工业烘干设备废气的热能利用及治理工艺

冉向阳

摘 要： 工业烘干设备在化工、医药、矿山等行业均有重要应用。但是在高温环境下，容易产生大量的油烟、臭气以及其他污染性气体。这些废气如果不能进行及时有效的处理，直接排放到空气中，容易造成严重的空气污染，危害厂区及周边地区群众的健康。以往工业烘干设备采取的废气处理方式，主要有活性炭吸附、静电吸附等几种，但是都存在不同程度的缺陷。本文提出了一种循环式废气热能利用及污染处理工艺，经过试验确定最终排放的气体符合环保标准，具有较强的实用性。

关键词： 工业烘干设备;废气;热能利用;治理措施

一、工业烘干设备废气的排放特点

大型工业企业中烘干设备的规模大、数量多，每天产生的废气严重污染厂区空气环境。这些废气通常具有高温、高湿、高污染的特点，通过收集废气进行成分分析，可以发现废气中各类化合物的类型较多，常见的有氮氧化物、硫化物、氟化物以及油烟等等。相比于工业企业的其他废弃物（废水、废渣等），废气的排放更加隐蔽，一些工业企业通常选择在夜晚生产，逃避相关部门的监管。大量的废气随风飘散，能够对周边几公里的空气造成明显污染。另外，这些排放的废气还会与空气中的水蒸气结合，随着降水污染河水、土壤，产生的危害巨大。特别是对于一些工业企业比较集中的园区，加强工业烘干设备废气处理势在必行。

二、传统废气处理方式的弊端

1.水喷淋方式

早期工业企业采用的一种废气处理手段，但是废气中各类氧化物的水溶性较差，处理效果并不理想。即便是有部分废气溶于水中，也只是以另一种污染形式存在，并不会消除破坏影响。这种简单化的废气处理方式逐渐淘汰。

2.活性炭吸附方式

活性炭虽然对废气中各类污染成分具有较强的吸附能力，但是在实际应用中也存在诸多问题，例如活性炭吸附能力有限，而对于大型工业企业来说，每天排放的废气体积庞大，使用活性炭吸附无形中增加了处理成本。吸附了废气后的活性炭，如何处理仍然是一个棘手的问题。

3.前处理+静电吸附+VOCs处理方式

这种组合式的废气处理方式，是目前国内工业企业对烘干设备废气处理的一种主流方式，其优点在于通过前处理，可以对废气进行一遍简单的筛选，例如将废气中的水汽、颗粒物、蜡质等杂物处理干净。然后采用静电吸附的方式，可以对废气中主要的氧化物、VOCs（挥发性有机物）等进行高效处理。但是在工业应用中也面临一定的问题，例如静电吸附能力有限，可能会造成废气中部分污染物不能处理干净，最终产物仍然具有污染性。另外，废气热能没有得到重复利用，也在一定程度上带来了损失。

三、工业烘干设备废气的热能利用及处理工艺

1.工艺概述

首先废气经过多级自动安全防火阀，多重防火以杜绝安全隐患，再进入多级自动除杂装置，把废气中的杂物如毛团、纤维、大颗粒物、大液滴等拦截下来。再采用气水热交换的方式，把废气中的热能转换到清洁水里，应用到生产或生活中;或者采用气气热交换方式，转换成热风，回收的清洁热风回用到原烘干设备及其它需要清洁热风之处。同时根据多数废气中含有冷凝物的特性，在降温过程中把冷凝物去除，降温后的废气经过多级乳化喷淋，除味、除雾等前处理工序进行处理。而后废气再进入多级立式高压静电装置吸附油烟和颗粒物，如果废气中含有低浓度的VOCs，我们采用公司最新研发微纳米气泡技术，去除VOCs，最终排放废气可以达到目前最严的环保标准的要求。

2.系统组成

（1）多级自动防火风门。在防火风门上安装有温度传感器，传感器采用无线连接方式，与控制台上的计算机完成连接。温度传感器上设置有报警温度，当温度升高且达到报警温度后，会触发报警器。该信号会同步到计算机中，由计算机下达控制指令，关闭防火风门。同时，启动消防蒸汽灭火设备，进行现场火情控制。有了多级自动防火风门，提高了传统废气处理设备中容易因为高温引发火灾的问题，确保了整个废气处理流程的安全。

（2）多级自动除杂部套。废气进入多级自动除杂装置后被专有过滤网阻隔，积聚到一定厚度，节能电机驱动毛刷清理，被清理的杂物因负压原理自动进入集中储毛箱，经多级过滤后的废气进入到下一道工序，此装置配置有自动清洗机构。

（3）热交换部套。该部分是完成废气热能回收利用的主要功能模块。在设备材质上，选择使用导热效率极高的不锈钢，同时还具备较强的防腐蚀性能，延长了在高温、高湿环境下的设备使用性能。同时，热交换部套中还安装了自动清洗设备，这样每隔一段时间可以完成一次内部清洗，避免了设备长期使用后出现油泥堵塞的问题。热交换部套提供两种热换形式，一种是气水交换，另一种是气气交换。

（4）除冷凝物部套。当高温废气的温度逐渐降低后，会产生一定量的冷凝物。这些冷凝物经常会固定在设备的内壁上，不仅使设备内壁增厚导热性变差，增加了设备出现爆炸的概率，而且部分冷凝物（如硫化物、氯化物等）还会加剧设备内壁腐蚀，缩短设备使用寿命。除冷凝物部套的作用就是在冷凝物形成、且尚未附着到设备内壁的过程中将其除去，消除设备运行时的安全隐患。

（5）多级自动清洗部套。整套设备投入使用一段时间后，每部会积留一些杂质，自动清洗模块可以按照一定的周期进行内部除杂，保证整个系统顺利运行。与上文中多级除杂部套的区别在于，多级自动除杂部套是对废气进行除杂，其功能是提高废气净化处理效率;而多级清洗部套主要是对设备进行清洁。

3.废气余热的回收利用

本文提出的这种工业烘干设备废气热能利用工艺，可以将废气中的热量，转化为无害化的热风或热水。热风经过仪器检测达到排放标准后，可以直接排放;热水可以回收利用。某工业企业引进该套处理设备后，取得了如下效益：

该企业有台排风量为1.8×105m3·h-1的中型烘干設备，从设备入口导入的废气平均温度为160℃，收集设备出口排出的热风温度为70℃，降温90℃，热能利用效果明显。将这部分热风回收，结合转换公式：

（风量×温差×密度×系数）/标准煤热值=标准煤（kg）

（180000×90×1.2×0.24）/6500=60.1kg

同时，企业每月正常工作26天，每吨标煤价格按1000元计算，通过热能回收每年可以帮助企业节约：60.1kg×1元/kg×24h×26d×12m=44.9万元/年。

结语：工业企业的烘干设备使用过程中，产生的高温废气如果直接排放，会造成严重污染，企业也将面临严厉处罚。通过引进配套的废气处理设备，不仅可以净化废气中的有害物质，而且可以将废气的热能回收利用，重新投入到生产中，帮助企业节约成本，间接的创造了可观的经济利益。因此，工业企业要注重技术创新，使用新技术、新设备，实现清洁、绿色生产，走可持续发展道路。

参考文献

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