一種染整行業定型機廢氣一體化處理裝置及其工藝的製作方法

2023-05-10 21:21:31

本發明屬於廢氣處理領域，具體涉及一種染整行業定型機廢氣一體化處理裝置及其工藝。

背景技術：
印染定型機運行時排放的廢氣不僅含有大量煙塵，同時還有聚苯類有機物、印染助劑、油脂和蠟質等多種成分，定型機廢氣中顆粒物濃度在150～250mg/m3，油煙濃度在40～80mg/m3。所排放的顆粒物和油煙對人類身體健康和環境具有很大危害，定型機廢氣排放引起的汙染問題也變得越來越尖銳。常見的定型機廢氣處理技術有機械淨化法、水噴淋處理法、焚燒淨化法以及靜電處理法，其中目前工業化應用最多的是水噴淋處理法和靜電處理法的組合工藝。水噴淋處理工藝原理為氣在噴淋區與高壓水霧紊流接觸，廢氣中的有害氣體、纖維、塵、油霧被水霧捕集後經淨化器底部排水口流入油水分離水箱中。公告號為CN100348295C的發明專利公開了一種廢氣處理裝置，採用了水噴淋處理工藝。水噴淋處理工藝應用於定型機廢氣治理，主要存在以下不足：a、處理後的水無法循環利用，只能排入汙水處理管道，用水量龐大，且汙水還需進行後期處理。b、由於汙水直排，其所帶的熱量無法被循環利用，造成了無謂的能量浪費。c、噴淋技術雖然可以去除大部分有害氣體、纖維、塵、油霧，對小顆粒纖維、塵、油霧的去除情況卻很不理想，需要在後部加裝其它處理工藝才能達到排放標準。靜電處理工藝原理為：利用強電場使灰塵顆粒帶電，當帶正/負電荷的微粒通過除塵電極時，分別被負/正電極板吸附，從而達到除塵目的。公告號為CN203437207U的實用新型專利公開了一種垂直管式油煙靜電集塵裝置，公告號為CN204107661U的實用新型專利公開了一種定型機廢氣二級靜電淨化系統，兩者均採用了靜電處理工藝。靜電處理工藝應用於定型機廢氣治理，主要存在以下不足：a、必須先濾塵後淨化，通常選用多級機械過濾網。由於定型機廢氣中含有大量纖維、油汙，勢必增加清理維護的工作量。b、定型機廢氣溫度有時高達180～200℃，即使廢氣溫度較低的工況，也難免著火的情況。此時如果系統沒有安全可靠地保護措施，靜電式淨化器通常會因一次火災而報廢。將水噴淋和靜電處理進行組合的工藝一般僅僅是將兩者進行簡單的串聯，如公告號為CN203852982U的實用新型專利公開了一種印染定型機廢氣溼式靜電除塵裝置，就是將水噴淋和靜電處理進行了串聯使用，這種工藝雖然可以提高廢氣中汙染物的處理效率，但是上面所述的兩種工藝各自的缺點依然存在。

技術實現要素：
本發明的目的是根據以上定型機廢氣處理工藝及現有工藝存在的不足，為更好地解決和克服其處理不徹底、存在安全隱患等難題，提出定型機廢氣一體化處理裝置及其方法，具體技術方案如下：一種定型機廢氣一體化處理裝置，包括噴霧冷凝單元，溼式靜電除油單元、煙氣排放單元、電控單元和水處理單元；噴霧冷凝單元包括噴霧冷凝器和防火閥，防火閥安裝於噴霧冷凝器前端，噴霧冷凝器內設有噴霧冷凝器噴頭；溼式靜電除油單元包括順次相連的進口風頭、進口網格、裝置本體、除霧器和出口風頭，進口風頭內設氣流均布板；裝置本體頂部安裝有高頻電源，內部設陽極板、陰極線，高頻電源 通過絕緣子與陰極線連接，絕緣子通過橫梁固定陰極線，側部安裝有陽極板噴淋電動控制閥、陰極線衝洗電動控制閥與裝置本體內部的噴淋口連接，下部安裝有集水漏鬥，並與水處理單元相連；進口風頭與噴霧冷凝器相連；煙氣排放單元包括煙囪和排氣風機，煙囪與出口風頭相連，排氣風機安裝於煙囪旁；水處理單元外殼為箱體，箱體內部通過隔板分隔為兩排，第一排依次為冷凝回用池、混凝池、接觸池、氣浮分離池、清水池，第二排依次為中間水池、隔油池、廢油池；隔油池與廢油池、中間水池相連，中間水池與冷凝回用池、混凝池相連，混凝池、接觸池、氣浮分離池、清水池依次相連；隔油池中安裝有集油管，通過隔油池頂部安裝的集油電機控制；廢油池側部安裝有廢油收集泵；冷凝回用池內部安裝有管式換熱器，側部安裝有陽極板噴淋水泵和噴霧冷凝水泵；氣浮分離池側部安裝有穩定罐、氣浮泵和刮油電機，清水池側部安裝有陰極線衝洗水泵；電控單元包括鉑熱電阻、多功能風速風量變送器、差壓變送器、液位計、煙氣檢測儀、控制櫃、絕緣子加熱器、陽極板噴淋電動控制閥、陰極線衝洗電動控制閥、密封風機，其中絕緣子加熱器、密封風機安裝在本體頂部，鉑熱電阻及多功能風速風量變送器安裝於噴霧冷凝器與進口風頭之間管道；壓差變送器檢測口分別安裝於進口風頭與出口風頭的兩側；液位計安裝於冷凝回用池及廢油池中；煙氣檢測儀安裝於煙囪上部，控制櫃安裝於裝置本體或水處理單元一側，陽極板噴淋電動控制閥、陰極線衝洗電動控制閥安裝與裝置本體上部側面。作為優選，所述的進口網格由多個網格組件組合而成，每個網格組件設置導軌，由上往下插入進口風頭和裝置本體之間。作為優選，所述的裝置本體內部還設有絕緣子和橫梁，陽極板採用C型板，上部懸掛，下部焊接固定，形成接地，陰極線由魚骨穿刺線組合而成，通過在每個放電通道設一個陰極線框架，橫梁由絕緣子支撐；所述的噴淋口設置兩層，一層為連續噴淋，通過陽極板噴淋電動控制閥控制，用於噴淋陽極板；另一層為間歇噴淋，通過陰極線衝洗電動控制閥控制，用 於衝洗陰極線。本發明的另一目的是提供一種使用所述裝置的定型機廢氣一體化處理方法，包括如下步驟：1)將定型機排出的廢氣通過防火閥後，到達噴霧冷凝器，通過噴霧冷凝器噴頭不間斷噴水，將煙氣溫度降到60℃，同時去除煙氣中的油滴成分，噴淋之後的循環水通過集水漏鬥排放到水處理單元；2)將經過步驟1)處理後的廢氣通過進口風頭後的進口網格，通過網格去除雜質和纖維；3)將經過步驟2)處理後的廢氣通過裝置本體頂部的高頻電源製造高壓靜電場進一步將雜質、纖維及廢油吸附在陽極板上，同時通過裝置本體頂部陽極板噴淋電動控制閥控制噴淋口形成水膜將吸附到的物質排放到水處理單元，同時通過陰極線衝洗電動控制閥控制噴淋口間歇噴淋陰極線達到清洗目的，廢水通過集水漏鬥排放到水處理單元；4)將經過步驟3)處理後的廢氣經除霧器通過出口風頭及煙囪對外排放，利用除霧器去除多餘的水蒸氣使得煙囪達到無白霧排放，冷凝水通過集水漏鬥排放到水處理單元；5)將經過步驟1)、步驟3)處理後的所收集的含油廢水進入隔油池，進行油水分離，收集到的廢油通過集油電機收集後排入廢油池，廢油資源化利用；6)將經過步驟5)油水分離後的循環水通過中間池均分兩路分別排入冷凝回用池和混凝池，冷凝回用池自帶水冷系統，降低循環水水溫，降溫後的循環水經過陽極板噴淋水泵和噴霧冷凝水泵進入噴霧冷凝器和裝置本體陽極板噴淋裝置循環使用；向混凝池中添加絮凝劑，進行混凝沉澱；7)將經過步驟6)排入接觸池的水經過曝氣池曝氣處理，使得小顆粒物、纖維及廢油懸浮於水的表面，通過頂部刮油電機將表面分離出的廢渣和廢油排入廢油池，處理後的水進入淨水池，淨水池中的水通過陰極線衝洗水泵循環，用於對其進行定時清理。作為優選，所述的步驟1)中噴霧冷凝器通過噴霧冷凝水陰極線泵供水，且噴霧冷凝 器噴頭呈90°逆風安裝，使得噴水二次接觸煙氣，促進降溫和除油；同時通過鉑熱電阻監控冷卻後煙氣溫度；作為優選，所述的步驟2)中進口風頭中利用氣流均布板將進氣均勻的擴散開，降低煙氣流速同時讓煙氣流動平順，減少擾流的形成；所述的步驟3)中陽極板噴淋電動控制閥依靠陽極板噴淋水泵連續供水，噴淋形成水膜，對吸附在陽極板上的顆粒物及油霧進行捕捉；陰極線衝洗電動控制閥清洗依靠陰極線衝洗水泵間歇供水，對陰極線表面附著物清洗，提高放電效率；同時利用裝置本體頂部的絕緣子加熱器及密封風機保持高頻電源乾燥的工作環境，提高高頻電源使用效率；作為優選，所述的步驟4)中的廢氣通過煙囪對外排放過程中，依靠多功能風速風量變送器檢測風速，控制櫃控制排氣風機功率達到控制煙氣排放速度；同時，利用差壓變送器協助檢測裝置本體內的壓力，反饋裝置本體煙氣阻力變化情況，煙氣檢測儀檢測所排出的煙氣情況；作為優選，所述的步驟5)通過隔油池讓含油廢水在水平方向流動，使含油廢水中的密度比水小的油上浮到水面，含油廢水通過隔油池底部流出，利用設置在池面的集油電機和集油管將浮於水面的油排入廢油池，當廢油量通過廢油池中的液位計監控達到預設值時通過廢油收集泵自動排出收集到的廢油；作為優選，所述的步驟6)中通過中間水池均勻引導循環水進入冷凝回水池和混凝池，液位計14實時監控冷凝回水池的水位，當水位下降到預設最低值時報警，從而對冷凝回水池進行補水，所述的水冷系統產生的熱水通過外接循環水系統起到餘熱再利用的效果；作為優選，整套系統通過電控櫃自動化控制運行，電控櫃安裝有遠端監控設備實時監控，實現遠端檢測和控制。本發明與現有技術相比具有的有益效果是：1)通過水噴淋技術和靜電處理技術集成在一起，而不僅僅是簡單的串聯組合，實現了一體化的溼式靜電技術，提高了顆粒物和油煙的去除率，不僅可實現油煙和顆粒物的超低排放，還 杜絕了乾式靜電處理技術帶來的火災隱患。2)設置了專門的循環水處理工藝，實現了衝洗水循環利用的要求，解決了循環水多次循環後成高濃度水的再利用難題；並通過對循環水的再處理，減少了循環水用水量，同時無汙水排出，做到了真正意義上的近零排放。3)本工藝得到的廢油回收利用價值高，廣泛用於船舶運輸等行業，具有一定的經濟效益；水冷系統還可以給廠區提供一定的熱水供應，實現了能量的梯級利用。附圖說明圖1是定型機廢氣一體化處理裝置整體系統結構側面示意圖；圖2是定型機廢氣一體化處理裝置整體系統結構頂部示意圖；圖3是定型機廢氣一體化處理裝置水處理部分系統結構示意圖；圖中，噴霧冷凝器1、進口風頭2、進口網格3、本體4、除霧器5、出口風頭6、煙囪7、水處理單元8、高頻電源9、氣風機10、鉑熱電阻11、多功能風速風量變送器12、差壓變送器13、液位計14、煙氣檢測儀15、控制櫃16、絕緣子加熱器17、噴淋口18、防火閥19、隔油池20、廢油池21、中間水池22、冷凝回用池23、混凝池24、接觸池25、氣浮分離池26、清水池27、陽極板噴淋水泵28、噴霧冷凝水泵29、穩定罐30、氣浮泵31、刮油電機32、陰極線衝洗水泵33、廢油收集泵34、集油電機35、噴霧冷凝器噴頭36、絕緣子37、橫梁38、陽極板噴淋電動控制閥39、陰極線衝洗電動控制閥40、陽極板41、陰極線42、集水漏鬥43、密封風機44具體實施方式：下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。一種定型機廢氣一體化處理裝置，包括噴霧冷凝單元，溼式靜電除油單元、煙氣排放單元、電控單元和水處理單元8；噴霧冷凝單元，溼式靜電除油單元、煙氣排放單元依次相連。水處理單元與溼式靜電除油單元相連，用於對溼式靜電除油單元處理過程中產生的廢水 進行處理、回用。電控單元包含各種電控設備，如風速計、流量計、液位計等，用於對整個裝置的各單元進行實時監控和自動化控制。具體來說：噴霧冷凝單元包括噴霧冷凝器1和防火閥19，防火閥19安裝於噴霧冷凝器1前端，廢氣通過防火閥19後再進入噴霧冷凝器1。噴霧冷凝器1內設有噴霧冷凝器噴頭36，用於對內部的廢氣進行噴淋、降溫。噴霧冷凝單元處理後的的廢氣進入溼式靜電除油單元。溼式靜電除油單元包括順次相連的進口風頭2、進口網格3、裝置本體4、除霧器5和出口風頭6，進口風頭2內設氣流均布板；裝置本體4頂部安裝有高頻電源9，內部設陽極板41、陰極線42，高頻電源9通過絕緣子37與陰極線(42)連接，絕緣子37通過橫梁38固定陰極線42。裝置本體4側部安裝有陽極板噴淋電動控制閥39、陰極線衝洗電動控制閥40與裝置本體4內部的噴淋口18連接。裝置本體4下部安裝有集水漏鬥43，並與水處理單元8相連；進口風頭2與噴霧冷凝器1相連。煙氣排放單元包括煙囪7和排氣風機10，煙囪7與出口風頭6相連，排氣風機10安裝於煙囪7旁；水處理單元8外殼為箱體，箱體內部通過隔板進行功能分區，共分兩排，第一排依次為冷凝回用池23、混凝池24、接觸池25、氣浮分離池26、清水池27，第二排依次為中間水池22、隔油池20、廢油池21；隔油池20與廢油池21、中間水池22相連，中間水池22與冷凝回用池23、混凝池24相連，混凝池24、接觸池25、氣浮分離池26、清水池27依次相連；隔油池20中安裝有集油管，通過隔油池20頂部安裝的集油電機35控制；廢油池21側部安裝有廢油收集泵34；冷凝回用池23內部安裝有管式換熱器，側部安裝有陽極板噴淋水泵28和噴霧冷凝水泵29；氣浮分離池26側部放置有穩定罐30、氣浮泵31和刮油電機32，清水池27通過氣浮泵31相連、穩定罐30與接觸池25相連。清水池27側部安裝有陰極線衝洗水泵33，用於為陰極線衝洗供水。電控單元包括鉑熱電阻11、多功能風速風量變送器12、差壓變送器13、液位計14、 煙氣檢測儀15、控制櫃16、絕緣子加熱器17、陽極板噴淋電動控制閥39、陰極線衝洗電動控制閥40、密封風機44，其中絕緣子加熱器17、密封風機44安裝在本體4頂部，成矩形安裝，鉑熱電阻11及多功能風速風量變送器12安裝於噴霧冷凝器1與進口風頭2之間管道；壓差變送器13壓差變送器13有兩個，檢測口分別安裝於進口風頭2與出口風頭6的兩側，其中一個安裝於進口風頭2的前段和後端，用於測定進口風頭2前後的壓力差，另一個安裝於出口風頭6的前段和後端，用於測定出口風頭6前後的壓力差；液位計14有兩個，分別安裝於冷凝回用池23及廢油池22中；煙氣檢測儀15安裝於煙囪7上部，控制櫃16安裝於裝置本體4或水處理單元8一側，陽極板噴淋電動控制閥39、陰極線衝洗電動控制閥40安裝與裝置本體上部側面，呈兩排平行安裝，帶有與遠端連接的監控設備。所述的進口網格3為組合式，由多個網格組件組合而成。網格孔距優選為120mm，可阻截大顆粒物、絨毛等物質。網格組件插入式設置於進口風頭2和裝置本體4之間，每個網格組件設置導軌，由上往下插入進口風頭2和裝置本體4之間，便於拆卸清洗。所述的裝置本體4內部還設有絕緣子37和橫梁38，陽極板41採用C型板，上部懸掛，下部焊接固定，形成接地，陰極線42由魚骨穿刺線組合而成，通過在每個放電通道設一個陰極線框架，陰極線42陰極線框架固定，陰極線框架通過掛鈎掛於橫梁38，橫梁38由絕緣子37支撐；所述的噴淋口18設置兩層，一層為連續噴淋，通過陽極板噴淋電動控制閥39控制，用於噴淋陽極板41；另一層為間歇噴淋，通過陰極線衝洗電動控制閥40控制，用於衝洗陰極線42。溼式靜電廢氣處理單元和水處理單元通過法蘭連接，內襯墊圈。一體化處理裝置整體呈扁長狀，各處理單元和設備集成一體，可靠牆安裝，佔地面積小。一種使用所述裝置的定型機廢氣一體化處理方法，包括如下步驟：1)將定型機排出的廢氣通過防火閥19後，到達噴霧冷凝器1，通過噴霧冷凝器噴頭36不間斷噴水，將煙氣溫度降到60℃，同時去除煙氣中的大部分油滴成分，噴淋之後的循環水通過 集水漏鬥43排放到水處理單元8；2)將經過步驟1)處理後的廢氣通過進口風頭2後的進口網格3，通過網格去除大顆粒的雜質和纖維；3)將經過步驟2)處理後的廢氣通過裝置本體4頂部的高頻電源9製造高壓靜電場進一步將小顆粒雜質、纖維及廢油吸附在陽極板41上，同時通過裝置本體4頂部陽極板噴淋電動控制閥39控制噴淋口18形成水膜將吸附到的物質排放到水處理單元8，同時通過陰極線衝洗電動控制閥40控制噴淋口18間歇噴淋陰極線42達到清洗目的，廢水通過集水漏鬥43排放到水處理單元8；4)將經過步驟3)處理後的廢氣經除霧器5通過出口風頭6及煙囪7對外排放，利用除霧器5去除多餘的水蒸氣使得煙囪7達到無白霧排放，冷凝水通過集水漏鬥43排放到水處理單元8；5)將經過步驟1)、步驟3)處理後的所收集的含油廢水進入隔油池20，進行油水分離，收集到的廢油通過集油電機35收集後排入廢油池21，廢油資源化利用；6)將經過步驟5)油水分離後的循環水(即處理後的廢水)通過中間池22均分兩路分別排入冷凝回用池23和混凝池24，冷凝回用池23自帶水冷系統，降低循環水水溫，降溫後的循環水經過陽極板噴淋水泵32和噴霧冷凝水泵33進入噴霧冷凝器1和裝置本體4陽極板噴淋裝置循環使用；向混凝池24中添加絮凝劑，進行混凝沉澱，分離出水中大顆粒物和纖維；7)將經過步驟6)排入接觸池25的水經過曝氣池26曝氣處理，使得小顆粒物、纖維及廢油懸浮於水的表面，通過頂部刮油電機32將表面分離出的廢渣和廢油排入廢油池21，處理後的水進入淨水池27，淨水池27中的水通過陰極線衝洗水泵28循環，用於對其進行定時清理。所述的步驟1)中噴霧冷凝器1通過噴霧冷凝水陰極線泵29供水，且噴霧冷凝器噴頭36呈90°逆風安裝，使得噴水二次接觸煙氣，促進降溫和除油；同時通過鉑熱電阻11監控冷卻後煙氣溫度；所述的步驟2)中進口風頭2中利用氣流均布板將進氣均勻的擴散開，降低煙氣流速同時讓煙氣流動平順，減少擾流的形成；所述的步驟3)中陽極板噴淋電動控制閥39依靠陽極板噴淋水泵28連續供水，噴淋形成水膜，對吸附在陽極板上的顆粒物及油霧進行捕捉；陰極線衝洗電動控制閥40清洗依靠陰極線衝洗水泵33間歇供水，對陰極線表面附著物清洗，提高放電效率，陽極板噴淋電動控制閥39、陰極線衝洗電動控制閥40依靠程序程序控制，可以達到對單一噴淋頭加壓噴水防止噴淋頭堵塞及自動停止維護方便的目的；同時利用裝置本體4頂部的絕緣子加熱器17及密封風機44保持高頻電源9乾燥的工作環境，提高高頻電源9使用效率；所述的步驟4)中的廢氣通過煙囪7對外排放過程中，依靠多功能風速風量變送器12檢測風速，控制櫃16控制排氣風機10功率達到控制煙氣排放速度；同時，利用差壓變送器13協助檢測裝置本體4內的壓力，反饋裝置本體4煙氣阻力變化情況，煙氣檢測儀15檢測所排出的煙氣情況；所述的步驟5)通過隔油池20讓含油廢水在水平方向流動，使含油廢水中的密度比水小的油上浮到水面，含油廢水通過隔油池20底部流出，利用設置在池面的集油電機35和集油管將浮於水面的油排入廢油池21，廢油池帶液位計14，當廢油量通過廢油池中的液位計14監控達到預設值時通過廢油收集泵34自動排出收集到的廢油；所述的步驟6)中通過中間水池22均勻引導循環水進入冷凝回水池23和混凝池24，由於噴霧冷凝用水和陽極板噴淋水用水對水質要求低，經過油水分離處理後的水可直接使用，通過液位計14實時監控冷凝回水池23的水位，當水位下降到預設最低值時報警，從而對冷凝回水池23進行補水，所述的水冷系統在運行過程中會產生的熱水，熱水可通過外接循環水系統提供給需要的區域，起到餘熱再利用的效果；電控櫃16與裝置中的各種設備相連，整套系統通過電控櫃16自動化控制運行。同時，電控櫃16安裝有遠端監控設備實時監控，實現遠端檢測和控制。作為一個實施例，利用本發明中所述的染整行業定型機廢氣一體化處理裝置及其工藝，對染整行業定型機廢氣進行處理，實現廢氣中顆粒物和油煙的超低排放和廢水的近零排放。其中廢氣流量為15000m3/h,廢氣處理裝置的裝置本體長7m，高4m，寬3m；水處理裝置整體長7m，高3m，寬3m；隔油池採用平流式隔油池，平流式隔油池內沿水流方向分為3格，每格寬度0.9m，有效水深2m，隔油池長寬比1：1；冷卻水循環處理裝置的冷凝回水池寬3m，長1m，有效水深2m；曝氣氣浮池採用推流式曝氣氣浮，長2.75m，寬1.3m，有效水深2m；其餘裝置的參數及安裝水根據相關處理設施設計規範進行設計。處理前後，定型機廢氣汙染物進出濃度具體參數如表1所示：表1實施例1的廢氣中汙染物進出濃度衝洗廢水循環水質的具體參數如表2所示：表2實施例1中的循環水水水質情況