自动调节阀、风机增压组件、流量计、第一压力传感器以及第二压力传感器分别与plc控制器电连接。
6.作为上述的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置的进一步改进，所述的冷冻除油器内部设有循环冷媒管道和含油废水排出口。通过循环冷媒管道使冷冻除油器内部处于低温状态，含有焦油的尾气在进入冷冻除油器后，尾气中的可冷凝的焦油和水蒸气成为液态，从尾气中分离掉，剩余的含氨气和不能冷凝的焦油的气体从冷冻除油器的出气端通过管道输送至除油过滤器进一步处理，通过这种设置能将尾气中的水蒸气去除，并对焦油进行初步的分离，提高后续的除油过滤器的处理效率。
7.作为上述的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置的进一步改进，所述的除油过滤器为三级除油过滤器，三级除油过滤器包括通过管道连接的不锈钢丝网过滤器、
活性炭吸附器和高效除油滤芯吸附器。通过设置三级除油过滤器，能将尾气中的焦油彻底去除，避免焦油传输到后续的风机时对风机造成污染，并防止在氨气催化裂解组件中对催化剂的污染，防止因为催化剂的污染而影响氨气的裂解效率。
8.作为上述的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置的进一步改进，所述的风机增压组件上设有风机报警器，风机报警器与plc控制器电连接。通过设置风机报警器能对风机的工作状态进行检测，例如检测风机的工作电流，当风机出现故障时，风机的负载增大，工作电流就会加大，通过风机报警器检测到风机的电流值发送至plc控制器，plc控制器根据收到的信号判断风机是否故障，如果判断风机故障，则使对应的风机停止工作，并通过风机报警器发出报警，提示操作人员进行维修。
9.作为上述的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置的进一步改进，所述的氨气催化裂解组件内部设有若干组催化剂载体和加热器。通过加热器对进入的氨气进行加热，在催化剂载体上的催化剂的作用下，使氨气裂解为氮气和氢气，变为无污染气体。
10.作为上述的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置的进一步改进，所述的氨气催化裂解组件的出气端与热交换器的热交换管道的入口端连接，热交换管道的出口端连接排空管道，风机增压组件的出气口通过管道连接至热交换器的进气口，热交换器的出气口通过管道连接至氨气催化裂解组件的进气端。通过设置热交换器，能将裂解后的氮气和氢气的热量用于输入的氨气的预热，既能使输出的氮气和氢气温度降低，符合环保要求，又能使氨气预热，降低氨气裂解过程的能源消耗。
11.作为上述的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置的进一步改进，所述的冷冻除油器的进气端的管道上设有两组或两组以上的第一压力表和第一压力传感器，每组第一压力表和第一压力传感器对应连接在管道上的一个检测支管上，且在检测支管上设有开关阀，且开关阀、第一压力表和第一压力传感器沿着检测支管的根部向外侧的方向依次设置在检测支管上。通过设置第一压力表和第一压力传感器，能对输入到冷冻除油器的尾气的气压进行检测，通过设置两组第一压力表和第一压力传感器，当尾气中的焦油对第一压力表或第一压力传感器造成污染损坏时，能用另一组备用的第一压力表和第一压力传感器对气压进行检测，不影响尾气的处理效率。通过设置检修支管和开关阀，便于对检修支路进行开关控制，以便于对第一压力表和第一压力传感器进行检修和更换。
12.作为上述的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置的进一步改进，所述的风机增压组件包括两组或两组以上的风机，且在各个风机分别与plc控制器电连接，在每个风机的进气口和出气口的管道上都设有自动调节阀。通过设置两组风机，其中一组风机增压组件可以备用，当其中一组风机出现故障时，可以用另一组风机继续进行尾气的处理，不影响尾气的处理效率。同时，在风机的进气口和出气口的管道上都设置自动调节阀，便于对风机的通道进行开关控制，便于对风机进行检修或更换。
13.作为上述的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置的进一步改进，风机为变频耐腐蚀漩涡风机。风机选用变频耐腐蚀漩涡风机，能避免尾气对风机的腐蚀，同时能对风机的转速进行控制，维持氨气裂解组件内部的气体压力稳定，提高氨气的裂解效率。
14.作为上述的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置的进一步改进，所述的氨气催化裂解组件上设有温度传感器，温度传感器与plc控制器电连接。通过设置温度传感器，能对氨气催化裂解组件内的温度进行控制，以便于提高氨气的裂解效率，并能对加热器
的工作状态进行监控。
15.需要声明的是，本实用新型中虽然用到了plc控制器，但是plc控制器的功能为接收第一压力传感器、第二压力传感器、流量计、温度传感器、风机工作电流等信号，并根据接收到的信号控制风机的转速，自动控制阀的开关或是开度，以及当风机电流过大时，控制有故障的风机停止工作，备用风机开始工作，以及根据温度传感器检测的氨气催化裂解组件的温度，判断氨气催化裂解组件的工作状态，以便于对温度进行精确控制。上述的这些控制方法都是plc控制器的常用控制方法，因而，本实用新型不涉及到软件的改进，符合实用新型的保护客体。
16.本实用新型具有积极的效果：1）本实用新型的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置，通过冷冻除油器对尾气中的水蒸气和可冷凝的焦油进行处理，使水蒸气的去除率达到99%以上，能避免水蒸气对后续的除油过滤器的影响，经过冷冻除油器处理后，尾气进入除油过滤器进行进一步处理，能使焦油的去除率达到98%以上，能避免焦油对后续的风机和氨气催化裂解组件的污染；2）本实用新型的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置，采用了氨气催化裂解组件对尾气中的氨气进行处理，催化剂可以选用镍基催化剂，能避免空气中的氧气对催化剂的影响，保证催化裂解反应的稳定；3）本实用新型的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置，能通过第二压力传感器和第一压力传感器的检测的气压差值来调节风机增压组件的转速以及自动控制阀的开度，实现尾气流量的自动控制，通过流量计检测尾气的流量，并根据流量计的检测值对风机的转速进行反馈控制，提高控制的精度，使氨气催化裂解组件内部压力更加稳定，提高尾气处理效率；4）本实用新型的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置，系统各处理组件都为模块化设计，便于更换，且各处理组件可以采用撬装式安装，结构紧凑，占地面积小，便于移动；5）本实用新型的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置，氨气催化分解组件内的分解压力低，常规设置为0.05mpa，能在额定范围内调整进气量，安全性高；6）本实用新型的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置，容易出现故障的元件都设置了备用件，防止设备故障二出现尾气的非正常排放现象，并能避免元件故障而出现停机，使设备能持续稳定运行，保障了尾气处理效率；在氨气催化裂解组件设置了热交换器，能提高能量的利用率，降低能耗。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图。
18.图中的附图标记如下：冷冻除油器1，循环冷媒管道11，含油废水排出口12，除油过滤器2，不锈钢丝网过滤器21，活性炭吸附器22，高效除油滤芯吸附器23，流量计24，风机增压组件3，风机31，自动调节阀32，风机报警器33，氨气催化裂解组件4，催化剂载体41，加热器42，温度传感器43，热交换器44，第一压力传感器5，第一压力表6，第二压力传感器7，第二压力表8，plc控制器9。
具体实施方式
19.下面通过实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于
本实用新型保护的范围。
20.如图1所示为本实用新型的一种含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置，其包括焦油处理组件、风机增压组件3和氨气催化裂解组件4。
21.焦油处理组件包括冷冻除油器1和除油过滤器2。
22.冷冻除油器1内部设有循环冷媒管道11和含油废水排出口12。通过设置在含油废水排出口12处的废水收集装置能收集含油废水。循环冷媒管道11使冷冻除油器1内部处于低温状态，含有焦油的尾气在进入冷冻除油器后，尾气中的可冷凝的焦油和水蒸气成为液态，从尾气中分离掉，剩余的含氨气和不能冷凝的焦油的气体从冷冻除油器的出气端通过管道输送至除油过滤器2进一步处理，通过这种设置能使尾气中的水蒸气去除率达到99%以上，并对焦油进行初步的分离，提高后续的除油过滤器的处理效率。
23.冷冻除油器1的进气端输入待处理的尾气，在冷冻除油器1的进气端设有两组或两组以上的第一压力表和第一压力传感器，每组第一压力表和第一压力传感器对应连接在管道上的一个检测支管上，且在检测支管上设有开关阀，且开关阀、第一压力表6和第一压力传感器5沿着检测支管的根部向外侧的方向依次设置在检测支管上。通过设置第一压力表6和第一压力传感器5，能对输入到冷冻除油器1的尾气的气压进行检测，通过设置两组第一压力表6和第一压力传感器5，当尾气中的焦油对第一压力表6或第一压力传感器5造成污染损坏时，能用另一组备用的第一压力表6和第一压力传感器5对气压进行检测，不影响尾气的处理效率。通过设置检修支管和开关阀，便于对检修支路进行开关控制，以便于对第一压力表和第一压力传感器进行检修和更换。
24.除油过滤器2为三级除油过滤器，三级除油过滤器包括通过管道连接的不锈钢丝网过滤器21、活性炭吸附器22和高效除油滤芯吸附器23。通过设置三级除油过滤器，能使尾气中的焦油去除率达到98%以上，避免焦油传输到后续的风机时对风机造成污染，并防止在氨气催化裂解组件中对催化剂的污染，防止因为催化剂的污染而影响氨气的裂解效率。在除油过滤器2的气体输出端的管道上设有流量计24，对气体流量进行检测。
25.风机增压组件3的风机31选用变频耐腐蚀漩涡风机，能避免尾气对风机的腐蚀，同时能对风机31的转速进行控制，维持氨气裂解组件4内部的气体压力稳定，提高氨气的裂解效率。风机增压组件3包括两组风机或两组以上的风机，且在各个风机分别与plc9电连接，在每个风机31的进气口和出气口的管道上都设有自动调节阀32。通过设置两组风机31，其中一组风机增压组件可以备用，当其中一组风机31出现故障时，可以用另一组风机31继续进行尾气的处理，不影响尾气的处理效率。同时，在风机31的进气口和出气口的管道上都设置自动调节阀32，便于对风机31的通道进行开关控制，便于对风机31进行检修或更换。在风机增压组件3与氨气催化裂解组件4之间的管道上设有第二气压表8和第二压力传感器7。第二气压表8和第二压力传感器7的连接方式与第一气压表6和第一压力传感器5的连接方式相同。
26.风机31与风机报警器33电连接，风机报警器33与plc控制器9电连接。通过设置风机报警器33能对风机31的工作状态进行检测，例如检测风机的工作电流，当风机31出现故障时，风机31的负载增大，工作电流就会加大，通过风机报警器33检测到风机31的电流值发送至plc控制器9，plc控制器9根据收到的信号判断风机31是否故障，如果判断风机31故障，则使对应的风机31停止工作，并通过风机报警器33发出报警，提示操作人员进行维修。
27.氨气催化裂解组件4内部设有若干组催化剂载体41和加热器42。通过加热器42对进入的氨气进行加热，在催化剂载体41上的催化剂的作用下，使氨气裂解为氮气和氢气，变为无污染气体。加热器42可以选用加热电阻丝，加热电阻丝绕制在催化剂载体41上。催化剂载体41上的催化剂可以选用镍基催化剂，能避免空气中的氧气对催化剂的影响，保证催化裂解反应的稳定。氨气催化裂解组件4上设有温度传感器43，温度传感器43与plc控制器9电连接。通过设置温度传感器43，能对氨气催化裂解组件4内的温度进行控制，以便于提高氨气的裂解效率，并能对加热器42的工作状态进行监控。
28.作为优选的实施例，还包括热交换器44。所述的氨气催化裂解组件4的出气端与热交换器44的热交换管道的入口端连接，热交换管道的出口端连接排空管道，风机增压组件3的出气口通过管道连接至热交换器44的进气口，热交换器44的出气口通过管道连接至氨气催化裂解组件4的进气端。通过设置热交换器44，能将裂解后的氮气和氢气的热量用于输入的氨气的预热，既能使输出的氮气和氢气温度降低，符合环保要求，又能使氨气预热，降低氨气裂解过程的能源消耗。
29.冷冻除油器1的出气端通过管道与除油过滤器2的气体输入端连接，除油过滤器2的气体输出端通过管道与风机增压组件3的进气口连接，风机增压组件3的出气口通过管道与氨气催化裂解组件4的进气端连接，氨气催化裂解组件4的出气端经过热交换器44后连接排空管道。上述的自动调节阀32、风机31、流量计24、温度传感器43、风机报警器33、加热器42、第一压力传感器5以及第二压力传感器7分别与plc控制器9电连接。
30.本实用新型的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置，在工作时，尾气经过管道传输至冷冻除油器内，经过第一压力表和第一压力传感器时，检测出气体压力，第一传感器将气体压力发送至plc控制器，尾气进入冷冻除油器后在其中的循环冷媒管道作用下，使尾气中的可冷凝的焦油和水蒸气成为液态，从尾气中分离掉，使水蒸气的去除率能够达到99%以上，剩余的含氨气和不能冷凝的焦油的气体从冷冻除油器的出气端通过管道输送至除油过滤器进一步处理，气体进入除油过滤器后，经过不锈钢丝网过滤器、活性炭吸附器和高效除油滤芯吸附器三级过滤，使尾气中的焦油的去除率达到98%以上，处理后的气体中主要成分为氨气，这部分气体在风机增压组件的作用下输送至氨气催化裂解组件，在风机的作用下气压升高，通过除油过滤器与风机增压组件之间的流量计能检测尾气的流量，并将流量值发送至plc控制器，通过第二压力表和第二压力传感器能检测输送至氨气催化裂解组件的气体压力，并发送至plc控制器，通过第二压力传感器和第一压力传感器检测的压力差，对风机的转速进行调节，如果压力差小于预设值，则加快风机的转速，如果压力差大于预设值，则降低风机转速，并对风机输出端的自动控制阀的开度进行调节，使进入氨气催化裂解组件内的气压稳定。plc控制器根据流量计检测的尾气流量，对风机的转速进行进一步的反馈控制。气体进入氨气催化裂解组件前，先进入热交换器，氨气催化裂解组件的出气端输出的氮氢混合气体经过热交换器的热交换管道，对输入氨气催化裂解组件的氨气进行预热，预热后的氨气进入氨气催化裂解组件内，在加热器的作用下升温，并在镍基催化剂的作用下，氨气裂解为氮气和氢气，通过热交换管道后，氮氢混合气体的温度降低，成为符合排放标准的气体，通过排空管道排出。
31.本实用新型的含高浓度氨、焦油的工业窑炉尾气的处理装置，通过冷冻除油器对尾气中的水蒸气和可冷凝的焦油进行处理，使水蒸气的去除率达到99%以上，能避免水蒸气
对后续的除油过滤器的影响，经过冷冻除油器处理后，尾气进入除油过滤器进行进一步处理，能使焦油的去除率达到98%以上，能避免焦油对后续的风机和氨气催化裂解组件的污染；采用了氨气催化裂解组件对尾气中的氨气进行处理，催化剂可以选用镍基催化剂，能避免空气中的氧气对催化剂的影响，保证催化裂解反应的稳定；能通过第二压力传感器和第一压力传感器的检测的气压差值来调节风机增压组件的转速以及自动控制阀的开度，实现尾气流量的自动控制，通过流量计检测尾气的流量，并根据流量计的检测值对风机的转速进行反馈控制，提高控制的精度，使氨气催化裂解组件内部压力更加稳定，提高尾气处理效率；系统各处理组件都为模块化设计，便于更换，且各处理组件可以采用撬装式安装，结构紧凑，占地面积小，便于移动；氨气催化分解组件内的分解压力低，常规设置为0.05mpa，能在额定范围内调整进气量，安全性高；本实用新型的工业窑炉尾气的处理装置中容易出现故障的元件都设置了备用件，能防止设备故障二出现尾气的非正常排放现象，并能避免元件故障而出现停机，使设备能持续稳定运行，保障了尾气处理效率；在氨气催化裂解组件设置了热交换器，能提高能量的利用率，降低能耗。本实用新型的工业窑炉尾气的处理装置的各组件都可以采用符合技术要求的经济适用型材料，降低初次和后续安装适用费用。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。