工業烘干設備廢氣的熱能利用及治理工藝

冉向陽

摘 要： 工業烘干設備在化工、醫藥、礦山等行業均有重要應用。但是在高溫環境下，容易產生大量的油煙、臭氣以及其他污染性氣體。這些廢氣如果不能進行及時有效的處理，直接排放到空氣中，容易造成嚴重的空氣污染，危害廠區及周邊地區群眾的健康。以往工業烘干設備采取的廢氣處理方式，主要有活性炭吸附、靜電吸附等幾種，但是都存在不同程度的缺陷。本文提出了一種循環式廢氣熱能利用及污染處理工藝，經過試驗確定最終排放的氣體符合環保標準，具有較強的實用性。

關鍵詞： 工業烘干設備;廢氣;熱能利用;治理措施

一、工業烘干設備廢氣的排放特點

大型工業企業中烘干設備的規模大、數量多，每天產生的廢氣嚴重污染廠區空氣環境。這些廢氣通常具有高溫、高濕、高污染的特點，通過收集廢氣進行成分分析，可以發現廢氣中各類化合物的類型較多，常見的有氮氧化物、硫化物、氟化物以及油煙等等。相比于工業企業的其他廢棄物（廢水、廢渣等），廢氣的排放更加隱蔽，一些工業企業通常選擇在夜晚生產，逃避相關部門的監管。大量的廢氣隨風飄散，能夠對周邊幾公里的空氣造成明顯污染。另外，這些排放的廢氣還會與空氣中的水蒸氣結合，隨著降水污染河水、土壤，產生的危害巨大。特別是對于一些工業企業比較集中的園區，加強工業烘干設備廢氣處理勢在必行。

二、傳統廢氣處理方式的弊端

1.水噴淋方式

早期工業企業采用的一種廢氣處理手段，但是廢氣中各類氧化物的水溶性較差，處理效果并不理想。即便是有部分廢氣溶于水中，也只是以另一種污染形式存在，并不會消除破壞影響。這種簡單化的廢氣處理方式逐漸淘汰。

2.活性炭吸附方式

活性炭雖然對廢氣中各類污染成分具有較強的吸附能力，但是在實際應用中也存在諸多問題，例如活性炭吸附能力有限，而對于大型工業企業來說，每天排放的廢氣體積龐大，使用活性炭吸附無形中增加了處理成本。吸附了廢氣后的活性炭，如何處理仍然是一個棘手的問題。

3.前處理+靜電吸附+VOCs處理方式

這種組合式的廢氣處理方式，是目前國內工業企業對烘干設備廢氣處理的一種主流方式，其優點在于通過前處理，可以對廢氣進行一遍簡單的篩選，例如將廢氣中的水汽、顆粒物、蠟質等雜物處理干凈。然后采用靜電吸附的方式，可以對廢氣中主要的氧化物、VOCs（揮發性有機物）等進行高效處理。但是在工業應用中也面臨一定的問題，例如靜電吸附能力有限，可能會造成廢氣中部分污染物不能處理干凈，最終產物仍然具有污染性。另外，廢氣熱能沒有得到重復利用，也在一定程度上帶來了損失。

三、工業烘干設備廢氣的熱能利用及處理工藝

1.工藝概述

首先廢氣經過多級自動安全防火閥，多重防火以杜絕安全隱患，再進入多級自動除雜裝置，把廢氣中的雜物如毛團、纖維、大顆粒物、大液滴等攔截下來。再采用氣水熱交換的方式，把廢氣中的熱能轉換到清潔水里，應用到生產或生活中;或者采用氣氣熱交換方式，轉換成熱風，回收的清潔熱風回用到原烘干設備及其它需要清潔熱風之處。同時根據多數廢氣中含有冷凝物的特性，在降溫過程中把冷凝物去除，降溫后的廢氣經過多級乳化噴淋，除味、除霧等前處理工序進行處理。而后廢氣再進入多級立式高壓靜電裝置吸附油煙和顆粒物，如果廢氣中含有低濃度的VOCs，我們采用公司最新研發微納米氣泡技術，去除VOCs，最終排放廢氣可以達到目前最嚴的環保標準的要求。

2.系統組成

（1）多級自動防火風門。在防火風門上安裝有溫度傳感器，傳感器采用無線連接方式，與控制臺上的計算機完成連接。溫度傳感器上設置有報警溫度，當溫度升高且達到報警溫度后，會觸發報警器。該信號會同步到計算機中，由計算機下達控制指令，關閉防火風門。同時，啟動消防蒸汽滅火設備，進行現場火情控制。有了多級自動防火風門，提高了傳統廢氣處理設備中容易因為高溫引發火災的問題，確保了整個廢氣處理流程的安全。

（2）多級自動除雜部套。廢氣進入多級自動除雜裝置后被專有過濾網阻隔，積聚到一定厚度，節能電機驅動毛刷清理，被清理的雜物因負壓原理自動進入集中儲毛箱，經多級過濾后的廢氣進入到下一道工序，此裝置配置有自動清洗機構。

（3）熱交換部套。該部分是完成廢氣熱能回收利用的主要功能模塊。在設備材質上，選擇使用導熱效率極高的不銹鋼，同時還具備較強的防腐蝕性能，延長了在高溫、高濕環境下的設備使用性能。同時，熱交換部套中還安裝了自動清洗設備，這樣每隔一段時間可以完成一次內部清洗，避免了設備長期使用后出現油泥堵塞的問題。熱交換部套提供兩種熱換形式，一種是氣水交換，另一種是氣氣交換。

（4）除冷凝物部套。當高溫廢氣的溫度逐漸降低后，會產生一定量的冷凝物。這些冷凝物經常會固定在設備的內壁上，不僅使設備內壁增厚導熱性變差，增加了設備出現爆炸的概率，而且部分冷凝物（如硫化物、氯化物等）還會加劇設備內壁腐蝕，縮短設備使用壽命。除冷凝物部套的作用就是在冷凝物形成、且尚未附著到設備內壁的過程中將其除去，消除設備運行時的安全隱患。

（5）多級自動清洗部套。整套設備投入使用一段時間后，每部會積留一些雜質，自動清洗模塊可以按照一定的周期進行內部除雜，保證整個系統順利運行。與上文中多級除雜部套的區別在于，多級自動除雜部套是對廢氣進行除雜，其功能是提高廢氣凈化處理效率;而多級清洗部套主要是對設備進行清潔。

3.廢氣余熱的回收利用

本文提出的這種工業烘干設備廢氣熱能利用工藝，可以將廢氣中的熱量，轉化為無害化的熱風或熱水。熱風經過儀器檢測達到排放標準后，可以直接排放;熱水可以回收利用。某工業企業引進該套處理設備后，取得了如下效益：

該企業有臺排風量為1.8×105m3·h-1的中型烘干設備，從設備入口導入的廢氣平均溫度為160℃，收集設備出口排出的熱風溫度為70℃，降溫90℃，熱能利用效果明顯。將這部分熱風回收，結合轉換公式：

（風量×溫差×密度×系數）/標準煤熱值=標準煤（kg）

（180000×90×1.2×0.24）/6500=60.1kg

同時，企業每月正常工作26天，每噸標煤價格按1000元計算，通過熱能回收每年可以幫助企業節約：60.1kg×1元/kg×24h×26d×12m=44.9萬元/年。

結語：工業企業的烘干設備使用過程中，產生的高溫廢氣如果直接排放，會造成嚴重污染，企業也將面臨嚴厲處罰。通過引進配套的廢氣處理設備，不僅可以凈化廢氣中的有害物質，而且可以將廢氣的熱能回收利用，重新投入到生產中，幫助企業節約成本，間接的創造了可觀的經濟利益。因此，工業企業要注重技術創新，使用新技術、新設備，實現清潔、綠色生產，走可持續發展道路。

參考文獻

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