一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺的制作方法

1.本发明涉及废气处理技术领域，具体为一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺。


背景技术：

2.碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料；它是由聚丙烯腈通过上浆、氧化、低温碳化、高温碳化等多道工序制备而成；在碳纤维生产的低温碳化和高温碳化过程是将预氧化的聚丙烯氰丝束在氮气保护下加温到一定的温度，将聚丙烯氰丝束碳化，在此过程中会释放出大量氰化氢、氨气、一氧化碳；特别是氰化氢为剧毒物质，抑制呼吸酶，造成细胞内窒息；短时间内吸入高浓度氰化氢气体，可立即呼吸停止而死亡；而且在碳化过程中，特别是低温碳化过程会释放大量的硅油、碳丝、碳粒，很容易在废气管道上凝结，堵塞废气管道，使得整线需要停机清理，影响整线的产能；
3.氰化氢的目前国家对氰化氢的排放要求控制非常严格，允许排放浓度仅有1.9mg/m3，原废气中氰化氢含量大约为30000mg/m3，需要处理效率须达到99.994％；我国对氮氧化物的排放要求为240mg/m3，有些地方要求更低，有的地方甚至要求控制在50mg/m3，因此要求99.2％的氰化氢燃烧后转变为氮气，防止氮氧化物的生成；同时废气中的大量焦油燃烧后产生的二氧化硅粉尘高达1000mg/m3，严重超出了国家标准，同时还容易堵塞换热管，及脱硝催化剂，因此，针对上述问题提出一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺，优化了碳纤维生产过程中低碳炉和高碳炉废气的处理工艺，使低碳炉废气收集管道不易堵塞，可在线清理；使得氰化氢能达到国家排放标准1.9mg/m3，而且减少了氮氧化物(nox)的生成及后续氮氧化物的治理；增加粉尘治理设备，使得粉尘达到排放要求，换热系统堵塞的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺，高碳炉废气和低碳炉废气通过收集管道进入到直燃式焚烧炉的内侧，然后高碳炉废气和低碳炉废气经过直燃式焚烧炉焚烧后进入到余热锅炉内侧进行余热回收，然后废气再进入到高温除尘器中进行出去废气中的粉尘，经过除尘后的废气进入scr脱硝系统除去废气中的氮氧化物，然后废气再进入省煤器回收多余的热量，最后废气经风机排放。
7.优选的，所述收集管道包括进气管、连接管、汇总管和输入管，所述进气管呈“冂”字型设置，所述进气管的顶端中央位置处连通有连接管，所述连接管的另一端连通有汇总管，所述汇总管的中央位置处连通有输入管，所述进气管的两端、进气管中央部分两侧和连接管中间部分均安装有控制阀，所述进气管和输入管的弯折处均设有法兰盘，所述连接管与进气管连接的一端设有法兰盘，所述汇总管的两端与连接管连接处设有法兰盘，所述输入管与汇总管连接的一端设有法兰盘，所述法兰盘的另一侧安装有盲法兰。
8.优选的，所述进气管的数量为多组，且进气管通过连接管均匀的安装在汇总管的一侧。
9.优选的，所述进气管、连接管、汇总管和输入管的外侧均设有电伴热，且电伴热均匀紧密的缠绕在进气管、连接管、汇总管和输入管的外侧。
10.优选的，所述直燃式焚烧炉包括炉体、高炭炉废气喷枪、低炭炉废气喷枪、第一新风入口、第二新风入口、第三新风入口、和第四新风入口，所述炉体的一端两侧分别连通有高炭炉废气喷枪和低炭炉废气喷枪，所述高炭炉废气喷枪的外侧连通有第一新风入口，所述低炭炉废气喷枪的外侧连通有第二新风入口，所述炉体的前段内侧设有燃烧器，所述炉体的前段上安装有第三新风入口，所述炉体的后端上安装有第四新风入口。
11.优选的，所述余热锅炉内侧的换热管采用90
°
排列的方式，换热管管壁最小距离不小于50，换热管中间配有吹灰器。
12.优选的，所述scr脱硝系统内装有催化剂，用尿素将废气中的氮氧化物还原。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.1、本发明中，通过设置的废气收集管道，直燃式焚烧炉、余热锅炉余热回收系统，高温除尘器，scr脱硝装置，省煤器，风机，经过这套系统处理的高低炭废气hcn可达到1.9mg/m3以下，粉尘可以降到10mg/m3以下，氮氧化物降到50mg/m3以下。
15.2、本发明中，废气收集管道采用换十字交叉管道，并缠有电伴热防止焦油结焦，两端都设有盲法兰，可以打开清理，管道上设置阀门可以关闭在线清理。
16.3、本发明中，焚烧炉焚高低炭两个喷枪进入焚烧炉，每个喷枪都设有新风入口，使得废气与氧气能迅速混合，直燃炉前段和后段分开控制，更容易控制直燃式焚烧炉的贫氧燃烧。
17.4、本发明中，换热管采用90
°
排列，换热管最小距离不小于50，换热管中间配有吹灰器，可防止粉尘堵塞换热管的间隙。
附图说明
18.图1为本发明整体流程图；
19.图2为本发明收集管道结构示意图；
20.图3为本发明直燃式焚烧炉结构示意图。
21.图中：1、高碳炉废气；2、低碳炉废气；3、收集管道；31、进气管；32、连接管；33、汇总管；34、输入管；35、控制阀；36、盲法兰；4、直燃式焚烧炉；41、炉体；42、高炭炉废气喷枪；43、低炭炉废气喷枪；44、第一新风入口；45、第二新风入口；46、第三新风入口；47、第四新风入口；5、余热锅炉；6、高温除尘器；7、scr脱硝系统；8、省煤器；9、风机。
具体实施方式
22.实施例1：请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：
23.一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺，高碳炉废气1和低碳炉废气2通过收集管道3进入到直燃式焚烧炉4的内侧，然后高碳炉废气1和低碳炉废气2经过直燃式焚烧炉4焚烧后进入到余热锅炉5内侧进行余热回收，然后废气再进入到高温除尘器6中进行出去废气中的粉尘，经过除尘后的废气进入scr脱硝系统7除去废气中的氮氧化物，然后废气
再进入省煤器8回收多余的热量，最后废气经风机9排放。
24.收集管道3包括进气管31、连接管32、汇总管33和输入管34，进气管31呈“冂”字型设置，进气管31的顶端中央位置处连通有连接管32，连接管32的另一端连通有汇总管33，汇总管33的中央位置处连通有输入管34，进气管31的两端、进气管31中央部分两侧和连接管32中间部分均安装有控制阀35，进气管31和输入管34的弯折处均设有法兰盘，连接管32与进气管31连接的一端设有法兰盘，汇总管33的两端与连接管32连接处设有法兰盘，输入管34与汇总管33连接的一端设有法兰盘，法兰盘的另一侧安装有盲法兰36，进气管31的数量为多组，且进气管31通过连接管32均匀的安装在汇总管33的一侧，这种设置便于后期在使用时，通过使用控制阀35切换管道，然后打开盲法兰进行清理管道；进气管31、连接管32、汇总管33和输入管34的外侧均设有电伴热，且电伴热均匀紧密的缠绕在进气管31、连接管32、汇总管33和输入管34的外侧，这种设置可以有效的防止焦油结焦，便于进行清理使用；直燃式焚烧炉4包括炉体41、高炭炉废气喷枪42、低炭炉废气喷枪43、第一新风入口44、第二新风入口45、第三新风入口46、和第四新风入口47，炉体41的一端两侧分别连通有高炭炉废气喷枪42和低炭炉废气喷枪43，高炭炉废气喷枪42的外侧连通有第一新风入口44，低炭炉废气喷枪43的外侧连通有第二新风入口45，炉体41的前段内侧设有燃烧器，炉体41的前段上安装有第三新风入口46，炉体41的后端上安装有第四新风入口47，这种设置可以有效的控制燃烧的温度，从而保证废气较好的处理效果；余热锅炉5内侧的换热管采用90
°
排列的方式，换热管管壁最小距离不小于50，换热管中间配有吹灰器，这种设置可以防止粉尘堵塞换热管的间隙，scr脱硝系统7内装有催化剂，用尿素将废气中的氮氧化物还原，这种设置可以有效的降低废气中氮氧化物的含量。
25.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺，其特征在于：高碳炉废气(1)和低碳炉废气(2)通过收集管道(3)进入到直燃式焚烧炉(4)的内侧，然后高碳炉废气(1)和低碳炉废气(2)经过直燃式焚烧炉(4)焚烧后进入到余热锅炉(5)内侧进行余热回收，然后废气再进入到高温除尘器(6)中进行出去废气中的粉尘，经过除尘后的废气进入scr脱硝系统(7)除去废气中的氮氧化物，然后废气再进入省煤器(8)回收多余的热量，最后废气经风机(9)排放。2.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺，其特征在于：所述收集管道(3)包括进气管(31)、连接管(32)、汇总管(33)和输入管(34)，所述进气管(31)呈“冂”字型设置，所述进气管(31)的顶端中央位置处连通有连接管(32)，所述连接管(32)的另一端连通有汇总管(33)，所述汇总管(33)的中央位置处连通有输入管(34)，所述进气管(31)的两端、进气管(31)中央部分两侧和连接管(32)中间部分均安装有控制阀(35)，所述进气管(31)和输入管(34)的弯折处均设有法兰盘，所述连接管(32)与进气管(31)连接的一端设有法兰盘，所述汇总管(33)的两端与连接管(32)连接处设有法兰盘，所述输入管(34)与汇总管(33)连接的一端设有法兰盘，所述法兰盘的另一侧安装有盲法兰(36)。3.根据权利要求2所述的一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺，其特征在于：所述进气管(31)的数量为多组，且进气管(31)通过连接管(32)均匀的安装在汇总管(33)的一侧。4.根据权利要求2所述的一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺，其特征在于：所述进气管(31)、连接管(32)、汇总管(33)和输入管(34)的外侧均设有电伴热，且电伴热均匀紧密的缠绕在进气管(31)、连接管(32)、汇总管(33)和输入管(34)的外侧。5.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺，其特征在于：所述直燃式焚烧炉(4)包括炉体(41)、高炭炉废气喷枪(42)、低炭炉废气喷枪(43)、第一新风入口(44)、第二新风入口(45)、第三新风入口(46)、和第四新风入口(47)，所述炉体(41)的一端两侧分别连通有高炭炉废气喷枪(42)和低炭炉废气喷枪(43)，所述高炭炉废气喷枪(42)的外侧连通有第一新风入口(44)，所述低炭炉废气喷枪(43)的外侧连通有第二新风入口(45)，所述炉体(41)的前段内侧设有燃烧器，所述炉体(41)的前段上安装有第三新风入口(46)，所述炉体(41)的后端上安装有第四新风入口(47)。6.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺，其特征在于：所述余热锅炉(5)内侧的换热管采用90
°
排列的方式，换热管管壁最小距离不小于50，换热管中间配有吹灰器。7.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺，其特征在于：所述scr脱硝系统(7)内装有催化剂，用尿素将废气中的氮氧化物还原。

技术总结
本发明涉及废气处理技术领域，尤其为一种用于碳纤维低碳炉和高碳炉废气处理工艺，高碳炉废气和低碳炉废气通过收集管道进入到直燃式焚烧炉的内侧，然后高碳炉废气和低碳炉废气经过直燃式焚烧炉焚烧后进入到余热锅炉内侧进行余热回收，然后废气再进入到高温除尘器中进行出去废气中的粉尘，经过除尘后的废气进入SCR脱硝系统除去废气中的氮氧化物，然后废气再进入省煤器回收多余的热量，最后废气经风机排放；本发明中，通过设置的废气收集管道，直燃式焚烧炉、余热锅炉余热回收系统，高温除尘器，SCR脱硝装置，省煤器，风机，经过这套系统处理的高低炭废气HCN可达到1.9mg/m3以下，粉尘可以降到10mg/m3以下，氮氧化物降到50mg/m3以下。下。


技术研发人员：沈建明 周赛
受保护的技术使用者：浙江精功新材料技术有限公司
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/9/23