一种脱除橡胶厂废气中高粘度胶末的方法和装置

摘要

本发明公开了一种脱除橡胶厂废气中高粘度胶末的方法和装置。其方法是通过雾化水包裹橡胶废气中胶末，降低胶末的粘度，通过水旋分和多级水洗将废气中的胶末脱除到收集装置。其装置包括水旋分单元、水洗单元和胶末收集单元。所述的水旋分单元为水雾型旋风除尘器，所述水洗单元为多级水洗塔，所述胶末收集单元为筛滤型收集装置。与现有的技术相比，本发明的方法具有以下优点：(1)可对橡胶厂废气中小颗粒、高粘性橡胶粉末进行脱除；(2)防止橡胶粉末在设备和管道中塑化自燃；（3）防止高粘性橡胶粉末胶粘集聚，防污堵；（4）可回收废气中的胶末；（5）装置内的水可以循环利用，无二次污染。

说明书

技术领域

本发明涉及废气处理方法及装置领域，具体是一种可脱除橡胶厂废气中高粘度胶末颗粒的方法和装置。

背景技术

大气污染是我国目前最突出的环境问题之一。工业废气是大气污染物的主要来源之一。大量工业废气排入大气，必然使大气环境质量下降，给人体健康带来严重危害，给国民经济造成巨大损失。

橡胶厂的废气具有一定的特殊性：废气中含有大量橡胶胶末。橡胶胶末具有颗粒小、数量大、粘性高的特点；尤其是稀土顺丁橡胶和顺丁橡胶生产线，尾气中所含的胶末粘性非常高，粘在管壁上会发生塑化变性老化，在塑化过程橡胶粉末会老化放热。最初胶末积在管壁上的厚度比较薄，塑化放出的热量能通过管壁的金属层释放出去，随着管壁上积攒的胶末层越来越厚，热量无法很好的释放到外界，当热量积聚到橡胶自燃点时，就会发生塑化自燃现象；以中石化某橡胶厂为例，其稀土顺丁生产线年平均发生塑化自燃事故四次。所以，对橡胶厂尾气进行除末处理是很有必要的。

目前围绕废气处理的装置中普遍采用的是吸附过滤，由于橡胶粉末的高粘度特殊性，采用吸附过滤极易造成吸附材料蜕变，吸附材料难以再生处理，就需要不断更换吸附材料，而橡胶粉末通常是在微米级，这类材料成本又比较高，这就给橡胶企业的废气处理受到严重影响。

发明内容

本申请人通过研究分析发现，橡胶的粘度虽然很高，特别是稀土顺丁橡胶和顺丁橡胶粘度很大，但在水中，其粘性呈指数下降，即使在120摄氏度的过热沸水中，粘度也仅为干燥时的5%以下，所以水洗是脱除高粘度橡胶粉末的有效方法。

为此本发明的目的是针对现有技术所存在的缺陷，提供一种高效、快捷、低成本处理橡胶厂含小颗粒、高粘性橡胶粉末废气的脱除橡胶厂废气中高粘度胶末颗粒的方法和装置。

 本发明是由下列技术方案实现的：

一种脱除橡胶厂废气中高粘度胶末的方法，是利用雾状水膜包裹废气中的胶粒，进行气液分离，然后通过液固分离对胶粒和水进行分离。

依照上述方法的一种橡胶粉末水旋分脱除装置，包括水旋分离单元、水洗单元、储液仓和胶末收集单元。其中：水洗单元和水旋分离单元、储液仓自上而下设置在一个密封的罐体内，胶末收集单元设在罐体的下部。水旋分离单元包括进气仓、螺旋喷雾器和仐罩，进气仓外部与罐体内壁设有纵向空隙，该纵向间隙上与水洗单元连通，下与进气仓底部的储液仓连通，螺旋喷雾器设在进气仓中部预设的雾化腔中，进气仓内壁上横向设有与雾化腔连通的出气孔，仐罩通过支架固定在进气仓上部。水洗单元设在仐罩上部，由内结构挡板和喷头组成。胶末收集单元为内置筛分型收集罐。罐体上设有仅与水旋分离单元连接的进气口，罐体顶部设有排气口，罐体储液仓上设有与胶末收集单元连接的出液口，以及连接于胶末收集单元和水洗单元、水旋分离单元的泵、阀、管组件。

所述的内置筛分型收集罐包括在密闭的容器内纵向设置过滤筛，过滤筛采用微米级过滤袋、过滤布或者无纺布与滤网骨架贴合组成；或者直接采用微米级过滤器。

所述水洗单元的喷头包括螺旋式、水雾式、分散式，所述水洗单元的内结构挡板包括人字形挡板、帽式挡板、格栅式挡板。所述水洗单元为上述喷头和内结构挡板任一种或几种的组合。

上述方案进一步包括在罐体的顶部靠近排气口处还设有过滤筛，过滤筛采用微米级过滤袋、过滤布或者无纺布与滤网骨架贴合组成。

应用本发明的橡胶粉末水旋分脱除装置，橡胶废气首先经过下部的水旋分离单元开始进入雾化腔内，螺旋喷雾器在水力驱动下以旋转方式将雾化腔内均匀喷洒雾状水汽，水汽包裹住废气中的胶末后，胶末的粘性下降，同时螺旋喷雾器扰动废气与水汽充分混合，使50%—75%的胶末颗粒随水汽下沉，剩余的废气通过仐罩由中心排气改变为周边排气；然后经过水旋分离单元的废气再进入多级水洗单元，水洗单元采用均匀喷洒的喷头不停喷洒小液滴，将废气中剩余的胶末喷洒在内结构挡板（这里内结构挡板为交替错缝结构，通过改变气流上行和水滴下流方向，使水汽与废气充分接触并流入）上，通过水旋分离单元的仐罩导流进入储液仓内，同时水洗单元流下的水滴通过仐罩分散在外围，与仐罩周边排出的废气进行交汇混合。经过多次的水汽与废气交汇融合，脱除精度达到1微米，废气中颗粒物浓度小于0.01mg/M³。脱除胶末的废气通过排气口进入后端尾气治理设备。胶末收集单元内置筛分型收集罐，可以滤掉胶末中绝大部分的水，方便将胶末进行回收处理；滤出的水回到前端的水旋分离单元和水洗单元循环使用，无二次污染。

本发明装置还具有维护成本低，操作控制容易，操作弹性很大，便于工业化应用；装置处理能力强，能够一次性处理橡胶废气，减少了工艺流程和二次污染。

附图说明

图1是本发明一种实施例结构剖示图。

图中：1-排气口，2-隔离板，3-顶盖，4-过滤筛，5-喷嘴，6-帽式挡板，7-高压水管，8-伞罩，9-水旋水管，10-水旋立管，11-螺旋喷雾管嘴组件，12-进气仓出气孔，13-雾化腔引流罩，14-雾化仓，15-储液仓出口，16-胶末收集单元，17-过滤筛，18-水出口，19-泵组，20-水旋进气口，21-排污口，22-储液仓，23-罐体，24-阀。

具体实施方式

下面结合附图1和具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明的方法包括废气引入和水雾化，通过废气中胶粒（或胶末）与雾化水结合实现气液分离；然后分离后的含有胶粒（或胶末）的水通过液固分离，将胶粒（或胶末）从水中分离出来。

本发明的装置实施例1

如图1所示，一种橡胶粉末水旋分脱除装置，包括水旋分离单元、水洗单元、储液仓和胶末收集单元16。主结构下半部分为水旋分离单元和储液仓22，上半部分为水洗单元，上下部分为通过焊接、铆接、法兰等方式连接的一体式罐体23结构，胶末收集单元16设在罐体23的下部（胶末收集单元16与罐体23也可以采用一体化设置）。水旋分离单元包括进气仓14、螺旋喷雾器和仐罩8，进气仓14外部与罐体23内壁设有纵向空隙，该纵向间隙上与水洗单元连通，下与进气仓14底部的储液仓22连通，螺旋喷雾器设在进气仓14中部预设的雾化腔中，进气仓14内壁上横向设有与雾化腔连通的出气孔12，仐罩8通过支架固定在进气仓14上部。水洗单元设在仐罩8上部，由内结构挡板和喷头（或称喷嘴）组成。胶末收集单元16为内置筛分型收集罐。罐体23上设有仅与水旋分离单元连接的进气口20，罐体顶部设有排气口1，罐体储液仓22上设有与胶末收集单元连接的出液口15，以及连接于胶末收集单元16和水洗单元、水旋分离单元的泵组19、阀24、管组件。

所述螺旋喷雾器是在水旋立管10的管壁上呈螺旋状分布有螺旋喷雾管嘴组件11，该组件管嘴的喷出方向为顺时针或逆时针同一方向设置。

所述内置筛分型收集罐包括在密闭的容器内纵向设置过滤筛17，过滤筛17采用微米级过滤袋（例如佛山市顺德区北窖飞弘过滤器材厂生产的型号PE/PO 1~100微米）、过滤布或者无纺布与滤网骨架贴合组成；或者直接采用微米级过滤器（例如石家庄渤远流体净化设备有限公司生产的纳米级过滤机）。

所述水洗单元的喷头5包括螺旋式、水雾式、分散式，所述水洗单元的内结构挡板包括人字形挡板、帽式挡板、格栅式挡板。所述水洗单元为上述喷头和内结构挡板任一种或几种的组合。

上述实施例进一步包括在罐体23的顶部靠近排气口1处还设有过滤筛4，过滤筛采用微米级过滤袋、过滤布或者无纺布与滤网骨架贴合组成。

上述实施例的工作流程：

开通泵组19和阀24，水旋分离单元和水洗单元启动喷雾，橡胶废气首先经过下部的水旋分离单元的进气口20开始进入进气仓14，通过进气仓14内壁上部设有的多个排气孔12均匀流向雾化腔内，螺旋喷雾器在水力驱动下以旋转方式将雾化腔内均匀喷洒雾状水汽，水汽包裹住废气中的胶末后，胶末的粘性下降，同时螺旋喷雾器扰动废气与水汽充分混合，使50%—75%的胶末颗粒随水汽沿漏斗形的雾化腔引流罩13下沉（这里漏斗形雾化腔引流罩13不但有引流水作用，同时还有限制废气进入储液仓15的作用），剩余的废气通过仐罩8由中心排气改变为周边排气。经过水旋分离单元的废气再进入多级水洗单元，水洗单元采用均匀喷洒的喷头5不停喷洒小液滴（水雾状），将废气中剩余的胶末喷洒在内结构挡板（这里内结构挡板为交替错缝结构，通过改变气流上行和水滴下流方向，使水汽与废气充分接触并流入）上，通过水旋分离单元的仐罩8导流沿进气仓14和罐体23的周边间隙进入储液仓22内，同时水洗单元流下的水滴通过仐罩8分散在外围，与仐罩8周边排出的废气进行交汇混合。经过多次的水汽与废气交汇融合，脱除精度达到1微米，废气中颗粒物浓度小于0.01mg/M³。脱除胶末的废气通过排气口进入后端尾气治理设备。胶末收集单元内置筛分型收集罐，通过过滤筛17可以滤掉胶末中绝大部分的水，方便将胶末进行回收处理；滤出的水回到前端的水旋分离单元和水洗单元循环使用，无二次污染。

采用上述实施例的装置分别应用于某橡胶厂丁苯橡胶、稀土顺丁橡胶和顺丁橡胶线，废气总风量40000NM³，废气中含有大量胶末，设备运行时间要求全天24小时运行。

处理结果，脱除精度达到1微米，废气中颗粒物浓度小于0.01mg/M³。