专利名称：一种干冰膨胀烟丝生产过程中的烟气处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及烟草加工行业，具体涉及一种干冰膨胀烟丝生产线上的烟气处理装置。
背景技术：
用干冰(CO2)膨胀烟丝是上世纪七十年代末期国际上发展起来的一项技术，到八十年代末和九十年代初，该项技术已在许多发达国家使用。目前，国内烟草机械行业已拥有美国BOC模式和英国BAT模式两种干冰膨胀烟丝生产线的完整技术资料，并已顺利完成该项技术和设备的国产化工作。上述生产线中干冰膨胀烟丝核心加热及烟气处理设备均是采用燃烧炉的工作方式，属于管式加热炉和焚烧炉二合一模式。其流程为烟草原料经切片、回潮、储存、切丝、定量称重烟丝后(含20%水分)，周期性地送入浸溃器，经浸溃器加工后的干冰烟丝通过松散器打散后，落入振动柜，通过振动柜振动将干冰烟丝经计量带和进料·空气锁均匀送入升华器。在升华器中干冰烟丝与350C°左右工艺气体(蒸汽、二氧化碳、空气)接触时，浸入烟丝细胞中的固体二氧化碳使烟丝体积迅速膨胀，膨胀后烟丝通过切向分离器与工艺气体分离，工艺气体经除尘后被工艺风机抽出，大部分送入燃烧炉加热循环使用，少量的送入燃烧炉焚烧掉。被切向分离器分离出的膨胀烟丝通过出料空气锁进入冷却振动输送机，再经过冷却皮带输送机连续散热降温后，进入滚筒式叶丝回潮机回潮加水后，得到成品膨胀烟丝，其含水率为13%。适用于各模式的燃烧炉有三种型式，各个型式皆不相同，美国BOC模式和英国BAT模式的燃烧炉由炉头、炉体、烟气预热器、工艺气体加热器等部分组成。而在线水膨胀烟丝线的燃烧炉由炉头、炉体、工艺气体加热器等组成。但上述燃烧炉都存在换热效率低的缺点，同时，采用燃烧炉后，炉膛内工作温度高，造成炉体内保温材料寿命短的现象，进而影响保温效果，而且换热排管易积灰，人工清灰困难，换热排管组的维护量大，长时间使用后，换热管组还会发生变形、扭曲、烧蚀现象；此外燃烧炉还存在占地面积大，烟气排放温度高，排放量大，热能利用率低等问题。
发明内容
为解决现有技术中干冰膨胀烟丝工艺采用的燃烧炉存在换热效率低、使用寿命短耗费人工多等问题，本发明提供一种采用电加热的干冰膨胀烟丝生产线的加热装置。具体方案如下一种干冰膨胀烟丝生产过程中的烟气处理装置，包括提供烟丝加热所需气体的进气管、加速气体流动的进气风机、气体与混合干冰的烟丝发生反应的膨胀塔、为膨胀塔提供烟丝的振动给料机、其特征在于，还包括对气体进行加热的电加热炉、对反应后烟气进行处理的除尘处理装置，其中进气管、进气风机、电加热炉、膨胀塔、振动给料机、除尘处理装置依次连接。为消除烟气对大气的污染所述除尘处理装置包括依次连接的去除烟气中杂质的除尘器、去除烟气中水蒸气的超重机、进一步去除烟气中水分的除雾器、对烟气进行氧化降解反应的等离子除尘器和烟气排放管。为加快烟气处理速度所述除雾器和等离子除尘器之间设置有加快烟气流动的烟气风机。为分离出膨胀塔内烟气所述膨胀塔连接有分离烟丝和反应后高温烟气的切向分离器，所述切向分离器将分离出的烟气通过高温烟气管输送到旋风除尘器，旋风除尘器对烟气进行初步除尘后再输送到除尘处理装置。为初步处理烟气中的粉尘所述进气风机与旋风除尘器连接并将初步除尘后的烟气送到除尘处理装置。为提高处理效率振动给料机产生的常温烟气通过切向分离器输送到旋风除尘器中。本发明中对气体加热部分用风道式电加热炉取代现有的燃烧炉，使用清洁能 源一电能取代燃油或燃气等不可再生资源，响应国家千方百计降低不可再生资源消耗的要求，同时电加热炉无燃烧材质，减少了自身及混入水蒸汽中的灰尘，而且炉内各处温度恒定，不会出现过高现象，提高了电加热炉内材质的使用寿命和热效率，降低了热量排放量，节能效果显著；采用温控系统控温，提高工艺气体温度控制精度和响应速度。本发明中工艺烟气处理部分将烟气中各种有机物的浓度降低，排空烟气达到国家环保标准，且烟气感官上无味。该系统占地面积减小，运行简化，操作简单，维护方便，维护费用降低。
图I本发明的结构示意图。附图中标号说明1-膨胀塔、2-振动给料机、3-进气风机、301-进气管、4-电加热炉、5-除尘器、6-超重机、7-除雾器、8-烟气风机、9-等离机反应器、901-烟气排气管、10-切向分离器、11-旋风除尘器、12-高温烟气管。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的方案做进一步的说明。如图I所示，本发明的生产线包括提供烟丝加热所需气体的进气管301、加速气体流动的进气风机3、对气体进行加热的电加热炉4、气体与混合干冰的烟丝发生反应的膨胀塔I、为膨胀塔提供烟丝的振动给料机2、对反应后烟气进行处理的除尘处理装置，其中进气管301、进气风机3、电加热炉4、膨胀塔I、除尘处理装置依次连接，振动给料机2与膨胀塔I连接，膨胀塔I连接有切向分离器10，切向分离器10通过高温烟气管12将膨胀塔I中烟草分离反应后产生的高温烟气和振动给料机2产生的常温烟气排到旋风除尘器11中，旋风除尘器11再与除尘处理装置连接，为加快烟气流动速度，进气风机3通过管道与旋风除尘器11连接，以将初步除尘后的烟气吹到除尘处理装置。本方案在工作时；为烟丝膨胀提供的水蒸气从进气管301进入，经进气风机3的加速后送至电加热炉4，电加热炉4设置有温度采集、控制和功率输出调节的控制系统，电加热器4对水蒸汽的加热可以确保水蒸汽通过电加热炉4时出口温度可以达到设定值，电加热炉4可在允许温度范围内恒温在一个任意给定的设定值，而且电加热炉4无燃烧材质，减少了自身及混入水蒸汽中的灰尘，此餐炉内各处温度恒定，不会出现局部过高现象，可提高了电加热炉4内材质的使用寿命。加热到指定温度的水蒸汽被送入到膨胀塔I中，膨胀塔I接收由振动给料机2送入的烟丝，切向分离器10对烟丝进行分离后送入膨胀塔中，热气体在膨胀塔中I与混合了干冰的烟丝进行热交换，然后经切向分离器10将膨胀塔I分离出的高温烟气和振动给料机2产生的常温烟气，通过高温烟气管12送到旋风除尘器11中以将大部分烟尘分离出去，除尘后的部分微小尘粒随高温气流由进气风机引入到烟气处理装置。如图I所示，本发明的除尘处理装置包括依次连接的去除烟气中杂质的除尘器5、去除烟气中水蒸气的超重机6、进一步去除水分的除雾器7、对烟气进行氧化降解反应的等离子除尘器9和烟气排放管901，在除雾器7和等离子除尘器9之间设置有加快烟气流动的烟气风机8。除尘处理装置中的各部分功能如下除尘器可以采用现有的重力除尘器、惯性除尘器、离心除尘器、水浴式除尘器、布袋除尘器、静电除尘器或磁力除尘器等，以对烟气中的粉尘作初步分离； 旋风除尘器一般是由进气管、排气管、圆筒体、圆锥体和灰斗组成，其结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，广泛用来从气流中分离固体和液体粒子，或从液体中分离固体粒子。在普通操作条件下，作用于粒子上的离心力是重力的5 2500倍，它适用于非黏性及非纤维性粉尘的去除，大多用来去除5 μ m以上的粒子，并联的多管旋风除尘器装置对3 μ m的粒子也具有80 85%的除尘效率。选用耐高温、耐磨蚀和腐蚀的特种金属或陶瓷材料构造的旋风除尘器，可在温度高达1000°C，压力达500X105Pa的条件下操作，它能够减轻除尘处理装置后段降温过程中冷凝物质的处理强度；超重机是能够产生超重力场的机械设备，其中的超重力场由旋转产生，它是一种利用离心力强化传递和混合过程的技术，超重机产生的超重力场稳定且可调，用离心力取代重力强化传质过程，使得体积传质系数可增大至普通填料塔的数十倍甚至上百倍，液体在超重力力场作用下，由于受到巨大剪切力的作用，表面被迅速更新，产生巨大的相间接触面积，利用高度强化的传质过程和微观混合过程在相对较小的空间内将烟气中含有的粉尘溶入水中，同时对烟气降温，烟气中溶于水的有机物溶解于水中之后，再将处理过的烟气排放到除雾器进行水分排除；除雾器主要由丝网、丝网格栅组成的丝网块和固定丝网块的支承装置构成，丝网为各种材质的气液过滤网，主要是由金属丝或非金属丝组成，非金属丝由多股非金属纤维捻制而成，亦可为单股非金属丝，除雾器不但能滤除悬浮于气流中的较大液沫，而且能滤除较小和微小液沫，当带有雾沫的气体以一定速度上升通过丝网时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与丝网细丝相碰撞而被附着在丝网表面上，随着丝网表面上雾沫的集中，雾沫最终形成较大的液滴沿着丝网流至两根丝的交接点，由于丝网的可润湿性、液体的表面张力及丝网的毛细管作用，使得液滴越来越大，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从丝网上分离下落。气体通过除雾器后，基本上不含雾沫。因此经过除雾器分离气体中的雾沫后，能够减少设备腐蚀，延长设备使用寿命，增加处理量及回收有价值的物料，并可保护环境，减少大气污染；等离子体反应器的主要作用是对烟气进行氧化处理，使烟气中不溶于水的有机物和剩余没完全溶于水的有机物生成二氧化碳和水，最终达到基本无味排放的目的。
如图I所示，除尘处理装置的具体工作步骤为来自振动给料机中振槽的常温烟气经过常温烟气管与来自进气风机引入的高温烟气在除尘器中进行除尘，除尘后的气体经过超重机中与中水混合，由于烟气中含大量的水蒸气，经过超重机高效率的传质降温后，水蒸气大部分冷凝变成液态水，气量减少7(Γ80%，烟气中的焦油等可溶于水的有机物会随中水排出，经过超重机后的烟气经过除雾器脱水，这样使溶于水的有机物大部分随水排出，烟气中的少量异味物质随烟气由烟气风机引入等离子反应器，经氧化降解处理，最终生成二氧化碳和水后排空。以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如 上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
权利要求
1.一种干冰膨胀烟丝生产过程中的烟气处理装置，包括提供烟丝加热所需气体的进气管(301)、加速气体流动的进气风机(3 )、气体与混合干冰的烟丝发生反应的膨胀塔(I)、为膨胀塔(I)提供烟丝的振动给料机(2)、其特征在于，还包括对气体进行加热的电加热炉(4)、对反应后烟气进行处理的除尘处理装置，其中进气管(301)、进气风机(3)、电加热炉(4)、膨胀塔(I)、振动给料机(2)、除尘处理装置依次连接。
2.如权利要求I所述的烟气处理装置，其特征在于，所述除尘处理装置包括依次连接的去除烟气中杂质的除尘器(5)、去除烟气中水蒸气的超重机(6)、进一步去除烟气中水分的除雾器(7)、对烟气进行氧化降解反应的等离子除尘器(9)和烟气排放管(901)。
3.如权利要求2所述的烟气处理装置，其特征在于，所述除雾器(7)和等离子除尘器(9)之间设置有加快烟气流动的烟气风机(8)。
4.如权利要求I所述的烟气处理装置，其特征在于，所述膨胀塔(I)连接有分离烟丝和反应后高温烟气的切向分离器(10)，所述切向分离器(10)将分离出的烟气通过高温烟气管(12)输送到旋风除尘器(11)，旋风除尘器(11)对烟气进行初步除尘后再输送到除尘处理装置。
5.如权利要求4所述的烟气处理装置，其特征在于，所述进气风机(3)与旋风除尘器(11)连接并将初步除尘后的烟气送到除尘处理装置。
6.如权利要求4所述的烟气处理装置，其特征在于，振动给料机(2)产生的常温烟气通过切向分离器(10)输送到旋风除尘器(11)中。
全文摘要
本发明公开一种干冰膨胀烟丝生产过程中的烟气处理装置，包括提供烟丝加热所需气体的进气管、加速气体流动的进气风机、气体与混合干冰的烟丝发生反应的膨胀塔、为膨胀塔提供烟丝的振动给料机、还包括对气体进行加热的电加热炉、对反应后烟气进行处理的除尘处理装置，其中进气管、进气风机、电加热炉、膨胀塔、振动给料机、除尘处理装置依次连接。本发明用电加热炉取代现有的燃烧炉，减少了自身及混入水蒸汽中的灰尘，而且炉内各处温度恒定，不会出现过高现象，提高了电加热炉内材质的使用寿命和热效率，降低了热量排放量，本发明中工艺烟气处理部分将烟气中各种有机物的浓度降低，排空烟气达到国家环保标准。
文档编号B01D53/76GK102895833SQ20121036451
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者凌卫民, 刘国平, 戴志渊, 郭世洋, 李建梅, 韩金民, 王伟琦, 方维岚, 张伟, 夏双杰, 宋粟馀 申请人:北京达特烟草成套设备技术开发有限责任公司, 上海烟草集团有限责任公司