一种基于氢氧气燃烧的工业有机废气处理方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于氢氧气燃烧的工业有机废气处理方法与装置。本方法将水电解氢氧气经过三通管道接入废气处理管道，一路氢氧气作为催化剂与待处理的工业有机废气提前充分混合，另一路氢氧气作为火源燃料，在自动点火装置的控制下延时点燃，使废气中的可燃气体成分在氢氧气的催化作用下燃烧，由于水电解氢氧气对燃烧中间产物氧化反应的链锁推进，废气中存在的大量烃类、醇类和醛类等物质的燃烧速度会显著提高，此外废气中的二恶英在加氢环境中的热解效果也优于化学热解。经本方法处理完毕的废气可达到排放要求。本发明专利技术的装置包括水电解氢氧气系统、自动点火器、废气处理管道温度检测与控制系统、燃烧与氢氧气生产联锁控制电路。

An industrial organic waste gas treatment method and device based on hydrogen oxygen combustion

【技术实现步骤摘要】
一种基于氢氧气燃烧的工业有机废气处理方法与装置一.
本专利技术涉及一种可基于氢氧气燃烧的工业有机废气处理方法与装置，适用于处理浓度较高的工业有机废气，处理后的气体可满足国家相关排放标准。二.
技术介绍
工业废气是指企业生产过程中产生的各种排入空气的含有污染物气体的总称。工业废气如果直接排入大气，不仅对人体健康以及周边植物造成多种危害，而且长远来看，还会对气候造成不良影响。除了直接污染环境之外，某些废气还会产生恶臭，对人类的身心健康造成重大的伤害，是仅次于噪声污染的一种严重污染。工业废气处理一般分为无机废气与有机废气的处理，无机废气一般采用喷淋法与水洗法进行处理，而有机废气常用冷凝法、吸附法、吸收法、催化燃烧法进行处理。有机废气中主要包括各种烃类、醇类、醛类、酮类等物质，当废气中的污染物可被氧化时，燃烧法是一种很好的处理方法。传统的燃烧法又可分为直接燃烧法，蓄热燃烧法和催化燃烧法，燃烧即是在氧和热的作用下将碳氢化合物转化为水和二氧化碳。在燃烧过程中，需要考虑气流量、低爆炸极限和气流的能量密度。目前的催化燃烧工艺法基本由废气预处理，预热装置和催化燃烧装置工艺单元组成，其中催化燃烧装置一般采用固定床催化反应器，采用铂或钯的化合物作为活性催化剂来促进氧化燃烧。主要缺点是工业有机废气中微量的硫和铅的化合物会使催化剂中毒，而且特定的催化剂对每种有机污染物起到催化燃烧的作用是不同的，对有些有机污染物的去除可能无效。此外，整套装置体积大、造价高。本方法采用氢氧气作为催化剂，氢氧气通过水电解方式产生，当氢氧气与废气中的烃类、醇类和醛类等物质在燃烧状态下形成氧化反应后生成水，在整个过程中保持形态不变，加快了化学反应速度，与催化剂的作用非常相似。水电解方式产生的氢氧混合气体与普通的氢氧混合气具有本质区别，即产即用的氢氧混合气体含有一定数量的水和离子态氢氧，具有较高的能级和活性。氢氧混合气体的催化燃烧机理是链锁反应过程，当形成一个分子的水时，就得到2个新的中间活性物H+、OH-。在工业有机废气中存在大量烃类、醇类和醛类等物质、这些物质与空气混合物的燃烧速度不高，在有含氢物质存在时，燃烧速度会显著提高。氧化链锁反应成立的条件是必须有H+和OH-等原子团组成的活化中心参与反应，由于OH-+CO-CO2+H+反应不断产生新的H+，一旦反应启动，就会循环下去，由于水电解氢氧气对燃烧中间产物氧化反应的链锁推进，提高了烃类等物质的氧化反应速度。本专利技术的装置通过法兰盘与废气排放管道连接，待处理的废气，根据实际成分和流量，引入空气稀释至合适的浓度值后，经过洗气装置和干式防回火器，进入废气处理管道，由水电解氢氧气系统产生的氢氧气由三通管道分为两路，一路按3‰比例与由鼓风机吹来的待处理的工业废气混合后，另一路作为火源输入至燃烧嘴，延时1分钟后在点火装置控制下引弧点燃，使废气中的可燃气体成分与氢氧气体混合燃烧，在有含氢物质存在时，由于水电解氢氧气对燃烧中间产物氧化反应的链锁推进，废气中存在的大量烃类物质、醇类和醛类物质的燃烧速度就会显著提高。此外，有机废气中二恶英的加氢热解效果要优于化学热解，在高温下可充分脱氯，将二恶英分解。本专利技术方法和装置处理后的工业废气经检测达到排放要求，其指标优于传统的直接燃烧法。三、
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有催化燃烧法处理工业有机废气存在的催化剂容易中毒、催化剂对有机污染物种类的适用范围窄、整套装置体积大、造价高等缺点。提供一种以氢氧气作为催化剂和火源燃料的有机废气处理方法与装置，提高燃烧效率和废气处理效果。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：将由水电解氢氧气系统产生的氢氧气经过三通管道接入废气处理管道，一路氢氧气作为催化剂与待处理的工业有机废气提前充分混合，另一路氢氧气作为火源燃料，在自动点火装置的控制下延时点燃，使废气中的可燃气体成分与氢氧气体混合燃烧，在有含氢物质存在时，由于水电解氢氧气对燃烧中间产物氧化反应的链锁推进，废气中存在的大量烃类、醇类和醛类等物质的燃烧速度会显著提高；此外，有机废气中二恶英的加氢热解效果要优于化学热解，在高温下可充分脱氯，将二恶英分解。为避免过高的温度使氢氧气提前燃烧，引起系统回火，影响处理效果。本专利技术方法将废气处理管道中的温度控制在480度，为此，在废气处理管道中安装热电偶检测燃烧温度，采用PID控制算法对实时温度信号与设定值进行比较和计算，通过调节工业有机废气鼓风机和氢氧气鼓风机的转速使温度保持在480度。本专利技术提供的一种基于氢氧气燃烧的工业有机废气处理装置，包括水电解氢氧气系统，洗气装置、干式防回火器、三通管道及连接法兰盘，自动点火器，氢氧气鼓风系统、废气处理管道温度检测与控制系统，燃烧与氢氧气生产联锁控制电路。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：1.在有机废气处理过程中，氢氧气作为催化剂持续动态添加，利用水电解产生的氢氧气中含有H+、OH-等活性原子，促进工业有机废气中高碳氢链的裂解，使氧化反应速度加快，起到催化燃烧的作用，解决了传统催化燃烧法中催化剂容易中毒的缺点。2.氢氧气燃烧的温度可达3000度且具有很快的扩散速度，可形成局部高温燃烧环境，有利于有机气中可燃气体与可燃微粒的燃尽，获得洁净燃烧效果。3.因为氢氧气中含有三分之一的氧气和三分之二的氢气，因此燃烧过程不需额外增氧，采用氢氧气催化燃烧，过量空气系数小，减小了氮氧化物的排放。4.采用温度检测与控制系统对废气处理管道中的温度进行控制，避免过高的温度使氢氧气提前燃烧造成回火，影响处理效果，同时，废除处理管道中较低的温度可减少氮氧化合物的产生。5.在废气输送管道中设计有洗气与液封装置和干式防回火器，废气一方面可通过与溶液的反应去除一部分有害成分，更重要的是通过液封结合干式防回火器，保证废气与氢氧气混合气的燃烧火焰在压力不足或堵塞时不会往后燃烧，保证系统的安全。四、附图说明图1是一种基于氢氧气燃烧的工业有机废气处理装置工艺原理图。图2是一种基于氢氧气燃烧的工业有机废气处理装置电气原理图。图中：1.水电解氢氧气系统；8.电磁阀；9.电磁阀；13.氢氧气鼓风机；15.点火开始按钮；16.燃烧停止按钮；17.报警蜂鸣器；18.系统总电源开关；19.自动点火器；20.联锁控制电路；21.温度检测与控制系统；23.废气管道鼓风机。图3是一种基于氢氧气燃烧的工业有机废气处理装置系统结构示意图。图中：1.水电解氢氧气系统；2.洗气与液封装置；3.干式防回火器；4废气处理管道；5.三通管道；6.法兰盘；7.法兰盘；8.电磁阀；9.电磁阀；10.燃烧嘴；11.引弧针；12.点火成功检测探针；13.氢氧气鼓风机；14.控制箱；15.点火开始按钮；16.燃烧停止按钮；17.报警蜂鸣器；18.系统总电源开关；19.自动点火器；20.联锁控制电路；21.温度检测与控制系统；22.热电偶；23.废气管道鼓风机。五、具体实施方式如图3所示，本专利技术的一种基于氢氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氢氧气燃烧的工业有机废气处理方法其特征在于，通过水电解氢氧气系统产生的氢氧气经过三通管道分为两路，通过法兰盘与废气处理管道相连，一路氢氧气作为催化剂与经过空气稀释至合适浓度的工业有机废气按1‰-3‰的比例提前充分混合，另一路氢氧气作为火源燃料，在自动点火装置的控制下延时点燃，使废气中的可燃气体成分与氢氧气体混合燃烧，使工业废气中的大量烃类、醇类和醛类等物质分解。通过调节氢氧气与工业废气的鼓风量，将废气处理管道中的温度控制在480度，避免过高的温度使氢氧气提前燃烧，引起系统回火，影响处理效果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于氢氧气燃烧的工业有机废气处理方法其特征在于，通过水电解氢氧气系统产生的氢氧气经过三通管道分为两路，通过法兰盘与废气处理管道相连，一路氢氧气作为催化剂与经过空气稀释至合适浓度的工业有机废气按1‰-3‰的比例提前充分混合，另一路氢氧气作为火源燃料，在自动点火装置的控制下延时点燃，使废气中的可燃气体成分与氢氧气体混合燃烧，使工业废气中的大量烃类、醇类和醛类等物质分解。通过调节氢氧气与工业废气的鼓风量，将废气处理管道中的温度控制在480度，避免过高的温度使氢氧气提前燃烧，引起系统回火，影响处理效果。


2.一种利用权利要求1所述方法的基于氢氧气催化燃烧的工业有机废气处理装置、包括水电解氢氧气系统、三通管道及连接法兰盘、自动点火装置、嵌入式温度检测与控制系统和燃烧与氢氧气生产联锁装置。


3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐邵斌，周冰若，张涛，毛白余，李前，包丽红，
申请(专利权)人：湖南冠拓科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43