聚酯废气处理装置

技术领域

本申请涉及废气处理的技术领域，尤其是涉及一种聚酯废气处理装置。

背景技术

乙二醇是制备聚酯的原料之一，在聚酯的酯化、缩聚反应过程中会产生废气，废气中包含乙醛和乙二醇等有害杂质，因为有害杂质对环境和人体健康容易产生有害影响，需要在排入大气前应采取净化措施处理，使之符合废气排放标准的要求。

在对聚酯废气处理的过程中，废气通常经过喷淋塔喷淋之后，再经过干式过滤器进行过滤，过滤之后的废气便直接排放至大气中。

发明人认为，废气在经过喷淋塔进行喷淋时，喷淋塔中的喷淋水在一段时间内是循环利用的，即一开始通入干净的水源之后，将水源通过循环泵抽到喷淋塔的喷淋系统中进行喷淋，喷淋下的水混合乙二醇和乙醛落下，接着继续被循环泵抽到喷淋塔的喷淋系统中进行喷淋，随着喷淋水中的乙二醇和乙醛的浓度变高，喷淋水会逐渐变为饱和状态，导致废气中的乙二醇和乙醛不易被喷淋水吸收，存在尾气处理效果变差的缺陷。

发明内容

为了提高聚酯废气处理的处理效果，本申请提供一种聚酯废气处理装置。

本申请提供的一种聚酯废气处理装置采用如下的技术方案：

一种聚酯废气处理装置，包括依次设置的水洗塔、干式过滤器、换热器、催化燃烧炉和引风机，所述水洗塔和干式过滤器之间通过第一管道连通，所述干式过滤器和换热器之间通过第二管道连通，所述换热器和催化燃烧炉之间通过第三管道连通，所述催化燃烧炉和引风机之间通过第四管道连通，所述水洗塔中设置有自动补换水结构。

通过采用上述技术方案，废气经过水洗塔时，水洗塔能够对废气中的乙二醇、乙醛等可溶性有机物质进行吸收，接着废气通过第二管道流至干式过滤器中进行干燥，干燥之后的废气通过第三管道流至换热器中进行升温，升温之后的废气进入催化燃烧炉进行催化燃烧，引风机用于使聚酯废气处理装置呈负压状态，使废气能够依次顺着水洗塔、干式过滤器、换热器和催化燃烧炉流动，并通过引风机排入大气，通过在水洗塔中设置自动补换水结构，使得水洗塔中的循环液体能够及时更换，使水洗塔中的循环液体保持对乙二醇、乙醛等可溶性有机物质的吸收效果，从而提高聚酯废气处理的处理效果。

可选的，所述水洗塔为两相逆向流填料吸收塔，所述水洗塔包括塔身，所述塔身下方设置有进气口，所述塔身顶部设有排气口，所述水洗塔通过排气口与第一管道连通，所述塔身中沿废气流动方向依次设有第一级填料吸收段、第一喷淋段、第二级填料吸收段和第二喷淋段，所述第一喷淋段包括第一喷淋管，所述第一喷淋管上设有若干第一喷淋头，所述第二喷淋段包括第二喷淋管，所述第二喷淋管上设有若干第二喷淋头，所述第二喷淋头设置的密度大于第一喷淋头设置的密度，所述第二喷淋头的喷液压力大于第一喷淋头的喷液压力，所述塔身内部的底端设有储液槽，所述塔身外设有循环泵，所述循环泵的进口端和储液槽连通，所述循环泵的出口端与第一喷淋管和第二喷淋管连通。

通过采用上述技术方案，因为第二喷淋头设置的密度大于第一喷淋头设置的密度，且第二喷淋头的喷液压力大于第一喷淋头的喷液压力，使得第二喷淋段和第一喷淋段能够对不同浓度范围内的乙二醇、乙醛等可溶性有机物质进行吸收，同时因为废气在塔身中是自下向上运动，使得喷淋下的循环液体不会顺着废气的流动方向流动，对已经被喷淋过的废气产生影响，循环泵的设置能够实现水洗塔中液体的循环。

可选的，所述储液槽上设有进液管和出液管，所述自动补水换水结构包括第一电磁阀、第二电磁阀和控制器，所述第一电磁阀设置在进液管上，所述第二电磁阀设置在出液管上，所述第一电磁阀和第二电磁阀与控制器电性连接。

通过采用上述技术方案，控制器能够控制第二电磁阀定时打开，从而排出储液槽中的液体，一段时间以后，液体排放完毕，控制器控制第二电磁阀关闭，控制第一电磁阀打开，从而加入新的液体，一段时间以后，新的液体加至合适水位，控制器再控制第一电磁阀关闭，实现水洗塔中的循环液体的及时更换。

可选的，所述干式过滤器包括过滤箱和设置在滤箱中的滤芯，所述干式过滤器中和水洗塔中均设有除雾器，所述水洗塔中的除雾器位于排气口与第二喷淋管之间，所述干式过滤器中的除雾器位于过滤箱的入口与滤芯之间，所述过滤箱底部设有集水箱，所述集水箱位于干式过滤器中除雾器的下方。

通过采用上述技术方案，除雾器的设置能够减少废气中的水分，从而降低干式过滤箱的工作负担，同时废气中颗粒状物及水分被过滤，能够对后续的催化剂起到保护作用。

可选的，所述第二管道与换热器的冷源进口相连，所述换热器的冷源出口与第三管道相连，所述催化燃烧炉包括沿气体输送方向依次设置的预热室和催化反应室，所述第三管道远离换热器的一端与预热室相连，所述预热室中设有加热装置和温度监控装置。

通过采用上述技术方案，换热器能够对废气进行升温，使废气在进入催化燃烧炉时升到催化所需的反应温度，温度监控装置能够对废气温度进行检测，如果没有达到催化反应温度，废气在预热室中通过加热装置继续对废气进行加热升温，直至废气达到催化反应温度。

可选的，所述第四管道连通换热器设置，所述第四管道包括导入段和导出段，所述导入段的一端与催化反应室相连，另一端与换热器的热介质进口相连，所述导出段的一端和换热器的热介质出口相连，另一端与引风机的进风口相连。

通过采用上述技术方案，换热器能够利用催化反应室中催化升温的温度作为换热器的热源，对从干式过滤器流入换热器中的废气进行升温，以此实现了对催化升温产生的温度进行回收利用，起到节能的效果。

可选的，所述第二管道上沿废气流动方向依次设有阻火器和入口阀，所述入口阀和阻火器之间连通有第五管道，所述第五管道与导出段连通，所述第五管道上设有应急排放阀，所述催化反应室上设有泄压阀。

通过采用上述技术方案，阻火器能够有效地防止火焰通过，同时处理废气中的灰尘，保证废气的洁净度，如遇停电情况，关闭入口阀，应急排放阀会自动打开，废气通过第五管道从引风机排出，以防止炉温未冷却时，废气进入催化反应室继续进行催化升温。

可选的，所述第一管道上设有新风阀。

通过采用上述技术方案，当催化温度高于应急温度时，应急排放阀打开，紧急排放，高于补新风温度时，新风阀能够打开，做稀释处理。

可选的，所述自动补水换水结构还包括叶轮、溢流板和编码器，所述溢流板将储液槽分为积水区和溢流区，所述循环泵的进口端与溢流区相连通，所述叶轮转动连接在溢流区，所述叶轮的轴线水平设置，编码器连接在塔身上并与叶轮同轴设置，所述叶轮与编码器转动连接，所述溢流板上设有导流缺口，所述导流缺口位于叶轮上方，所述导流缺口流出的水流对准叶轮设置。

通过采用上述技术方案，编码器能够记录叶轮转动的圈数并传输给控制器，当圈数达到一定次数以后，控制器能够控制第二电磁阀打开，排出储液槽中的液体，一段时间以后，液体排放完毕，控制器控制第二电磁阀关闭，控制第一电磁阀打开，从而实现加入新的液体，一段时间以后，新的液体加至合适水位，控制器再控制第一电磁阀关闭，实现水洗塔中的循环液体的及时更换。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.废气经过水洗塔时，水洗塔能够对废气中的乙二醇、乙醛等可溶性有机物质进行吸收，接着废气通过第二管道流至干式过滤器中进行干燥，干燥之后的废气通过第三管道流至换热器中进行升温，升温之后的废气进入催化燃烧炉进行催化燃烧，引风机用于使聚酯废气处理装置呈负压状态，使废气能够依次顺着水洗塔、干式过滤器、换热器和催化燃烧炉流动，并通过引风机排入大气，通过在水洗塔中设置自动补换水结构使得水洗塔中的循环液体能够及时更换，使水洗塔中的循环液体保持对乙二醇、乙醛等可溶性有机物质的吸收效果，从而提高聚酯废气处理的处理效果；

2.控制器能够控制第二电磁阀定时打开，从而排出储液槽中的液体，一段时间以后，液体排放完毕，控制器控制第二电磁阀关闭，控制第一电磁阀打开，从而实现加入新的液体，一段时间以后，新的液体加至合适水位，控制器再控制第一电磁阀关闭，实现水洗塔中的循环液体的及时更换；

3.换热器能够利用催化反应室中催化升温的温度作为换热器的热源，对从干式过滤器流入换热器中的废气进行升温，以此实现了对催化升温产生的温度进行回收利用，起到节能的效果；

4.编码器能够记录叶轮转动的圈数并传输给控制器，当圈数达到一定次数以后，控制器能够控制第二电磁阀打开，排出储液槽中的液体，一段时间以后，液体排放完毕，控制器控制第二电磁阀关闭，控制第一电磁阀打开，从而实现加入新的液体，一段时间以后，新的液体加至合适水位，控制器再控制第一电磁阀关闭，实现水洗塔中的循环液体的及时更换。

附图说明

图1是实施例1中用于体现聚酯废气处理装置的结构示意图。

图2是实施例1中用于体现水洗塔的结构示意图。

图3是实施例1中用于体现干式过滤器的结构示意图。

图4是实施例1中用于体现换热器与催化燃烧炉之间位置关系的结构示意图。

图5是实施例1中用于体现预热室与催化反应室之间位置关系的结构示意图。

图6是实施例2中用于体现导流板与塔身之间位置关系的结构示意图。

图7是实施例2中用于体现编码器与叶轮之间位置关系的结构示意图。

附图标记说明：1、水洗塔；11、塔身；111、第一级填料吸收段；112、第一喷淋段；1121、第一喷淋管；1122、第一喷淋头；113、第二级填料吸收段；114、第二喷淋段；1141、第二喷淋管；1142、第二喷淋头；115、储液槽；116、循环泵；12、进气口；13、排气口；14、第一电磁阀；15、第二电磁阀；16、控制器；17、进液管；18、出液管；2、干式过滤器；21、滤箱；22、滤芯；23、除雾器；24、集水箱；25、出水管；3、换热器；31、冷源进口；32、冷源出口；33、热介质进口；34、热介质出口；4、催化燃烧炉；41、预热室；411、加热装置；412、温度监控装置；42、催化反应室；421、催化剂；422、泄压阀；5、引风机；6、第一管道；61、新风阀；7、第二管道；71、阻火器；72、入口阀；73、第五管道；731、应急排放阀；8、第三管道；9、第四管道；91、导入段；92、导出段；101、叶轮；102、溢流板；103、编码器；104、导流缺口；105、导流板。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

实施例1：参照图1，为本申请公开的一种聚酯废气处理装置，包括沿废气流动方向依次设置的水洗塔1、干式过滤器2、换热器3、催化燃烧炉4和引风机5。水洗塔1和干式过滤器2之间通过第一管道6连通，干式过滤器2和换热器3之间通过第二管道7连通，换热器3和催化燃烧炉4之间通过第三管道8连通，催化燃烧炉4和引风机5之间通过第四管道9连通。水洗塔1用于吸收掉部分乙二醇、乙醛等可溶性有机物质。废气从水洗塔1顶部出来进入干式过滤器2，在干式过滤器2中，废气中颗粒状物及水分被过滤，对后续催化剂421起到保护作用，同时干式过滤器2能够作为催化燃烧炉4的稳压箱。废气经过换热器3进行升温，使得废气在进入催化燃烧炉4时进行升温，废气在催化燃烧炉4中，通过无焰燃烧使VOCs氧化分解为CO2和H2O，并通过引风机5排入大气。

参照图1和图2，水洗塔1为两相逆向流填料吸收塔，水洗塔1包括塔身11，塔身11为圆筒型，塔身11下方沿塔身11水平截面的切线方向设置有进气口12，塔身11顶部设有排气口13，水洗塔1通过排气口13与第一管道6连通。

参照图2，塔身11中沿竖直方向由下至上依次设置有第一级填料吸收段111、第一喷淋段112、第二级填料吸收段113和第二喷淋段114。第一级填料吸收段111和第二级填料吸收段113中的填料为PP空心球。第一喷淋段112包括第一喷淋管1121，第一喷淋管1121上设有若干第一喷淋头1122，第二喷淋段114包括第二喷淋管1141，第二喷淋管1141上设有若干第二喷淋头1142，第二喷淋头1142设置的密度大于第一喷淋头1122设置的密度，且第二喷淋头1142的喷液压力大于第一喷淋头1122的喷液压力。以此实现对不同气体浓度范围内的乙二醇、乙醛等可溶性有机物质的吸收。

参照图1和图2，在引风机5的作用下废气从塔身11下方的进气口12沿切向进入，使得废气能够快速地填充到塔身11中。废气上升的过程中，废气先接触第一级填料吸收段111并与之发生化学反应，反应后生成的油为可溶性盐类。未完全吸收的废气上升过程中经过第一喷淋段112。第一喷淋头1122在喷淋时，能够形成无数细小雾滴，并与废气充分混合、接触、继续发生化学反应。废气经过第二级填料吸收段113和第二喷淋段114时继续发生同样的化学反应，因为第二喷淋头1142设置的密度大于第一喷淋头1122设置的密度，且第二喷淋头1142的喷液压力大于第一喷淋头1122的喷液压力。使得废气经过第二级填料吸收段113和第二喷淋段114时，能够对较低浓度范围内的乙二醇、乙醛等可溶性有机物质进行吸收，从而提高水洗塔1对废气的处理效果。

参照图1和图2，塔身11内部的底端设置有储液槽115，塔身11外设置有循环泵116，循环泵116的进口端和储液槽115连通，循环泵116的出口端与第一喷淋管1121和第二喷淋管1141相连通，从而实现了水洗塔1的水循环。

参照图1和图2，水洗塔1中的液体循环一段时间以后，喷淋水中的乙二醇和乙醛的浓度变高，喷淋水会逐渐变为饱和状态，导致废气中的乙二醇和乙醛不易被喷淋水反应并吸收，因此在水洗塔1中设置有自动补换水结构。

参照图1和图2，储液槽115上固定连接有进液管17和出液管18，自动补水换水结构包括第一电磁阀14、第二电磁阀15和控制器16，第一电磁阀14设置在进液管17上，第二电磁阀15设置在出液管18上，第一电磁阀14和第二电磁阀15与控制器16电性连接。控制器16用于控制第二电磁阀15定时打开，排出储液槽115中的液体，一段时间以后，液体排放完毕，控制器16控制第二电磁阀15关闭，控制第一电磁阀14打开，从而实现加入新的液体，一段时间以后，新的液体加至合适水位，控制器16再控制第一电磁阀14关闭，正常启动水洗塔1中的水循环，对废气中的乙二醇和乙醛继续进行过滤。

参照图2和图3，干式过滤器2包括过滤箱21和滤芯22，滤芯22设置在滤箱21中，干式过滤器2中和水洗塔1中均安装有除雾器23，除雾器23用于除去废气中夹带的雾滴，以降低干式过滤箱21的工作负担，除雾器23在本实施例中采用板式除雾器。水洗塔1中的除雾器23位于排气口13与第二喷淋管1141之间，以此减小废气从水洗塔1中排出时所含的水分，干式过滤器2中的除雾器23位于过滤箱21的入口与滤芯22之间，以此减小滤芯22的工作负担。过滤箱21底部一体成型有集水箱24，集水箱24位于干式过滤器2中除雾器23的下方，用来对除雾器23除下的水分进行收集，集水箱24底部设有出水管25，出水管25与出液管18相连通，使得收集的水分能够一起流走。

参照图4和图5，第二管道7与换热器3的冷源进口31相连，换热器3的冷源出口32与第三管道8相连，催化燃烧炉4包括沿气体输送方向依次设置的预热室41和催化反应室42，预热室41和催化反应室42相连通，第三管道8远离换热器3的一端与预热室41相连，预热室41中设有加热装置411和温度监控装置412。

参照图4和图5，废气经过换热器3之后能够进行第一次升温，废气进入到预热室41以后，温度监控装置412能够对废气温度进行检测，如果没有达到催化反应温度，则通过加热装置411继续对废气进行加热升温，直至废气达到催化反应温度。加热装置411由布置在预热室41内的电加热系统实现加热的功能，此升温为第二次升温。

参照图4和图5，当废气温度达到催化反应条件以后，通入催化反应室42，催化反应室42采用抽屉式，内装蜂窝状催化剂421，利用热循环及红外线辐射原理，使蜂窝状催化剂421温度达到反应温度，使部份有机物进行分解，释放出能量，直接使废气温度提升，此升温为第三次升温即催化升温。

参照图1和图4，第四管道9连通换热器3设置，第四管道9包括导入段91和导出段92，导入段91的一端与催化燃烧炉4相连，另一端与换热器3的热介质进口33相连，导出段92的一端和换热器3的热介质出口34相连，另一端与引风机5的进风口相连。实现了利用催化升温的温度提供换热器3的热源，以此实现了对催化升温温度的回收利用，起到节能的效果。

参照图1，第二管道7上沿废气流动方向依次设有阻火器71和入口阀72，入口阀72和阻火器71之间连通有第五管道73，第五管道73与导出段92连通，第五管道73上设有应急排放阀731。阻火器71能够有效地防止火焰通过，同时处理废气中的灰尘，保证废气的洁净度。

参照图1，如遇停电情况，关闭入口阀72，应急排放阀731会自动打开，废气通过第五管道73从引风机5排出，以防止炉温未冷却时，废气进入催化燃烧炉4继续进行催化升温。

参照图1，第一管道6上设有新风阀61，当催化温度高于应急温度时，应急排放阀731打开，紧急排放，高于补新风温度时，新风阀61打开，做稀释处理。

参照图1，催化燃烧炉4上设有泄压阀422，当设备内部的压力 30-80Kpa 之间时，自动泄压，使设备始终在安全状态下运行，提高设备的安全性能。

本实施例一种聚酯废气处理装置的实施原理为：废气通入水洗塔1，从下向上流动，顺序通过沿废气流动方向依次设置的第一级填料吸收段111、第一喷淋段112、第二级填料吸收段113和第二喷淋段114进行处理，之后通过水洗塔1中的除雾器23进行初步去水分。通过控制器16定期地打开第二电磁阀15，排出储液槽115中的液体，等到液体排放完毕之后，控制器16控制第二电磁阀15关闭，控制第一电磁阀14打开，从而实现加入新的液体，将新的液体加至合适水位以后，控制器16再控制第一次电磁阀关闭，实现对喷淋塔中循环液体的更换，从而提高水洗塔1的处理效果。废气接着通过第一管道6流到干式过滤器2中进行过滤，除去废气中的水雾，然后通过换热器3进行升温，升温之后的废气进入到预热室41中进行测温，如果没有达到催化反应温度，则通过加热装置411继续对废气进行加热升温，直至废气达到催化反应温度，在废气达到催化温度以后进入到催化反应室42进行分解，分解同时还会继续产生热量，分解完之后的废气带着热量通入换热器3的热介质进口33，并从热介质出口34流出，实现对余温的利用，最后处理完的废气通过引风机5排入大气中。

实施例2：参照图6和图7，为本申请公开的一种聚酯废气处理装置，与实施例1 的不同之处在于，自动补水换水结构还包括叶轮101、溢流板102和编码器103，溢流板102将储液槽115分为积水区和溢流区，循环泵116的进口端与溢流区相连通，叶轮101转动连接在溢流区中，叶轮101的轴线水平设置且叶轮101位于溢流区中液面的上方，编码器103固定在塔身11上并与控制器16电性连接，编码器103与叶轮101的转轴与同轴设置，溢流板102上设有导流缺口104，导流缺口104位于叶轮101上方的，导流缺口104流出的水流对准叶轮101设置。储液槽115上方设有导流板105，导流板105固定连接在塔身11上，导流板105覆盖在溢流区上方并朝向积水区倾斜设置。

本实施例一种聚酯废气处理装置的实施原理为：经过第一喷淋段112和第二喷淋段114喷淋下的液体能够顺着导流板105落入积水区，积水区的液体通过溢流的方式从导流缺口104处流出，并流到叶轮101上，从而带动叶轮101转动，编码器103能够记录叶轮101转动圈数并传输给控制器16，当圈数达到一定次数以后，控制器16控制第二电磁阀15打开，排出积水区中的液体，一段时间以后，液体排放完毕，控制器16控制第二电磁阀15关闭，控制第一电磁阀14打开，从而实现加入新的液体，一段时间以后，新的液体加至合适水位，控制器16再控制第一电磁阀14关闭，正常启动水洗塔1中的水循环，对废气中的乙二醇和乙醛继续进行过滤，实现提高聚酯废气处理效果的目的。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。