一种橡胶废气治理成套设备的制作方法

本实用新型涉及废气处理技术领域，特别涉及一种橡胶废气治理成套设备。

背景技术：

橡胶行业生产中，产生的废气量大污染广，其中含有90％以上的挥发性有机化合物，炼胶过程中产生的悬浮性颗粒物在空气中长时间悬浮，会形成气溶胶，各种有机烃类和苯类对人类和环境产生巨大的危害。随着国家对环境空气的保护要求越来越高，橡胶行业废气的治理要求也越来越严格。

橡胶行业废气成分复杂，废气中不光含有VOCs、水分等，还含有大量油雾、粉尘、硫化物；同时橡胶行业废气属于大风量、低浓度废气，大型轮胎或橡胶制品厂风量可达几十万立方米每小时。目前橡胶行业废气处理的难点包括预处理困难，废气中的油雾、粉尘频繁堵塞预处理装置，造成人工清理油污频繁，或者直接堵塞处理设备，导致处理设备无法正常运行；处理装置功率大，能耗高；处理装置去除率低，虽然可达到排放浓度的要求，但是很难达到《橡胶制品工业污染物排放标准》(GB 27632-2011)中按照吨胶排放量核算的排放浓度。

现有橡胶行业废气采用的废气预处理方法有喷淋法、过滤法；喷淋法采用水作为吸收剂，采用逆向喷淋的方法，将废气中的粉尘和油雾吸收，喷淋法的缺点是去除率低，产生的废水还要作为二次污染进行处理；过滤法一般采用中效过滤器对废气中粉尘和油雾进行阻挡，此法设备简单，但是过滤板更换频繁，人工强度大，设备自动化程度低等缺点。

现有橡胶行业废气采用的处理技术有活性炭吸附法、低温等离子法、光催化氧化法、臭氧氧化法等，这些方法普遍存在的问题是去除率低，无法达到总量排放的要求，能耗高，运行不稳定，人工维护量大。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种橡胶废气治理成套设备，去除率高，整体能耗低，自动化程度高，可长期稳定运行。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种橡胶废气治理成套设备，包括废气预处理装置、二级过滤装置、浓缩装置、脱附热风箱和蓄热燃烧装置；

所述二级过滤装置连接在所述废气预处理装置和浓缩装置的吸附进口之间，所述废气预处理装置能够去除废气中的油雾，所述二级过滤装置能够去除废气中的颗粒物；

所述脱附热风箱的出口连通于所述浓缩装置的脱附入口，所述浓缩装置的脱附出口连通于所述蓄热燃烧装置。

优选的，所述浓缩装置的吸附出口连通于所述脱附热风箱的入口。

优选的，所述废气预处理装置包括除尘器系统和粉料喷吹系统；

所述粉料喷吹系统能够为所述除尘器系统中除尘器的滤袋表面喷涂吸油粉料。

优选的，所述吸油粉料为生石灰。

优选的，所述除尘器系统还包括用于同所述除尘器配合的反吹机构。

优选的，所述除尘器系统包括多台共用进气总管和出气总管的所述除尘器，至少一台所述除尘器为备用。

优选的，所述二级过滤装置包括沿废气运动方向依次设置的多个过滤器。

优选的，所述浓缩装置为筒式结构的沸石浓缩转轮。

优选的，所述沸石浓缩转轮的转子的沸石模块为长方体模块。

优选的，所述蓄热燃烧装置为旋转式RTO。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的橡胶废气治理成套设备，对废气中VOCs进行吸附浓缩，以使得浓缩的可燃性气体能够适用于燃烧处理的装置，去除率高，整体能耗低，自动化程度高，可长期稳定运行；其废气预处理装置，效果稳定，自动化程度高，维护工作量小，无需大量人工清理油污。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的橡胶废气成套处理装置的结构示意图；

图2为图1中右半部分的局部放大图；

图3为本实用新型实施例提供的沸石浓缩转轮的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的沸石浓缩转轮的管路连接示意图；

图5为本实用新型实施例提供的橡胶废气预处理装置的结构示意图；

图6为图5中A部分的局部放大图；

图7为图5中B部分的局部放大图。

其中，1为废气预处理装置，21为除尘阀，22为石灰储斗，23为料位计，24为空气锤，25为旋转加料器，26为高压风机，27为输送管道，28为除尘器，29为压差变送器，30为料位计，31为振打电机，32为卸灰阀，33为一级螺旋输送器，34为二级螺旋输送器，35为回收料斗，36为空气锤，37为旋转加料器，38为高压风机，39为接料包，40为输送管道；

2为二级过滤装置，3为主工艺风机；

4为沸石浓缩转轮，为41为吸附进口法兰，为41为吸附出口法兰，为43为脱附进口法兰，44为脱附出口法兰，45为减速机，46为转子，47为外壳体，48为转轮出口调节阀，49为脱附入口调节阀，50为脱附出口调节阀；

5为管道，6为脱附风机，7为脱附热风箱，8为风机，9为RTO风机，10为风机，11为蓄热燃烧装置，12为管道，13为排气筒。

具体实施方式

首先，对本方案涉及到的缩略词和关键术语定义解释如下：

RTO：Regenerative Thermal Oxidizer,蓄热式氧化炉；

VOCs：在293.15K条件下蒸气压大于或等于10Pa，或者特定适用条件下具有相应挥发性的全部有机物(不包含甲烷)，简称VOCs。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。

本实用新型实施例提供的橡胶废气治理成套设备，包括废气预处理装置1、二级过滤装置2、浓缩装置、脱附热风箱7和蓄热燃烧装置11，其结构可以参照图1和图2所示；

其中，二级过滤装置2连接在废气预处理装置1和浓缩装置的吸附进口之间，废气预处理装置1能够去除废气中的油雾，二级过滤装置2能够去除废气中的颗粒物；

脱附热风箱7的出口连通于浓缩装置的脱附入口，浓缩装置的脱附出口连通于蓄热燃烧装置11。

采用本方案治理成套设备的橡胶废气吸附浓缩、脱附燃烧处理方法为：通过浓缩装置对废气中的VOCs进行吸附，吸附后干净气体直接排放，高温脱附风将吸附在沸石上的VOCs脱附下来，进入蓄热式燃烧器，通过高温燃烧，分解为CO2和H2O后排放。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的橡胶废气治理成套设备，对废气中VOCs进行吸附浓缩，以使得浓缩的可燃性气体能够适用于燃烧处理的装置，去除率高，整体能耗低，自动化程度高，可长期稳定运行；通过废气预处理装置1去除废气中油污，保护后续处理设备的稳定运行；通过二级过滤装置2去除颗粒物，目的是防止除尘器滤袋破损，保护沸石分子筛。

作为优选，浓缩装置的吸附出口连通于脱附热风箱7的入口。则可充分利用经过浓缩装置吸附过后的洁净气体，这些洁净气体通过脱附风机6，经过在脱附热风箱7内换热，进入浓缩装置脱附区。如图1和图2所示，浓缩装置的吸附出口还连通于排气筒13，即部分经过吸附后的洁净气体通过管道5直接排放到排气筒13。

在本实施例中，废气预处理装置1包括除尘器系统和粉料喷吹系统，粉料喷吹系统能够为除尘器系统中除尘器28的滤袋表面喷涂吸油粉料，作为吸油介质。可以理解的是，粉料喷吹系统向滤袋用于同废气配合的一侧表面喷涂吸油粉料；在本实施例中，除尘器28可以为外滤式，则滤袋外表面被喷涂吸油粉料。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的废气预处理装置1，通过在滤袋表面喷涂吸油粉料，废气经过本设备后，可有效去除废气中粉尘和油污，保护后续处理设备的稳定运行；同时，本预处理方式不会产生废水等二次污染。

作为优选，吸油粉料为生石灰(Cao)，作为吸油吸水介质，效果良好，即生石灰喷吹系统。当然，还可以采用其他粉料，在此不再赘述。

为了进一步优化上述的技术方案，除尘器系统还包括用于同除尘器28配合的反吹机构，以便于在滤袋表面粉尘过多后进行清理。

在本实施例中，反吹机构包括设置在除尘器28出口的气动提升阀。通过关闭气动提升阀，对除尘器28进行清灰，借助气动提升阀可实现离线反吹、不停机检修。

具体的，气动提升阀采用气动薄板快开式结构。整个启闭过程为直线运动，辅助导向滑轨以便准确定位。

为了进一步优化上述的技术方案，除尘器系统还包括：控制系统，和安装在除尘器8滤室内的压力检测机构；

其中，压力检测机构通讯连接于控制系统，控制系统能够在压力检测机构的压力大于预设值的情况下控制反吹机构作用，以提高设备的自动化程度。在本实施例中压力检测机构可以为压差变送器，正常运行压力不超过1500Pa时不进行反吹，压力超过1500Pa后，PLC控制系统控制出风气动提升阀关闭，对除尘器进行分室逐排离线清灰。

作为优选，除尘器28包括上箱体、中箱体和下箱体，其结构可以参照图5和图6所示，通过分箱划为不同功能区；

其中，上箱体为包含出风口的净气室，粉料喷吹系统的脉冲喷灰装置安装在上箱体内；

中箱体包含进风口和滤袋，滤袋的上端和脉冲喷吹装置连通；

下箱体为灰斗，用于收集粉尘；下箱体下装有卸灰阀，为清灰时使用。

本实用新型实施例提供的橡胶废气预处理装置，还包括回收料系统，该回收料系统的入口连通于下箱体，以便于将粉尘回收再利用或者直接排放。

为了进一步优化上述的技术方案，回收料系统的出口连通于粉料喷吹系统，即将回收的粉尘送至喷吹系统再次作为吸油粉料喷涂。

在本实施例中，除尘器系统包括多台共用进气总管和出气总管的除尘器28，并联工作可以提高稳定性。作为优选，至少一台除尘器28为备用。两台以上除尘器组合使用，始终有一台备用，实现离线清灰或维修。

作为优选，二级过滤装置2包括沿废气运动方向依次设置的多个过滤器。具体的，二级过滤装置采用F5、F8两级过滤器，可去除1-5um以上的颗粒物，目的是防止除尘器滤袋破损，保护沸石分子筛。在本实施例中，二级过滤装置2包括壳体、过滤器、压力检测，自动检测过滤压力，超过压力后报警，提醒更换过滤器。

本实用新型实施例提供的橡胶废气治理成套设备，浓缩装置为筒式结构的沸石浓缩转轮4，与盘式转轮相比较，安装方便。

具体的，沸石浓缩转轮4的转子46的沸石模块为长方体标准模块，每块重量10kg左右，沸石模块安装可人工安装，无需机械吊装，单块损坏后可直接更换。

作为优选，蓄热燃烧装置为旋转式RTO。氧化产生的高温气体流经陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温而“蓄热”，此“蓄热”可以预热进入炉体的有机废气，从而节省废气升温的燃料消耗，降低运行成本。

下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：

一种橡胶废气吸附浓缩，脱附燃烧处理方法，通过沸石浓缩转轮对废气中的VOCs进行吸附，吸附后干净气体直接排放，高温脱附风将吸附在沸石上的VOCs脱附下来，进入RTO蓄热式燃烧器，通过高温燃烧，分解为CO2和H2O后排放。

一种橡胶废气的成套处理装置，包含废气预处理装置、二级过滤、沸石浓缩转轮、脱附热风箱、蓄热燃烧装置。废气依次通过预处理除尘器、二级过滤、沸石浓缩转轮及旋转式RTO；沸石浓缩转轮为浓缩装置，与脱附热风箱、蓄热燃烧装置连接在一起；蓄热燃烧装置入口与沸石浓缩转轮相连，出口与排气筒相连，经过处理后的废气经过排气筒排放。

所述预处理装置采用袋式除尘器，喷吹生石灰(CaOH2)，目的是去除废气中的粉尘、油雾和硫氧化物，保护后续沸石分子筛。

所述预处理装置包含除尘器本体、回收料系统、新鲜料输送系统和压力检测，除尘器设有一台备用，滤袋预喷涂生石灰，自动检测过滤压力，超过设定压力值离线反吹，除尘器下部灰斗收集生石灰，部分生石灰经过回收螺旋后返回新鲜料输送系统，重复使用。

所述除尘器为传统袋式除尘器，滤袋采用涤纶覆膜滤袋，可有效防油、防水，保证滤袋的使用寿命。

所述除尘器系统，必须有多台除尘器组成，至少一台为备用除尘器，除尘器系统共用进气总管和出气总管，每台除尘器进出口配置气动提升阀，所述气动提升阀采用气动薄板快开式结构，整个启闭过程为直线运动，辅助导向滑轨以便准确定位，借助气动提升阀可实现离线反吹、不停机检修。

所述除尘器每个滤室安装有压差变送器，正常运行压力不超过1500Pa时不进行反吹，压力超过1500Pa后，PLC控制系统控制出风气动提升阀关闭，对除尘器进行分室逐排离线清灰。

所述生石灰喷吹系统由电动葫芦，石灰储斗，旋转加料器，高压风机，输送管路和阀门组成，所述电动葫芦将石灰大包吊至储斗上方，所述石灰储斗顶部配有进料阀，采用人工解包进料，所述储斗主体为圆柱状，顶部配除尘阀，配高低物位计，下部为锥斗状，配振打空气锤，锥斗下部与旋转供料器相连，粉料通过旋转供料机进入下部管道，采用高压风机将粉料输送至除尘器入口，通过风机抽吸作用，均匀附着在滤袋表面。

所述脉冲喷灰为低压喷吹(0.2-0.5MPa)，采用固定管喷清灰技术。

所述除尘器包含上箱体、中箱体和下箱体和脉冲喷灰装置，所述的上箱体为净气室，包含出风口和脉冲喷灰装置，中箱体包含滤袋和进风口，滤袋的上端和脉冲喷吹装置连通，下箱体为灰斗，用于收集粉尘，灰斗两侧各设置一个振打电机，防止粉料结块。所述除尘器下箱体下装有卸灰阀，为清灰时使用。

所述袋式除尘器为外滤式，含尘和含油气体由进气口均匀进入各单元过滤室，气体通过附着生石灰粉的滤袋，粉尘和油污被截留在滤袋外表面，过滤后的洁净气体透过滤袋除尘器中箱体的出气口排出。

所述回收料系统由螺旋输送器、回收料斗、旋转加料器、高压风机、输灰管道、接料包等组成。多个除尘器灰斗内粉尘经过卸灰阀落入一级螺旋输送器，经过一次输送后进入二级螺旋输送器，粉尘经过二级螺旋输送器后可进入回收料斗，也可人工选择接入接料包，回收料斗内生石灰，可再次通过旋转加料器和高压风机及输灰管道，返回石灰储仓。

所述二级过滤装置采用F5、F8两级过滤器，可去除1-5um以上的颗粒物，目的是防止除尘器滤袋破损，保护沸石分子筛；

所述二级过滤装置包括壳体、过滤器、压力检测，自动检测过滤压力，超过压力后报警，提醒更换过滤器。

所述沸石浓缩转轮吸附材料采用蜂窝状沸石作为吸附材料，通过吸附高效去除废气中的VOCs。沸石浓缩转轮为筒式结构，由转轮壳体(定子)和转轮转子组成，定子包括外壳体、吸附及脱附进出口法兰，转子为沸石托盘、沸石模块。转轮包括吸附区域和脱附区域，吸附区较大，脱附区为一个或两个较小且面积相等处理侧，转轮采用一组电动驱动设备以旋转转轮，转轮运行时可变速。吸附区和脱附区域中装有压差计，用于监测沸石是否堵塞。转轮的脱附气体进出口都设置了热电偶，用于实时监测脱附气进出口温度，以便观察脱附温度控制系统是否正常。

筒式转轮采用的沸石模块为长方体标准模块，每块重量10kg左右，与盘式转轮相比较，安装方便，沸石模块安装可人工安装，无需机械吊装，单块损坏后可直接更换。

所述脱附热风箱为加热装置，作用是将转轮脱附后的洁净气体加热到一定温度，对沸石浓缩转轮进行脱附，为后端RTO提供高浓度有机废气。

所述脱附热风箱由炉膛、燃烧器、燃气阀组、脱附风机、手动调节阀、热电偶组成。热风炉炉膛内部分为燃烧层和冷风层，燃烧层围绕燃烧器喷嘴避免气流干扰，影响火焰燃烧。冷风层内为脱附风机送入的脱附后洁净气体，助燃风机将燃烧器的高温火焰喷射在燃烧层内。炉膛内部温度上升，洁净气体和热风与火焰之间发生热交换，将洁净气体加热使其到达沸石浓缩转轮脱附入口时的温度达到150-170℃。

所述蓄热燃烧装置为旋转式RTO，氧化过程控制温度为800℃左右，氧化产生的高温气体流经陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温而“蓄热”，此“蓄热”可以预热进入炉体的有机废气，从而节省废气升温的燃料消耗，降低运行成本。

所述旋转式RTO包含炉体、陶瓷纤维保温棉、蓄热体、旋转阀、燃烧器、电控系统等。炉体分为燃烧室和分配室。燃烧室的容积保证有机废气的燃烧时间，使有机废气充分分解。炉塔内蓄热陶瓷为热交换媒介，分为12个固定床，其中五个为进气区，五个为为排气区，1个为吹扫区，1个为过渡区，在旋转切换阀的作用下，各区呈步进式变化。分配室主要部件为旋转切换阀，用于空气流动方向的切换，可按照顺时针方向旋转360度。

如附图1和图2所示，1、2、4、7、11，分别为废气预处理装置、二级过滤、沸石浓缩转轮、脱附热风箱和蓄热燃烧装置，废气依次经过预处理系统1，进入二级过滤装置2，由主工艺风机3将废气送入到沸石浓缩转轮4，经过吸附后的洁净气体通过管道5直接排放到排气筒13，部分洁净气体通过脱附风机6，经过在热风箱7内换热，进入后沸石浓缩转轮脱附区，再经过RTO风机9，进入旋转式蓄热燃烧装置11(RTO)中进行燃烧，最终通过管道12排放到排气筒13中。

如图3和图4所示，沸石浓缩转轮为筒式结构，转轮由吸附进口法兰41、吸附出口法兰42、脱附进口法兰43，脱附出口法兰44，减速机45，转子46包括沸石模块、外壳体47、转轮出口调节阀48、脱附入口调节阀49和脱附出口调节阀10组成。

如附图5、图6和图7所示，石灰喷吹系统包含除尘阀21，石灰储斗22，储斗侧壁配料位计23，储斗下部配空气锤24，储斗内粉料通过旋转加料器25进入输送管道27，通过高压风机26正压输送至袋式除尘器28。除尘器28配有压差变送器29，下部灰斗配有料位计30和振打电机31，灰斗下方配备卸灰阀32，灰料进入一级螺旋输送器33，灰料进入二级螺旋输送器34后，可人工选择排入回收料斗35或者接料包39，回收料斗15的侧壁装有空气锤36，灰斗内石灰粉料通过下部旋转加料器37落入输送管道40，通过高压风机38输送回石灰储斗内。

综上所述，针对现有处理设备去除率低、能耗高的缺点，本实用新型实施例公开了一种对废气中VOCs进行吸附浓缩、以使得浓缩的可燃性气体能够适用于燃烧处理的橡胶废气治理成套设备，去除率高，整体能耗低，自动化程度高，可长期稳定运行；针对橡胶废气预处理装置效果差的问题，本实用新型实施例提供的废气预处理装置，效果稳定，自动化程度高，维护工作量小，无需大量人工清理油污。橡胶废气经过本套装置处理后，能够达到按照总量核算的排放浓度；橡胶废气采用本套装置，自动化程度高，人工维护量小，可稳定运行。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。