工业废气中苯类有害物高温富氧超常压强化燃烧净化方法技术

本发明专利技术公开了一种工业废气中苯类有害物高温富氧超常压强化燃烧净化方法，包括如下步骤：1）集收含苯废气；2）将废气与氧气混合，形成富氧混合气；3）将混合气导入1300℃以上的燃烧室中，使废气在高温、富氧氛围的燃烧室内以紊流翻腾状态与氧气充分反应生成CO2和H2O，得到净化。在步骤1）之后还包括步骤1‑1）：将废气导入一储匀装置中，使废气浓度均匀。步骤3）中，混合气在超常压氛围的燃烧室内与氧气反应。本方法操作方便，安全可靠，容易推广，投资省，净化率高；不仅能高效净化含苯类气体，还能高效净化废气中各种有害可燃气体与可燃粉尘，也能化解熔点低于1380℃的金属粉尘的危害。

Enhanced Combustion Purification of Benzene Hazardous Compounds in Industrial Waste Gas by High Temperature, Oxygen Enrichment and Ultra-normal Pressure

The invention discloses an enhanced combustion purification method for benzene harmful substances in industrial exhaust gas at high temperature, oxygen enrichment and supernormal pressure, which includes the following steps: 1) collecting benzene-containing exhaust gas; 2) mixing exhaust gas with oxygen to form oxygen-enriched mixture; 3) introducing the mixture into a combustion chamber above 1300 degrees C, so that the exhaust gas can react fully with oxygen in a turbulent tumbling state in a combustion chamber with high temperature and oxygen-enriched atmosphere. Carbon dioxide and hydrogen peroxide are formed and purified. After step 1), step 1 In step 3, the mixture reacts with oxygen in an atmospheric combustion chamber. The method is easy to operate, safe and reliable, easy to popularize, low investment and high purification efficiency. It can not only purify benzene-containing gases efficiently, but also purify harmful combustible gases and combustible dust in waste gas efficiently, and also dissolve the hazards of metal dust whose melting point is below 1380 C.

【技术实现步骤摘要】
工业废气中苯类有害物高温富氧超常压强化燃烧净化方法
本专利技术涉及环境保护
，涉及含苯类有害废气及烟尘等污染物的净化方法，具体是一种工业废气中苯类有害物高温富氧超常压强化燃烧净化方法。
技术介绍
在国内外工业生产中，凡使用芳烃类材料（即分子中含苯环结构的碳氢化合物）的行业，比如塑料行业、橡胶行业、油漆、石化等多种化工行业、医药行业、垃圾焚烧及消失模与V法铸造行业等等，其苯环结构的材料在加热、燃烧、气化或裂解过程中，均不可避免地产生含有苯类（苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等）废气的释放，一切有燃烧过程的行业也必然因不能完全燃烧而产生CO和C烟尘等可燃性有害物的排放，污染大气，危害人类。世界卫生组织国际癌症研究机构于2017年10月27日已把这些苯类物质列入了致癌物清单中，其中苯为一类致癌物、甲苯为3类、乙苯和苯乙烯为2B类。然而，多年来，国内外对苯类致癌废气的净化治理尚未得出适于工业化普及应用的有效方法，苯类废气的净化处理成了国际性环境保护十分头痛的难题。以消失模铸造而言，世界消失模铸造始于1958年，中国引进研究消失模铸造始于1965年并逐步实现了工业化生产应用。至今，国内外对消失模铸造的EPS（发泡聚苯乙烯）浇注时产生的苯类废气及CO和C烟尘等污染仍然束手无策，这一难题成了消失模铸造环境保护和可持续发展的最大障碍。早在十多年前，国外对工业苯类废气处理曾有过所谓“贵金属吸附浓缩催化燃烧法”等研究性的报导，但不具先进实用性，其设备庞大、结构复杂、设备投资惊人，少说数百万元甚至上千万元之巨，运行成本甚高，运行过程安全隐患甚多，收集的苯类物等气体易发生泄漏的危险，运行操作繁杂，吸附作用有局限性。比如柴油吸附苯有一定的效果，但对甲苯、乙苯、苯乙烯的吸附净化作用不大，更无法吸收废气中的CO气体，而且任何吸附剂的作用是随之趋饱和而减弱至消失，故不具普及应用的价值。消失模铸造浇注过程所排放的废气中，含有苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等碳氢化合物及CO和C烟尘等，属可燃易燃物，但因其排放的浓度甚低，每立方米排放气体中所含苯类物的最高总质量仅约10g左右，通常情况下，即20℃时，大气压中空气的密度约为1.205kg/m3，如果1立方米废气中即使所含苯类物总质量达到10g，也只相当于0.8%的浓度，在大气压中用明火是不可能直接点燃的。综合国内外相关机构所发布的从消失模铸造车间真空泵排放管内取样检测的苯类气体浓度见表1：表1：综合国内外报导，铸造厂真空泵排气管内通过的废气成分范围国内外普遍检测证明，对国内外现有的消失模铸造厂而言，表1中4种苯类物通过真空泵排出的废气中的最低含量也远远超过了国家环境卫生标准，直观上说，在离排放口20多米外也能闻到浓烈的苯类气体刺激性气味，排放口冒黑烟，必须净化才能保护环境。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述技术的不足，而提供一种操作方便，安全可靠，容易推广，投资省，净化率高的工业废气中苯类有害物高温富氧超常压强化燃烧净化方法。实现本专利技术目的的技术方案是：一种工业废气中苯类有害物高温富氧超常压强化燃烧净化方法，包括如下步骤：1）集收含苯废气；2）将废气与氧气混合，形成富氧混合气；3）将混合气导入1300℃以上的燃烧室中，使废气在高温、富氧氛围的燃烧室内以紊流翻腾状态与氧气充分反应生成CO2和H2O，得到净化。在步骤1）之后还包括步骤1-1）：将废气导入一储匀装置中，使废气中苯类物的浓度比在各个不同瞬间排放的浓度在储匀装置中得以相对均匀，使废气浓度均匀，利于进入燃烧室后的燃烧状态得以相对的稳定。步骤3）中，混合气在超常压氛围的燃烧室内与氧气反应。实施上述方法，设置一个高温富氧超常压强化燃烧净化装置，所述高温富氧超常压强化燃烧净化装置包括：废气集收吸送系统，其包括废气吸送器和真空泵排气罐；储匀系统，其包括储匀罐，所述储匀罐设有储匀罐出气口，储匀罐出气口与储匀气体输送管的一端连通；所述废气吸送器通过第一管道与储匀罐连通，所述真空泵排气罐通过第二管道与储匀罐连通；废气富氧混合输送系统，其包括氧气罐及鼓风机，所述氧气罐的出气口与储匀气体输送管连通，储匀气体输送管的另一端与鼓风机的进气口连通；富氧强化燃烧系统，其包括富氧强化燃烧器，所述富氧强化燃烧器包括燃烧室，所述燃烧室下部靠近燃料处设有与燃烧室外相通的进风通道，燃烧室的顶部设有增压口，所述增压口向上延伸形成燃烧器喷焰口与外界相通；所述鼓风机的出风口与进风通道的进风口连通；所述燃烧器喷焰口的截面积小于增压口的截面积，所述进风通道的进风口截面积大于增压口的截面积；所述方法包括如下步骤：（1）点燃富氧强化燃烧器燃烧室中的燃料，使燃烧室升温到1300℃以上；（2）将含苯废气通过废气吸送器集收进入所述装置的废气集收吸送系统；（3）通过废气集收吸送系统将含苯废气导入所述的储匀罐内，使废气中苯类物浓度趋于相对均匀；（4）打开氧气罐将氧气输入到储匀气体输送管中与经过储匀的含苯废气混合，形成富氧混合气；（5）通过鼓风机和进风通道将富氧混合气导入燃烧室中，形成超常压翻腾紊流强化燃烧状态，使含苯废气在燃烧室内与氧气充分反应生成CO2和H2O，得到净化。所述储匀罐出气口设置在储匀罐的顶部；第一管道和第二管道的管道口位于储匀罐的下部。所述富氧强化燃烧器包括由外壳以及与外壳内壁贴接的耐火砖层形成，燃烧器内腔的下部设有钢架蓖条，钢架蓖条上方为燃烧室，下方为灰渣室，燃烧室下部设有燃烧室门，灰渣室下部设有灰渣室门。所述燃烧室，其高度为其直径的1.4～1.5倍，利于在鼓风条件下形成气流上下翻腾的空间。所述进风通道为与鼓风机和燃烧室相连接的进风通道。所述进风通道的进风口截面积是增压口截面积的1.2～1.4倍，所述燃烧器喷焰口的截面积为增压口截面积的0.9倍。所述燃料为生物炭，其热值为3.0～3.2×107焦/千克。本专利技术所述净化方法有如下特点：1.苯类可燃物在高温富氧超常压紊流态（有似“强力搅拌”翻腾卷动状态）强化燃烧氛围中得以充分燃烧，生成H2O和CO2，得以净化排放；2.本专利技术方法采用的燃料是生物炭，把富氧混合气流导入燃烧室内激烈燃烧，燃烧室内形成1300℃以上的高温燃烧空间，根据流体动力学原理，设计燃烧室下部进风口截面积是增压口截面积的1.2～1.4倍，喷焰口截面积为增压口截面积的0.9倍，加上气流在燃烧室内发生高温膨胀，增压口使燃烧室内的气压相对形成大于1个大气压氛围，燃烧室内的苯类可燃气体便形成上下翻腾卷动的超常压紊流燃烧状态，从而得以充分燃烧净化；3.本专利技术采用的装置之燃烧室内壁是耐火砖保温层，坚固而保温效果好，在鼓风机富氧送风和使用生物炭强化燃烧条件下，给苯类可燃气体创造了强化和强制燃烧的条件。经多次试验用热电偶测温仪检测：生物炭燃料燃烧中心温度范围——1380℃以上；燃烧室空间火焰温度范围——1300-1380℃（常压态燃烧一般难超1000℃高温）；燃烧器喷焰口火焰温度范围——1280-1360℃。本专利技术工业废气中苯类可燃物净化的原理是：工业苯类废气中的苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等苯类物是碳氢化合物，为可燃物质，CO及C烟尘等也是可燃物质，但由于浓度低，含量通常在10g/m3以下，在正常大气压和常规明火温度下是不可能点燃的，在＜1000℃常压条件下难以转化成H2O和CO2。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业废气中苯类有害物高温富氧超常压强化燃烧净化方法，其特征在于，包括如下步骤：集收含苯废气；将废气与氧气混合，形成富氧混合气；将混合气导入1300℃以上的燃烧室中，使废气在高温、富氧氛围的燃烧室内以紊流翻腾状态与氧气充分反应生成CO2和H2O，得到净化。

【技术特征摘要】
1.一种工业废气中苯类有害物高温富氧超常压强化燃烧净化方法，其特征在于，包括如下步骤：集收含苯废气；将废气与氧气混合，形成富氧混合气；将混合气导入1300℃以上的燃烧室中，使废气在高温、富氧氛围的燃烧室内以紊流翻腾状态与氧气充分反应生成CO2和H2O，得到净化。2.根据权利要求1所述的工业废气中苯类有害物高温富氧超常压强化燃烧净化方法，其特征在于，在步骤1）之后还包括步骤1-1）：将废气导入一储匀装置中，使废气浓度均匀。3.根据权利要求1所述的工业废气中苯类有害物高温富氧超常压强化燃烧净化方法，其特征在于，步骤3）中，混合气在超常压氛围的燃烧室内与氧气反应。4.根据权利要求1所述的工业废气中苯类有害物高温富氧超常压强化燃烧净化方法，其特征在于，步骤2）中，每立方米废气中输入80g-200g的O2混合，形成富氧混合气。5.一种工业废气中苯类有害物高温富氧超常压强化燃烧净化方法，其特征在于，设置一个高温富氧超常压强化燃烧净化装置，所述高温富氧超常压强化燃烧净化装置包括：废气集收吸送系统，其包括废气吸送器和真空泵排气罐；储匀系统，其包括储匀罐，所述储匀罐设有储匀罐出气口，储匀罐出气口与储匀气体输送管的一端连通；所述废气吸送器通过第一管道与储匀罐连通，所述真空泵排气罐通过第二管道与储匀罐连通；废气富氧混合输送系统，其包括氧气罐及鼓风机，所述氧气罐的出气口与储匀气体输送管连通，储匀气体输送管的另一端与鼓风机的进气口连通；富氧强化燃烧系统，其包括富氧强化燃烧器，所述富氧强化燃烧器包括燃烧室，所述燃烧室下部靠近燃料处设有与燃烧室外相通的进风通道，燃烧室的顶部设有增压口，所述增压口向上延伸形成燃烧器喷焰口与外界相通；所述鼓风机的出风口与进风通道的进风口连通；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉满，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：刘玉满，
类型：发明
国别省市：广西,45