烘干廢氣主要來源于食品、制藥、化工、紡織、木材加工等行業(yè),其特點是溫度較高(40~150℃)、含濕量大(水蒸氣或工藝蒸汽)、可能含有VOCs(如溶劑、油脂)、顆粒物或異味。處理工藝需兼顧“降溫除濕、污染物去除、資源回收”目標(biāo),以下是烘干廢氣處理工藝設(shè)計及關(guān)鍵要點:
一、工藝流程設(shè)計
烘干廢氣處理通常分為“收集→預(yù)處理→核心處理→深度處理→達標(biāo)排放/資源回收”五步,具體流程根據(jù)廢氣成分調(diào)整:
1.廢氣收集
烘干設(shè)備(如烘箱、烘干機、隧道爐)排氣需通過密閉管道收集,需注意:
管道材質(zhì)耐高溫、耐腐蝕(如不銹鋼、玻璃鋼);
收集系統(tǒng)密封性(避免廢氣泄漏,尤其是含易燃易爆VOCs時);
管道坡度設(shè)計(防止冷凝水積聚,避免腐蝕或堵塞)。
2.預(yù)處理(降溫、除濕、除塵)
烘干廢氣溫度高、濕度大,需先預(yù)處理以降低后續(xù)處理負荷:
降溫:通過換熱器(如氣-氣換熱器,利用廢氣余熱預(yù)熱新風(fēng))或噴淋塔(水噴淋降溫,同時去除部分顆粒物和可溶性VOCs);
除濕:若廢氣含大量水蒸氣(如食品烘干),可通過冷凝除濕(降低溫度至露點以下,使水蒸氣凝結(jié))或吸附除濕(如硅膠、分子篩);
除塵:若廢氣含顆粒物(如木材烘干產(chǎn)生的木屑),需通過旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器或濕式除塵器去除(避免后續(xù)設(shè)備堵塞)。
3.核心處理(污染物去除)
根據(jù)廢氣成分選擇核心處理技術(shù):
含VOCs的廢氣(如制藥烘干含溶劑、化工烘干含有機物):
冷凝回收:若VOCs沸點較高(如二氯甲烷沸點39.6℃、DMF沸點153℃),可通過降溫冷凝回收(類似反應(yīng)釜排氣處理,需匹配冷凝溫度);
吸附法:活性炭、分子篩吸附(適合低濃度VOCs,需定期再生或更換);
燃燒法:RTO(蓄熱式熱氧化)、RCO(催化氧化)(適合中高濃度VOCs,氧化分解為CO?和H?O);
吸收法:水洗(去除親水性VOCs,如甲醇)、酸洗/堿洗(去除酸性/堿性氣體,如HCl、NH?)。
含異味或無機污染物的廢氣(如污水廠污泥烘干含H?S、NH?):
化學(xué)洗滌:酸洗(去除NH?)、堿洗(去除H?S)、氧化洗滌(如NaClO氧化去除惡臭物質(zhì));
生物處理:生物濾池、生物滴濾塔(利用微生物降解異味物質(zhì),適合低濃度、可生化性好的廢氣)。
4.深度處理(確保達標(biāo))
核心處理后仍可能殘留少量污染物,需深度處理:
活性炭吸附(作為補充,確保VOCs濃度<排放標(biāo)準(zhǔn));
UV光解(利用紫外線分解殘留VOCs,但需注意臭氧殘留問題);
等離子體(適合低濃度異味處理,但需結(jié)合其他技術(shù))。
5.資源回收與余熱利用
冷凝回收:回收的VOCs或水分可回用(如溶劑回用至生產(chǎn),冷凝水經(jīng)處理后用于循環(huán)冷卻);
余熱回收:烘干廢氣溫度較高(如80~150℃),可通過換熱器預(yù)熱新風(fēng)(降低烘干能耗)或生產(chǎn)熱水(用于其他工藝)。
二、關(guān)鍵設(shè)備選型
換熱器:
氣-氣換熱器(如板翅式、管殼式):用于余熱回收,需耐高溫、耐腐蝕;
噴淋塔:降溫、除塵、初步吸收VOCs(填料層需耐腐蝕,如PP材質(zhì))。
冷凝器:
列管式、板式(換熱效率高),材質(zhì)根據(jù)廢氣成分選擇(如304不銹鋼、PTFE涂層);
冷凝介質(zhì):冷卻水(常溫)、冷凍鹽水(低溫,適合高沸點VOCs)。
吸附設(shè)備:
活性炭吸附箱:需設(shè)置多級(如兩級吸附),并配套再生系統(tǒng)(蒸汽再生+冷凝回收);
分子篩轉(zhuǎn)輪:適合連續(xù)運行,吸附效率高(可處理低濃度、大風(fēng)量廢氣)。
燃燒設(shè)備:
RTO(蓄熱式熱氧化爐):熱效率>95%,適合中高濃度VOCs(濃度>1g/m³);
RCO(催化氧化爐):起燃溫度低(200~400℃),適合低濃度VOCs(需催化劑,如貴金屬催化劑)。
三、工藝優(yōu)化要點
溫度與濕度平衡:
降溫需避免過度冷凝(若廢氣含目標(biāo)回收物,如溶劑,需控制冷凝溫度以回收;若僅為除濕,可深度冷凝);
除濕后廢氣濕度降低,可提升吸附法(活性炭)或燃燒法(避免水蒸氣影響熱效率)的處理效率。
組分針對性設(shè)計:
若廢氣含多種VOCs(如制藥烘干含甲醇、乙醇、DMF),需通過GC-MS檢測成分,優(yōu)先回收高價值組分(如DMF),再處理低價值組分;
若含顆粒物,需前置高效除塵(如布袋除塵器+濕式除塵器),避免堵塞后續(xù)設(shè)備。
安全與防爆:
烘干廢氣若含易燃易爆VOCs(如乙醇、甲苯),需采用防爆電氣設(shè)備,管道設(shè)置靜電接地,冷凝器/吸附箱設(shè)置壓力釋放閥;
燃燒法(RTO/RCO)需控制廢氣濃度在爆炸極限下限(LEL)的25%以下(通過稀釋或緩沖罐調(diào)節(jié))。
經(jīng)濟性評估:
收益:余熱回收節(jié)省的能源費用、冷凝回收的物料價值;
成本:設(shè)備投資(換熱器、冷凝器、吸附箱)、運行成本(電力、蒸汽、催化劑更換)、維護費用(活性炭更換、設(shè)備清洗)。
總結(jié)
烘干廢氣處理需結(jié)合“降溫除濕、針對性去除污染物、資源回收”目標(biāo),優(yōu)先利用余熱和冷凝回收高價值物質(zhì),再通過吸附、燃燒等技術(shù)確保達標(biāo)排放。實際設(shè)計中需根據(jù)廢氣成分、濃度、溫度等參數(shù),優(yōu)化工藝組合,平衡環(huán)保與經(jīng)濟效益。
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