工业过程废气处理与循环利用的控制方法及系统技术方案

一种工业过程废气处理与循环利用的控制方法及系统，该方法是将气体利用装置产生的废气处理后一部分回流至气体利用装置中，另一部分废气再达标处理后达标排放；该系统包括废气排放管路和废气循环管路；废气排放管路上依次设置有进风鼓风机、气体利用装置、废气处理装置、废气分配装置、废气达标处理装置、排气引风机和排气筒；废气循环管路连接在气体利用装置和废气分配装置之间；废气循环管路上设置有循环鼓风机和/或循环引风机。本发明专利技术以废气达标排放确定废气循环量，并与循环前废气污染物处理措施、循环后废气排放前的废气污染物处理措施相配合使用，可以实现热工或工况参数的工艺要求，同时满足废气排放对空气用量折算和排放措施的要求。

Control method and system of waste gas treatment and recycling in industrial process

【技术实现步骤摘要】
工业过程废气处理与循环利用的控制方法及系统
本专利技术涉及一种用于废气污染治理过程中废气循环控制方法及其控制系统，属于废气治理

技术介绍
雾霾、臭氧、VOCs等大气污染现象的爆发引发了污染治理技术和排放标准的快速响应。与水污染过程的控制措施最大不同是，水资源、水利用、水污染治理与废水排放的全链条管理，有利于水生态环境的管理与质量改善；但空气的利用、废气中污染物的总量和浓度排放等方面的管理过程却难以完善。总体上，环境空气的利用并没有相关的取费、管理要求，只有间接相关的部分燃烧过程，废气污染物排放浓度的含氧量折算体现了环境空气利用总量的要求。但是，许多工业过程的空气利用与废气排放相关标准完全不考虑环境空气的利用总量问题。目前，工业过程废气一般仅考虑相关工艺参数和标准规定来确定所需空气用量，如窑炉种类较多，以天然气燃烧产热为例，若窑炉为高温温度控制过程，以钛白粉煅烧为例，煅烧过程实际为一个高温反应器过程，工艺要求煅烧温度需在1200℃以上不同固定温度值，煅烧相应的时间，因此实际空气用量与天然气燃烧所需理论空气的体积流量比值应为4左右，多余空气主要平衡燃烧火焰温度以便控制窑炉温度，产生的废气中剩余氧气含量体积浓度约为15％，按一般窑炉废气排放要求从6-11％不等的废气含氧量折算，该型窑炉的污染物排放浓度可能会超标。同样用于危废仓库、油漆喷涂等过程的废气排放，虽不涉及氧含量问题，但其为满足工艺要求和污染物排放要求所需废气量也有巨大的差别。CN104033912A公开了一种用于废气处理及回收循环利用的装置，包括热氧化炉，热氧化炉分别通过第一管道、第二管道接入废气入口与废气出口，热氧化炉与废气入口相连通的第一管道上还设有废气预热器，废气预热器与热氧化炉相连通；装置中还包括活性炭吸附装置，活性炭吸附装置与热氧化炉相互并列，且活性炭吸附装置分别通过第三管道、第四管道接入废气入口与废气出口。通过回收管道使经热氧化炉燃烧氧化后的废气直接进入废气预热器中辅助预热等待处理的废气，且在热氧化炉发生故障时，通过活性炭吸附装置直接过滤废气中的有害物质，进而不影响装置的正常运行，通过废气出口前端设置的余热回收装置，可将燃烧氧化后废气的热量回收以做他用。该装置是通过一个活性炭装置，把部分废气吸附净化后，通过换热器回收废气中的显热在用于氧化炉的燃烧过程，但是空气利用与废气排放仍没有考虑环境空气的利用总量问题，也无法确定废气循环量。
技术实现思路
针对工业过程的废气污染治理过程中，部分燃烧过程或其他空气利用过程中有关环境空气利用总量问题，本专利技术提出一种工业过程废气处理与循环利用的控制方法及其控制系统，可应用于工业窑炉、铸造、危险废物仓库、表面涂装与喷漆等过程的废气排放管理，以便其适应不同环保要求和不同部门指定的各种技术规范要求。本专利技术工业过程废气处理与循环利用的控制方法，是：将鼓入气体利用装置中的空气量(新鲜空气流量)设为Q2，气体利用装置产生的废气处理后一部分回流至气体利用装置中，该部分的循环气体量设为Q1，另一部分废气再达标处理后排放，达标排放的废气量设为Q3；对于天然气燃烧环境，根据使用的天然气流量Qm3/h，天然气理论燃烧所需空气量Q2＝9.524Q；若废气含氧量要求基准为y％,为控制燃烧火焰温度和NOx热力生成，需要燃烧器助燃气与天然气比例为m时，实际所需空气量(标准状况体积比)为：Q2＝9.524Q+(8.524y/(21-y))Q，调节干基废气流量Q3为Q2产生的废气量，实际废气量为湿基流量Q3＝10.524Q+(8.524y/(21-y))Q，(不计空气和天然气所带水分)，湿基循环气体量Q1＝9.524(m-1)Q，废气循环比Q1/Q3(湿基)。对于非燃烧环境(如危废仓库，以VOCs控制为例)，Q1＝Q3(CL-4C)/4C,废气循环比同样为Q1/Q3；封闭环境(危险废物暂存仓库)的换风流量M＝Q1+Q2，单位m3/h；C为气体利用装置出口废气中的VOCs浓度，单位mg/m3；CL为废气爆炸极限，单位mg/m3。所述Q1对应流量的管路(废气循环管路)内的风速为4-6m/s。所述Q1+Q2对应流量的管路内的风速为2-4m/s。实现上述方法的工业过程废气处理与循环利用的控制系统，采用以下技术方案：该系统，包括废气排放管路和废气循环管路；废气排放管路上依次设置有进风鼓风机、气体利用装置、废气处理装置、废气分配装置、废气达标处理装置、排气引风机和排气筒；废气循环管路连接在气体利用装置和废气分配装置之间；废气循环管路上设置有循环鼓风机和/或循环引风机。所述废气循环管路上设置有第一流量计，进风鼓风机与气体利用装置之间的连接管上设置有第二流量计，排气筒上设置第三流量计及废气中特征污染物浓度在线测定分析仪(如测定含氧量参数y％或VOCs浓度)。所述废气分配装置使Q1对应流量的管路(废气循环管路)内的风速为4-6m/s，使Q1+Q2(Q1与Q2之和)对应流量的管路(废气排放管路中气体利用装置与废气分配装置之间的一段)内的风速为2-4m/s。两处风速均为湿烟气风速。所述废气分配装置可以是变径三通接头，或者是具有一个进口和两个出口的缓冲罐，三通接头或缓冲罐与废气循环管路和废气达标处理装置连接的两个端口的直径不同。通过第一流量计监测回流至循环鼓风机的循环气体量Q1；通过第二流量计监测进风鼓风机1鼓入的空气量(新鲜空气流量)Q2；通过第三流量计12监测由排气筒11排放的经过达标后的废气量Q3。上述系统为固定循环比全混流模式气体流动系统，循环引风机和循环鼓风机确定系统废气循环比和燃烧过程的温度，调整控制进风鼓风机、循环鼓风机、循环引风机和排气引风机的风量，实现空气-废气全过程数量和质量的控制和管理。本专利技术对于废气循环过程的控制方法是，以废气达标排放确定废气循环量，并与循环前废气污染物处理措施、循环后废气排放前废气污染物处理措施相配合使用，可以实现热工或工况参数的工艺要求，同时满足废气排放对空气用量折算和排放措施的要求。附图说明图1是本专利技术中废气污染治理过程的废气循环控制系统的结构原理示意图。图中：1.进风鼓风机，2.循环鼓风机，3.第一流量计，4.第二流量计，5.气体利用装置，6.废气处理装置，7.废气分配装置，8.循环引风机，9.废气达标处理装置，10.排气引风机，11.排气筒，12.第三流量计，13.废气循环管路，14.进风排气管路。具体实施方式如图1所示，本专利技术的废气污染治理过程的废气循环控制系统，包括废气排放管路14和废气循环管路13。废气排放管路14中鼓入空气与废气排放是匹配一致的，另一路为废气循环管路13，用于将处理后的废气进行循环。本专利技术是调节循环废气的控制。废气排放管路14上依次连接有进风鼓风机1、气体利用装置5、废气处理装置6、废气分配装置7、废气达标处理装置9和排气引风机10，废气达标处理装置9通过排气引风机10与排气筒11连接。气体利用装置5与废气分配装置7之间连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业过程废气处理与循环利用的控制方法，将鼓入气体利用装置中的空气量设为Q2，气体利用装置产生的废气处理后一部分回流至气体利用装置中，该部分的循环气体量设为Q1，另一部分废气再达标处理后排放，达标排放的废气量设为Q3；其特征是：/n对于天然气燃烧环境，根据使用的天然气流量Qm

【技术特征摘要】
1.一种工业过程废气处理与循环利用的控制方法，将鼓入气体利用装置中的空气量设为Q2，气体利用装置产生的废气处理后一部分回流至气体利用装置中，该部分的循环气体量设为Q1，另一部分废气再达标处理后排放，达标排放的废气量设为Q3；其特征是：
对于天然气燃烧环境，根据使用的天然气流量Qm3/h，天然气理论燃烧所需空气量Q2＝9.524Q；若废气含氧量要求基准为y％,为控制燃烧火焰温度和NOx热力生成，需要燃烧器助燃气与天然气比例为m时，实际空气量(标准状况体积比)为：Q2＝9.524Q+(8.524y/(21-y))Q，调节干基废气流量Q3为Q2产生的含氧量为y％废气量，实际废气量为湿基流量Q3＝10.524Q+(8.524y/(21-y))Q，湿基循环气体量Q1＝9.524(m-1)Q，废气循环比Q1/Q3；
对于非燃烧环境VOCs污染物控制，Q1＝Q3(CL-4C)/4C,废气循环比同样为Q1/Q3；环境的换风流量M＝Q1+Q2，单位m3/h；C为气体利用装置出口废气中的VOCs浓度，单位mg/m3；CL为废气爆炸极限，单位mg/m3。


2.根据权利要求1所述的工业过程废气处理与循环利用的控制方法，其特征是：所述Q1对应流量的管路内的风速为4-6m/s。


3.根据权利要求1所述的工业过程废气处理与循环利用的控制方法，其特征是：所述Q1+Q2对应流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏继新，曹晓晴，高雪，郑凯，吴珊，张启彦，冯承湖，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37